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문제)  연기

1.연기의 정의

1)연기란 연소 시 공기 중에 부유하고 있는 고체 또는 액체의 미립자를

가리키며 그 크기는 0.01~10μm이다.

2)화재 시의 연기는 연기입자를 특별히 분리하지 않고 인입된 공기도

연기라 하는데, 연소물질로부터 발생하는 고온의 수증기와 가스,        H2O, CO2, 불완전 연소생성물과 응축된 매우 작은 입자의 물질,       타르, 불에 의해 가열되고 상승하는 plume에 인입된 공기를 화재       시 연기라 한다.

2. 연기발생 Mechanism  :  연료를 고체물질로 보고, 고체물질의 대표적 물질인 목재의 경우 연기 발생 Mechanism은 다음과 같다.

1)1단계: 열에 의해 열분해 가스 및 증기 등이 발생되는데,160~360 OC

에서는 CO2,CO 등이, 360~420 OC에서는 H2, C2H2 등이 발생되       며 온도에 따라 각종 HC류의 가스가 발생한다.

2)2단계: 발생한 가연성 가스들이 계속 공급되는 열에 의해서 산소와

결합하여 연소가 일어나 연소생성물이 생기는데 이것이 연기이다.

이러한 열분해가스의 연소와 병행하여 증발되고 남은 잔재물인 탄       화 목탄이 연소하게 되는데 이것이 탄소가 주성분이고 그 밖에 미       량의 철, 이산화규소 등의 무기물이 함유되어 있다

2. 연기의 특징

1)연기는 광선을 흡수한다.

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발연량이 적을 때는 천장면을 따라서 층류를 이루어 비교적 빠르게 흐르므로 유도등, 표시등이 보이나 발연량이 많아지고 바닥에서 1m정도까지 연기로 차이면 암흑세계로 되어 동서남북의 방향감각이 없어지게 된다. 그래서 유도등, 유도표지 등은 설치위치를 고려하여 가급적 낮은 위치에 설치하여야 한다.

2)연기는 유독가스를 함유한다.

화재 연소는 각종 가연물의 혼합연소이므로 발생되는 가스는 여러

가지 독성가스를 함유한다. 특히 내장재로 사용되는 신 건축자재에

는 고분자 유기화합물이 사용되며 연기의 농도와 유독성이 증가되고 있다.

3) 산소결핍 발생

(1)연소에는 공기 중의 산소가 소비되므로 연기중의 산소농도는 낮으며

15%이하로 되기가 쉽다.

(2)산소농도 16%이하에서는 인명을 위협하며 유독가스, 자극성가스가

연기에 포함될 경우 산소의 농도와 관계없이 위험하다.

4)고열이며 유동 확산이 빠르다. : 화재 연기는 연소온도에 가까운 고열이      며 다량의 에너지 보유로 유동성, 확산성이 빠르다.

5)고온도의 화염을 수반하고 화재확대의 주역이다.

(1)수직상승하는 고온의 화염 및 연기는 화재를 더욱 확대시킨다.

(2)건물 내 공기조화용 덕트는 화재 시 연기의 전달통로가 되므로 덕트

의 주요 관통부에는 내화성과 기밀성을 구비한 방화댐퍼를 설치하는

것을 의무화 하였다.

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4. 연기의 농도

1) 개요

(1)연기의 농도는 단위부피당에 존재하는 미립자 등의 물질을 1개소에

모으면 어느 정도의 중량, 개수, 용적이 되느냐 하는 방법으로 표현

할 수 있다.

(2)연기의 농도 표시법은 크게 절대농도와 상대농도 표현방법으로 나누

고 절대농도는 중량농도법과 입자 농도법으로 상대농도는 투과율법

으로 나누어진다.

2) 절대농도

(1) 중량농도법 : 단위 체적당 연기 입자의 중량을 나타내며(g/cm3), 이

방법에서 농도는 단순히 입자의 중량만이 평가되며 그 형상, 크기,

색에는 관계가 없다.

