• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.262-265
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• 2011

초고층 복합건물의 비상시에 대한 인적 피해 및 물적 피해를 최소화하기 위해 화재 위험성을 정량적으로 평가할 수 있는 기술이 요구된다. 본 연구에서는 비상시 초고층 건물의 화재 발생 및 발달에 대한 충분한 화재 안전성을 확보할 수 있도록 사전에 평가할 수 있는 기술을 개발하고자 한다. 특히 국내에서는 고층 건물에 대한 화재 시나리오가 명확히 제시된 바가 없기 때문에 정량적 화재 위험성 평가를 위한 신뢰할 수 있는 시나리오를 개발하고 이를 분류할 수 있는 하부모델을 도출하였다. 따라서 시간에 따른 화재의 발달과 연소 확대에 관한 각 하부모델의 적절한 시나리오 선택 기법을 제시하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.190-190
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• 2011

사회 다변화 및 급속한 경제성장과 도시밀집화로 인하여, 화재의 발생으로 인하여 막대한 인명피해 및 대규모의 재산상의 피해가 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 화재의 피해를 예측하기 위해서는 실제 규모의 화재실험이 매우 유용하지만, 막대한 비용과 현실적 제약조건으로 인하여 실제 실험에는 많은 어려움이 따른다. 따라서 막대한 예산이 소요되는 실제규모의 화재실험의 대체방법으로 실제를 모사하는 축소모형 화재모의실험 및 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션 기법이 널리 이용되고 있다. 본 논문에서는 범용 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션 기법(CFAST)을 이용하여 수직 공간 구성을 가지는 단독주택의 화재 성상을 검토하였다. 시뮬레이션 모델로는 단독주택을 대상건물로 하여 2층으로 수직 공간을 가지는 단독주택 건물에 대한 모의 화재 시뮬레이션을 수행 하였다. 화재 시뮬레이션 결과는 각 구획실별 온도, 일산화탄소량, 공기 중 산소량 등을 도출하여 기존 이론에 의한 화재성장 그래프와 시뮬레이션 데이터를 비교하여 정확도를 검토하였다. 본 논문에서는 두가지의 시나리오를 작성하여 화재 시뮬레이션 프로그램의 결과 값을 분석하였다. (1) 시나리오 1 : 화재시뮬레이션 대상건물 1층 거실(2번방)에서 스프링클러 미 설치시 화재가 발생한 경우를 가정하여 수평방향인 3번방과 수직방향인 7번방의 화재 확산 피해정도를 살펴보고, 화재 그래프의 이론값과 실험값의 차이를 비교하여 그 정합성을 검토하였다. 발화물질은 Curtain, TV set, Sofa, Table으로 하며 시간은 60초 간격으로 총 3600초(1시간)를 분석 하였고, 발화지점의 온도, 일산화탄소, 공기중 산소 농도를 분석하였다. (2) 시나리오 2 : 시나리오 1과 동일한 화재발현 조건으로 스프링클러가 설치되어 있을 때 화재 발생 했을 경우, 수평방향인 3번방과 수직방향인 7번방의 화재 확산 피해를 시나리오 1과 비교 검토 하였다. 기존 이론에 의한 화재 성장 그래프와 이번 시뮬레이션 결과값을 토대로 만든 그래프 형태를 비교해보면 두 그래프의 형태가 비슷한 형태를 나타내어 Flash Over 현상과 Back Draft 현상이 이론값과 같은 경향을 나타내고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서, 본 논문에서 수행한 화재 시뮬레이션 기법으로 건축물의 실제 화재시의 피해정도를 예측하는 데 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.672-681
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• 2024

연구목적: 본 연구는 구체적인 화재 확산 모델을 확보하기 위해 NIST UL 기준 적용 시나리오와 성능위주설계 적용 시나리오를 비교 분석하고 화재 확산 모델과 표면 화재 모델의 차이점을 보고자 한다. 연구방법: FDS를 활용하여 시나리오 별로 온도·가시도·CO 센서를 설치하고 그 변화를 통해 두 시나리오를 비교 분석하였다. 연구결과: 시나리오 별로 온도·가시도·CO를 분석한 결과 NIST UL 기준 적용 시나리오는 실화재와 매우 유사하고, 성능위주설계 적용 시나리오는 가혹한 화재 상황을 보여준다. 결론: 물류창고와 같은 대형 건축물의 화재 안전 설계 시에는 실화재 및 가혹한 화재 상황을 모두 고려하여 종합적인 화재 안전 대책을 마련하는 것이 중요하다.

