5. 열화상 카메라를 이용한 노출되지 않은 면의 온도 결과 분석
1) 서론
이 단원에서는 열화상 카메라로 외부에서 가져온 결과에 대한 분석을 제공합니다. 이것은 접근이 용이하지 않은 구획 내에서 화재가 발생했을 때 소방구조대에서 가장 일반적으로 사용하는 접근 방식입니다. 조인트, 우레탄판넬 및 외부 금속 표면의 온도 결과를 분석하고 이 정보를 사용하여 소방 의사 결정을 내릴 수 있는지 여부를 안내합니다.
이 단원에서는 열화상으로 외부에서 가져온 조인트 및 우레탄판넬의 온도 분석을 제공합니다. 이 단원에서는 완전하고 돌이킬 수 없는 차이가 발생하는 지점까지 조인트와 우레탄판넬의 온도에 대한 정밀 분석을 제공합니다. 이 분석은 우레탄판넬의 외부 온도와 외부에서 얻은 조인트의 관계를 조사하고, 그 결과를 화재 구획 온도와 비교합니다. 우레탄판넬과 조인트 사이의 온도 차이는 인접한 구획에서 작동하는 소방관에게 영향을 미칠 수 있는 조인트의 무결성 손실을 나타내는 지표입니다.
2) 테스트1- 95mm 두께 수직 방향 조인트
테스트 1동안 사분면 2에서 뜨거운 점이 뚜렸했습니다. 이 사분면 내의 위치는 샌드위치판넬 온도가 취해진 위치였기 때문에 샌드위치판넬 전체의 평균 판독값이 더 높을 것으로 인정됩니다. 외부 콘테이너 온도가 400℃ 이상인 동안 평균 외부 구획 온도가 800℃ 이상에 도달하더라도 컨테이너 온도와 구획 온도는 동일한 추세를 따른다는 것은 그림에서 분명합니다.
이 테스트의 모든 추세선은 예상대로 증가했음을 보여줍니다. 조인트의 온도는 화재 성장 단계 내내 일관된 증가를 보였으나, 22분에서 급격한 감소를 보였으며, 이는 조인트 온도가 343℃에서 232℃로 감소하는 것을 볼 수 있었습니다.
구획 온도는 이전 단원에서 설명한대로 이중 최고를 나타냈으며, 최대 최고는 9분에 826℃를 기록했습니다. 최대 외부 샌드위치판넬 온도는 29분에 233℃, 조인트 온도는 22분에 343℃로 측정되었습니다. 이러한 최대 온도는 최고 구획 온도에 도달한 후 각각 20분 및 12분에 도달했습니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 시차는 12분이었습니다.
최소 온도 변화는 5분까지 발생하며, 그 후 두 가지 모두의 변화율이 중요합니다. 10분에 우레탄판넬과 조인트 모두 41℃의 온도를 기록하고 전체 확산은 나머지 테스트 기간 동안 더 높은 온도를 나타내는 조인트에서 발생합니다.
3) 테스트2- 95mm 두께 수직 방향 조인트
최대 외부 우레탄판넬 온도는 24분에 도달했고 해당 조인트 온도는 36분에 도달했습니다. 이러한 최대 온도는 구획 내에서 최대 온도가 도달한 후 각각 23분과 27분에 도달했습니다. 우레탄판넬이 이 지점을 중심으로 회전할 수 있게 한 수직 구속 장치의 위치 때문에 6분 동안 테스트 우레탄판넬 상단에서 화염이 관찰되었습니다. 이 데이터는 이것이 시험 결과에 중대한 영향을 미친다는 것을 밝히지 않았으므로 테이터가 신뢰할 수 있는 것으로 간주됩니다. 이는 모든 후속 테스트에서 수직 구속이 테스트 우레탄판넬의 전체 세로 길이를 지탱할 수 있을 만큼 충분히 길다는 것을 확인함으로 해결되었습니다.
이 감소는 26분에 221℃에서 151℃로 23분에 비슷한 감소를 보인 테스트 2에서 반복되며, 그 후 테스트 기간까지 증가 추세가 기록되었습니다. 우레탄판넬과 조인트는 모두 주변 온도에서 32℃까지 동일한 경로를 취합니다. 주변 온도에서 28℃까지 상승 속도는 01:30분에 걸쳐 빠르며, 두 형상 모두 32℃까지 완만하게 증가합니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 시간 지연은 12분입니다.
