화재 플럼이라는 것을 처음 기술사 시험에서 문제로 접했을때 정말 이게 무엇을 말하는지 몰라서 대충 내가 생각하는 불기둥 그림그리고선(^^:) 답안지를 낸 기억이 난다..
아마 채점하시는 분들이 속으로 웃었을 것이다. 이제와서 보면 모든지 모르는 상황에선 그렇게 직관적인 생각만 하게 되는가보다. 그래도 그런 경험이 소방공부를 하는데 있어서 큰 도움이 되었던것 같다.
모든지 현상적이고 물리적인 부분으로 접근할 때에 이해도 쉽고 암기도 쉬웠던 것 같다~
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[화재 플럼 (Fire Plume)]
1 개요
1)Fire Plume : 화재시 발생하는 부력 기둥, 화염 기둥을 합한 화재 기둥 의미
2)부력 기둥 : 유체 밀도차 때문에 기류는 유체 내 상승하는 힘 발생, 이 힘 의해 생기는 상승기류의 기둥
3)화염 기둥 : 간헐 화염 영역과 연속 화염 영역 합한 것, 화재시 발생 화염 의한 기둥
2. Fire Plume 발생 메카니즘
1)부력
(1)화재로 발생 가스는 고온, 부력 의해 화염 위쪽으로 상승기류 형성
(2)부력 기둥은 주위 공기 유입, 상승해 공간 상부에 연소 생성 가스와 공기 혼합기층 형성
2)공기의 인입
부력 기둥 의해 더운 기류 상승하면 차가운 공기가 화재 플럼 내로 유입
3) 와류(소용돌이) 형성
(1)부력 의해 상승하는 기류는 인입 공기 의해 희석되어 온도가 서서히 저하~
(2)상승 기류의 차가운 끝부분이 천천히 아래로 하강, 공기가 회전 또는 상승하기도 하는 현상 : 와류
(3) 와류 생성주기
4) 중력에 의한 낙하
기류는 점점 차가워지고 중력 의해 낙하하기 시작
3. Fire Plume 구성
1) 부력 플럼 영역
(1)부력 플럼 영역 : 화염 존재하지 않은 상층 열기류 영역~, 화염높이 따라 유속, 온도 감소~
(2)부력 플럼 : 열원 위에서 상승되는 대류열류 기둥을 묘사하기위해 사용, 주위 공기보다 상대적으로 밀도가 작은 유체가 상승~
(3)부력 플럼의 구조 : 주위 유체와의 상호작용 의해 결정되는 것, 부력 플럼 내 온도는 화재 강도, 플럼 높이 의해 예측가능
2) 화염 플럼 영역
1) 화염 플럼 영역 : 간헐 화염영역과 연속 화염영역에 합한 것으로 이 둘은 서로 연결된 형태이다.
2)간헐 화염영역 : 간헐적 화염의 존재 소멸이 반복되는 영역~, 거의 일정하게 연소 가스의 유속이 유지되는 곳
3)연속화염영역 : 연표 표면 바로 위 영역, 지속적 화염 존재하고 연소 가스의 흐름을 가속시키는 곳
3)평균 화염의 높이
4. Fire Plume 과 구획경계와의 상호 작용
1) Ceiling jet flow 천장 제트 흐름
(1)Ceiling jet flow : 고온 연소생성물이 부력 의해 힘을 받아 천장면 아래 얇은 층 형성~, 비교적 빠른 속도의 가스흐름~, 화재 초기에만 존재
(2)수직범위의 Fire Plume이 상승하다 천장 의해 제한 받게 되면 더운 가스들이 수평방향 천장 제트 흐름을 형성
(3)천장 제트 흐름 의해 고온 연소생성물이 천장 화재감지기, 스프링클러 헤드로 이동하는 메커니즘이다.
2) Horizontal flame 수평 화염
①천장이 매우 낮거나 화재가 충분히 커서 화염이 직접 천장에 충돌되면 화염이 천장제트와 같이 수평으로 굴절된다.
②화염이 수평으로 굴절되면서 공기인입속도가 현저하게 감소되기 때문에 화염의 길이가 상당히 연장되는데 이를 수평화염이라 한다.
③수평화염은 부양성의 고온가스가 차가운 공기위로 흐르기 때문에 비교적 안정된 구조이며, 천장으로의 화염확장은 화재 성장에서 중요하다.
3) Confined plume 구획벽의 방해 플럼
(1)화원이 벽쪽이나 구석에 있다면 자유로운 공기인입에 제한을 받게 되는데 이로 인해 부력 플럼에서는 온도가 높이에 따라 훨씬 천천히 저하된다.
(2)이는 차가운 주변 공기와의 혼합속도가 자유로운 경우보다 훨씬 작게 되기 때문이다.
(3)화염 플럼에서는 연소에 필요한 공기를 충분히 공급 받기 위해서 화염의 연장이 발생한다.
(4)따라서 화염확산은 화염의 길이가 가장 긴 벽 쪽에서 가장 빠르다.
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소방 비전공자이고 완전 생초보였습니다. 독학으로 공부 중입니다. 학원 다녀본 적이 없습니다. 그래도 직접 교재 만들어서 성적을 30점 정도(29점에서 57점) 올렸습니다. 생초보도 이렇게 성적 올리는데 이젠 함께 합격을 이루시지요~(바로 위 링크 클릭~!)
도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자 요망 (주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업 수행 중 건 축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동 중, (주)아임 종합건설회사에 근무중, 26년 차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례 거나]등이 있다
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