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풀 화재의 열방출률 측정을 위한 판형 열유속계의 적용성 평가
모경의(Gyeong-Ui Mo),윤홍석(Hong-Seok Yun),황철홍(Cheol-Hong Hwang) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계
열방출률(Heat Release Rate, HRR)은 화재로부터 방출되는 단위시간 당 열에너지(kW)를 의미하며, 화재규모 및 위험성을 평가하기 위한 가장 기본적 물리량으로 인식된다. 열방출률은 연료의 질량감소율(Mass loss rate), 연소생성물의 엔탈피를 통해 측정될 수 있으나, 복합가연물에 대한 적용성 및 연소생성물이 겪는 열손실 정량화의 한계로 다양한 화재조건에 적용되는데 한계가 있다. 이에 따라 연소과정에서 생성 또는 소모되는 화학종의 농도를 고려하는 산소소모법(Oxygen consumption method)이 열방출률 측정에 널리 활용되고 있다. 산소소모법에 기반한 열방출률의 측정은 가연물의 종류 및 열손실의 영향을 받지 않는다는 장점이 있으나, 화재로부터 발생되는 연소생성물이 전량 포집되어야만 적절한 측정이 가능하다. 이로 인해 산소소모열량계는 포집후드 및 배기 fan의 성능에 따라 특정 규모 이상의 화재에 대한 열방출률 측정에 한계를 가지고 있다. 특히, 건축물 규모의 화재에 대한 열방출률 측정결과는 소방설계를 위한 유용한 참고자료가 될 수 있으나 산소소모열량계의 한계로 인해 충분한 화재 DB의 확보가 어려운 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 화재로부터 방출되는 열에너지의 종류 및 특성이 고려될 수 있다. 화재의 총 방출열량 중 일정 비율은 복사열에너지 형태로 방출된다. 또한 특정 거리 이상의 조건에서 화염으로부터 방출되는 복사열유속은 등방성 복사(isotropic radiation)로 간주될 수 있다. 이러한 특성들에 대한 고려를 통해 본 연구에서는 헵탄(heptane)풀 화재의 복사열유속에 기반한 열방출률의 측정이 시도되었다. 이 때 복사열유속의 측정에는 선행연구를 통해 응답성능 및 정확도가 검증된 Plate thermometer (PT)가 활용되었다. 매우 간단한 복사열유속 측정장치인 PT를 활용한 열방출률의 예측은 대형 화재의 규모평가 및 이를 고려한 화재안전설계에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
박세용(Park Seyong),모경(Mo Kyung),김이형(Kim Leehyung),강희만(Kang Heeman),김문일(Kim Moonil) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.8
본 연구에서는 고속도로에서 발생되는 비점오염원 부하량 계산의 기초가 되는 비점오염물질의 원단위 산정을 위해 서해안 고속도로 매송지역 도로지점과 교각지점 두 지점을 대상으로 수문곡선과 농도분석을 하고 유량가중평균농도(Event Mean Concentrations, EMC)를 이용하여 원단위를 평가하였다. 중금속을 제외하고 대부분의 강우사상에서, 강우가 시작되고 유출이 시작된 이후 초기 30분 이내 오염물질의 농도는 급격히 줄어들었다. EMC 분석 결과 두 지점 모두 TSS, BOD?, DOC가 하수처리수 방류수 기준보다 높게 나왔으며, T-N, T-P는 낮게 검출되었다. 중금속 변화에서는 두 지점 모두 Fe과 Pb 그리고 Zn 등이 다른 중금속에 비해 많이 검출되었다. 원단위 산정 결과 환경부 원단위와 비교하였을 때 BOD?, T-N이 낮게 계산 되었으나, 중금속의 경우, 외국의 원단위와 비교하였을 때 Cu, Pb, Zn 이 약 10배 가량 높은 것으로 나타났다. 좀 더 신뢰성 있는 원단위 산정을 위해서는 현재까지 모니터링된 자료를 활용하고, 추가적인 자료의 획득을 위한 장기적인 모니터링 계획이 수립되어야 할 것으로 판단된다. In this study, evaluation of basic unit of non-point pollutant, which is fundamental evaluation of non-point loading, was conducted using both road point and angle of intersection point in Maesong area, West coast highway by utilizing Event Mean Concentrations(EMC). Concentration of pollutants except heavy metals at these two points rapidly decreased in 30 minutes after start of runoff. According to the results of EMC, for both sampling points, it was determined that the concentrations of TSS(Total Suspended Solid), BOD?(Biological Oxygen Demand), and DOC(Dissolved Organic Carbon) were higher than those of wastewater effluent standard in Korea, however, the concentrations of T-N(Total Nitrogen) and T-P(Total Phosphorus) were lower than those of the standard. In terms of heavy metals, Fe, Pb, and Zn showed higher concentrations than others. When compared with the units established by the Ministry of Environment in Korea, the basic units of BOD? and T-N in this study were lower. On the other hand, when compared with foreign units, Cu, Pb, and Zn showed approximately 10 times higher concentrations. It was estimated that a long term monitoring should be conducted for obtaining additional data and more reliable basic units for the non-point pollutnats based on the results from this study.