32℃에서 분기점은 시험 지속 시간의 나머지 기간 동안 32℃에서 126℃로 조인트 온도가 상승한 반면, 우레탄판넬 온도는 동일한 기간 동안 32℃에서 51℃로 증가합니다. 우레탄판넬과 조인트는 모두 외부 온도에서 최대 32℃까지 동일한 경로를 취합니다. 주변 온도에서 28℃까지 상승 속도는 다음 2분 동안 빠르게 진행되며, 두 형상 모두 32℃까지 완만하게 증가합니다.
10분 후 전체 분기는 32℃ 분기에서 이루어지며, 조인트 온도는 시험 기간의 나머지 지간 동안 32℃에서 126℃로 증가하지만 우레탄판넬 온도는 동일한 기간 동안 32℃에서 51℃로 증가합니다.
4) 테스트3- 95mm 두께 수평 방향 조인트
구획 온도는 이전 장에서 설명한대로 이중 최고 형상을 나타냈습니다. 최대 최고는 24분에 722℃를 기록했습니다. 테스트3과 테스트4에서 구획 내부의 화재 온도는 첫 번째 최고 567℃를 나타내었고 우레탄판넬 온도와 관련하여 외부 온도는 모두 28℃였습니다. 우레탄판넬과 조인트 온도는 모두 21분이 조금 넘게 경과할 때까지 주변 온도보다 거의 증가하지 않았습니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 시차는 11분이었습니다.
테스트3에서 최대 외부 우레탄판넬의 온도는 44분에서 81℃, 해당 조인트 온도는 35분에 270℃로 측정되었습니다. 이러한 최대 온도는 최대 구획 온도에 도달한 후 20분 및 11분에 도달했습니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도 모두 주변 온도에서 3분에 28℃로 급격히 증가합니다. 두 온도는 우레탄판넬 온도가 더 높은 온도를 나타내는 차이가 처음 관찰되는 7분까지 거의 일정하게 유지됩니다.
이 경향은 조인트 온도가 33℃에서 59℃로 변경되면서 18분에 변하는 반면 우레탄판넬 온도는 남은 테스트 기간 동안 33℃에서 39℃로만 상승합니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도 모두 주변 온도에서 3분 동안 28℃로 급격히 상승합니다. 우레탄판넬과 조인트 온도가 36℃에 도달했을 때 22분 동안 차이가 관찰됩니다.
5) 테스트4- 95mm 두께 수평 방향 조인트
테스트 4에서 최대 외부 우레탄판넬 온도는 44분에 도달했고, 해당 조인트 온도는 36분에 도달했습니다. 이러한 최대 온도는 최고 구획 온도에 도달한 후 23분 및 27분에 도달했습니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도와의 시차는 15분이었습니다.
우레탄판넬과 조인트 온도는 모두 3분 동안 주변 온도에서 28℃로 빠르게 증가합니다. 두 형상은 모두 15분까지 꾸준히 증가하여 현재 31℃ 온도를 보였습니다. 확산은 15분에 발생하며 조인트 온도는 22분에 31℃에서 41℃로 증가하고, 해당 우레탄판넬은 같은 시간 동안 31℃에서 35℃로 증가합니다.
우레탄판넬 및 조인트 온도는 모두 주변 온도에서 3분에 걸쳐 28℃로 빠르게 증가합니다. 두 형상 모두 15분까지 꾸준히 증가하며, 이때 둘 다 31℃의 온도를 보여줍니다. 확산은 20분에 발생하며 조인트 온도는 22분에 31℃에서 41℃로 증가하고 해당 우레탄판넬 온도는 같은 시간 동안 31℃에서 35℃로 증가합니다.
