경질 플라스틱으로 구성된 소형 사무기기의 발열속도곡선 모델화

• 영문명: Modeling of Heat Release Rate Curve for Small Office Equipment Composed of Rigid Plastic
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 이재영(Jaeyoung Lee)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회 학술대회논문집』2020년도 춘계학술대회 논문집, 53~53쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.07.02

국문 초록

건축물의 화재안전성을 검토할 때는 가연물의 종류나 배치 상황에 따른 연소성상을 고려하는 것이 바람직하다고 판단된다. 연소성상을 상정하기 위해서는 건축물의 용도별 적재물품의 데이터 외에 단일 가연물의 연소 특성, 단일 가연물을 구성하는 재료의 비율과 가연물을 구성하는 단위 재질의 연소 특성에 관한 정보를 필요로 한다. 본 연구에서는 가연물의 연소특성 기초 데이터의 축적의 일환으로 다양한 프린터를 이용한 연소실험을 실시했다. 본 연구에서는 프린터의 종류 및 형상과 화재 성장률 최대 가열 속도, 연소 성장 개시 시간, 성장 종료 시간 등의 연소 성상 파라미터와 관계를 모델화하는 것을 연구의 목적으로 한다. 본 연구에서는 프린터의 종류에 따라 레이저프린터(컬러와 흑백)와 잉크젯프린터(컬러와 흑백)의 4종류를 이용하였으며, 총 12대의 프린터를 이용하여 연소실험을 실시했다. 연소실험은 대형퍼니쳐칼로리미터의 5m각 후드에서 진행하였으며, 착화에는 가스버너(프로판가스)를 이용했다. 가스공급량은 매스 플로 컨트롤러(Mass flow controller)를 이용하여 1l/min로 설정했다. 측정항목으로는 연소실험 전 가연물의 중량 및 치수, 연소실험 중 발열속도, 가연물의 중량변화, 복사열의 측정 및 영상촬영, 연소실험 후의 비가연물질의 중량측정이다. 그 밖에 프린터의 년식 및 구성재료의 종류 등을 조사하였다. 연소실험을 통하여 측정된 발열속도의 측정값은 나토리(Natori, 2006)의 모델을 참고하여 모델화 하였다. 나토리(Natori, 2006)의 모델은 목재와 플라스틱계의 연소실험결과를 바탕으로 가연물의 발열속도곡선의 추정하는 모델로서, 그의 모델은 상승 및 감쇠구간의 경우 q=αt², q=-βt²을 적용하고 있으며, 모델값과 실험값의 총발열량이 동일하도록 최대발열속도 구간을 조정하는 총발열량 등가모델이다. 연소실험과 발열속도곡선의 모델화를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 프린터의 종이 공급 지지대나 하부의 종이 공급용 트레이 등의 유무에 따라 프린터의 형상을 분류하여 발열속도곡선을 모델화했다. 2) 성장개시시간t0는 잉크젯프린터와 레이저프린터로 구분되어 비교적 큰 차이가 나타냈다. 3) 화재성장률은 부피밀도와 부의 상관관계를 나타내고 있으며, 종이공급지지대나 하부종이공급트레이 등이 있는 프린터는 화재성장률이 보다 증가하였다. 또한 최대발열속도는 표면적 증가와 함께 크게 증가했다.

키워드

Rigid plastic Combustion Property Heat release rate Fire growth rate Modeling