The Thermal Characteristics of Tree Branches, Barks, Living Leaves and Dead Leaves in Pinus Densiflora and Quercus Dentata

소나무와 떡갈나무의 주요 부위별 열적특성에 관한 연구

  • 박영주 (강원대학교 방재기술전문대학원) ;
  • 이시영 (강원대학교 방재기술전문대학원) ;
  • 이해평 (강원대학교 소방방재학부)
  • Published : 2008.03.31

Abstract

Disclosed is a study related to the thermal characteristics of Pinus densiflora and Quercus dentate identifying the presence of any significant difference in the above trees, which are native to Young Dong Province of Korea, according to different regions of the trees such as branches, barks, living leaves and dead leaves. For this purpose, we have carried out a cone calorimeter test focusing on the variables such as mass loss, heat release, ignition time, flame holding time and concentrations of CO and $CO_2$. The results showed that the total mass loss was greatest in tree branches, whereas the ignition time of dead leaves was fastest both in Pinus densiflora and Quercus dantata. The flame holding times of dead leaves and barks were about $640{\sim}1,016s$ and the total heat release of dead leaves was around 60.1 $MJ/m^2$, twice the total heat release of living leaves. In addition, the maximum exhaust concentrations of CO and $CO_2$ in tree branches of Quercus dentata was 2.82 times higher than those of Pinus densiflora, respectively. From the foregoing, it was confirmed that there exist region-specific differential thermal characteristics in Pinus densiflora and Quercus dentata.

본 연구에서는 영동지역의 대표 수종인 소나무와 떡갈나무를 대상으로 주요 부위별 열적특성을 고찰하고자 콘칼로리미터 시험을 수행하여 중량변화, 착화시간, 화염유지시간, 발열량 그리고 CO와 $CO_2$ 배출농도를 비교 분석하였다. 소나무와 떡갈나무 모두 가지의 총중량감소가 가장 크게 나타났으며, 낙엽의 착화시간이 9 s 정도로서 가장 빠르게 나타났다. 낙엽과 수피부위의 화염유지시간은 $640{\sim}1,016s$ 정도였으며, 총방출열량은 낙엽비 생엽의 2배 정도인 60.1 $MJ/m^2$로 가장 높게 나타났다. 또한, CO 및 $CO_2$의 최대 배출농도는 떡갈나무의 가지부위가 소나무의 가지보다 2.82배 이상 높게 나타남으로써 소나무와 떡갈나무의 열적특성은 부위별로 많은 차이가 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 이창우, 김정환, 현성호, "Polyurethane foam의 유해 가스 분석에 관한 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.15, No.1, pp.61-67(1999)
  2. 정주상, 이병두, 김형호, "GIS 및 판별분석에 의한 삼 척산불지역의 소나무임분 피해도 추정", 한국임학회 논문지, Vol.91, No.3, pp.355-361(2002)
  3. 이시영, "외국의 산불방지시스템, 국립산림과학원 방 재특집", Vol.6, No.4, pp.25-33(2004)
  4. 이병두, 정주상, 김형호, 이시영, "GIS 응용에 의한 2000년 삼척산불의 확산속도 분석", 한국임학회 논문지, Vol.90, No.6, pp.781-787(2001)
  5. 김응식, 이시영, 임효재, 김홍, 송종훈, 김수영, "유동 장 해석을 통한 산불확산예측 프로그램 개발", 한국임학회 논문지, Vol.87, No.4, pp.52-54(1998)
  6. 이시영, "환경인자가 산불의 온도 및 진행속도에 미 치는 영향", 동국대학교 석사학위논문(1990)
  7. 김관수, 장인수, 박인돈, 김수정, "고온로의 가열온도 에 대한 리기다 소나무와 일본 잎갈나무 생엽과 생지 의 연소온도 변화", 한국생태학회 논문지, Vol.18, No. 3, pp.333-340(1995)
  8. 김동현, 고재선, 최세환, 김광일," 고성산불지역에서 의 화재조사와 주요수목의 열량분석에 관한 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.13, No.1, pp.31-33 (1999)
  9. 김동현, 이명보, 강영호, 이시영, "지표물질 착화성 실 험을 통한 발화위험성 분석", 한국방재학회 춘계학술 발표지, pp.379-384(2006)
  10. 박형주, 김응식, 김장환, 김동현, "복사열을 이용한 소 나무와 굴참나무 낙엽의 연소특성 분석", 한국화재소방학회 논문지, Vol.21, No.3, pp.41-46(2007)
  11. KS F 2271 : 건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법(1998)
  12. 임주훈, "동해안 대형산불과 산불피해지의 식생회복", 삼림과학원, 숲과문화 기획연구, Vol.10, No.2, pp.22- 23(2001)
  13. 임주훈, 신수철, 이시영, 김명수, 오정수," 산불피해임 분의 맹아특성을 이용한 내화수림대 조성", 한국산림 자원측정학회, 학술발표회, pp.6-7(2002)
  14. ISO 5660-1, "Reaction to Fire Part 1, Rate of Heat Release from building products(Cone Calorimeter), Generer(1993)
  15. 강성동, 이창우, 현성호, 윤명오, "다중이용시설 바닥 마감재의 연소가스 독성평가에 관한 실험 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.16, No.1, pp.20-21 (2002)
  16. 이근원, 김관응, "콘칼로리미터를 이용한 플라스틱 단 열재의 화재특성", 한국화재소방학회 논문지, Vol.17, No.1, pp.76-83(2003)