열적 비정상상태의 일차원 온도분포 시간이력으로부터 열전도도를 추출하는 수치적 방법

• 영문명: A Numerical Method to Identify Thermal Conductivity from Time History of One-Dimensional Temperature Distributions in Thermal Unsteady-State
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 김정중(Kim Jung Joong) 염광수(Youm Kwang Soo) 임남형(Lim Nam Hyoung)
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2015년, 221~221쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2015.02.25

국문 초록

화재로 인한 건축물 구조부재의 파괴는 추가적인 경제적 손실과 인명피해를 가져오기 때문에 화재에 대한 구조부재의 안전성은 매우 중요하다. 화재에 노출된 철근콘크리트 구조부재의 경우, 부재의 열전도도에 따라 내부 온도가 상승하고 부재의 하중저항강도와 강성이 저하된다. 철근콘크리트 부재의 화재에 대한 구조성능 확보 여부는 일반적으로 표준화재실험을 통하여 입증한다. 콘크리트의 열전도도는 온도에 따라 변하기 때문에 2 0℃, 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록을 이용하여 측정한다. 본 연구에서는 철근콘크리트 기둥의 화재에 대한 구조성능 확보 여부를 확인하기 위한 표준화재실험으로부터 얻어지는 열적 비정상상태의 일차원 온도분포 시간이력으로부터 콘크리트의 열전도도를 추출하는 방법을 제안하였다. 표준화재실험으로부터, 기둥의 표면에서 중심까지의 온도분포 시간이력을 얻었다. 콘크리트의 온도에 따른 열전도도 k(T)+a{(T/120)²-T/60+200}에 대하여 다양한 a값으로 온도분포 시간이력을 수치해석 하였고, 실험결과와 가장 오차가 작게 발생하는 a값을 결정하였다. 결정된 콘크리트의 온도에 따른 열전도도는 20℃, 100℃, 20 0℃, 300℃, 400℃, 500℃, 600℃ 700℃, 800℃ 열적 정상상태의 콘크리트 블록에서 측정된 콘크리트의 열전도도와 비교하였고, 제안된 수치해석에 의한 열전도도 산출방법이 유효함을 입증하였다.

키워드

콘크리트 열전도도 열적 비정상상태 일차원 온도분포 시간이력 수치해석