Experiment on the Correlation between Mass Flux of Heptane and Material Property of Wall in Compartment Fire

Jung Wook, Park; Yeon Je, Shin; Jeong Yong, Kim; Woo Jun, You

doi:2019.33.1.39

Int J Fire Sci Eng > Volume 33(1); 2019 > Article

Fire Science and Engineering 2019;33(1):39-44.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2019.33.1.039 Published online February 28, 2019.

구획 화재 시 벽면 재료 특성과 헵탄의 질량유속 상관관계 실험

박정욱, 신연제, 김정용, 유우준

¹동양대학교 건축소방안전학과
²동양대학교 건축소방안전학과
³경일대학교 소방방재공학과 대학원
⁴동양대학교 건축소방안전학과

Experiment on the Correlation between Mass Flux of Heptane and Material Property of Wall in Compartment Fire

Park Jung Wook, Shin Yeon Je, Kim Jeong Yong, You Woo Jun

¹Dept. of Architecture & Fire Safety, Dong Yang Univ.
²Dept. of Architecture & Fire Safety, Dong Yang Univ.
³Department of Fire & National Emergency, Gyeong Il Univ.
⁴Dept. of Architecture & Fire Safety, Dong Yang Univ.

요약

본 연구에서는 구획 화재 시 벽면을 구성하고 있는 재료 특성과 질량 유속의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 내화보드와 철판 각각을 사용하여 폭 0.3 m, 높이 0.5 m 그리고 길이 3.0 m의 한 쪽 면이 밀폐된 구조물을 제작하였으며, 헵탄 풀 화재 실험을 수행하여 연소면적 $0.01m^2$과 $0.0225m^2$ 각각에 대해서 화원의 위치 변화에 따른 질량 감소율을 산출하였다. 그 결과 헵탄의 질량 유속은 연소 초기 $0.0087kg/m^2{cdot}s$에서 내화보드 구조물의 경우 최대 $0.166kg/m^2{cdot}s$로 증가하였으며, 철판 구조물의 경우 최대 $0.019kg/m^2{cdot}s$ 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 구획 공간에서 화재 확산을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 재료의 열적 특성과 기하학적 형상을 고려하여 화재시나리오가 구성되어야 하는 것을 의미한다.

Abstract

In this study, the relationships between the material properties of the wall and the fuel mass flux in compartment fire. The fire resistant board (fire-board) and steel plate compartments are constructed with a 0.3 m width, 0.5 m height and 3.0 m length. To obtain the mass loss rate considering the location of the fire origin in compartment, experiments of a heptane pool fire are performed with a combustion area of $0.01m^2$ and $0.0225m^2$. The results show that the initial mass flux of heptane, $0.0087kg/m^2{cdot}s$, is increased to $0.166kg/m^2{cdot}s$ for fire board and $0.019kg/m^2{cdot}s$ for steel plate. It means that the fire-scenario should be considered with the thermal characteristics of the material properties and geometric shapes of the compartment to predict fire propagation accurately in a compartment space.

Key Words: Burning rate, Material property, N-heptane, Mass loss rate, Thermal conductivity coefficient, Pool fire