(2) 입자농도법 : 단위 용적당 입자의 개수를 말하며(개/cm3), 이방법       에서 농도는 단순히 입자의 개수만으로 평가되며 그 형상, 크기,       색에는 관계가 없다.

3) 상대농도

(1) Lambert-Beer의 법칙을 이용한 감광계수법

①감광계수란 연기의 농도에 따른 빛의 투과량으로부터 계산한 농

도로 시야 상태를 문제로 하는 화재에서 가장 적절한 농도 표현의

하나이며 연기의 농도와 감광량 사이에는 다음의 식이 성립한다.

I = IoeCsl           Cs = [eqn: {1} over {L}]In[eqn: {Io} over {I}]

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여기서, Cs : 감광계수 (1/m, m-1)

L : 광원과 수광체 간의 거리, 연기 두께(m)

Io : 연기가 없을 때의 빛의 세기 (Lux)

I : 연기가 있을 때의 빛의 세기 (Lux)

②감광계수와 광학농도와의 관계는 Cs = 2.303D의 관계를 갖는다.

(2) 광학농도(Optical Density)

①연소실 또는 화재 구획으로부터 흐르는 상태에서 연기의 광학밀       도를 측정하고 이를 시간에 대해 적분하여 전체적인 연기의 수율

을 측정하는 방법으로 연기 속에서의 투과되는 양에 관한 광학적

농도인 감광계수로 나타낸다.

②광학밀도(D)의 측정값은 가시도와 상관성 때문에 빛이 연기를        통과하는 동안 광속의 감쇄를 측정하여 결정되며 다음과 같이

정의된다.

D = [eqn: {1} over {L}]log10([eqn: {Io} over {I}])

③단위길이당 광학밀도(D/L, dB/m)는 가시도와 합리적으로 잘 부

합되며 1dB/m은 개략적으로 10m 가시도와 상응하며 이것이 연       기를 통한 일반적인 가시도이다.

(3) 미국표준국(NBS)에 의한 광학적 농도

①ASTM E662인 고체재료에서 발생하는 연기의 비광학적 농도 측         정법을 말한다. 미국표준국에 의한 광학적 농도

D = Ds[eqn: {AL} over {V}],   Ds = D[eqn: {V} over {AL}]

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여기서, D : 광학적 농도          A : 시료의 표면적

L : 농도계의 광로길이    V : 상자의 용량

Vs : Specific Optical Density (무차원)

②연직으로 놓인 76cm2의 표본에 25Kw/m2의 방사에너지를 방사

하여 가시 연기의 양을 산정한다.

③방사강도의 범위한계와 연소에 사용되는 산소량이 고정되어 있

는 단점이 있어 재료의 열발생량을 측정하는 원추형 열량측정법

을 함께 사용한다.

④연기를 생성하는 물질의 특성에 따라 값이 다르며 훈소화재가

불꽃화재보다 농도가 높다.

5. 감광계수와 가시거리와의 관계

1) 건물 내에 있는 사람이 연기 속을 무사히 피난하기 위해서는 전방의

목표물을 식별하는 것이 필요하다.

2) 가시거리(L)

(!) 가시거리(L)와 감광계수로 표시한 연기농도(Cs)와의 사이에는

일반적으로 Cs*L = const의 관계로 알려져 있다.

(2) 반사판형 표지 및 문짝 : L = [eqn: {2-4} over {Cs}]m

(3) 발광형 표지 및 주간의 창 : L = [eqn: {5-10} over {Cs}]m

3) 한계가시거리(Lc)

(1) 건물 내를 잘 알고 있는 사람 : 30m

(2) 건물 내를 잘 알지 못하는 사람 : 5m

4) 감광계수에 따른 가시거리

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5) 대형유도등의 경우 30m 거리에서 문자 및 색채의 구별이 가능하도록

되어 있는데 이는 연기간지기의 작동농도와 유사함을 알 수 있고,

피난계단까지 이르는 보행거리와 유사함을 알 수 있다.

