Chapter 5: 화재 테스트 결과의 분석 및 화재 진압에 미치는 영향
1. 서론
이 단원에서는 앞 단원에서 제시한 소규모 실험을 통해 도출된 결과에 대한 분석을 제공합니다. 이 분석은 많은 영역을 고려하고 이 정보가 소방 결정을 알리는 데 사용될 수 있는지 여부를 제안합니다.
① 구획 내에 온도 분석
② 샌드위치패널(판넬) 코어 전체의 온도 분석
③ 샌드위치패널(판넬) 조인트 내에 온도 분석
④ 열화상 카메라로 촬영된 노출되지 않은 샌드위치패널(판넬) 면의 온도 분석
⑤ 열화상 카메라로 촬영한 노출되지 않은 샌드위치패널(판넬) 면의 온도에 대한 상세 분석
⑥ 선형 변위 변환기를 사용하여 노출되지 않은 면에서 얻은 샌드위치패널(판넬) 변위 분석
⑦ 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm 떠어진 샌드위치패널(판넬) 코어와 조인트의 온도 분석
⑧ 열화상 카메라로 조인트와 샌드위치패널(판넬) 코어의 온도가 갈라지는 데 걸리는 시간 분석
⑨ 열화상 카메라로 노출되지 않은 면에서 촬영한 조인트의 온도 변화율 분석
⑩ 열화상 카메라로 노출되지 않은 면에서 촬영된 샌드위치패널(판넬)의 온도 변화율 분석
⑪ 열화상 카메라로 촬영한 샌드위치패널(판넬) 코어와 조인트의 표면 아래 10mm에서 온도 변화율 분석
⑫ 테스트 콘테이너의 외부 면에 대해 얻은 온도 분석
이 정보가 화재진압의 의사 결정에 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 분석과 논평 결과를 고려할 때, 소방구조대 위험 원칙과 어떤 소방 선택을 이용할 수 있는지 고려하는 것이 중요합니다.
(1) 영국 소방구조대 위험 원칙
영국 소방구조대에서 채택하고 국가 체제 내에서 지원되는 위험 원칙은 다음과 같은 일반적인 위험 접근 방식을 제공합니다.
① 소방구조대는 구조 가능한 생명을 보호하기 위해 고도로 계산된 우리의 생명을 많이 위태롭게 할 수도 있습니다.
② 소방구조대는 절약 가능한 재산을 보호하기 위해 고도로 계산된 방법으로 우리의 생명을 조금 위태롭게 할 수도 있습니다.
③ 소방구조대는 이미 잃어버린 생명이나 재산에 대해 우리의 목숨을 전혀 걸지 않을 것입니다.
(2) 소방 선택
위에서 언급한 위험 원칙의 맥락에서, 구획 내의 화재 조건을 평가할 때 어떤 소방 선택을 사용할 수 있는지 고려하는 것이 중요합니다. 구획 소방을 고려할 때 광범위한 용어로 다음과 같은 전술을 사용할 수 있습니다.
① 구획 내의 상태가 너무 심각하면 구획 내의 모든 사람이나 재산이 이미 손실된 것으로 받아 들여질 수 있습니다. 심각도가 구획의 구조와 안정성에 영향을 미칠 가능성이 있는 경우(즉, 외부 위치에서의 소방) 소방 전술이 선택됩니다.
② 구획 내의 상태가 너무 심각하면 구획 내의 모든 사람이나 재산이 이미 손실된 것으로 받아 들여질 수 있습니다. 그러나 구획의 무결성과 안정성이 영향을 받지 않으면 인접한 구획 내에서 작동하는 것이 허용될 수 있습니다. 이것은 다른 인접한 구획으로 화재가 확산되는 것을 방지하거나 다른 기능을 수행하기 위한 것일 수 있습니다.
③ 구획 내의 조건이 유리하고 화재에 대한 효과적인 공격을 수행하여 구명 가능한 생명이나 재산을 보호할 수 있는 경우, 공격형 소방(즉, 내부 위치에서 소방)은 허용되는 전술입니다. 그러나 내부 조건을 유지할 수 있도록 지속적으로 위치를 재평가 해야 합니다.
2. 화재 구획 내 온도 결과 분석
[그림33]은 4개의 구획 화재가 유사한 온도 특성을 나타내며 모든 테스트 샌드위치패널(판넬) 샘플이 유사한 열 출력 및 최고 온도의 화재에 노출되었음을 확인합니다. [표11]은 최고 구획 온도와 이러한 온도가 달성되는 시간을 요약한 것입니다. 3개의 목재 화재가 21분에서 26분 사이에 최고 온도에 도달하고 8분 만에 최고 온도에 도달하는 것을 볼 수 있습니다. 높은 최고 온도는 모든 화재가 플래시오버 후 단계를 경험했음을 나타냅니다.
