초기 화재 조건에서 생성되는 폴리우레탄 폼의 연기 내 입자상 물질 특성

Characteristics of Polyurethane Foam Smoke Particles Formed during Initial Fire Stages

고체 가연물은 열원에 노출되면 열분해 반응을 통해 표면에서 응축상 및 가스상 물질을 생성한다. 열분해 생성물은 점화 및 화재 성장 과정과 연기 특성을 결정한다. 화염전파 및 화재확산과 같은 복잡한 화재 현상을 구현하기위해서는 고체 가연물의 열분해 반응이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 thermogravimetric analysis (TGA) 및 opticalparticle counter (OPC) 장치를 사용하여 폴리우레탄 폼의 열분해 반응 메커니즘을 기반으로 한 연기 입자 생성물을분석하였다. TGA 결과, 폴리우레탄 폼의 열분해 반응은 두 번의 질량 감소를 통해, 산화 반응은 세 번의 질량 감소를통해 일어났다. OPC 결과, 낮은 온도에서 생성되는 연기 입자는 점화원 유무에 영향을 받는 것을 확인하였다. 또한,열분해 모델링 시 입자상 물질의 거동을 고려하기 위한 방안이 검토되었다.

When exposed to an external heat source, a solid fuel generates condensed and gaseous phases on its surface throughpyrolysis. The pyrolysis products can determine ignition and fire development, as well as smoke release. Elucidating thepyrolysis process is essential for predicting complex fire phenomena such as flame propagation and spread. In this study,thermogravimetric analysis (TGA) and an optical particle counter (OPC) were used to investigate smoke particle formationbased on pyrolysis. The TGA results revealed that polyurethane foam pyrolyzed in two stages and then oxidized in threestages. The OPC results confirmed that smoke particle formation depended on the presence of an ignition source at lowtemperatures. Additionally, methods are provided to account for the behavior of particulate matter during pyrolysismodeling.