6. 연기의 유동 특성

1)개요

(1)연기유동은 저층 건물에서는 열, 대류이동, 화재압력과 같은 화재의

영향이 연기유동을 일으키는 주요한 원인이다.

(2)고층건물에서 연기유동을 일으키는 요인으로는 온도에 의한 가스

의 팽창, 굴뚝효과, 외부 풍압의 영향, 건물에서의 강제적인 공기       의 유동 등을 들 수 있다.

2)굴뚝효과(Stack Effect)

(1) 건물의 외부온도가 실내온도보다 낮을 때는 건물 내의 공기는 밀

도차 에 의해 상부로 유동하게 되고, 이로 인해 건물의 높이에 따

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라 압력차가 형성 되는데 이런 현상을 굴뚝효과라 한다. 이때의 압

력차는  ΔP = ( ρo - ρi ) * g * h 로 표현된다.

(2) 여기서, ρo , ρi 는 외부공기와 실내공기의 밀도, h는 중성대로부터의 높이, 공기를 이상기체라 가정하여

PV = [eqn: {W} over {M}]RT,        P = [eqn: {rho } over {M}]RT에서   ρo = [eqn: {PM} over {RTo}]      ρi = [eqn: {PM} over {RTi}]

P = 1atm,  M =28.954g,  R =0.082atm.l/mol.K를 적용하면

ΔP = [eqn: {1(atm)*28.954(g)} over {0.082(atm.l/mol.K)}] * (1/To - 1/Ti) * 9.8m/sec * h

ΔP =  3460 * (1/To - 1/Ti) * h = Ks * (1/To - 1/Ti) * h

여기서, ΔP : 압력차(Pa)          To : 외부공기의 절대온도(K)

P : 대기압(절대압력)(Pa)  Ti : 내부공기의 절대온도(K)

R : 공기의 기체상수   Ks : 상수(표준대기압의 경우 3460)

h : 중성대로부터의 높이(m)

(3) 굴뚝효과에 의한 연기의 이동특성

①중성대 하부층에서 화재가 발생한 경우 연기는 상부로 이동하며,

연기자체의 온도에 의한 부력으로 상승속도가 더욱 증가한다.

②중성대 상부층에서 화재가 발생한 경우 연기는 외부로 누출되면       서 상승하고 연기자체의 온도에 의한 부력으로 상승속도가 더욱        증가한다.

③대규모 건축물의 경우 중성대 하부층에서 화재가 발생한 경우 연

기는 상부로 퍼져가는데 건축물의 중성대 아래쪽은 수직공간 내로

의 유입만이 가능하므로 수평방향으로의 연기확산은 거의 없을 것

이며, 중성대 위쪽은 수직공간 밖으로 유출하려는 경향 때문에 연

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기가 수평으로 확산 되는데 상층으로 갈수록 그러한 경향은 더욱 커져 연기는 상층부터 충만되어 내려온다.

(4) Stack Effect의 크기에 영향을 주는 인자

①건물의 높이           ②외벽의 기밀성

③건물 내.외부의 온도차   ④건축물 층간 공기의 누설 틈새

⑤HVAC System          ⑥E/L의 Piston Effect

3) 부력효과

(1)화재플럼의 높은 온도는 부피팽창을 통해 밀도가 감소하면서 주위

공기밀도보다 비중이 작아져 누설경로를 통해 화재생성물을 배출하

는 부력을 생성한다. 이때의 화재구역과 주위의 압력차는

ΔP =  Ks * (1/To - 1/Tf) * h    Tf : 화재 부분의 절대온도(K)

(2) 부력에 의해 상승된 연기는 천장부에서 측면으로 퍼져가면서 열전

달,희석 등에 의해 온도가 떨어지고, 화재구역으로부터 거리가 멀       어짐에따라 부력효과가 점차 감소한다.