그림33 [4개 목재 화재의 온도 형상]
표11 [최고 구획 온도간 비교]
3. 샌드위치패널(판넬) 코어 전체 온도의 결과 분석
1) 서론
이 분석은 코어 재료를 통한 온도를 고려합니다. 앞에서 논의한 바와 같이, 소방구조대가 구획에 접근할 수 없는 방법이 고려됩니다.
구획 화재는 매우 역동적인 사건이며 소방구조대는 사건을 해결하기 위한 전술 계획을 개발하기 전에 여러 가지 위험, 위해 및 우선 순위를 고려해야합니다. 코어 재료를 통한 온도 분석의 목적은 내부 온도를 결정하기 위해 코어 재료를 노출시키는 데 이점이 있는지 여부를 고려하는 것입니다. 드릴링이나 다른 방법으로 코어 재료를 명확하게 드러내려면 시간과 자원이 필요할 것입니다. 그러나 이것이 화재 구획 조건을 결정하는 데 아무런 가치를 주지 않는다면 대체 전술이 더 잘 사용될 것입니다.
아래 하위 단원에서는 샌드위치패널(판넬) 전체의 다양한 부분에서 온도를 설명합니다. 그러나 화재 구획에 가장 가까운 샌드위치패널 부분의 온도가 화재 구획(slice1)의 온도를 더 잘 반영할 것으로 예상됩니다. 열전대 라벨링은 [그림34] 및 [표9]에 자세히 설명되어 있습니다. 따라서 이 분석은 모든 샌드위치패널 일부분을 고려하지만 부분1의 온도에 중점을 둡니다.
분석의 첫 번째 부분에서는 slice1이 주변 온도보다 2℃ 높은 온도 상승을 나타내는 시간을 고려합니다. 이것은 열화상 카메라에 기록되고 화재 발생을 나타내는 최저 실제 온도 상승으로 간주됩니다.
분석의 두 번째 부분은 소방구조대가 사고에 참여하고 어떤 형태의 활동을 하는 데 걸리는 시간을 고려합니다. 참여 시간은 지리 및 현지에서 합의된 응답 표준을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 그러나 영국 전역의 참여 기준을 검토하면, 합리적인 가정은 현장에 도착하는 소방구조대에 대한 전화에서 10분, 정보 수집 및 운영 대응 계획(통화 시점부터 총 15분)을 허용하는 데 5분 더 걸립니다. 이 분석은 또한 15분 후 slice1의 온도가 경과한 것을 조사하여 운영 단계 초기에 소방구조대가 직면한 조건과 온도에 대한 보다 현실적인 평가를 제공할 것입니다.
2) 테스트1- 95mm 두께 수직 방향 조인트[그림35 참고]
구획은 8분에 823℃ 최고 온도에 도달했습니다. 이때 slice1은 354℃ 온도에 도달했습니다. slice1은 구획 온도가 645℃에 달했을 때 5분 동안 주변 온도보다 2℃ 상승한 것을 보였습니다. 15분 동안 slice1은 532℃에 도달한 반면 구획 온도는 784℃에 도달했습니다.
그림35 [테스트1- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수직 조인트 방향]
3) 테스트2- 95mm 두께 수직 방향 조인트[그림36 참고]
구획은 8분에 823℃ 최고 온도에 도달했습니다. 이때 slice1은 시작 온도보다 12℃ 높은 45℃ 온도에 도달했습니다. slice1은 구획 온도가 519℃에 도달했을 때 5분에 주변 온도보다 2℃ 상승한 것으로 나타났습니다. 15분 동안 slice1은 576℃의 온도에 도달한 반면 구획 온도는 784℃였습니다.
그림36 [테스트2- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수직 조인트 방향]
4) 테스트3- 95mm 두께 수평 방향 조인트[그림37 참고]
구획은 24분에 721℃ 최고 온도에 도달했습니다. 이때 slice1은 347℃에 도달했습니다. slice1은 구획 온도가 396℃에 도달한 1분 후에 주변 온도보다 2℃ 상승한 것으로 나타났습니다. 15분 동안, slice1은 175℃의 온도에 도달한 반면, 구획 온도는 488℃에 도달했습니다.
