• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1807-1813
• /
• 2007

본 연구는 피난 시뮬레이션 프로그램 중 하나인 EXODUS를 사용하여 지하역사 피난모델분석에 그 목적이 있다. 이번 시뮬레이션에 사용된 모텔은 대구지하철(중앙로 역사) 이다. 시뮬레이션 조건으로는 사고당시의 상황을 참고하여, 지하3층 승강장에서부터 지하1층까지의 피난시간을 중점으로 하였으며, 승객수는 열차탑승인원 1079호 320명, 1080호 320명, 열차 외 승객360명 총1000명의 인원으로 시뮬레이션 하였고, 승객위치는 참고자료를 활용하였다. 화재시뮬레이션 부분은 CFAST 화제시뮬레이터를 이용하였다. 화재성장 시나리오로 $t^2$ 성장곡선 중 fast곡선을 선택하여 진행하였고, ZONE은 총 24개로 지 하3층 승강장 18개, 지하2층 6개로 나눴으며, 지하1층은 화재시뮬레이션에서 제외하였다. 화재 위치는 실제 화재발생 위치인 1079호 1호차로 하였으며 실제 사고타임테이블을 이용하여 가상 시나리오를 작성해 보았다. 총 시뮬레이션 시간은 1800s로 결정하였고, CFAST 결과값은 10초단위로 출력하였다. CFAST 결과값 중에서 ZONE별 상층부온도, 하층부온도, $CO^2$ 발생량을 사용하여 EXODUS시뮬레이터에 적용시켜 진행하였다. 진행결과 각 출구별방출률, 사망인원, 최종피난인원, 사망자 위치, 정체구간 등을 알 수 있었고, 이를 실제 대구지하철 사고와 비교 분석하여 보았다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.11-17
• /
• 2020

성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.369-376
• /
• 2016

이 연구는 화재에 노출된 구조물의 역학적 거동을 평가하기 위한 기반연구로서 화재 유동해석과 열응력해석의 통합 프레임워크를 확립하고 이를 강재와 콘크리트로 이루어진 대표체적에 적용한 결과를 제시하였다. 먼저 Fire Dynamics Simulator(FDS)를 이용해 임의의 화재곡선으로 모델링되는 화원으로부터 구조물 표면까지 유동해석을 실시하였다. 이를 통해 구조물 표면에서 시간에 따른 온도 분포를 계산하였고, 이 결과를 비선형 열응력해석에 경계조건으로 적용하였다. 이후의 과정은 화재의 성장 또는 감소에 따라 구조물 표면온도의 변화를 반영하는 열전달해석과 구조해석으로 이루어진다. 제시한 통합 프레임워크에 의해 화재 구조해석을 수행한 결과, 강재와 콘크리트의 대표체적 모두 동일한 하중이 작용할 때 상온 조건에서는 탄성 거동을 보였지만 화재로 인한 온도 조건을 고려할 경우 소성 거동을 보였다. 이는 구조물이 화재에 노출되는 경우 설계하중보다 작은 하중에서도 한계상태에 이를 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 원전구조물이나 교량과 같은 중요 사회기반구조물의 설계 시 구조물의 화재거동 평가가 고려되어야 한다고 할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.289-300
• /
• 2013

본 연구에서는 도로터널 화재해석에 적용하는 화재성장곡선을 적용하여 도로터널 화재시 열기류의 전파특성과 터널벽면에 미치는 열적특성을 수치 해석적으로 고찰하였다. 최대화재강도는 20, 100 MW로 하였으며, 터널내 풍속은 2.5 m/s로 유지하는 경우와 열부력에 의한 풍속으로 하는 경우에 대해서 터널연장 및 경사도에 따른 연기의 전파특성을 분석하고 열기류가 벽체에 미치는 영향을 평가하기 위해서 벽체표면온도와 벽체표면 열전달계수를 분석하였다. 터널내 열기류는 풍속을 2.5 m/s로 하는 경우에 벽체의 냉각효과에 의해서 일정거리 이후에는 급격하게 하강하여 하류까지 동일한 양상으로 흐르는 특성을 보이고 있으며, 벽체표면의 최대온도는 화재강도가 100 MW일 경우에 최대 $615^{\circ}C$까지 상승하고 있으며, 표면온도가 $380^{\circ}C$를 초과하는 면적은 아주 작은 것으로 나타나고 있다. 벽체의 표면열전달계수는 화재강도 및 터널내 풍속에 따라서 변하며 약 $13{\sim}23W/m^{\circ}C$의 범위에 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권7호
• /
• pp.637-646
• /
• 2016