6) 테스트5- 120mm 두께 수직 방향 조인트
구획 온도는 이전 단원에서 설명한 바와 같이 이중 최고 형상을 나타냈습니다. 최고 온도는 21분에 760℃를 기록했습니다. 테스트 5에서 최대 외부 우레탄판넬 온도는 44분에 45℃, 해당하는 최대 조인트 온도는 30분에 313℃로 측정되었습니다. 이러한 최대 온도는 최고 구획 온도에 도달한 후 23분 및 19분에 도달했습니다. 최고 조인트 온도와 최고 구뢱 온도 사이의 시차는 9분이었습니다.
우레탄판넬과 조인트 온도는 초기 3분 동안 주변 온도에서 22℃로 증가합니다. 우레탄판넬과 조인트 온도가 모두 20℃로 떨어지는 것이 12분에 관찰됩니다. 우레탄판넬과 조인트가 25℃에 도달하면 20분에 완전히 확산이 일어납니다. 그 후 우레탄판넬과 조인트 온도는 25분 테스트 완료까지 각각 31℃와 49℃까지 계속 증가합니다.
7) 테스트6- 120mm 두께 수직 방향 조인트
테스트 6에서는 최대 외부 우레탄판넬 온도가 44분에 도달하고 최대 조인트 온도가 40분에 도달했습니다. 이러한 최대 온도는 최대 실내 온도에 도달한 후 23분 및 13분에 도달했습니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도는 테스트 기간의 처음 14분 동안 주변 온도에서 22℃로 증가한 다음 23분에 30℃까지 점진적으로 증가합니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 시간 차이는 18분이었습니다.
확산은 23분에서 27분 사이에 발생하며, 이때 우레탄판넬과 조인트 온도가 각각 34℃와 64℃에 도달합니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도는 테스트 기간의 처음 14분 동안 주변 온도에서 22℃로 증가한 다음 23분에 30℃까지 점진적으로 증가합니다. 확산은 20분에 시작한 다음 25분에 영구적으로 시작되며, 이때 우레탄판넬과 조인트의 온도는 각각 31℃와 64℃에 이릅니다.
8) 테스트7- 120mm 두께 수평 방향 조인트
이 테스트에서 온도는 43분 후레 slice를 통해 어느 정도의 집중성을 보이기 시작하지만 테스트 지속 시간 내에 어떤 경우에도 완전히 집중되지는 않습니다.
내부 면의 최대 온도는 27분에 848℃로 기록되었으며, 이것은 그 당시 외부 면의 28℃ 기록에 해당합니다. 외부 면에서 기록된 최대 온도는 49분에 138℃로 해당 온도는 내부 면과 구획 내에서 각각 664℃, 452℃로 기록되었으며, 이는 화재 붕괴의 단계 23분 경과에 해당합니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 차이는 18분이었습니다.
구획 온도는 이전 단원에서 설명한 바와 같이 이중 최고 형상을 나타냈습니다. 최대 최고는 26분에 756℃를 기록했습니다. 테스트 7에서 최대 외부 우레탄판넬 온도는 54분에 79℃, 해당 조인트 온도는 39분에 395℃로 측정되었습니다. 이러한 최대 온도는 최고 구획 온도에 도달한 후 28분 및 18분에 도달했습니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도는 모두 주변 온도에서 11분에 25℃까지 비슷한 속도로 증가합니다.
그런 다음 둘 다 24분에 기록된 33℃의 온도까지 증가하며 우레탄판넬 온도는 이 기간 동안 조인트 온도보다 더 높은 온도를 나타냅니다. 우레탄판넬 및 조인트 온도는 모두 주변 온도에서 11분에 25℃까지 비슷한 속도로 증가합니다. 그런 다음 둘 다 24분에 기록된 33℃의 온도까지 증가하며 우레탄판넬 온도는 이 기간 동안 조인트 온도보다 더 높은 온도를 나타냅니다. 전체 확산은 우레탄판넬과 조인트 온도가 28℃에 도달하는 28분에 발생합니다.
9) 테스트8- 120mm 두께 수평 방향 조인트
테스트 8에서 최대 외부 우레탄판넬 온도가 54분에 도달하였고, 해당 조인트 온도는 44분에 도달하였습니다. 이러한 최대 온도는 최고 구획 온도에 도달한 후 23분 및 18분에 도달했습니다. 우레탄판넬과 조인트 온도는 11분 동안 주변에서 25℃로 비슷한 속도로 증가한 다음 28℃로 비슷한 속도로 증가합니다. 이 지점에서 확산이 발생하며 우레탄판넬 온도는 조인트에서 기록된 것보다 더 높은 온도를 나타냅니다. 이 추세는 조인트 및 우레탄판넬 온도가 36℃로 집중하는 26분까지 계속됩니다. 최고 조인트 온도와 최고 구획 온도 사이의 시간 차이는 18분이었습니다.