그림37 [테스트3- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수평 조인트 방향]
5) 테스트4- 95mm 두께 수평 방향 조인트[그림38 참고]
구획은 24분 만에 최고 온도 721℃에 도달했습니다. 이 시간 slice1은 출발 온도보다 12℃ 높은 45℃의 온도에 도달했습니다. slice1은 519℃에 도달한 5분 동안 주변 온도보다 2℃ 상승하는 것으로 나타났습니다. 15분 동안, slice1은 239℃의 온도에 도달한 반면, 구획 온도는 488℃에 도달했습니다.
그림38 [테스트4- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수평 조인트 방향]
6) 테스트5- 120mm 두께 수직 방향 조인트[그림39 참고]
구획은 22분 만에 최고 온도 759℃에 도달했습니다. 이때 slice1은 361℃의 온도에 도달했습니다. slice1은 3℃에 도달한 4분에서 주변 온도보다 2℃ 상승하는 것으로 나타났습니다. 15분 동안, slice1은 39℃의 온도에 도달한 반면, 구획 온도는 352℃에 도달했습니다.
그림39 [테스트5- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수직 조인트 방향]
7) 테스트6- 120mm 두께 수직 방향 조인트[그림40 참고]
구획은 22분 만에 최고 온도 759℃에 도달했습니다. 이때 slice1은 334℃의 온도에 도달했습니다. slice1은 519℃에 도달한 5분 후 주변 온도를 2℃ 상회하여 25℃로 상승했습니다. 15분 동안, slice1은 48℃의 온도에 도달한 반면, 구획 온도는 352℃에 도달했습니다.
그림40 [테스트6- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수직 조인트 방향]
8) 테스트7- 120mm 두께 수평 방향 조인트[그림41 참고]
구획은 26분 만에 최고 온도 754℃에 도달했습니다. 이때 slice1은 400℃의 온도에 도달했습니다. slice1은 150℃에 도달한 3분 후에 주변 온도보다 2℃ 상승하는 것으로 나타났습니다. 15분 동안, slice1은 285℃의 온도에 도달한 반면, 구획 온도는 556℃에 도달했습니다.
그림41 [테스트7- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수평 조인트 방향]
9) 테스트8- 120mm 두께 수평 방향 조인트[그림42 참고]
구획은 26분 만에 최고 온도 754℃에 도달했습니다. 이때 slice1은 389℃의 온도에 도달했습니다. slice1은 50℃에 도달한 4분에서 주변 온도보다 2℃ 상승하는 것으로 나타났습니다. 15분 동안, slice1은 251℃에 도달한 반면, 구획 온도는 556℃에 도달했습니다.
그림42 [테스트8- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수평 조인트 방향]
10) 요약
아래 [표12] 및 [표13]는 이전 단원에서 제공하는 데이터를 요약한 것입니다. 모든 테스트에서 slice1이 1분에서 5분 사이의 주변 범위보다 2℃ 높은 온도에 도달하는 데 걸리는 시간은 다음과 같습니다. 일반적으로 slice1이 주변보다 2℃ 높게 도달하면 이 때의 구획 온도는 357℃에서 645℃ 사이입니다. 이에 대한 예외는 목재 점화의 초기 어려움으로 인해 구획 온도가 50℃인 테스트 7과 8입니다.
slice1에서 주변의 최소 상승은 실제 화재 구획 온도에 대한 진정한 반영이 아님이 분명합니다. 따라서 온도 판독값을 얻기 위해 코어 재료를 노출하면 구획 온도에 대한 적절한 정보가 제공되지 않습니다. 15분에 온도를 측정한 경우 slice1의 온도와 구획 온도 사이에 훨씬 더 나은 상관관계를 제공합니다. 모든 경우에 구획 온도는 slice1에서 기록된 것보다 200℃~320℃ 더 높습니다.
표12 [slice1의 온도가 주변 온도보다 2℃ 높을 때까지 걸리는 시간]
표13 [slice1의 온도와 15분 후 얻은 구획 온도 비교]
위의 요약에서 slice1의 온도를 얻는 것은 소방 중에 불가능할 것이 분명합니다. 직접 관찰은 샌드위치패널을 제거하거나 드릴링 또는 제거해야만 할 수 있습니다. 이것은 slice1에서 기록된 온도가 주변보다 약간 높지만 구획 온도는 300℃에서 500℃ 사이이며 플래시오버 조건에 접근하기 때문에 소방구조대에 중요한 영향을 미칩니다.
테스트 시작 15분 후, 구획 온도가 352℃에서 784℃ 사이일 때 slice1의 온도는 39℃에서 576℃까지 다양합니다. 코어 온도와 구획 온도에는 상당한 차이가 있지만 테스트 시작 최소 15분 동안 얻은 온도를 사용하여 구획에 고온이 존재한다는 신뢰도가 더 높습니다.
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