Chapter 6: 요약 및 토론
1. 서론
이 마지막 단원에서는 연구 문제를 다시 설명하고 이 연구에 사용된 주요 방법을 검토합니다. 이 단원의 주요 섹션에서는 결과에 대한 요약을 제공하고 그 의미를 논의합니다.
2. 문제 설명
영국 소방구조대 내에서 샌드위치패널 공사가 포함된 건물과 관련된 화재는 사건에 참석한 소방대원들에게 특별한 문제를 야기한다는 것이 인정됩니다. 문제는 본질적으로 화재 발생 속도, 은폐된 화재 확산 및 구획 내의 위험한 조건의 축적 중 하나입니다. 이러한 샌드위치패널의 단열된 특성을 고려할 때, 노출되지 않은 표면에서 존재하는 온도 조건을 결정하는 것은 어렵습니다. 이러한 화재는 다른 건물의 화재와 같은 방식으로 작동하지만 빠르게 변화하고 악화되는 조건으로 훨씬 더 빠릅니다. 이것은 화재 사건 지휘관이 내부 온도 조건을 평가하려고 할 때, 여러 가지 문제를 안겨주므로 사건을 성공적으로 해결하기 위한 최선의 전술을 선택할 수 있습니다.
전통적인 건물에서는 벽이 샌드위치패널 시공과 관련된 단열 품질을 가지고 있지 않기 때문에 구획 내의 온도 조건을 평가하는 것이 더 쉽습니다. 이러한 수준의 단열을 제공하기 위한 실질적인 요구 사항은 없으며, 기존 건물에는 열화상 카메라 밑 기타 수단으로 내부 온도를 합리적으로 평가할 수 있는 다양한 개구부와 전달이 있습니다. 구획 외부에서 이 평가를 수행하면 정보에 입각한 결정을 통해 소방 작업을 수행하는 가장 안전한 방법을 결정할 수 있습니다.
그러나 샌드위치패널 구조의 건물은 이러한 평가를 허용하지 않으므로 정보에 입각한 결정을 내릴 수 없습니다. 문헌 검토 단원에서는 소방관 사망 및 부상을 초래한 샌드위치패널 건물 내의 여러 주요 화재를 식별합니다. 이러한 사건 이후 그리고 이러한 화재를 해결하기 위한 최선의 접근법에 대한 의미있는 연구나 실질적인 조언이 없을 때, 영국내의 일부 소방구조대는 화재와 관련된 샌드위치패널 건물에 들어가지 않기로 결정했습니다.
본 연구의 목적은 샌드위치패널 구조의 건물 내에서 화재 조건을 결정하기 위해 소방구조대에서 사용하는 방법과 기술을 식별하기 위해 기존 문헌을 검토하는 것입니다. 또한 두께와 조인트 구성이 다른 샌드위치패널 샘플을 사용하여 일련의 소규모 화재 테스트를 실시하고 현실적인 화재 조건을 적용했습니다.
화재구획 내의 온도, 샌드위치패널 코어, 조인트 내 및 샌드위치패널의 외부면에 대한 온도는 열전대 및 열화상 카메라를 사용하여 촬영되었습니다. 테스트 결과는 온도와 화재구획 내 온도 사이에 어떤 관계가 있는지, 그리고 이 정보가 소방 의사 결정에 조언하는 데 사용될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 분석되었습니다.
3. 방법의 검토
이 연구는 샌드위치패널 구조의 건물에서 소방에 대한 영국 소방구조대의 접근 방식을 결정하기 위한 포괄적인 문헌 검토를 수반했습니다. 문헌 검토에 따르면 열화상 카메라의 결과를 해석하는 데 소방구조대를 지원하는 지침이 거의 없음이 밝혀졌습니다. 문헌 검토에서는 표준 운영 절차를 적용한 여러 소방구조대를 확인했습니다. 그러나 이러한 사소한 적응은 전술에 대한 변경일 뿐이며 결과 해석을 지원하도록 설계되지 않았습니다.
실제 화재원으로 팔레트를 사용하여 샌드위치패널의 작은 샘플에 실제 화재 테스트를 수행하기 위해 상세한 실험 프로그램이 개발되었습니다.
테스트는 수평 및 수직에서 조인트를 갖는 강재 면과 PIR 코어를 갖은 샌드위치패널 샘플에서 수행되었습니다. 샌드위치패널의 선택 두께는 95mm 및 120mm로 외부 벽면 적용에 가장 많이 사용됩니다. 95mm 두께가 가장 많이 사용되고 120mm 제품은 최근에 많이 사용됩니다. 열전대는 샌드위치패널 몸체 전체와 조인트를 둘러 싸고 있는 중요한 지점에 화재구획 내에 배치되었습니다. 온도 측정은 데이터 기록기를 통해 10초 간격으로 기록됩니다.
