• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.64-71
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• 2022

이 연구에서는 요양병원의 피난안전성을 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. Fire Dynamics Simulator (FDS)를 활용하여 배연설비 유무을 변수로 화재 시뮬레이션을 수행하였으며, 요양병원의 피난허용시간을 산정하였다. 또한 Pathfinder를 활용하여 재실자의 특성과 피난지연시간을 고려한 요양병원의 피난 시뮬레이션을 수행하였으며, 피난요구시간을 산정하였다. 피난허용시간과 피난요구시간을 비교함으로써 피난유도자수, 피난지연시간, 배연설비 유무에 따른 요양병원의 피난안전성을 평가하였다. 시뮬레이션 결과에 따르면 피난지연 시간이 증가함에 따라 사상자의 수가 증가하였으며, 피난유도자의 수가 증가할수록 피난요구시간이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 KFPA에서 제시하는 용량을 갖춘 배연설비가 확보된 경우 피난허용시간을 크게 늘릴 수 있으며, 사상자의 수도 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.111-120
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• 2021

상업용 건축물에서 화재가 발생하는 경우에는 피난경로가 복잡하고 연기 및 화염의 진행방향이 재실자의 피난방향과 비슷하기 때문에 많은 인명피해가 발생하고 있다. 인명피해를 최소화하기 위해서는 건축물에 대한 성능기반 피난설계가 필수적으로 요구된다. 성능기반 피난설계를 건축물에 적용하기 위해서는 각 건축물에 대한 복잡한 화재 시뮬레이션을 필요로 하기 때문에 많은 인력과 시간이 소요된다. 이를 보완하기 위하여, 화재 시뮬레이션을 수행하지 않고도 합리적으로 피난허용시간을 도출할 수 있는 피난허용시간 예측 모델을 개발한다면 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상업용 건축물에 대한 화재 시뮬레이션을 수행하여 온도와 가시거리, 온도와 유독가스 농도의 상관관계를 규명하였으며, 이에 대한 데이터베이스를 구축하였다. 또한, 이를 기반으로 피난허용시간을 예측할 수 있는 인공신경망(ANN) 모델을 개발하였다. 제안된 인공신경망 모델이 다른 상업용 건축물에도 적용될 수 있는지를 검토하기 위하여 다른 상업용 건축물에 대한 검증을 수행하였으며, 제안모델은 이 상업용 건축물의 화재 시 피난허용시간을 매우 우수한 정확도로 추정하는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2022

이 연구에서는 건축물 화재 시, 허용피난시간을 예측하기 위한 예측모델을 개발하는 것을 목표로 한다. 실제 건축물을 대상으로 화재시뮬레이션을 수행하여 FDS 데이터베이스를 구축하였으며, FDS데이터를 학습하여 설계단계에서 건축물 특성을 학습변수로 하여 기계학습을 통해 ASET을 도출하는 예측모델을 제안하였다. 예측모델은 학습데이터와 비교하였을 때 0.9 이상의 높은 R²값을 나타내었다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.347-348
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• 2023

본 논문에서는 실제 규모 데이터센터의 3D 모델링을 기반으로 대상 공간별 화재 시나리오를 선정하여 화재 및 피난 시뮬레이션을 수행하였다. FDS와 Pathfinder는 full coupling 방식을 사용할 수 없는 한계가 있으며 semi coupling의 경우 가시화에는 도움이 되나 결과에 영향을 주지 않는다. 따라서 재실자의 피난 상황 시 경로에 대한 안전성과 화재 위험 노출 정도를 시각적으로 분석하는 것이 가능한 semi coupling과 시뮬레이션 결과 데이터 분석을 병행하여 수행하였다. 전산실의 경우 서버의 기능상실 한계 온도가 32도이기 때문에 서버 기능 정지 상황에 도달하는 시간을 중점적으로 분석하였다. 전산실은 업무 및 고객 서비스와 관련된 모든 데이터들을 저장하기 위해 항시 기동 되어야 하는데 전산실 내 화재가 발생할 경우 1~2분 이내 서버 기능이 정지되는 상황이 발생하였다. 따라서, 서버가 안전하게 계속 동작하기 위해서는 전력 계측 및 제어 케이블 열화, 서버 장치의 건전성이 유지되어야 하며 초기 화재를 빠르게 감지하여 진압하여야 한다. 피난 시뮬레이션의 경우 가시도를 상실하게 되는 시간이 약 195초(5m 미만) 인근으로 인원이 해당 층을 완전히 벗어나는 데 걸리는 시간이 약 125.6초였던 것을 보면 대피하기에 충분한 허용 피난시간(ASET)을 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• 벤처창업연구
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• 제10권6호
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• pp.253-260
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• 2015

