(4) 질량 손실 스프레드시트 계산 결과
스프레드시트 계산 결과는 플래시오버 전 단계에서 건물의 총 질량 손실에 대한 설명을 제공합니다. 화재 하중이 동일하게 유지되는 창고 건물에는 지붕 각도와 건물 크기에 약간의 차이가 있습니다. 이 단락에는 실험된 형상에 대한 요약이 포함되어 있습니다.
① 저장 건물(30*50*8)(SB)
창고 건물은 테스트된 지붕 우레탄판넬로 실험되었습니다. 질량 손실 실험의 결과는 영역에서 실험된 현실적인 화재 상화의 가능한 총 질량 손실을 계산하는 데 사용됩니다.
경계 조건 영역: 이중 경사진 지붕, 직사각형 지붕, 바닥 면적: 1,500m², 높이: 8m, 길이: 50m, 깊이: 30m, 천장 높이: 2m, 지붕 각도: 7.6°, 개구부는 없습니다.
화재 성장 매체, 6000Kw/m² RHR, 화재 하중 511MJ/m² 바닥 15cm(일반 중량 콘크리트[EN1994-1-2] 천장 및 벽 우레탄판넬 특성을 테스트하였습니다. 실험 시작시 온도는 20℃로 설정됩니다. 오존 실험에는 테스트된 우레탄판넬의 재료 특성이 포함되어 있으며, 각 실험은 다른 우레탄판넬 유형을 사용합니다. 다른 단열재의 특성은 연기층 개발 영역에서 다른 오존 데이터 출력을 초래합니다.
실험된 저장 건물에 있는 PUR 우레탄판넬의 총 질량 손실은 325.58kg이며, 총 영향 면적의 3.141%의 질량 손실 비율에 해당합니다. 그리고 열 분해 연기층 비율은 0.0597kg/m³입니다. PIR 우레탄판넬은 총 영향 면적의 1.569%에 해당하는 250.19kg의 질량 손실을 보여줍니다. 연기층의 비율은 0.046kg/m³입니다. 미네랄울판넬 지붕판은 총 152.21kg의 질량 손실을 제공하며, 질량 손실율은 0.72%이고 연기층 비율은 0.027kg/m³입니다.
② 저장 건물(10*40*8)(SBS)
저장 건물은 테스트된 미네랄울판넬 지붕판로 실험되었습니다. 그리고 창고 건물과 유사한 설정입니다. 질량 손실 실험의 결과는 오존에서 실험된 현실적인 화재 상황의 가능한 총 질량 손실을 계산하는데 사용됩니다. 이 건물 유형의 법규는 소형 창고 건물(SBS)입니다.
경계 조건 영역: 이중 경사진 지붕, 직사각형 지붕, 바닥 면적: 400m², 높이: 8m, 길이: 40m, 깊이: 10m, 천장 높이: 3m, 지붕 각도: 31°, 개구부는 없습니다.
화재 성장 매체, 6000Kw/m² RHR, 화재 하중 511MJ/m² 바닥 15cm(일반 중량 콘크리트[EN1994-1-2] 천장 및 벽 우레탄판넬 특성을 테스트하였습니다. 실험 시작시 온도는 20℃로 설정됩니다.
결과적으로 실험된 저장 건물에서 PUR 우레탄판넬의 총 질량 손실은 89.8kg이며, 이는 전체 영향 면적의 2.59%의 질량 손실 비율과 0.0147kg/m³의 열 분해 연기층 비율에 해당합니다. PIR 우레탄판넬은 전체 영향 면적의 1.33%의 질량 손실에 해당하는 70.82kg의 질량 손실을 보여줍니다. 연기층 비율은 0.012kg/m³입니다. 미네랄울판넬 지붕판의 총 질량 손실은 43.31kg으로 0.53%의 질량 손실 비율과 0.0074kg/m³의 연기층 비율을 제공합니다.