• 융합정보논문지
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• 제11권12호
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• pp.244-253
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• 2021

본 연구는 화재 발생 시 스마트폰 네비게이션 어플리케이션을 이용한 화재 대피 유도 서비스 시스템이 화재대피 시간에 어떤 영향을 미치는지 살펴보고자 하는 연구이다. 컴퓨터 시나리오 시뮬레이션에서 네비게이션 어플리케이션을 사용하였을 때 대피시간이 22초 단축되었고 실증시뮬레이션 또한 네비게이션 어플리케이션을 사용하였을 때 대피시간이 40초 감소되어 화재 발생 시 피난 시간 단축에 효과적이라는 점을 알 수 있다. 실증 시나리오 시뮬레이션을 한 결과는 피난유도를 실시한 경우가 실시하지 않은 경우보다 피난 종료까지 시간이 39초 더 빠르게 나타났다. 실증 시나리오 시뮬레이션은 피난 경로에 병목현상이 발생하지 않았고 이로인해 컴퓨터 시나리오 시뮬레이션과 실증 시나리오 시뮬레이션의 대피 완료 소요시간의 차이가 발생하였다. 추후 시나리오 시뮬레이션에 학생실습 연구에 기여할 것이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.47-52
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• 2011

컴퓨터 시뮬레이션과 건물의 센서를 접목한 센서연동 화재모델을 개발하였다. 화재 발생 시 건물 내 상태를 센서로 측정하며 이는 실시간으로 화재모델에 주입이 된다. 모델이 도출하는 시나리오와 센서 측정값을 비교분석하여 모델의 입력 변수를 조율하며 궁극적으로 모델이 실제 화재와 유사한 시나리오를 도출할 수 있도록 한다. 실제 규모의 화재 실험을 실시하였고, 센서연동 화재모델이 화재의 시작위치와 건물 내 출입문의 개폐 상태를 추정할 수 있음을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.429-441
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• 2010

본 연구에서는 뿜어붙임 방식의 모르타르 내화재가 시공된 침매터널 벽체구조물을 모사한 철근콘크리트 블록시험체에 대해 $HC_{inc}$ 화재시나리오와 IS0834(4시간) 화재시나리오 하에서 침매터널 내화재의 화재저항성 평가결과를 비교하였다. $HC_{inc}$ 화재시나리오 하에서는 내화재와 시험체 계면으로부터 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $311^{\circ}C$, $194^{\circ}C$, $142^{\circ}C$로 나타났으며, IS0834(4시간) 화재시니리오 조건에서는 0, 25, 50 mm 위치에서의 최대온도가 각각 $332^{\circ}C$, $222^{\circ}C$, $179^{\circ}C$ 측정되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 적용된 두 가지 화재시나리오들은 최대온도개념에서 유사한 화재강도임을 확인할 수 있었다. 이와 더불어 내화재 설치여부에 따른 침매터널 구조물의 안전성을 확인하기 위한 구조안정성 해석을 수행하였다. 이때 내화재가 설치되지 않은 시험체에 대한 화재시험을 수행하여 화재에 의한 콘크리트의 단면손실과 강도저하를 확인하고 그 결과를 이용하여 구조안정성 해석을 수행하였다. 이상의 해석 결과, 본 연구에서 적용된 강력한 화재시나리오 조건에서는 침매터널 구조물의 안정성 확보를 위하여 내화재가 필수적임을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.137-143
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• 2021

본 연구는 주거시설의 화재위험성을 예측할 수 있는 화재시나리오를 작성에 앞서 주거시설내의 대표적인 가연물 6개를 선정하여 이를 통한 발열량을 실험을 실시하고 데이터를 정량화 할 수 있는 방안을 제시하였으며, 향후 화재시나리오 적용될 화재성장곡선의 기준값을 선정하고자 연구를 수행하였다. 주거시설의 경우에는 일반적으로 화재시나리오가 적용되지 않고 있는데 이러한 문제점은 가연물의 종류 및 다양한 화재하중 등으로 인하여 문제시될수 있기 때문에 정량화에는 어려움이 있다. 기존의 연구에서는 가연물의 조사를 실시하고 있으나 이를 통한 화재특성에 대한 연구가 미흡한 실정이기 때문에 대표적인 가연물들을 통하여 소파, 서랍장, 매트리스, 의자, 책상, TV의 발열량 실험을 통하여 정량화 할 수 있는 엑셀 매크로를 작성하였으며, 이를 통하여 NFPA 72에서 제시하고 있는 화재성장율과 비교하였을 때 각 가연물별로의 추세값이 제시할 수 있었다. 이를 통하여 향후 주거시설에서 발생할 화재시나리오에 기초적인 자료를 활용하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.84-84
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• 2011