실온에서 인코넬 718의 UNSM(Ultrasonic nanocrystal surface modification)처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 수소취화재의 UNSM처리재의 회전굽힘피로시험에 의해 얻어진 결과, 수소취화재는 미처리재의 S-N곡선보다 피로수명이 약 10~20 % 감소하며 부식피로나 비철재료처럼 피로한도 없이 점진적으로 감소하였다. 표면균열수는 수소취화의 영향으로 평균입경($13{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 80 %를 차지하였다. 결정입계, 표면 흠 등에 수소침투에 의한 취화현상으로 티어링(tearing)하면서 복수로 발생한 작은 표면균열은 불규칙적으로 분포하며 티어링하면서 성장, 합체되어 피로수명이 감소하는 것으로 추정된다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로수명은 전 영역에서 크게 증가하였고, 수소취화된 시험편을 UNSM 처리한 후 피로시험을 실시하면 700 MPa에서 10배 이상, 600 MPa에서 20배 이상 증가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.301-310
• /
• 2013

현재 도로터널에는 화재시 임계풍속을 유지할 수 있도록 제트팬을 설치하고 있으며, 제트팬 댓수는 임계풍속을 유지하기 위한 유동저항, 자연풍에 의한 환기저항, 열부력에 의한 환기저항을 고려하여 산정한다. 그러나, 국내의 경우, 제트팬 댓수 산정시 열부력은 고려하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 열부력이 제트팬 댓수에 미치는 영향을 검토하기 위해서 터널연장(500, 750, 1000, 1500, 2000, 3500 m) 및 경사도(-1.0, -1.5, -2.0%)를 변수로 하여 화재성장곡선에 따른 비정상상태의 수치 시뮬레이션을 수행하였으며, 열기류의 평균온도 및 열부력에 의한 압력손실을 검토하여 열부력이 제트팬 댓수에 미치는 영향을 검토하였다. 이에 본 연구에서는 화재로 인한 열부력을 고려하는 경우에 제트팬 댓수의 증가가 필요하며, 특히, 설계화재강도를 100 MW로 하는 경우에는 본 해석조건의 모든 범위에서 열부력에 의한 압력손실이 차량저항에 의한 압력손실의 최대치보다 증가하며, 현행설계기준을 적용하는 경우보다. 최소 2~11대의 제트팬 대수의 증가가 필요한 것으로 분석되었다. 따라서 제연용 제트팬 용량 산정시 열부력에 대한 고려가 반드시 필요한 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.18-25
• /
• 2020

본 연구에서는 보온재의 설치 상태를 고려한 ISO 20632와 NFPA 274 시험 기준에 따른 발열량 산출 결과를 분석하였다. 이를 위해서 보온재 총 6종(은박 발포폴리에틸렌(PE(S)), 무은박 발포폴리에틸렌폼(PE(N)), 고무발포(Rubber), 일본-폴리에틸렌폼(PE(J)), 일본-폴리우레탄폼(PU(J)) 그리고 일본-스티로폼(ST(J)))에 대해서 EN 13501-1과 화재성장곡선에 따른 난연 등급을 구분하였다. 그 결과 PU(J), PE(J) 그리고 PE(N)는 Class E 및 Ultra-fast, NFPA 274 시험기준에 의한 PE(S)는 Class D 및 Fast, ISO 20632에 의한 PE(S)는 Class C 및 Slow, 그리고 Rubber와 ST(J)는 Class B 및 Slow로 나타났다. 하지만, 난연 등급 평가 기준인 최대 발열량에 대한 시간평균 기울기는 시험 방법에 따라서 동일 보온재에 대하여 다르게 나타났으며, 보다 정확한 원인을 분석하기 위한 기초 연구가 필요한 것으로 판단된다.