(3) 부력에 의한 압력차 때문에 연기는 화재구역의 문, 벽 등 누설틈새

를 통해 다른 구역으로 이동하며, 특히 화재실 천장에 누설틈새가

있는 건물에서는 이 부력효과에 의해 연기는 급격히 상부층으로        이동한다.

4) 팽창효과

(1) 건물의 거실과 같은 제한된 공간에서 화재시의 실내 공기는 연기.

연소가스와 공기의 혼합물이다. 화재가 성장함에 따라 압력과 온       도가 증가하면 최성기의 온도는 1000oC에 달한다.

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(2) 개방된 문과 창문이 있는 화재구역에서는 팽창에 의한 압력차는 무시 할 수 있는 크기이나 완전히 기밀이 유지된 화재구획에서는 연기 이동의 중요한 변수이다.

(3) 가스의 팽창은 Boyle-Charles의 법칙을 이용하면 되는데 화재 시

실내온도가 600oC까지 상승하게 되면

[eqn: {P1V1} over {T1}] = [eqn: {P2V2} over {T2}]  ,   [eqn: {V1} over {21+273}] = [eqn: {V2} over {600+273}] ,  V2 = 2.97V1

실내의 원래 체적보다 약 3배 정도의 가스양이 증가하므로 실내

체적의 2/3정도의 가스가 방화구획을 통하여 타 지역으로 누출하       게 된다.

5) 바람효과(Wind Effect)

(1) 문이나 창문 등의 기밀성이 좋고 누설이 거의 없는 구조체의 건물      에서는 화재초기에 연기의 유동에 미치는 바람의 효과는 경미하다.

(2) 개방창, 개방문이 있는 건물이나, 누설이 많은 구조, 화재 시 창문       의 파손이 발생했을 경우에 풍압효과의 영향은 대단히 중요하며        건물에 미치는 풍압효과는

Pw = 1/2Cw * ρo * V2 ,    ΔP = [eqn: {V²} over {20.16To}](m/min)

여기서, Pw : 풍압효과             Cw : 압력계수

ρo  : 대기의 밀도          V : 풍속(m/s)

ΔP : 차압(N/m2)          To : 주위온도(K)

(3) 건물의 맞 바람면은 높은 압력을 발생시키고 뒷바람벽은 압력이        낮아 건물 내 연기를 이동시킨다.

(4)풍압효과는 건물의 누설특성과 크게 관련이 있고 풍속. 풍향. 건물

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의  형상. 인접건물과의 상호관계 등 압력변화를 결정하는 요인들이

아주 복잡하기 때문에 실제적으로는 모델실험에 의한 측정이나 컴퓨터를 이용한 해석에 의존한다.

6) 엘리베이터에 의한 Piston Effect

(1) 엘리베이터가 움직이고 있을때 엘리베이터 shaft에 엘리베이터 뒷 부분은 피스톤 작용에 의해 연기가 전실. 복도로 유입되거나 유동한다.

(2) 엘리베이터 앞 부분은 피스톤 작용에 의해 가압이 발생되므로 화재실의 연기가 다른 구역으로 빠르게 확산되는 연기의 유동을 발생한다.

(3) Piston Effect의 대책의 한 방법은 상하 개구부를 두어 부압 또는 정압이 발생하지 않도록 한다.

7) HVAC-System(Heating Ventilation and Air Conditioning System)

(1) 건물내의 기류의 강제이동은 화재실이 아닌 다른 실에 연기를 빠른 속도로 전달하는 경로가 되어 피난을 어렵게 하기도 한다.

(2) 따라서 화재 시 HVAC-System은 연기감지기에 의하여 자동폐쇄되거나 소화설비와 연동하여 연기를 외부로 신속히 배출할 수 있도록

설계하고 시공하여야 한다.

