건축물 화재시 개구분출화염으로부터의 복사열유속 위험성 추정 표준에 관한 연구

Standardization on the Risk Assessment Method of the Radiation Heat Flux from Ejected Flame in Building Fire

건축물 구획 내 화재시 플래시오버가 발생하면 폭발적으로 화재가 성장하게 되고, 화재의 성상은 연료지배형화재에서 환기지배형화재로 전환된다. 이에 따라 개구부를 통해 화염 및 미연소 가스가 분출하게 된다. 분출된 미연소 가스는 외부의 산소와 만나 격렬히 반응하여 대규모 분출화염을 형성하고 이로 인해 화재는 상층부로 연소 확대된다. 또한, 인접건물에 고온의 복사열을 방사함으로써 건물 간 화재 확대의 원인으로 작용한다. 이와 관련하여 국내외 연구기관에서 개구분출화염에 대해서 다양한 연구가 진행되고 있으나, 복사열에 의한 인접건물로의 연소확대 위험성에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서 개구분출화염을 동반한 화재 통계자료를 분석한 결과 개구분출화염을 동반한 화재 건수는 전체적으로 살펴보면 평균적으로 매년 1,577건이 발생되고 있으며, 의정부 화재 사례를 조사한 결과 화재가 최성기로 도달하여 분출화염이 발생하였고, 외장재로 가연물 건축 자재가 사용되어 분출화염의 복사 및 대류열에 의해 인접 건물로 연소 확대되어 큰 인명 및 재산피해가 발생하였다. 인접건물로의 복사열유속 위험성 추정 알고리즘 구축하여 이에 대한 검증시험을 ISO 13785-2 실물규모 외벽 화재 실험장비를 이용하여 수행하였다. 그 결과 제안한 알고리즘의 계산 결과와 검증 실험 결과가 유사한 경향을 나타내어 향후 건물 간 복사열유속 추정을 위한 평가방법으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

When a flashover occurs from the fire in the building block, the fire explosively grows and the nature of the fire changes from a fuel-controlled fire to a ventilation-controlled fire. As a result, flame and unburned gas are ejected through the openings. The ejected unburned-gas reacts with external oxygen violently to form a large-scale ejected flame, which causes the fire to expand to the upper layer. Also, radiating high-temperature radiant heat to neighboring buildings contributes to spread fire between buildings. In this regard, various researches have been carried out on the ejected flame from an opening in domestic and overseas research institutes, but researches on the risk of fire spread into adjacent buildings due to radiant heat are very insufficient. In this study, analyzing the statistics on the fire accompanied with the ejected flame from an opening shows that the number of fires accompanied with the ejected flame from an opening was 1577 cases per year on average. As a result of investigation of Uijeongbu fire case, the ejected flame was generated from the fire reached at the peak period and combustible building material was used as the exterior material, and burning to the adjacent building was spread by radiation and convection heat of the ejected flame, resulting in great loss of life and property. A radiation heat flux risk assessment algorithm for adjacent buildings was constructed and its verification test was conducted using ISO 13785-2 full-scale external wall fire test equipment. As a result, the calculation results of the proposed algorithm and the verification test results show similar tendency, and it can be utilized as an assessment method for estimating the radiation heat flux between buildings in the future.