주택실물화재실험 위탁사업 2008. 8 소방방재청

목 차 연구의 필요성 연구목표 및 내용 추진전략 및 방법 기대성과 및 활용방안

연구의 필요성 경제/사회적 측면 기술적 측면 최근 10년간 화재발생건수는 연평균 6.8％ 증가 (인명피해 14.3％, 재산피해 170％ 증가) 주택, 아파트 화재는 전체 화재건수의 23~24% 주택화재 예방을 위한 근본적 제도와 대책 강구 실물화재 실험 등을 통하여 화재로 인한 위험성 분석 및 효과적인 소방안전 대책 수립 필요 선진국 국내

연구목적 주택화재 예비실험(표준 가연물 연소실험, 화재 표준 공간별 화재실험)을 통한 화재발열량 및 연소생성물 DB 구축 실물화재 실험(야외실험)을 통한 주택 화재 예방 및 최적 대응 방안 수립 주택 소방설비 성능평가

연구내용 주택가연물질별 연소생성물 파악(표준 가연물별 화재실험) 주택(연립 및 아파트) 가연성물질 각각에 대한 연소생성물 파악 및 DB화 (건기연) 주택화재 예비실험(표준공간별 가연물 화재실험) 주택(연립 및 아파트) 공간별 연소생성물 파악 및 DB화 (건기연) 실물 실험에서 어려운 반복 화재안전시설 성능실험 수행 (검정공사) 주택 실물화재 실험(야외실험) 주택화재에 따른 연소성상 및 연기거동 특성파악 과 해결방안 제안 (기계연) 소화설비의 소화성능, 신뢰성 평가와 주택 화재예방 시스템 제안 (기계연) 실 화재 실험데이터 수치해석 재현 및 검증프로그램 확보 (기계연) 화재진압, 피난활동 장애요인 분석 및 해결방안 제안 (기계연) 주택화재 화재진압 기준모델 제안 (전주대학교) 우수 소방제품의 실화재 적응성 검증실험 및 문제점 파악 (검정공사) 기타 고층(15층 이상) 아파트 관련 연계실험 (기계연)

세부연구내용-주택가연물 및 예비실험 구분 연구 목표 연구 내용 주택 연소 생성물 및 화재발열량 DB 구축 가연성 물질 공간별 가연물 종류 및 양 조사 주택 면적별 가연성 물질 종류 및 양 조사를 위한 현장 실태 조사 이불, 침대, TV, 냉장고, 소파, 세탁기 등 10종의 구성 재료 설정 Room Corner Tester를 통한 실규모 주택 가연물에 대한 발열량, 연기발생량 등 실물평가 및 DB 구축 CO, CO2, HBr, HCl의 유독가스 성분 실험 및 분석 가연성 물질 공간별(거실, 침실, 부엌 등) 연소 시 방출열량, 유독가스 성분 및 발생량 파악 주택 면적별 현장 실태 조사를 바탕으로 (거실, 침실, 주방 가연물량 분석 주택 면적별, 단위공간별 화재하중 설정 실제 대상 공간을 재현하여 공간별 구성 (거실-TV,책장,소파, 장식장 등, 부엌-싱크대, 가스레인지, 냉장고 등, 침실-침대, 장롱 등) Large Scale Calorimeter를 통한 실규모 화재 실험 및 분석 주택 공간별 열방출량 및 유독가스 발생량 분석 주택가연물(이불, 침대 등)의 연소패턴(훈소 현상 포함)과 위험성 분석 주택 가연물의 화재크기 및 화재위험도 분석

수행방법 -주택가연물 및 예비실험 실험대상 단위가구 : 이불, 침대, TV, 냉장고, 소파, 세탁기 등 10종(주택화재와 동일모델 사용) 단위공간 : 주택 면적별(66㎡ 이하, 66~99㎡, 99㎡ 이상) 거실, 침실, 부엌에 대한 실물실험 수행(총 실험수행 횟수 : 2~3회) 실험장치 온도측정 : wire 직경 0.6mm의 단열된 K-type 열전대 발열량 및 연기농도 측정 : Large Scale Calorimeter 및 Room Corner Tester를 통한 열방출율(Heat release rate), 연기농도, 산소(O2) 및 일산화탄소(CO), 이산화 탄소(CO2)량 측정 유독가스농도 측정 : Large Scale Calorimeter 및 Room Corner Tester와 FTIR(Fourier Transform Infrared Spectoroscopy)을 연계하여 실시간 HBr, HCl, NO2, SO2 등의 유독가스 측정

Large Scale Calorimeter 수행방법 -주택가연물 및 예비실험 Controller FTIR Gas Analyzer Manometer, TC BLOWER Hood O2, CO2, CO HBr, HCl P, T 주택 Mockup PC ISO 9705 (Room Corner Test) Large Scale Calorimeter 화재 발열량 측정시스템

세부연구내용-주택 실물화재 실험(야외실험) 구분 연구 목표 연구 내용 주택 실물 화재실험 주택실물화재에 따른 연소 성상 및 연기 거동 특성 파악과 해결방안 제안 주택 소화설비작동하지 않은 상태에서의 화재성상 파악 실물화재실험 결과(온도분포, 농도분포) 분석을 통한 연소확대 경로 및 취약부분 파악 확장 발코니 방화판 내열성능 시험 및 분석 Flash-over 시간 예측 및 소방관 도착시간 관계 검토 연기거동 분석 결과에 따른 화재진압 장애 요인 파악 실 화재 실험 데이터 수치해석 재현 및 검증프로그램 확보 주택 화재 수치해석 재현 화재진압, 피난활동 장애요인 분석 및 해결방안 제안 온도분포, 농도분포 및 가시화 촬영 분석을 통한 계단실, 통로로의 연기 전파 경로 분석 온도분포 및 농도분포(CO 농도 중점 분석) 분석을 통한 백드래프트의 발생 여부에 관한 가능성 평가 벽면 온도 계측을 통한 조적 구조의 도괴 가능성 분석 주택화재 진압 기준모델 제안 주택 화재하중에 따른 소방력 기준 제시 및 소방대원 배치 분석 수손 피해 최소화를 위한 화재진압요령 제안 기타 고층(15층 이상) 아파트 관련 연계 실험 연립주택 실물화재 실험결과의 연기 전파경로를 토대로 고층 아파트의 연기 전파 재현