(3) NFPA 90A에서는 덕트의 방화구획 관통부에 방화댐퍼를 설치하도록 규정하고 있다,

7. 중성대 (Netural Zone)

1) 개요

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(1) 실내외의 온도차가 있으면 밀도차가 생기고 이로 인해 상부층에는 배기의 압력에 의해 유출되고, 하부층 에서는 외압이 강해져서 공기가 유입된다.

(2) 중성대는 실내로 들어오는 공기와 나가는 공기 사이에 발생되는 압력 0의 지대를 말하며 중성대 위쪽은 실내 정압이 실외보다 높아 실내에서 실외로 유출되고 중성대 아래쪽에서는 실외에서 실내로 공기가 유입된다.

2) 중성대 높이

(1) 실에서의 중성대 높이   ① h = H([eqn: {Ta} over {Ts+Ta}])  여기서, h : 중성대 높이(m),  H : 실의 높이(m), TA : 주위 공기 온도, TS :연기의 온도

②실내 화재시 TS = TA가 되면 h = 0.5H가 되어 중성대는 실의 중간부가 되고 나가는 공기와 들어오는 공기의 양은 같으며 온도에 따라 중성대의 높이가 달라진다.

③화재 시 실온이 높아지면 중성대 위치는 낮아지고, 중성대가 낮아지면 공기유입이 적어져 연소속도와 열방출속도가 느려 실의 온도가 내려가고 중성대는 다시 높아지는 과정이 반복되어 실의 온도는 한계값을 갖게된다.

④따라서 환기지배형 화재의 경우 가연물 양이 많아도 연소속도가 빨라 지는 것이 아니라 환기 조건에 따라 연소속도가 좌우됨을 알 수 있다. 환기지배형 화재의 경우 높이가 H이고 단면적이 A인 개구부에서 공기의 질량유량은 m = 0.5A[eqn: sqrt {H}](kg/s)이다. 여기서 A[eqn: sqrt {H}]  를 환기요소라 하며 공기유입량을 제어하는 주요인자이다.

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(2) 건물화재에서의 중성대 높이

① 화재 시 화재실에서 중성대가 형성되는 것과 같은 원리로 고층건축물 내의 어떤 층에 화재가 발생했을때 화재가 발생한 층의 상부쪽은 건물내 정압이 건물 밖의 정압보다 크게 되는데 건축물 전체에 대한 중성대의 위치는 다음의 관계식으로 구할 수 있다.

h = [eqn: {H} over {1+( {A1} over {A2} ) ^{2} `+`( {Ti} over {To} )}]             (Ti/To)

여기서, h : 중성대 높이(m)    H: 건물의 높이(m)

A1 : 아래쪽 개구부 면적(m2)   TO : 외부온도(K)

A2 : 아래쪽 개구부 면적(m2)   TI : 내부온도(K)

② 상부와 하부에 개구부가 있는 건물의 경우 개구면적이 같고 온도차가 같다면 h = 0.5H가 되어 건물의 중간부분이 된다. 개구부 중 하부 개구부가 크면 하부의 압력차가 상부보다 작게 되고 중성대의 높이가 아래로 내려간다.

③ 중성대에서 상하부 개구부 연직거리가 멀수록 압력차가 커 유입량, 유출량은 커진다. 따라서 부속실 제연설비의 경우 피난층에 부속실을 설치하지 않으면 압력차가 커 공기유입이 많고 연돌효과를 과중시켜 피해를 확산시킨다.

(3) 중성대 응용

① 실내공기는 실내외의 온도차, 기체의 확산력, 외기의 풍력에 의해 이루어져 중성대가 천장 가까이에 형성되도록 하는 것이 환기효과가 크다.

② 자연배연구는 배연구의 크기만으로 배연효과를 말할 수 없고

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설치되는 위치도 함께 고려되어야 하며 배연구는 이론적으로 화재 시 발생하는 중성대보다 위에 설치한다.