이 시간 이후 최대 조인트 및 우레탄판넬 온도가 각각 46℃ 및 42℃에서 기록되는 32분까지 다시 확산이 계속됩니다. 이 기간 동안 조인트 온도는 우레탄판넬 온도보다 높은 온도를 유지했습니다.
우레탄판넬과 조인트 온도는 모두 주변 온도에서 11분 동안 25℃로 비슷한 속도로 증가합니다. 그런 다음 둘 다 24분에 기록된 33℃의 온도까지 증가하며 샌드위치판넬 온도는 이 기간 동안 조인트 온도보다 더 높은 온도를 나타냅니다. 확산은 조인트 및 우레탄판넬 온도가 36℃에 도달하는 28분에 시작됩니다. 이러한 경향은 최대 조인트 및 우레탄판넬 온도가 각각 65℃ 및 39℃에 도달하는 32분까지 계속됩니다.
10) 요약
열화상 카메라가 조인트 또는 우레탄판넬에서 측정한 온도와 구획 온도 사이에는 상관관계가 없습니다. 모든 경우에 조인트 온도는 우레탄판넬보다 높은 온도를 기록합니다.
조인트와 우레탄판넬의 온도는 구획 온도와 동일한 패턴을 따르지만 둘 사이에는 상당한 시간 지연이 있습니다. 95mm 우레탄판넬의 시차는 120mm 우레탄판넬에서 평균 12분 및 18분입니다. 따라서 열화상 카메라로 외부 면의 조인트와 우레탄판넬에서 촬영한 온도 정보는 신뢰할 수 없으며 소방 의사 결정에 알릴 수 없습니다.
일반적으로 조인트와 우레탄판넬의 온도 차이는 120mm 우레탄판넬이 아닌 95mm 우레탄판넬에서 더 일찍 발생합니다. 수직 방향 우레탄판넬은 각각의 수평 방향보다 온도 확산을 더 빨리 달성하며, 이는 더 잘 맞는 조인트에 기인할 수 있습니다.
그러나 모든 테스트에서 온도 차이는 구획이 600℃를 초과하는 온도에서 도달하고 플래시오버 상태가 있거나 바로 지나간 곳에서 발생합니다. 따라서 확산은 높은 구획 온도의 좋은 지표로 간주될 수 있습니다. 이러한 온도는 소방관이 화재를 진압하거나 구조를 수행하기 위해 이러한 구획에 투입되지 않으며 대체 소방 방법을 사용해야 합니다.
아래 표는 샌드위치판넬과 조인트의 온도 차이가 나타나는 시간을 요약하고, 그 당시 구획실 온도를 비교한 것입니다. 위의 표에 요액된 분석을 통해 확산 지점의 외부 온도와 당시의 화재 구획 온도 사이에 직접적인 관계가 없다는 것이 분명합니다.
그러나 온도 차이에 대한 시간은 플래시오버 및 초기 플래시오버 기간에 대한 합리적인 지침을 제공합니다. 구획 내의 조건이 플래시오버 조건에 도달한 경우 구획 내에 구할 수 있는 인명이나 재산이 존재하지 않을 것으로 가정할 수 있으므로, 소방 작업은 다른 주변 구획의 보호에 초점을 맞출 것입니다.
소방구조대가 소방작업을 시작할 것으로 예상되는 가장 빠른 시간은 최초 호출 후 15분입니다. 위의 표를 보면 현재 테스트 세트 중에 하나에서 차이가 분명해집니다.
확산은 높은 구획 온도의 좋은 지표이지만 초기 호출 후40분이 지나야 분명할 수 있습니다. 그러나 열화상 기록기가 저온 및 비확산 결과를 기록하는 경우 플래시오버에 도달하지 못했으며 구획에 진입하기로 결정할 수 있습니다.