본 연구에서는 화재 시뮬레이션인 FDS와 피난 시뮬레이션인 Pathfinder를 이용하여 건물의 중앙제어실을 화재발생 지점으로 설정하여 화재안전성 평가 연구를 수행하였다. 먼저 화재시뮬레이션을 이용하여 시간의 경과에 따른 가시거리 분포, 온도분포, CO의 농도분포 등의 정량적 결과를 도출 하였으며, 이 결과를 토대로 피난시뮬레이션을 실시하여 재실자들의 피난시간을 계산함으로써 최종적인 피난안전성 평가 결과를 도출하였다. 화재 시뮬레이션 결과 가시거리의 분포에 따라 위험도가 증가하기 때문에 이 값을 이용하여 피난시뮬레이션을 실시하였으며 그 결과 최종적으로 127.9초에 모든 인원이 대피하는 결과를 얻을 수 있었다. 수치해석 결과 건물 내 모든 장소에서 피난 소요시간이 피난 허용시간을 초과하지 않는 것으로 분석됨에 따라 대피자의 안전성이 확보되는 것으로 분석되었다. 이러한 안전성 평가의 결과는 최악의 조건인 소방설비의 미작동에 근거한 종합안전성평가로서 실제 화재 발생 시 소방설비와 연계한다면 보다 우수한 피난안전성능이 확보될 것으로 평가할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.84-90
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• 2019

본 연구에서는 환경에너지 시설내 전자기기실 내부의 화재 및 피난을 수치적 해석 방법을 통해 실시하고 평가하였다. 화재 시뮬레이션은 FDS을 이용하여 가시거리, 온도분포, CO의 농도분포 등을 분석하였다. 그 결과를 토대로 피난시뮬레이션인 Pathfinder프로그램을 사용하여, 재실자들의 피난시간을 계산하였으며 피난안전성 평가를 도출하였다. 그 결과 전자기기실 내부의 피난 허용시간은 P-01에서 203.3 s로 가장 단시간 내에 대피가 요구되었으며, P-05에서 398.6 s로 피난 허용시간이 가장 큰 값을 나타내었다. 피난 소요시간 분석 결과 모든 지점에서 모든 재실 인원이 대피가 이루어져 대피자의 안전성이 확보되는 것으로 판단되었다. 특히 이 시뮬레이션의 결과는 피난안전성능을 높이기 위하여 소방설비가 작동하지 않는 경우를 고려한 것으로서 실제 화재 발생 시 소방설비가 작동된다면 보다 우수한 안전을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• Spatial Information Research
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• 제21권6호
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• pp.43-55
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• 2013

최근 실내 공간에서의 재난, 화재와 테러 등 대피상황을 재현하여 이를 가시화하기 위한 연구가 주목 받고 있으며, 실내 공간에 대한 모델을 설계하고 인명 안전 평가를 통한 신뢰성 있는 분석이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 실제적인 건물 화재 위험 요인을 고려하여 피난 안전성 분석과 피난 경로 안내가 가능한 시뮬레이션 모델을 개발하고자 하였다. 이를 위해 인천터미널역 역사를 대상으로 3차원 화재 및 피난 모델을 설계하고, 실내 내장재의 재질을 바탕으로 열 매개변수와 화재 인지 장치를 이용하여 화재 위험 분석을 수행하였다. 둘째, 인명안전을 위한 평가에 있어 화재 시뮬레이션인 FDS(Fire Dynamics Simulator)와 피난 시뮬레이션을 통해 재실자가 인체에 손상 없이 견딜 수 있는 피난허용시간(ASET: Available Safe Egress Time)을 산출하였다. 또한 화재를 감지하고 안전한 장소까지 완전하게 피난하는데 소요되는 피난요구시간(RSET: Required Safe Egress Time)을 계산하고 이를 비교 분석하였다. 결과적으로 연구대상의 3차원 공간적인 정보를 기반으로 한 실내 공간 모델과, 고시된 안전기준을 반영한 열차 내 화재 및 피난 위험도 측정 시뮬레이션 분석을 통해 보다 실제적인 안전성 평가를 수행 할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.50-59
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• 2018