③ 냉장 창고(CSB)
냉장 창고는 저장 건물 SB와 동일한 형상으로 실험되었으며, 화재 속성은 동일하게 유지됩니다. 실험 시작시 건물 내부의 온도는 4℃로 설정되어 있습니다. 냉장 건물의 결과는 시작 온도에 따라 다릅니다. PUR 우레탄판넬 냉장 건물의 결과는 569.95kg의 질량 손실과 0.0994kg/m³의 열 분해 연기층 비율로 총 영향 면적의 5.413%의 질량 손실 비율에 해당합니다. PIR 우레탄판넬은 430.38kg의 질량 손실을 제공하며, 전체 영향 면적의 2.66% 질량 손실을 제공합니다. 열 분해 연기층 비율은 0.075kg/m³입니다.
미네랄울판넬은 총 영향 면적의 1.27%인 269.48kg의 총 손실을 제공합니다. 열 분해 연기층 비율은 0.05kg/m³입니다. 시작 온도가 낮기 때문에 질량 손실이 증가합니다. 밀폐된 저장 건물은 냉각된 건물일 때 연기층에 더 많은 열 분해를 포함합니다.
④ 한쪽으로 경사진 저장 건물(SBSP)
한쪽으로 경사진 저장 건물은 다음 특성으로 실험됩니다.
경계 조건 영역: 단일 경사 지붕, 직사각형 바닥, 바닥 면적: 1,500m², 높이: 8m, 길이: 50m, 깊이: 30m, 천장 높이: 2m, 개구부는 없습니다.
화재 성장 매체, 6000Kw/m² RHR, 화재 하중 511MJ/m² 바닥 15cm(일반 중량 콘크리트[EN1994-1-2] 천장 및 벽 우레탄판넬 특성을 테스트하였습니다.
실험된 가금류 농장에서 PUR 우레탄판넬의 총 질량 손실은 313.01kg이며, 이는 총 영향 면적의 3.30%의 질량 손실 비율과 0.057kg/m³ 의 열 분해 연기층 비율에 해당합니다. PIR 우레탄판넬은 총 영향 면적의 1.53%의 질량 손실에 해당하는 243.3kg의 질량 손실을 보여줍니다. 연기층 비율은 0.0448kg/m³입니다. 미네랄울판넬 지붕판널의 총 질량 손실은 155.95kg으로 0.746%의 질량 손실률과 0.02815kg/m³의 연기층 비율을 제공합니다.
⑤ 가금류 농장 건물(PFB)
가금류 농장 건물(PFB)은 다음과 같은 특성으로 실험됩니다.
경계 조건 영역: 이중 경사 지붕, 직사각형 바닥, 바닥 면적: 1,600m², 높이: 6m, 길이: 80m, 깊이: 20m, 천장 높이: 3.5m, 개구부는 없습니다.
화재 성장 매체, 500Kw/m² RHR, 화재 하중 122MJ/m² 바닥 15cm(일반 중량 콘크리트[EN1994-1-2] 천장 및 벽 우레탄판넬 특성을 테스트하였습니다. 벽, 다음과 같이 구성: 6cm(일반 중량 콘크리트[EN1994-1-2]), 그라스울단열재-미네랄울단열재, 일반 벽돌
실험된 가금류 농장에서 PUR 우레탄판넬의 총 질량 손실은 276.95kg이며, 이는 전체 영향 면적의 1.75%의 질량 손실 비율과 0.244kg/m³의 열 분해 여기층 비율에 해당합니다. PIR 우레탄판넬은 총 영향 면적의 0.76%의 질량 손실에 해당하는 206.54kg의 질량 손실을 보여줍니다. 연기층 비율은 0.183kg/m³입니다. 미네랄울판넬 지붕판은 총 126.78kg의 질량 손실을 제공하며, 이는 1.1%의 질량 손실 비율과 0.111kg/m³의 연기층 비율을 제공합니다.