수행방법 -주택 실물화재 실험(야외실험) 실험대상 주택공사 제공 4층 미만 연립주택 면적 : 주택공사와 협의 후 결정 화재 시나리오 가연물 : 표준 화재가연물(건기연)과 기타 실제 조사를 통해 얻어진 가연물을 대상 주택에 배치 화원 : 화원의 시작점은 화재발생 위험도가 높은 주방에서 발생, 각 방으로 전파되고 발코니를 통해 외부로 출화되도록 설정 경계조건 : 실험주택이 결정된 후 창이나 문의 개폐정도를 결정(소방방재청과 협조) 실험장치 온도계측 : K-type 열전대 사용, 각 공간별 온도 계측, 화재전파경로 파악을 위한 주요 가연물 상부 온도계측, 구조체 안전성 평가를 위한 벽체 표면온도 계측, 현관문 표면온도 계측 가스농도 계측 : 각 공간의 CO, CO2, O2 농도 계측 가시화 : 화재전파 및 연기전파상황 파악을 위한 영상기록 장치 설치 자료취득 장치 : 온도 90채널, 농도 9채널을 1초 간격으로 측정 실험회수 실물화재실험 : 2회(표준조건 1회, 소화설비 작동 1회)

주택 –경기도 성남 중동 재생건설 지구(주택공사협조) 실험장소 해오름 주차장 입구 단대오거리역 3번출구 실물화재 주택 전경 오시는 길 : 8호선 단대오거리역 3번출구에서 해오름 주차장 입구 방향 (500m), 분당선 복정역 혹은 모란역에서 8호선으로 변경 주택 내 가연물 배치 안

수행방법 – 실물화재 실험 가연물 배치 자료취득시스템 계측시스템 설치

주택 화재안전설비 성능실험 , 적응성 검정실험 및 화재예방 시스템 제안 세부연구내용-소화설비 성능평가 구분 연구 목표 연구 내용 주택 화재안전설비 성능실험 , 적응성 검정실험 및 화재예방 시스템 제안 주택 화재안전시설에 대해 실물화재 실험에서 어려운 반복 성능실험 수행 주택 보급형 간이 및 상수도 직결방식 스프링클러 시스템 성능평가 화재감지기, 경보기의 적용성 실험 비상방송, 비상전원의 필요성 검토를 위한 성능평가 소화설비의 소화성능, 신뢰성 평가와 주택화재 예방 시스템 제안 실물화재 실험을 통한 주택 보급형 간이 및 상수도 직결방식 스프링클러 시스템의 최적 시스템 제안 화재감지기, 경보기 실험을 통한 검증 및 제안 우수 소방제품의 실화재 적응성 검정 실험 우수 소방제품의 실화재 적응 검정 실험 상수도 직결방식의 소화시스템 효과분석 및 배관의 내열성 기타 실내장식물의 방염성능 : 벽지, 커튼 등

수행방법 -소화설비 성능평가 실험대상 주택 보급형 간이 및 상수도 직결방식 스프링클러 시스템 화재감지기, 경보기, 비상방송 및 비상전원 시설 실험방법 공사에서 성능평가 반복실험 수행 최적의 화재예방시스템 제안을 위한 주택실물화재실험과 연계 실시 실험회수 각 소화설비별 성능평가 : 반복 실험 실물화재실험과 연계실험 : 1회

추진체계 3개의 국내 전문연구기관 협조 체계 구축에 의해 추진 가연물 화재실험 (건기연) 총괄 및 주택실물 화재실험 (한국기계연구원) 실험주택협조 : 주택공사 주택화재 진압모델 (외부자문: 전주대학교) 소화설비 성능평가 (소방검정공사) 3개의 국내 전문연구기관 협조 체계 구축에 의해 추진

추진전략 및 방법 건기연 기계연 검정공사 자료조사 주택 가연물 선정 소화설비 기준분석 보고서 작성 개별 가연물 발열량 및 유해가스 측정 표준공간 화재발열량 표준 화재공간 제작 가연물 배치 및 계측시스템 설치 결과 분석 및 DB화 실험 시나리오 작성 사고사례 분석 소화설비 및 감지기 설치 실험결과 분석 개별 소화설비 성능실험 감지기 및 경보기 소화성능평가 및 시스템 제안 표준 실물화재 실험 실물 화재 감지 및 소화성능 실험 화재하중 분석 및 전산해석 건기연 기계연 검정공사

기대성과 및 활용방안 기대성과 활용방안 연립주택에서의 화재확대 경로 파악 및 피난시간 예측자료 확보 화재사고 분석을 위한 실물화재 데이터 확보 화재발열량 및 유해가스 자료확보에 따른 국내 화재안전설계 자료 확보 4층 이하 연립주택의 소방안전시설의 기준마련 근거 자료 확보 소화설비 성능평가를 통한 연립주택 소방설비 시스템 기준 정립 활용방안 국가 화재 안전 기준 (NFSC) 제·개정 소방방재청 정책 자료

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