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고체표면에서의 화염확산(Flame Spread)
1. 개요
⑴ 화염확산이란 화재의 경계면이 이동되는 과정이다.
⑵ 화염확산은 발화면이 전진하는 것이라고 인식되며 전진화염의 끝부분은 화염면 앞의 연료를 연소점까지 올리기 위한 열원 또는 점화원으로 작용한다.
⑶ 고체나 액체연료의 화염확산에 대한 예를 많은 화재에서 볼 수 있다.
⑷ 화염확산에서는 일반적으로 화재성장 과정에서 중력과 바람의 영향이 중요하다.
⑸ 일반적으로 화재확산(Fire Spread)은 표면의 화염확산, 훈소의 발달, 그리고 예 혼합 화염전파에서의 파이어볼 등이 포함되는 모든 연소과정의 성장을 의미한다.
2. 기초이론
화염확산 속도식에 의하면 새로이 가열되는 연료로의 에너지공급율(소요율), 즉 그 온도가 발화온도()가 되게 하는 에너지공급률은 연소지역으로부터의 순열전달율 (열 공급율())과 같게 된다는 것을 나타낸다. 따라서 확산에 대한 균형을 취해보면
3. 고체표면에서의 확산
⑴ 화염확산 속도(확산거리와 발화시간)
고체표면 확산에서의 가장 많은 열전도율은 에 걸친 표면에서의 열전달이다.
⑵ 하향 또는 측향 확산
① 화염이 확산되어 가는 방향과 공기의 흐름이 반대가 되는 반대흐름 확산이다.
② 표면온도가 임계값 이상일 때만 확산이 일어나며 최소온도인 120℃ 이하에 서는 확산이 일어나지 않는다. 이 온도이상에서는 표면온도가 증가함에 따라 확산속도가 증가된다.
③ 화염은 하향 또는 측향 확산면의 앞부분의 1㎜보다 작은 영역을 가열한다.
⑶ 상향 또는 풍조확산
① 공기흐름과 화염확산의 방향이 같은 경우가 풍조확산이다. 고요한 공기하에서 벽위의 상향 화염확산이나 천장아래에서의 화염확산도 풍조확산이다. 이 경우 바람은 화재자체에 기인되는 부력흐름에 의해서만 일어난다.
② 화염확산에 필요한 가열은 주로 주변의 확장된 투명화염으로부터 표면으로의 열전달에 따라 이루어진다.
③ 화염확산거리()는 연소의 정도에 따라 결정된다. 즉 풍조확산화염은 점화 원의 성질과 벽의 연소특성에 의존한다.
4. 고체표면 화염확산속도의 영향인자
⑴ 표면방위와 전파방향
① 수직의 상향전파일 경우 확산속도는 가장 빠르다.
② 하향전파의 경우 확산속도는 방위의 변화에 따라 민감하지는 않으며 대략 1.0～1.3㎜/s 정도로 일정하다.
⑵ 연료의 두께
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도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자요망
(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 26년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
스토리원 홈페이지 http://www.story-one.co.kr
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