난연성 경질우레탄폼의 화재 성능, 연기 발생 및 연소가스 분석(8)

2020년 7월 21일 - 글쓴이: khbkgs1005 - 카테고리: 경질 우레탄폼(준불연) - No responses

출처: https:tk//uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/8455/Adeosun_David.PDF.pdf?%09sequence=5

(2) 2단계: 완전히 개발된 화재

점화되면, 화재가 성장하기 시작하고, 진압하지 않으면 구획 안에 모든 가연성 재료가 포함될 때까지 크기가 커질 수 있습니다. 일단 화염 연소가 시작되면, 복사열 전달과 반응 구역에서 방출되는 에너지는 온도를 증가시키고 이에 따른 주요 반응 속도를 증가시킴으로써 연소 반응을 계속 촉진할 것입니다.

환기가 잘되는 조건(효율적인 연소를 유지하기 위해 필요한 것보다 더 많은 산소가 필요한 조건)에서, 이것은 산화 반응이 완료되는 쪽으로 추진하고, 일반적으로 일산화탄소보다 이산화탄소 생성을 선호하기 때문에 연소 생성물의 형성은 상대적으로 덜 복잡할 수 있으며, 방향족과 같은 열적으로 안정한 유기 화합물로 구성됩니다.

이 개념은 난연 경질우레탄폼이 23m³ 방에 화염조건에서 연소되는 Ball에 의해 수행된 실험에서 입증되었습니다. 연소 생성물은 GC/MS 및 적외선 분광법으로 분석했습니다. 아래 표는 검출된 유기 화합물의 목록을 보여줍니다.

[화염 조건에서 난연성 경질우레탄폼에서 생성된 연소물]

따라서 일반적으로 부분적으로 산화된 것을 특징으로 하는 열 산화 분해 동안에 생성된 화학종과는 다르게, 이전 표[산화 대기에서 경질우레탄폼으로 생성된 열분해 제품]에서 나타난 것과 같이 더 높은 분자 화합물은 열분해 조건에서 생성된 화합물에 비해 상대적으로 덜 복잡하고 안정한 화합물을 생성하는 경향이 있습니다.

동시에, 화재가 성장하면서 연료의 표면으로 더 높은 열 흐름은 연료의 증발 및 열분해를 증가시킬 것입니다. 이는 효율적인 연소를 유지하기에 충분한 산소가 없는 연료 제어 연소 조건으로 이어질 수 있으며, 그 결과 고온 연소 생성물에서 온도가 감소하고 일산화탄소 및 다른 유기 가스가 증가합니다. 성장하고 완전히 발달된 화재 사이에 갑작스런 전환이 발생하면 한 지점에 화재 발달이 도달할 수 있으며, 종종 화염 연소가 전체 구획에 걸쳐 빠르게 확장되는 지점으로 표시됩니다. 이 매우 위험한 현상은 화재의 빠른 성장으로 표시되면 종종 ‘플래시오버(flashover)’라고 합니다.

제어된 실험실 화재시험 장비를 사용하는 플래시오버의 특성 및 반복 조건을 생성하기 어렵기 때문에 플래시오버 단계 동안 가스 진화는 이 연구의 범위를 벗어나 고려되었습니다. 대신 콘칼로리미터와 연기 밀도 시험장치에서 생성될 수 있는 충분하고 부분 환기 조건에서 다양한 난연제를 사용한 경질우레탄폼의 반응에 초점을 맞추었습니다.

(3) 3단계: 플래시오버 후 화재

화재의 최종 및 쇠퇴 단계는 가용 연료가 크게 소비되거나 화재 환경에서 매우 낮은 농도의 산소로 인해 화재가 스스로 소멸되는 단계입니다. 이것은 보통 화재의 가장 긴 단계입니다. 그러나 이 단계에서 지속적으로 발생하는 연소 생성물의 양과 성질에 대한 정보는 현재까지 매우 제한적인 조사 대상이 되었습니다.

반면, 화재의 이 단계 동안 생성된 가스의 특성은 특히 소방관, 소방 조사관 및 화재 진압 후 단계에서 생성된 가스에 항상 노출되기 때문에 화재 이후 정비작업에 종사하는 사람들에게 매우 중요합니다. 화재의 후반 단계의 낮은 연소 온도 특성에서 독성 물질의 수가 더 많이 발생할 수 있기 때문에 화재의 이 단계는 또한 중요합니다.

화재 후 환경에 대한 정보는 주로 산불과 도시 화재에 중점을 둡니다. 이것은 소방관이 노출되는 일산화탄소, 자극성 가스, 발암성 물질, 다순환 방향족 탄화수소 및 호흡성 입자를 포함한 독성가스를 생성하는 것으로 나타났습니다.

Austin은 연구에서 도시 소방관들이 유독가스와 증기에 노출되는 것에 대한 연구를 수행했고, 이 연구에서 화재 후 환경에서 발견된 123개의 휘발성 유기화합물 중 25%를 차지하는 3개(벤젠, 1,3 부타디엔 및 스티렌)의 잠재적인 발암 물질을 확인했습니다. 따라서 경질우레탄폼을 포함하는 화재에서 이 단계 동안 발생된 가스에 대한 보다 상세한 조사는 이들 폼이 화재 후 단계에 관여할 수 있고 어떤 가스가 생성될 것인지 또는 이러한 조건에서 어떤 조합으로 생성될 것인지 명확하지 않기 때문에 중요합니다.