• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.219-228
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• 2006

본 연구에서는 화재시나리오에 따른 터널구조물의 시공재료별 단면손실과 폭렬현상을 파악하고자 터널구조물 시공재료별로 시험체를 제작한 후 모의 화재시험을 수행하였다. 시공재료별로 화재시험을 수행한 결과, 모든 시공재료에서 RABT 화재곡선보다 RWS 화재곡선에서 단면손실이 다소 크게 발생하였다. 특히, RWS 화재곡선에서 나타나는 $1,200^{\circ}C$ 이상의 고온으로 인한 융해는 시공재료의 단면손실에 주요한 영향요인으로 작용하였다. 철근 보강 구조물은 무근 구조물에 비해 단면손실이 적은 것으로 나타났다. 숏크리트의 경우 화재 시나리오에 따른 단면손실의 차이가 가장 크게 발생하였다. 가열시험 도중에 가열면을 실시간 관찰한 결과, RABT에서의 재료 손상은 폭렬과 탈락에 의해 발생한 반면 RWS에서는 초기에는 RABT와 유사하나 가열개시후 약 50분 이후의 재료 손상은 폭렬과 탈락이 아닌 융해에 의한 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.85-94
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• 2006

본 연구에서는 장대 터널 화재시 발생되는 역기류를 제압하는 최적의 임계속도를 결정하기 위하여 제연설비를 가동시키는데 소요되는 시간, 피난자들의 대피시간 등에 대한 연구 자료들을 취합, 분석하였고, 이를 토대로 화재 시나리오를 설정하여 축소 모형실험을 실시하였다. 비상 환기시스템 가동시점을 분석한 결과, 화재 발생후 약 240초(약 4분)후 비상 환기시스템이 가동하게 되며, 제연팬 가동 후 4분 이내에 역기류를 제어할 수 있는 임계속도를 확보하는 것이 실제 터널에 적합한 시간 시나리오였다. 화재지점 주변의 역기류 분포를 분석하기위해 Froude 상사이론에 기초한 아크릴 재질의 축소비 1/50의 모형(직경 : 0.2m, 연장 : 20 m)을 제작하였고, Tetzner 식의 보정계수$(\beta)$를 변화시키며 화재지점 주변의 CO농도를 측정한 결과, 보정계수가 0.5인 경우에 피난허용시간 기준에 적합한 제연효과를 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제45권4호
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• pp.59-70
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• 2008

본 논문에서는 터널 환경 내에서 발생할 수 있는 화재를 조기에 실시간으로 탐지하기 위한 시각 처리 기법을 제시한다. 다양한 환경 하에서 화재 발생 시 이를 조기에 발견하여 인명 및 재산 피해를 최대한 줄이기 위한 목적을 가지고 많은 연구들이 제안되었다. 그러나 터널 화재 탐지의 경우 터널 환경이라는 특이성 때문에 기존의 화재 탐지 기법을 적용하기 어려우며, 터널 공간에 특성화된 새로운 알고리즘이 필요하다. 이에 본 논문에서는 컬러정보를 기반으로 한 화염 후보 영역 검출기법, 움직임 정보를 기반으로 한 연기 후보 영역 검출 기법을 사용하고 모폴로지 기법, 재검증 및 제거 기법을 이용하여 화재 검출 시 발생할 수 있는 오검출 영역을 제거하는 방법을 통해서 정확한 위치 탐지와 조기 탐지가 가능한 알고리즘을 개발하였다. 또한 실험 결과를 통해 각각의 성능을 비교함으로써 제시한 알고리즘의 타당성을 보여주었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.59-68
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• 2020

본 연구에서는 축소모형을 이용한 철도터널의 화재안전성 평가 실험시 필요한 축소모형 철도차량의 화재에 대한 설계를 수행하였다. 기존의 철도터널 축소모형 실험시 활용된 방법의 단점을 극복하기 위하여 화재부력을 위하여서는 메탄올 화원을 이용하였으며, 연기 가시화를 위하여서는 스모크카트리지를 활용하여 철도차량 화재를 모사하였다. 지하철 철도차량의 열방출률의 모사를 위하여 다양한 메탄올 연료 팬에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660) 및 저울을 이용하여 열방출률을 측정하였다. 설계된 축소모형 철도차량 화원을 이용하여 축소모형 철도터널에서의 임계속도를 측정하였다. 화재 임계속도는 축소모형 터널 상부에서의 온도 및 레이져를 이용한 가시화 측정결과 등을 종합적으로 검토하여 선정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.28-36
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• 2024