③ 법규상으로 배연구는 반자높이가 바닥으로부터 3m미만인 경우 반자로부터 수직거리가 0.9m이내에 설치하도록 되어 있다.

8. 연기로 인한 장해(연기의 유해성)

1) 생리적 유해성

(1) 산소결핍

[F/O 전후의 온도 및 가스농도 변화]

①연소농도에 따라 산소농도는 감소하고 유해 gas의 농도는 증가한다

산소결핍만으로 치사에 이르는 예는 적지만 뇌의 기능을 저하시킨다

②산소농도 20.9% → 15%로 떨어지면 근육이 말을 듣지 않는다.

③산소농도 14% → 10%로 떨어지면 판단력을 상실하고 피로가 빨리 온다.

④산소농도 10% → 6%이면 의식을 잃지만 신선한 공기 중에서 소생할 수 있다.

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(2) 일산화탄소(CO)중독

①무색. 무취의 가스로 가장 일반적인 중독의 주요 원인 물질로서 혈액중의 산소 운반 물질인 헤모글로빈(Hb)과 결합하는 능력이 산소보다 210배 이상 높기 때문에 폐에 흡수된 CO가 바로 카르복시헤모글로빈(CoHb)로 되어 헤모글로빈에 의한 산소운반과 탄산가스의 배출작용이 방해받게 되어 질식하게 되는 유독한 가스이다

②화재 시 실내는 수천ppm 농도의 CO가 존재하며 허용농도는 50ppm이다.

③EPA, AGA에 따른 CO의 최대허용농도

(3) CO2

①탄산가스라고 하며 무색, 무취의 가스로서 유기물이 연소할 때 반드시 발생한다.

②화재 시 대량으로 발생함으로써 공기중의 산소부족에 따른 질식작용에 의한 독성을 보여준다.

③독성작용은 적지만 호흡작용을 활발하게 하기 때문에 유독물이나 자극물의 흡입을 증가시키는 효과를 나타낸다.

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④ACGIH 허용농도 5000ppm

⑤CO2 농도에 따른 생리적 반응

(4) 기타 유독가스의 중독

①H2S

-허용농도 10ppm, 황을 포함한 물질이 불완전 연소 시 발생

-달걀 썩는 냄새가 나며 냄새 감각이 마비되고 현기증, 장기혼란 증상이 나타나고 호흡기가 건조해지며 통증을 유발한다.

②SO2

-허용농도 5ppm, 황을 포함한 물질이 불완전 연소 시 발생

-눈, 호흡기 계통에 자극성이 매우 크며 500ppm 농도에 단시간 노출 되어도 위험하다.

③HCN

-허용농도 10ppm, 질소가 포함한 물질이 연소 시 발생

-세포 내에서 산화반응의 촉매작용을 행하는 산화요소와 활성을 저해하며 3000ppm 이상 흡입 시 사망한다.

④HCl

-허용농도 10ppm, 대표적인 자극성가스로 눈, 코, 목의 점막을

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자극 기도를 파괴해서 기계적인 질식사 초래

-PVC와 같은 염소가 함유된 수지류가 탈때 생성되며 1500ppm 농도에서 수분간 흡입하면 사망한다.

(5) 열기에 의한 화상

①1도 화상

홍반성화상, 변화가 피부의 표층에 국한되는 것으로 환부가 빨갛게 되며 가벼운 부음증과 통증을 유발한다.

②2도 화상

수포성화상, 피부 깊숙이 화열이 침투되어 분비액이 많이 쌓여 화상 직후 혹은 하루 이내에 물집이 생긴다.

③3도 화상

괴사성 화상, 피하지방 깊숙이 화열이 침투되어 피부의 전체 층이 괴사, 궤양화 하는 현상이다.

④4도 화상

흑색 화상, 더욱 깊은 피하지방. 근육 또는 뼈까지 도달하는 화상

⑤열응력은 신체의 내부온도가 41 oC에 달할 때 발생하며 비교적 짧은 시간 내에 발생하는 화상은 4kW/m2의 열류가 필요하고 태양열과 같은  1kW/m2의 열에 장시간 노출하여도 약한 화상을 입는다.

