A Study on the Combustion Efficiency Concept in Under-ventilated Compartment Fires

Gwon-Hyun, Ko; Chung-Hwa, Park; Cheol-Hong, Hwang; Seul-Hyun, Park

Fire Science and Engineering 2010;24(6):145-152.
Published online December 31, 2010.

환기부족 구획화재에서 연소효율 개념에 대한 고찰

고권현, 박충화, 황철홍, 박설현

¹동양대학교 건축소방행정학과²대전대학교 소방방재학과³대전대학교 소방방재학과⁴한국항공우주연구원 우주과학팀

A Study on the Combustion Efficiency Concept in Under-ventilated Compartment Fires

Ko Gwon-Hyun, Park Chung-Hwa, Hwang Cheol-Hong, Park Seul-Hyun

요약

실규모 ISO 9705 표준 화재실에서 환기부족 화재를 대상으로 연소효율 개념에 대한 검토가 수행되었다. 특히 구획 외부에서 측정되는 총괄연소효율과 구획 내부의 고온 상층부에서 측정된 국부연소효율의 개념을 비교.검토하였다. 연료로는 다양한 범위의 연소열과 그을음 생성량을 갖도록 헵탄, 톨루엔 및 이소프로판올이 사용되었다. 주요 결과로서, 총괄연소효율은 총괄당량비 증가에 따라 비교적 선형적으로 감소한다. 반면에 국부연소효율은 총괄당량비 증가에 따라 2차 곡선의 형태로 크게 감소됨을 확인하였다. 위 결과를 통해 국부연소효율에 대한 정보는 구획 내부의 화재현상을 이해하는데 매우 유용한 변수임을 알 수 있었다. 또한 국부연소효율은 구획화재에 대한 상사과정에서 중요한 변수로 사용될 수 있음을 논의하였다.

Abstract

A study on combustion efficiency concept was conducted for the under-ventilated fires in a fullscale ISO 9705 room. In particular, a comparison between global combustion efficiency (CE) measured outside the compartment and local CE measured at upper layer inside the compartment was focused. Heptane, toluene and iso-propanol were used to consider the wide ranges of heat of combustion and soot yield. As a result, the global CE was decreased linearly with increasing in global equivalence ratio (GER). On the other hand, the decreasing rate of local CE was increased gradually with increasing in GER. From these results, it was known that the information on local CE was very useful parameter to understand the fire phenomena inside the compartment. In addition, it was discussed that the local CE might be used as an important parameter in the process of scaling for the compartment fires.

Key Words: Compartment fire, Combustion efficiency, Under-ventilated fire, Scaling law