이 연구에서는 일반적인 도로터널의 피난안전성을 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. Fire Dynamics Simulator(FDS)를 활용하여 화재 크기를 변수로 화재시뮬레이션을 수행하였으며, 도로터널의 피난허용시간을 도출하였다. 또한, Pathfinder를 활용하여 피난연결 통로의 간격과 차단문의 폭을 고려한 피난시뮬레이션을 수행하고, 피난요구시간을 산정하였다. 피난허용시간과 피난요구시간을 비교하여 화재 크기, 피난연결통로의 간격, 차단문의 폭에 따른 도로터널의 피난안전성을 평가하였다. 화재 및 피난 시뮬레이션 결과에 따르면 화재 크기와 피난연결통로의 간격이 증가하고 차단문의 폭이 감소할수록 사상자의 수가 증가하였으며, 차단문의 폭이 1.2 m 이상으로 증가하면 피난연결통로 간격이 증가함에 따라 사상자의 수가 감소하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 국제학술회의
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• pp.249-260
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• 2008

철도터널에서의 화재사고는 도로터널에 비하여 사고발생률은 낮지만, 일단 터널내에서 화재사고가 발생하면 대형 참사로 이어질 가능성이 높다. 특히, 고속철도터널은 일반철도터널에 비하여 선형 등의 제약조건으로 인한 터널의 장대화로 터널내 화재사고 발생시 대피승객의 이동거리가 증대될 수 있다. 터널내 화재사고 발생시 승객의 대피안전성을 증대시키고자 국토해양부에서는 "철도시설안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시, 연장 1km 이상의 모든 신규터널에 대하여 안전성분석을 수행하여 방재계획을 수립토록 하였으며, 이후 모든 철도터널 설계시에 정량적 위험도 분석(Quantitative Risk Analysis)에 의한 안전성 분석을 수행하고 있다. 그러나, 정량적 위험도 분석에 필수적인 사고시나리오, 화재강도, 사고빈도 추출, 분기비 등에 대한 세부 기준이 아직 미비하여 철도터널방재설계에 어려움이 있어 기존 법규의 요구사항을 우선 만족시키고, 추가로 안전을 향상시키기는 방향으로 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 호남고속철도 터널방재설계를 위한 정량적 위험도 분석 세부기준 수립 및 실행가능한 합리적인 수준의 터널방재설계 방안을 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.43-49
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• 2010

도로터널내의 피난연락갱은 화재시 터널내 통행자의 안전성 확보를 위한 방재시설 중 하나이며 국내의 경우 500 m이상 터널에서는 250 m 간격 이하로 설치하도록 규정하고 있다. 그러나 이러한 일괄적인 피난연락갱 간격 산정은 터널내 풍속이나 구배, 화재강도 및 터널의 내공단면적 등 터널의 특성에 대한 고려가 되지 않기 때문에 과대 및 과소 설비가 될 우려가 발생한다. 본 연구에서는 터널 내 풍속 및 구배의 영향을 고려한 피난연락갱 적정간격 산정 방식을 제시하여 터널 설계시 피난연락갱의 효율적인 적용을 목표로 한다. 결과로 터널내 풍속이 0 m/s와 1.0 m/s의 경우 구배에 의한 영향이 뚜렷한 것으로 분석되었으나 2.0 m/s 이상의 경우 터널내 구배에 의한 연기의 이동은 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 터널 내부 기류속도 및 터널 구배에 따른 적정 피난연락갱 간격이 상이하게 나타나 250 m 간격인 기존의 일괄적인 피난연락갱 간격 산정이 아닌 터널 내 풍속이나 구배, 화재강도 및 터널의 내공단면적 등 터널의 특성에 대한 고려값을 적용한 적정 피난연락갱 산정이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.809-822
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• 2018

