Measurements of the Heat Release Rate and Fire Growth Rate of Combustibles for the Performance-Based Design - Focusing on the Combustibles in Residential and Office Spaces

Dong-Gun, Nam; Cheol-Hong, Hwang

doi:2017.31.2.29

Fire Sci. Eng. > Volume 31(2); 2017 > Article

Fire Science and Engineering 2017;31(2):29-36.
DOI: https://doi.org/10.7731/KIFSE.2017.31.2.029 Published online April 30, 2017.

성능위주설계를 위한 가연물의 열발생률 및 화재성장률 측정 -주거 및 사무공간 가연물을 중심으로

남동군, 황철홍

¹한국소방산업기술원 소방기술연구소
²대전대학교 소방방재학과

Measurements of the Heat Release Rate and Fire Growth Rate of Combustibles for the Performance-Based Design - Focusing on the Combustibles in Residential and Office Spaces

Nam Dong-Gun, Hwang Cheol-Hong

¹R&D Laboratory, Korea Fire Institute
²Department of Fire and Disaster Prevention, Daejeon University

요약

가연물의 열발생률에 근거한 설계화원은 성능위주설계의 화재안전성 평가에 매우 중요한 영향을 줄 수 있다. 그러나 현재 성능위주설계에서는 국내 가연물의 화재정보의 부족으로 인하여 제한된 외국 문헌정보가 추가 검증이 없이 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 성능위주설계의 신뢰성을 확보하기 위하여 다양한 주거 및 사무공간 가연물을 대상으로 열발생률 및 화재성장률에 관한 정보를 제공하는 것이다. 이를 위해 총 14가지의 단일 및 다수 가연물에 대한 화재실험이 수행되었다. 본 연구에서 고려된 가연물의 최대 열발생률은 36 kW~1,092 kW의 범위를 갖는 것으로 측정되었다. 화재성장률은 주거용 가연물이 $0.003kW/s^2{sim}0.0287kW/s^2$이고, 사무용 가연물이 $0.003kW/s^2{sim}0.0838kW/s^2$ 범위를 갖는다. 특히 소파는 최대 열발생률 및 화재성장률의 관점에서 가장 높은 화재 위험성을 갖는다. 마지막으로, 다양한 가연물들의 최대 열발생률과 노출 표면적의 상관관계 분석을 통해 공간 내의 최대 열발생률을 산출하는 방법론이 제안된다.

Abstract

The design fire based on the heat release rate (HRR) of combustibles can significantly affect the assessment of fire safety in the performance-based design (PBD). In the present PBD, however, limited information in the foreign literature has been used without further verification due to the lack of fire information in domestic combustibles. The objective of this study is to provide information on the HRR and fire growth rate for various combustibles in residential and office spaces. To end this, the fire experiments were carried out with single and multiple combustibles. The peak HRR of combustibles used in the present study had a range of 36 kW~1,092 kW. The fire growth rates were also $0.003kW/s^2{sim}0.0287kW/s^2$ and $0.003kW/s^2{sim}0.0838kW/s^2$ for the residential and office spaces, respectively. In particular, a sofa had the highest fire risk in terms of the peak HRR and fire growth rate. Finally, a methodology for calculating the peak HRR in a space was proposed through correlation analysis between the peak HRR and exposed surface of various combustibles.

Key Words: Performance-Based Design, Design fire, Heat Release Rate, Fire Growth Rate, Burn Surface Area