노출되지 않은 표면의 온도는 영국 소방구조대에서 일반적으로 사용하는 열화상 카메라와 적절한 온 간격으로 수동으로 기록된 측정을 사용하여 촬영되었습니다.
4. 소방 선택
1) 소방 대응
분석 결과를 고려하고 이 정보가 소방 의사 결정에 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 의견을 고려할 때 소방구조대 위험 철학과 사용 가능한 소방 선택을 고려하는 것이 중요합니다. 영국 소방구조대가 채택하고 국가에서 지원되는 위험 철학은 다음과 같은 일반적인 접근 방식을 제공합니다.
① 소방구조대는 구할 수 있는 생명을 보호하기 위해 고도로 계산된 방식으로 우리의 생명을 많이 위험에 빠뜨릴 수도 있습니다.
② 소방구조대는 구할 수 있는 재산을 보호하기 위해 고도로 계산된 방식으로 우리의 생명을 조금씩 위험에 빠뜨릴 수도 있습니다.
③ 소방구조대는 이미 잃어버린 인명이나 재산으로 인해 우리의 생명을 전혀 위험에 빠뜨리지 않습니다.
2) 소방구조 개입
소방구조 개입을 위해 일반적으로 사용되는 모델이 있습니다. 이 모델은 소방구조 호출 시점부터 소방작업 시작까지의 활동을 설명하는 여러 하위 시스템을 기반으로합니다. 모델은 일반적이지만 보다 구체적인 활동을 처리하기 위해 다른 하위 시스템을 도입하도록 수정할 수 있습니다.
역사적으로 소방서 출동 시간에 대한 요구 사항은 건물 유형 인구 밀도와 같은 공장을 기반으로 전국적으로 합의된 표준이었습니다. 2004년부터 수방 당국은 현지 위험을 기반으로 현지 통합위험관리계획(IRMP)을 개발해야했으며, 이는 현지에서 설정된 출동 기준을 추진합니다. 따라서 모델 이동 시간은 지역에 따라 달라집니다.
위에서 언급한 위험 철학의 맥락에서 구획 내의 화재 상황을 평가할 때 어떤 소방 선택을 사용할 수 있는지 고려하는 것이 중요합니다. 넓은 용어로 구획 소방을 고려할 때 다음과 같은 전술을 사용할 수 있습니다.
① 구획 내의 상태가 너무 심각하면 구획 내의 사람이나 재산이 이미 분실 된 것으로 인정될 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 사람이나 재산이 이미 손실된 것으로 받아 들여질 수 있습니다. 그러나 구획의 무결성과 안정성이 영향을 받지 않으면 인접한 구획 내에서 작동하는 것이 허용될 수 있습니다. 이는 화재가 인접한 구획으로 확산되는 것을 방지하거나 다른 기능을 수행하기 위한 것일 수 있습니다.
③ 구획 내의 조건이 양호하고 구명 가능한 인명 또는 재산을 보호하기 위해 화재에 대한 효과적인 공격이 수행될 수 있습니다. 공격적인 소방(즉, 내부에서의 화재 진압)은 수용 가능한 전술일 것입니다. 그러나 내부 상황이 지속 가능한지 확인하기 위해 그 위치를 지속적으로 재평가할 필요가 잇을 것입니다.
3) 결과 및 분석의 요약
영국 전역에 출동 시간이 정해지지 않았기 때문에 화재 사건에 대한 소방구조 출동이 얼마나 걸릴지 파악하기가 어렵습니다. 영국 내 모듬 소방구조대에 대한 통합 위험관리계획(IRMP)을 검토한 결과, 합당한 출동 시간은 10분이고 추가 검사 시간은 5분입니다. 즉, 화재가 발생한 시점부터 어떤 형태의 개입까지 최소 15분이 소요됩니다. 결과 분석은 테스트 범위 전반에 걸치 일반적인 형상을 고려하지만, 소방구조대가 구획에 진입할 수 있는 상태를 평가할 수 있는 상태를 평가하기 위해 테스트 시작 15분의 조건도 고려합니다.