고령화 추세에 따라 최근 급속히 증가하고 있는 노인복지시설에서 화재가 빈번하게 발생하고 있으나, 거주하고 있는 와상노인에 대한 피난안전성이 확보되어 있지 않아 대규모 인명피해를 초래하고 있다. 이런 시설에 거주하는 와상노인에 대한 피난안전성의 실효성을 제고하기 위한 방법의 일환으로 비화재구역의 피난허용시간을 최대한 연장시키면서 발코니 등의 일시피난안전구역에 차례로 피난시키고, 소방기관에 통보하는 화재속보설비를 통해 소방대의 출동에 의한 외부 조력피난유도방법이 최선의 대책인 것으로 판명되었다. 따라서 이와 같은 조력피난을 수행하는데 있어 반드시 적용해야할 요소기술을 방화 소방공학적으로 개발하여 4가지로 분류 제시하였다. 방화공학적 요소기술로는 구조 구획의 내화성능확보와 구획의 소규모화 규제 조항과 마감재의 난연 불연성능의 확보 규제 조항인 2가지를 제시하였다. 또한 소방공학적 요소기술로는 스프링클러에 의한 냉각효과 부과 규제 조항과 소방기관으로의 자동화재속보기능의 부여 규제 조항인 2가지를 제시하였다. 제시된 규제 조항에 대하여 일본과 국내의 법조문을 상세히 비교분석하여 국내에서 개정한 법조문상 미흡한 부분을 고찰하고, 국내의 노인복지시설의 피난안전성의 제고를 위해 시급하게 개선되어야 할 안전기준 개정(안)을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.48-54
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• 2012

외장재의 수직화재에 의한 동시다발적인 화재 발생 시 피난위험성을 확인하기 위하여 시나리오에 의한 피난시뮬레이션을 수행하였다. 피난시뮬레이션 결과, 가연성 외장재가 연소하면서 수직화재로 확대되어 개구부를 통해 유입되는 화재에 의해 층 대부분이 550초에서 650초 사이에 허용피난안전시간에 도달하였고, 특히 1층은 358초에, 6층과 10층은 490초와 473초에 피난한계에 도달하였다. 또한, 1층과 26층, 28층~30층의 총 5개 층에서 피난위험성이 나타나는 것으로 분석되었다. 동시다발적인 화재성상으로 인해 모든 재실자가 전관 피난을 하여 15층 이상의 고층 부분에서 병목현상이 심하게 발생하여 피난계단으로 진입이 어렵다는 것을 확인하였다. 특히, 1층의 경우는 발화지점과 가까워서 358초에 허용안전피난시간에 도달하여 상부층에 있는 699명의 피난이 난해한 것으로 분석되었다. 외장재 화재의 위험성 대책으로 불연성 외장재의 사용과 연소 확대를 방지하기 위한 적극적인 진압방법의 도입이 요구된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.18-25
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• 2016

국내 성능위주설계 방법 및 기준에서는 다양한 입력 데이터들에 대한 입력 규정이 따로 마련되어있지 않으며, 설계자별로 인용하는 근거 데이터가 상이하여 피난허용시간과 피난완료시간에 많은 차이를 보이고 있다. 이는 성능위주 화재와 피난 시뮬레이션에 대한 신뢰도 문제와도 직결되고 있다. 시뮬레이션에 입력되는 다양한 데이터들을 표준화함으로서 설계자의 경험이나 기술능력에 무관하게 동일한 위험도의 건물에서는 동일한 결과가 도출되어야 한다. 또한 그 위험도 합당한 소방 방재설비가 설치되고 유사한 성능위주 대상 건물에서는 개연성 있는 초기투자비용이 소요됨으로서 효율적이고 효과적인 안전 확보가 이루어져야 할 것으로 판단된다.