터널화재의 위험요소에 대한 해석을 위해서는 실제 상황을 재현한 실대형 실험이 가장 유용하겠지만 현실적으로 시간적, 공간적, 경제적인 제약이 따르기 때문에 CFD Modeling 기술의 이용 및 검증이 필요하고, 실제 상황에 가까운 현상의 재현을 위해서는 시뮬레이션의 정확도에 대한 향상이 필수적이다. 또한, CFD Modeling을 터널화재에 적용할 때 시뮬레이션의 질에 영향을 미칠 수 있는 요소들에 대한 결정이 선행되어야 한다. 우선, 터널의 기하학적 구조와 경계조건의 확립이 필요한데 필요한 정보를 얻기 위해서 어느정도 길이의 터널이 적절한지에 대해 생각할 필요가 있으며, 단면변화에 대한 결정을 통해 모델링을 수행하여야 한다. 모델링 작업이 선행된 후에 화재의 위치, 성장률, 최대 크기, 환기시스템 사항 등의 고려가 필요한데 이러한 조건들은 CFD Modeling의 결과에 직접적인 영향을 주기 때문에 충분한 사전조사가 이루어져야 하고, 각 사항들의 변수를 고려하여 다양한 화재시나리오의 도출이 가능할 수 있다. 마지막으로, 화재에서 발생된 열중 약 30%가 복사에 의해 주위 벽으로 전달될 수 있고 열은 연기가 가득찬 영역내에서 재분배될 수 있는데, 열전달 및 연기의 유동 등에 관한 자료를 기초로 화재현상에 대한 분석이 가능하다. 이러한 과정들을 통해 실제 상황에 가까운 설계화재 시나리오를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라 최장대터널인 죽령터널에 대해 합리적인 가정을 통한 설계화재 시나리오를 기초로 화재시뮬레이션은 FDS(Fire Dynamics Simulator) 프로그램을 사용하여 화재 및 연기의 이동 양상을 분석하고, 피난시뮬레이션은 SIMULEX 프로그램을 사용하여 피난시간을 예측 함으로써 터널화재의 CFD Modeling에 의한 피난안전성을 검토하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.243-251
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• 2020

본 연구는 스마트폰 내비게이션 애플리케이션을 이용한 화재 대피 유도 시스템의 모의 실험 연구이다. 실증 시나리오 시뮬레이션은 한국디자인 진흥원 K도 C시 소재 6층에서 화재가 발생한 것을 가정하였다. 본 연구는 화재 발생 시 네비게이션 애플리케이션을 이용하여 정보 시스템의 효율성을 검증하기 위한 것이다. 실증 시나리오 시뮬레이션에서는 K도 C시에 소재한 한국산업디자인진흥원에서 6층에서 화재가 발생한 것으로 추정했다. K 대학교 응급구조학과 3학년 학생 80명이 참여했다. 네비게이션 애플리케이션을 이용한 시연 시뮬레이션 실험 결과, 화재 상황에서 대피 안내가 이뤄진 경우보다 대피 시간이 빠른 것으로 나타났다. 실증 시나리오 시뮬레이션 시행 전후에 화재 예방 시스템 및 화재 예방 의식의 필요성이 제기됨에 따라, 실험 후 화재 예방 시스템 및 화재 예방 의식의 필요성이 증대되었다. 비상계단 진입과정에서 계단실의 안전 상황에 대한 정보를 앱으로 제공한다면 도움이 된다. 사무실에 앉아 APP을 통해 영상물 등 가상 대피훈련을 제공 받는 것이 바람직하다. 실증 시나리오 시뮬레이션 결과 화재대피 네비게이션 어플리케이션을 경함하는 것만으로도 화재예방 시스템 필요성 및 화재 예방인식 향상에 도움이 되며, VR 시뮬레이션 개발에 기초자료를 제공 할 것이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 고체가연물의 초기 점화 및 화재성장과정에서의 발열량을 대형화재발열량계(large scale fire calorimeter)를 이용하여 정량적으로 측정하고 화재발생 초기에 화재성장특성 파악하고자 한다. 실험에 적용된 고체가연물 화재는 단일/이중 목재화재, 폴리프로필렌 소재의 쿠션화재, 목재 및 폴리프로필렌 소재의 카페트 화재이며 화재발달 단계에서의 화재성장특성을 시간 제곱 화재성장 시나리오와 비교분석하고 고체 기본가연물의 화재성장과정을 이해한다. 구획조건이 화재발열량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 자유연소상태와 ISO-9705 화재실 내부에서 화재실험이 수행되었으며 화재성장특성과 최대발열량등을 비교하였다. 본 연구는 설계화재와 화재시나리오를 설정하는데 있어서 고체가연물의 발열량 데이터 및 화재성장에 대한 정보를 제공하고 공간조건에 따른 발열량 측정데이터의 신뢰성 분석을 위한 기초연구로 활용될 수 있다.