(1) 열전대로 측정된 화재 구획내 온도의 측정 및 수집
각 테스트에 사용된 화재 부하의 구성을 동일했습니다. 테스트를 수행하기 위해 4개의 목재 화재가 사용되었습니다. 최고 구획 온도는 755℃에서 825℃ 사이였습니다. 목재 화재 중 하나는 8분 후에 도달한 반면 나머지 3개는 테스트 기간 동안 21분에서 26분 사이에 최고 온도에 도달했습니다. 테스트 15분 후 3개의 화재가 퇴대 온도에 도달했고, 1개는 성장 단계에 있었습니다. 화재 부하 및 구성은 다른 테스트를 복제하도록 설계되지 않았지만, 4가지 설계 화재 모두에서 가능한 일관되게 계획되었습니다.
(2) 샌드위치패널 코어의 온도 분석
slice1(노출면에 가장 가까운)에서 기록된 온도는 주변 온도보다 약간 높지만 구획 온도는 300℃에서 500℃ 사이이며 플래시오버 상태에 근접합니다. 15분 동안 코어와 구획 온도 사이에 상당한 차이가 있지만, 구획 내에 고온이 존재한다는 확신이 더 큽니다.
이 정보를 직접 사용하여 구획 온도를 결정할 수는 없습니다. 소방 작업 동안 정확한 내부 구획 온도를 결정하는 유일한 방법은 샌드위치패널의 일부를 뚫거나 제거하고 직접 측정하여 관찰하는 것입니다.
(3) 샌드위치패널 조인트 내 온도의 분석
테스트 시작 15분에, slice1(노출면에 가장 가까운)의 온도 범위는 272℃~662℃인 반면 구획 온도는 352℃~795℃ 범위로온도의 적절한 상관관계를 제공합니다. 그러나 더 실용적인 접근 방법은 노출되지 않은 표면에서 조인트 온도를 관찰하는 것입니다. 15분에서 이러한 온도는 28℃에서 325℃까지의 범위인 반면, 구획 온도는 352℃에서 795℃ 사이의 범위입니다. 현재 구획 온도와 표면 조인트 온도 사이에는 명확한 정량적 상관관계가 없으며 따라서 정보는 직접 사용할 수 없습니다.
(4) 열화상 카메라로 촬영한 노출되지 않은 샌드위치패널 면의 온도 분석
조인트와 샌드위치패널의 온도는 구획 온도와 동일한 패턴을 따르지만 둘 사이에는 상당한 시간 차이가 있습니다. 95mm 샌드위치패널 샘플의 시차는 120mm 샘플에서 평균 12분과 18분입니다. 따라서 조인트와 샌드위치패널에서 열화상 카메라로 촬영한 온도 정보는 구획 내의 온도에 대한 정확한 지침을 제공하지 않습니다.
(5) 열화상 카메라로 촬영된 노출되지 않은 샌드위치패널 표면의 샌드위치패널 및 조인트 온도의 차이
폼 재료가 열화됨에 따라 조인트가 벌어지기 때문에, 노출되지 않은 면의 샌드위치패널 표면 온도와 조인트 온도는 처음에는 매우 비슷하지만 일정 시간이 지나면 달라집니다. 이러한 변화의 시간은 시간이 지남에 따라 플래시오버에 상당히 가깝습니다. 따라서 온도 차이가 발생하지 않은 경우 화재는 플래시오버 이전 단계로 간주할 수 있습니다.
온도 차이가 빨리 인식될수록 그러한 높은 실내 온도를 더 빨리 가정할 수 있습니다. 모든 테스트에서 온도 차이는 15분 전에 발생했습니다. 따라서 이것은 고온 구획 화재의 현실적인 지표입니다.
구획 화재가 플래시오버 조건에 도달하지 않은 경우 구획 내에 구제 가능한 인명과 재산이 존재하고 공격적인(내부) 소방 공격이 이루어질 수 있다고 가정할 수 있습니다. 온도 차이가 확인되면 플래시오버가 발생하고 구획 내에 살 수 있는 생명이나 재산이 없다고 가정할 수 있습니다. 이러한 상황에서 적절한 소방 전술은 인접한 구획을 보호하는 방어적 접근(외부 공격)을 제공하는 것입니다.
(6) 선형 변위 변환기를 사용하여 노출되지 않은 면에서 얻은 샌드위치패널 변위 분석
테스트 15분 후 샌드위치패널 편차는 10mm에서 25mm까지이지만 이러한 최소 샌드위치패널 움직임을 감지하기는 어렵습니다. 최대 변위가 관찰되거나 측정되는 곳에서는 구획 화재가 플래시오버에 도달하고 화재는 종종 붕괴 단계로 진행됩니다.
