출처: https:tk//uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/8455/Adeosun_David.PDF.pdf?%09sequence=5
6. 연소 제품
화재가 발생하면 화염, 열, 연기 및 유독가스가 생성되고 부력으로 인해 화재실 내에서 위쪽으로 가속되어 천장을 따라 확산되어 결국에는 실내 개구부를 통해 밖으로 빠져나갑니다. 화재 구획에 대한 위치에 따라 건물의 모든 거주자는 이러한 제품의 복합 효과에 노출될 수 있습니다. 실제로 화재로 인한 화염과 직접적인 접촉으로 화재 사망자는 거의 없습니다. 대신, 고온 및 잠재적으로 독성이 있는 연소 제품에 노출은 더 위험합니다.
화재 사망자의 약 76%는 독성 연소 생성물의 흡입에 기인하며, 특히 밀폐된 공간에서 중합체 재료에 화재로 연기가 발생하는 것은 매우 중요한 문제입니다. 동시에 화재 사망에 직접적인 원인인 독성 물질의 구성은 화재 후 환경 분석이 어렵고 화재 피해자에 대한 상세한 병리학적 검사가 어떤 독성가스의 조합이 흡입되었는지 결정하는데 필요한 시간내에 수행할 수 없기 때문에 잘알려져 있지 않습니다.
건물 화재 동안 발생하는 가스의 위험은 연기 기둥에서 가스의 유형, 밀도 및 자극 특성뿐만 아니라 여러 다른 요인에 따라 달라집니다. 여기에는 연료의 연소 특성 및 화학적 구성, 관련된 재료의 양, 다른 가연성 물질과의 배열 및 근접성, 점화원, 화재 온도 및 환기 조건과 초기 화재 구획의 부피 및 연소 생성물이 확산될 수 있는 인접한 공간이 포함됩니다.
그러나 가스가 어떻게 생성되었는지 관계없이, 대부분의 연소 생성물은 열분해시 두 가지 주요 독성 영향 중 적어도 하나를 생성합니다. (1) 질식 또는 마취는 중추신경계가 무력화, 무의식 및 사망으로 이어지는 것을 유발하거나, 또는 (2) 종종 눈과 호흡기의 자극으로 시력의 즉각적인 손상과 극심한 불편을 유발합니다.
특정 배합의 재료에서 연소 생성물에 노출되는 것에 따른 이러한 위험의 가능성을 예측하기 위해서는 단일 폼 배합에서 다른 농도의 난연제를 혼합함으로써 발생될 수 있는 가스이 성질 및 연기 생성에 대한 다른 수준의 난연제의 영향을 이해하기 위해 보다 상세한 연구가 필요합니다. 연기 차폐, 미립자 흡입 및 독성가스 흡입이 동시에 발생하기 때문에 단일 요소사 피해자의 사망에 주로 원인이 있는지 여부를 명확하게 말하기 어려운 경우가 많습니다. 따라서 연소 생성물의 치사율을 연구할 때, 연기 및 독성가스의 영향은 일반적으로 조합하여 연구됩니다. 다음 두 섹션에서, 연기 발생 및 주요 화재 가스가 논의됩니다.
1) 연기 생성물
연기는 특정 화재 상황에서 주요 연소 생성물입니다. 재료가 열분해 또는 연소할 때 방출되는 다양한 공기 중 고체 및 액체 미립자로 구성됩니다. 연기 연무제는 그을림 연소 및 열분해 동안 생성된 물방울에서 밝은 색부터 화염 연소 동안 생성된 흑색 고체, 카본 미립자 또는 그을림에 이르기까지 외관 및 구조가 매우 다양합니다. 천연 또는 합성 유기물의 연소는 완전 연소로 이산화탄소 및 물을 생성하고 저 분자량 지방족 및 방향족 탄화수소와 불완전 연소로 일산화탄소와 같은 기타 다른 기체를 생성합니다.