⑥피부에 대한 복사열의 영향평가는 피부에 수포화상이 발생하는 응답시간으로 평가한다.

(6) 입자에 의한 자극

탄소 입자가 눈 및 폐를 자극하고, 그을음이 코 및 목구멍에 박혀

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질식 및 호흡곤란을 초래한다.

2)시각적 유해성

(1) 연기에 의해 시계가 막힘으로써 피난 방향을 잃어버리거나 피난 속도가 현저히 저하한다. 이는 검은 연기에 빛이 흡수되어 시야를 어둡게 하고 흰 연기에는 빛이 산란되어 판별하기 어렵게 되어 시각장해가 일어난다.

(2) 그림에서 나타난 것과 같이 연기의 농도와 시각장해의 정도는 감광계수가 커짐에 따라 가시거리는 작아지고 또한 보행속도가 늦어진다.

3) 심리적 유해성

(1) 연기를 보게 되면 심리적 스트레스가 증가되고 이에 따라 행동정지, 판단정지, 불안감, 공포심(panic 현상)으로 이성 및 자유로운 행동을 상실한다.

(2) 일본 연구기관의 연구에 의하면 사수의 사람이 감광계수 0.1m-1에서 동요하기 시작하는 것으로 밝혀졌다.

9.연기 발생의 정량적 평가

1) 발연계수와 Hinkley 공식

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(1) 불꽃에 의해 흡인되는 가스량(연기생성량)은 다음의 관계식으로 표현된다.

K = 0.188PY3/2 (kg/sec)

여기서, k : 발연량(kg/sec)  Y : 연기층까지 높이(청결층 높이, m)

P : 불꽃의 둘레(대형화염 12m, 중간화염 6m, 소형화염 4m)

이 식에서 연기생성율은 화재의 Parameter(P, m)와 청정공간의 높이(y, m)에 의존하는 정비례 관계가 성립한다.

(2) 연기층 하강시간

t = [eqn: {20A} over {P sqrt {g}} ( {1} over {sqrt {y}} - {1} over {h} )]         h0.5

여기서, t : 연기층 하강시간(sec)   A : 구획실의 바닥면적(m2)

g : 중력가속도(9.8m/s2)    h : 건물. 실 또는 구획실의 높이(m)

y : 바닥에서 연기층 하부의 거리 (청결층 높이, m)

p : 화재의 Parameter(불의 둘레, m)

(3) 유입해야 할 공기량

Q = [eqn: {A(h-y)} over {t}] * 60 (CMM, M3/min)

2) 발연계수와 시료량과의 관계

(1) K = Cs(V/W)

여기서, K : 단위중량당 발연량 = 발연계수(Cs.m3/kg or m2/kg)

V : 발생한 연기의 체적(m3)

W : 재료의 분해 또는 연소중량(kg)

(2) 감광계수(Cs)는 재료의 화학적 조성에 따라 달라지므로 그 물질의 특성이 발연량에 영향을 줌을 알 수 있다. 또한 온도가 일정할

○ ○

경우 시료량과 발연량과의 사이는 비례하여 증가함을 말한다. 따라서 발연량을 줄이기 위해서는 감광계수가 낮은 물질과 화재하중을 줄이는 대책이 필요함을 알 수 있다.

3) 발연계수와 온도와의 관계

(1) K = A - BT

여기서, A와 B는 재료에 따라서 변하는 상수로 훈소영역과 불꽃연소 영역에서 다른 상수값을 갖는다.

(2) 발연계수는 온도에 대하여 직선성을 가지고 있고 온도 증가에 따라 발연량은 감소한다. 훈소의 특징은 느린 무염연소이므로 온도가 낮아 불꽃연소보다 발연량이 많음을 알 수 있다.