관찰되거나 측정된 변위는 높은 구획 온도의 지표이므로 인접한 구획을 보호하는 외부 공격이 적절한 소방 대응입니다. 이러한 변위는 조인트 무결성 및 샌드위치패널 안정성을 잃을 수 있으며, 인접한 구획인 손상되지 않도록 소방 전술을 지속적으로 검토해야합니다. 변위에 대한 평가를 하는 것은 어려울 것이라는 것은 인정되지만 이것은 좋은 지표로서 그러한 평가를 하기 위해 더 나은 실용적인 기술을 개발하기 위해 더 많은 작업을 할 가치가 있습니다.
(7) 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm 떨어진 샌드위치패널 코어와 조인트의 온도 분석
분석 결과 표면 아래 10mm의 온도는 노출되지 않은 표면보다 2분에서 16분 사이에 주변 온도보다 2℃ 높은 온도에 도달하는 것으로 나타났습니다. 노출되지 않은 면의 표면 아래 깊이 10mm의 조인트와 코어 재료를 노출하는 데 있어 얻을 가치가 있는 것이 분명합니다. 이러한 테스트는 주변 온도보다 높은 온도가 측정되는 곳에서 이것은 높은 구획 온도를 나타내므로 소방관을 구확에 투입하는 것이 부적절하며 다른 접근 방식을 찾아야함을 보여줍니다.
그러나 이 깊이에서 코어와 조인트를 드러내는 것은 대부분의 소방구조대에서 코어 재료를 확립하는 일반적인 관행입니다. 따라서 이 기능이 수행되고 있기 때문에 주변보다 2℃ 이상의 온도가 존재하는지 여부를 결정하기 위해 이 과정의 일부로 온도 측정을 수행하는 것을 포함하도록 지침을 확장할 수 있습니다. 표면 아래의 이 깊이에서 조인트와 코어 재료를 모두 드러내는 것은 쉬운 작업이며 잠재적으로 높은 구획 온도를 더 일찍 나타낼 수 있습니다.
노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm에서 주변 온도 이상이 드러나는 경우 이는 높은 구획 온도를 나타냅니다. 이러한 높은 온도를 감안할 때 공격적인 소방(예: 내부 소방)에는 적합하지 않습니다. 그러나 조인트의 무결성이 그대로 유지되는 경우 소방관은 인접한 구획 내에서 다른 기능을 수행할 수 있습니다.
(8) 열화상 카메라로 노출되지 않은 면에서 얻은 조인트 및 샌드위치패널의 온도 변화율 분석
모든 테스트에서 조인트에서 실제적으로 관찰 가능한 온도 변화는 구획 온도가 최대값에 도달했거나 최대값을 초과했지만 여전히 600℃를 초과할 때 발생합니다. 수직 방향 조인트는 수평 방향 조인트보다 높은 구획 온도를 더 일찍 나타냅니다. 샌드위치패널의 온도 변화율 및 구획 조건과 관련하여 신뢰할 수 있는 상관 관계를 확인할 수 없었습니다.
조인트의 온도 변화율은 조인트의 온도 변화율이 소방 전술을 알리는 데 사용할 수 있는 플래시오버 후 초기 상태와 관련이 있을 수 있음을 보여줍니다. 소방 대응은 주변 구획을 보호하는 방어 소방(외부 공격)입니다.
(9) 열화상 카메라로 촬영한 노출되지 않은 면의 표면 10mm 아래에서 샌드위치패널 코어 및 조인트의 온도 변화율 분석
온도 변화율은 수평 방향보다 수직 방향 샌드위치패널 샘플에서 더 빠르게 발생합니다. 이 분석은 이전 분석의 결과를 반영하며 수평 방향 조인트 배치의 더 나은 무결성에 기인하며 소방구조대 지침에 통합되어야합니다. 그러나 일반적으로 노출되지 않은 표면에서 10mm 아래로 측정된 온도 변화율은 노출되지 않은 표면에서 측정한 것 만큼 명확한 관계를 제공하지 않습니다.
따라서 표면 아래 10mm의 조인트를 노출시키고 온도를 측정하고 내부 구획 온도와의 관계를 평가하는 값은 중요하지 않습니다. 이 접근법은 소방 의사 결정에 아무런 이점을 주지 않을 것입니다.
5. 결론
위의 분석은 외부로부터 구획 내의 내부 온도 조건을 결정하는 신뢰할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법이 없다는 것을 결정했습니다. 그러나 구획 내에 고온 조건이 존재하는지 결정하는 데 사용할 수 있는 여러 지표가 있습니다. 고온이 존재한다고 판단되는 경우 조치 과정이 제안됩니다.
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