일반적으로 지방족 구조는 방향족 구조보다 연소 중 연기가 덜 발생합니다. 다환 방향족 탄화수소(PAHs)는 그을림 형성의 주요 중간체 화합물이고 탄화수소의 그을림 경향을 위해 일반적인 추세가 확립되어 있으며, 이는 알칸–알켄–알킨–저 분자량 방향족–다환 방향족 탄화수소 순으로 그을림이 형성되는 가장 낮은 경향에서 가장 높은 경향으로 증가합니다.
연기는 시야를 줄이거나 흐리게 하고 방향 감각을 잃게하여 갇힌 피해자의 탈출과 소방대원의 구조활동을 모두 방해할 수 있습니다. 미립자들은 또한 흡입될 수 있어 탈출하려는 사람들에게 더 많은 자극과 부상을 입힐 수 있습니다. 위에서 언급한 화재로부터 유독가스 생성에 관한 관찰과 병행하여, 연기 생성률과 연기의 물리적 특성은 산소 가용성 및 환기 조건, 관심 연료에 적용되는 외부 열 흐름 및 특정 재료 연소 및 가스 생성과 마찬가지로 시간에 따라 구성이 달라집니다.
연기 밀도는 정적 및 동적 방법으로 측정할 수 있습니다. 위에서 언급한 HRR에도 사용괴는 콘칼로리미터는 관심 재료로부터 열분해 및 연소 생성물이 공기의 흐름에 의해 연속적으로 운반되는 동적 시스템입니다. 흐름의 연기 밀도는 별개의 시간에 배기 덕트의 가스를 가로 지르는 빛의 변화로 측정되며 결과는 시험기간 동안 통합됩니다. 다른 화재성능 매개 변수를 측정하기 위해 이 장치를 사용함에 따라, 콘칼로미터로부터 연기 밀도 값은 통풍이 잘되는 화재 조건에서 잠재적인 연기 생성을 나타냅니다.
대조적으로 연기 밀도 챔버는 시험 기간 동안 시간의 함수로 밀폐된 시험 챔버 안에 연기가 축적됨에 따라 빛의 차폐를 통해 연기의 광학적 밀도를 측정하는 정적 방법입니다. 이러한 방법으로 일반적인 화재 상황에서 접할 수 있는 다양한 조건에서 재료의 성능을 평가할 수 있도록 통풍이 되지 않는 화재 상황에서 발생할 수 있는 상황을 나타내는 연기 생산 조건을 시뮬레이션하는 데 사용됩니다.
연소 샘플의 연기 생성을 평가할 때, 특정 소멸 면적(SEA) 및 특정 광학 밀도(Ds)는 일반적으로 측정되는 2개의 파라미터입니다. 콘칼로리미터에서 1차 및 2차 연기 밀도 챔버에서 각각 시험합니다. 콘칼로리미터의 경우, 특정 소멸 면적(SEA)은 연소된 시편의 단위 질량당 연기가 순간적으로 발생하는 양을 측정한 것입니다. 그것은 시험 기간 동안 시간의 함스로 변화합니다.
SEA의 최대 값은 샘플 질량 손실의 순간 변동에 특히 민감하기 때문에 연기 생성을 위한 평균 값이 사용되므로, 평균 시간이 길수록 재료의 연기 성향과 화재성능에 전반적인 평가가 더 대표적입니다. 화재 성장률과 연기 생성률에 따라 연기 밀도의 평균값이 낮을수록 사람들이 화재 상황에서 벗어나기 쉬워질수록 재료의 성능이 향상됩니다.
연기 밀도 챔버에서, 연기의 축적은 챔버를 통해 수직으로 빔을 비추도록 배치된 6.5볼트, 2.75Amp 텅스텐 필라켄트 램프로부터 빛의 엄폐에 의해 측정됩니다. 그 결과는 산소 제한 환경에서 열분해 및 연소될 때 주어진 양의 물질의 연기 성향을 나타내는 시간의 함수로서 환경의 특정 광학 밀도(Ds)로 표현됩니다.
[준불연 경질우레탄폼단열재의 간이 화재시험(경과 시간에 따른 화염 확산)]
[90초]
[95초]
[100초]
[110초]
[120초]