열화와 연기를 고려한 고층 건물 화재시의 대피 시뮬레이션

Evacuation Simulation of High-Rise Building Fires Considering Temperature and Smoke

본 논문은 화재 발생 시 고층 건물에서 열화와 연기에 의해 거주자가 피해를 입는 것을 고려하여 초기 탈출을 계획할 수 있는 시뮬레이션 시스템의 설계 및 구현 방법을 제안한다. 화재 시에 사람들은 자신의 위치에서 가장 가까운 출구를 찾아 탈출하게 된다. 먼저 출구까지의 탈출 경로를 탐색하고 자신의 최고 속도로 이동을 시도한다. 연기 및 열화와 같은 주변의 요소에 따라서 이동 속도가 제한된다. 본 논문에서는 화재 시 사람의 속도를 저해하는 요소인 연기를 고려하여 사람의 탈출속도를 계산하고, 열화와 연기를 고려하여 사람의 피해량을 계산하여 사망 여부를 판단한다. 계산된 속도를 반영하여 고층 건물에서 화제 시의 탈출 상황을 3 차원 시뮬레이션하는 시스템을 제안한다. 실제 환경에서 사람이 문을 빠져나가는 것과 같은 환경을 만들기 위해 문의 크기에 따라 시간당 사람이 빠져나갈 수 있는 수를 제한한다. 실험결과들을 통해서 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 연기의 농도가 짙어질수록 사람의 탈출속도가 감소하는 것과 온도와 연기 농도에 의해 사람이 피해를 입고 사망하는 것을 확인할 수 있다.

This paper proposes a method of design and implementation a simulation system in which humans can plan their evacuation paths in a high-rise building considering damages from high temperature and smoke in case of fire. Humans in evacuation search the nearest exit and follow a path to the exit. When humans are evacuating toward an exit, they are going to move with their highest speeds. However, many environmental factors prohibit their fast movements. In this paper, we calculate the evacuation speed of each human considering temperature damage and smoke damage. We restrict the number of humans that can be evacuated per second according to the actual size of the exit door. Experimental results showed that the evacuation speed is affected by the temperature condition and the smoke density.