(5) 스프레드시트 계산 분석
모든 계산은 소방관이 화재가 있는 구획 내에서 공격적인 화재 진압으로 시작할 가능성이 가장 높은 구획 크기에 대해 수행되었습니다. 계산은 최대 1600m²의 건물에 적용되며, 동일한 방법을 사용하여 최대 2500m²의 구획으로 확장될 수 있습니다. 계산에서 생성된 결과는 프로젝트별로 유지되지만, 유사한 특성을 가진 건물에 반영될 수 있습니다. 계산에 의해 생성된 주요 결과는 총 연기층 질량의 열 분해 질량 백분율입니다. 이전 단원에서 설명된 스프레드시트 계산에는 개구부가 없으므로, 따라서 모든 열 분해 가스가 건물에 유입되어 연기층과 혼합되었다고 가정합니다.
이러한 스프레드시트 계산은 건물에 항상 일부 개구부가 있기 때문에 최악의 상황입니다. 또 다른 가능성은 샌드위치판넬의 조인트가 벌어지면서 열 분해 가스가 건물 밖으로 이동할 수 있다는 사실을 알 수 있습니다. 이 실험에서는 환기 제어 화재만 다룹니다.
① 저장 건물
저장 건물 가연성 단열재의 위험성에 대한 Nieman BV의 초기 연구에 따르면 체적 백분율에서 폴리우레탄은 8.75%, 폴리이소시아누레이트는 15.78%, 우레탄은 13.92% 가연성 한계(LFL)가 나타났습니다. 더 긴 우레탄 사슬은 가연성 한계를 낮춥니다. 이와 동일한 과정이 폴리이소시아누레이트 사슬에서 발생한다고 가정합니다. L.L. de Kluiver가 수행한 자세한 연구는 폴리우레탄에 대한 LFL이 질량 백분율 39%로 나타났습니다. PIR 우레탄단열재 및 미네랄울단열재에 대한 가연성 한계는 발견되지 않았습니다.
대부분의 경우 건물에 어떤 단열재가 적용되는지 소방관에게는 명확하지 않습니다. 질량 백분율이 가장 낮은 가연성 한계는 모든 단열재에 대한 일반적인 경계로 설정되며, 샌드위치판넬에 의해 생성된 연기층에 있는 가연성 가스 질량의 39% 비율이 안전한 한계라는 결론을 내립니다. 아래 그림은 화재 중 연기층의 가연성 가스 비율입니다. 이 그림은 창고 건물만 보여줍니다. 선은 위험 영역의 구분을 보여줍니다.
대부분의 상황에서 열 분해 가스의 비율은 350℃에서 11%를 초과하지 않습니다. 주목할만한 점은 깨끗한 연기층과 열 분해 가스의 비율이 개발되었다는 점으로, PIR 우레탄판넬 및 미네랄울판넬 지붕판은 낮은 온도 범이에서 더 높은 비율을 보여줍니다. PUR 우레탄판넬은 더 높은 온도에서 반응하지만 반응할 때 더 많은 열 분해 가스를 개발합니다. 즉, 높은 온도에서 이 비율은 빠르게 증가하고 11~15% 가연성 가승의 비율이 가능합니다.
시작 온도가 낮기 때문에 냉장 건물은 질량 손실이 높고 따라서 연기층에 존재하는 열 분해 가스 비율이 더 높습니다. 지붕 각도가 낮은 저장 건물은 샌드위치판넬의 더 큰 표면이 초기 단계에 노출되기 때문에 연기층에서 열 분해 가스의 비율이 더 높습니다. 지붕 각도가 낮은 건물과 냉방된 건물은 샌드위치판넬의 넓은 영역이 장시간 노출되기 때문에 연기층에서 가장 많은 양의 열 분해 가스를 나타냅니다. 각 실험 결과는 부록 E에서 찾을 수 있습니다.
② 가금류 농장
가금류 농장은 더 많은 양의 열 분해 가스를 보여줍니다. 느린 화재 발생으로 인해 건물의 화재 부하가 낮아집니다. 이 느린 개발은 플래시오버 전 단계에서 샌드위치판넬이 연기층에 노출되는 시간을 연장시킵니다. 가연성 가스의 22.6% 질량 백분율은 PUR 우레탄판넬 가금류 농장 건물에서 도달하고, PIR 우레탄판넬 및 미네랄울판넬 지붕판 건물은 400℃의 온도에서 각각 19.9% 및 13.8%의 비율을 나타냅니다.