철도터널의 방재시설 설계 시 성능위주설계의 일환으로 화재위험을 정량적으로 평가하는 정량적 위험도평가기법이 도입되어 적용되고 있다. 그러나 각종 위험인자가 위험도에 미치는 영향을 검토하기 위한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 피난개시 시간지연(210~873초) 및 화재성장곡선(1량 화재, 1량 화재지속, 화재중첩)이 정량적 위험도 평가에 미치는 영향을 검토하기 위해서 모델터널(연장: 15 km, 경사도 1.5%, 단면적 $57m^2$, 단굴 양방향 터널)을 대상으로 위험도 평가를 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 시나리오(270개)에 대한 분석결과, 사망자는 주로 화재연기의 이동방향과 동일한 방향으로 대피하는 경우가 발생하고 있으며, FED가 0.3을 초과한 후에는 최대 10분 이내에 최대인원이 사망하는 것으로 나타났다. 위험도가 비교적 낮은 범위에서는 피난연결통로간격 및 피난개시시간, 화재성장곡선이 위험도에 영향을 미치는 것으로 나타나고 있으나, 위험도가 한계치에 도달하는 조건에서는 이들의 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 특히 본 연구에서는 피난연결통로의 간격이 1,500 m 이상인 경우에는 피난개시시간지연의 축소나 화재강도 및 화재지속시간의 감소효과가 거의 나타나지 않는 것으로 평가되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.61-67
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• 2008

본 연구에서는 화재가 발생한 전동차가 지하철 역사에 정차된 상황에서 승강장과 터널에 설치된 환기팬 작동 유무 및 전환 시간에 따른 열 및 연기 배출 특성 예측을 위하여 수치해석을 수행하였다. 환기팬 작동 방식에 따른 온도, 일산화탄소 및 가시거리 분포를 피난자의 호흡높이를 1.7m로 고려하여 비교 분석하였다. 수치해석 결과 터널 환기팬 작동으로 인하여 승강장 내의 열 및 연기가 신속히 터널부로 배출되었다. 또한 피난 진행 중에는 승강장 환기팬을 작동하고 피난이 완전히 완료된 후 터널에 설치된 환기팬을 작동하는 것이 효과적인 배연방법임을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.167-175
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• 2019

차량화재가 대부분인 터널 화재 사고에 효과적으로 대응하기 위해서는 초기에 화재를 진압하는 것이 가장 효율적이다. 그러나 도심지 터널의 경우 화재 사고시 차량 정체로 인해 소방대 투입이 어려워 신속한 소화 활동에 제약을 받으며, 이러한 문제는 최근 장대화 및 대심도화 되고 있는 지하도로(복층터널)의 경우 더욱더 심하게 나타날 것으로 판단된다. 국내의 경우 터널에서 발생되는 재난 재해에 대비하여 터널연장과 터널 조건별로 정해지는 위험도 지수를 토대로 연장등급과 방재등급을 산정하여 방재시설 설치 범위를 규정하고 있으며, 특히 터널 화재에 직접적으로 대응하기 위한 설비로 소화기구, 옥내소화전설비, 물분무설비 등을 등급에 따라 기본시설로 지정하고 있다. 그러나 이런 소화설비는 현실적으로 기능적이고 기술적인 측면에서 많은 약점이 발생되어 개선방안이 필요한 실정이다. 특히, 하나의 단면을 중간 슬래브로 나눠 상하행선으로 사용하는 형태인 복층터널의 경우 일반 소화설비보다 더 신속하고 효과적으로 화재 진압이 가능한 설비가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 기존 터널 방재시설(소화설비)이 가지는 문제점을 보완하고, 복층터널의 구조적 특수성에 최적화된 원격 자동소화 시스템을 개발하였다. 그 결과로 낮은 층고를 고려한 장거리용 설비와 보급성을 확대한 옥내소화전용 설비 등 두 가지 형태의 시스템 개발을 완료하여 성능을 검증하였으며, 실제 터널에 보급되어 널리 활용될 수 있도록 현재 실용화를 추진 중에 있다.