• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.25-30
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• 2013

해운대 우신빌딩 화재는 고층건축물의 외장재 수직화재에 의해 4층에서 발생한 화재가 최상층인 38층까지 올라가서 펜트하우스까지 모두 전소시켰다. 이 화재를 계기로 초고층 건축물의 위험성이 크게 대두되었고, 이후 다양한 초고층 관련 법규들이 신설되었다. 본 연구에서는 화재 시뮬레이션용 CFD 프로그램 중 FDS를 사용하여 해운대 오피스텔 빌딩의 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션은 상층부로의 화염 전파 시간 및 경로에 관하여 관련 기사와 화재 동영상을 통해 비교 조사하였다. 이 결과 최상층까지 확산하는 시간이 약 30분으로 실제 화재와 비슷한 결과가 나왔으며 확대되는 화재 성상도 유사함을 나타냈다. 그러나 최상부로 올라갈수록 실제 화재는 V자 형태를 넓게 보였지만 시뮬레이션 결과에서는 상부로 올라갈수록 수평으로 전파하는 범위가 작게 보였다. 이는 FDS가 격자 형태로 표현되고 얇은 외장재를 표현할 수 있는 한계와 바람 방향에 의한 불확실성 때문이라고 판단된다. 또한, 화재확산 영향요소를 평가하기 위해 무풍일 때와 쌍둥이 타워 사이의 외장재가 콘크리트일 때를 고려하여 시뮬레이션을 시행한 결과 실제 화재보다 수직화재가 크게 발생하는 않는 결론을 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1661-1670
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• 2016

본 논문에서는 화재 상황에서의 위험도 예측 시스템과 화재 대피 경로 도출 알고리즘을 제안한다. 온도 예측 시스템에서는 무선 센서 네트워크를 통해 수집한 온도 정보를 기반으로 멀티레벨 클러스터링 기법을 통해 사용자가 대피할 시점의 온도를 예측한다. 예측된 온도와 이의 신뢰도를 바탕으로 사용자의 현재 위치부터 가장 안전한 출구까지의 대피 경로를 도출하는 화재 대피 경로 알고리즘을 제안한다. NIST의 FDS(Fire Dynamics Simulator) 시뮬레이터를 이용하여 47개의 정적 노드로 구성된 무선 센서 네트워크에 대해 1436.41초 동안 성능 평가를 한 결과, 제안하는 온도 예측 시스템을 사용하였을 때, 예측 정확도가 1.48배 증가하였으며, 예측 정확도가 높은 군에 속하는 노드에 대해서는 4.21배로 크게 증가한 것으로 나타났다. 또한, 화재 대피 경로 알고리즘을 통해 도출한 대피 경로가 실제 ground-truth 온도를 사용하여 대피했을 때에 비하여 안전한 노드를 경유하는 비율이 큰 차이를 보이지 않았으며, 최단 대피 경로에 비해서는 약 12% 이상 더 안전한 경로를 도출하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권1호
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• pp.21-26
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• 2012

근래 해적에 의한 선박 피랍이 전 세계적으로 큰 문제가 되고 있다. 우리나라의 초대형 유조선 "삼호드림호"가 소말리아 해적에 의해 피랍되어 몸값으로 엄청난 액수를 지불하고 풀려났다. 그리고 2011년 1월 20일 "삼호쥬얼리호"의 경우 해군은 창군 이래 처음으로 공해상에서 해적과 교전하여 선원 21명 모두를 구출하는 쾌거를 이루어냈다. 또한, "한진텐진호"의 경우, 전 선원이 선원대피처로 신속하게 대피하여 모두 안전하게 해군에 의해 구출되었다. 이와 같이 우리나라 선박들이 해적에 의해 피랍되는 경우가 늘어나면서 해적의 위험으로부터 벗어날 수 있는 다양한 방법이 연구되고 있다. 정부는 2011년 1월 선박설비기준을 일부 개정하여 선원대피처를 지정된 위험해역을 항해하는 모든 선박에 설치하도록 강제화하였다. 따라서 이 연구에서는 선박 피랍의 위험상황 발생시 장시간 대피 거주해야 하는 선원대피처의 적정 규모를 선원들의 피난 안전성에 기초한 이론적인 산출과 FDS를 이용한 화재시뮬레이션을 통해 설정하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.52-60
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• 2017

NUREG-1934에서 제시된 원자력발전소 주제어실의 케비닛 화재를 대상으로 운전원의 거주성을 평가하기 위하여 수치해석이 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 대표적인 화재모델인 FDS가 사용되었다. 운전원의 거주성을 결정하는 기준으로서 복사 열유속, 상층부 온도, 연층높이 및 연기의 광학밀도뿐만 아니라, CO 등과 같은 독성물질의 농도가 포함되었다. 주요 결과로서, 화재모델의 확인 및 검증(V&V) 기반의 주요 입력인자 민감도 및 모델 불확실도 분석을 통해 다양한 화재시나리오에 대하여 거주성 기준의 초과 확률 및 거주 가능시간이 산출되었다. 최대 열방출률, CO 및 Soot yields의 민감도 분석을 통해, 거주시간 뿐만 아니라 거주성을 결정하는 한계기준의 변화가 발생됨을 확인하였다. 이러한 방법론은 불확실한 케비닛 화재정보를 이용한 주제어실의 거주성 평가의 신뢰성 강화를 위한 현실적인 대안이라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.204-210
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• 2019

터널 내부에서의 화재의 경우 일반도로와 달리 운전자의 시야 확보가 어려워 대형사고가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 터널 내부 화재 발생 시 제트팬 용량에 따른 제연 효과에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 NIST에서 개발한 화재시뮬레이션인 FDS를 사용하여 제트팬의 유무, 제트팬의 용량에 의해 터널 내부에서 발생한 차량 화재에 대한 제트팬 용량에 따른 연기 거동 및 가시거리, 일산화탄소의 농도를 분석하였다. HRRPUA(Heat Release Rate Per Area)는 $3.6MW/m^2$로 설정하였으며, 모든 해석 시간은 총 600s로 설정하였다. CFD에 의한 가시거리, 일산화탄소 농도 해석은 y=30m, y=110m에서 결과를 확인하였으며 직경과 유량에 따라 연기거동 분석, 가시거리 분석, 일산화탄소 농도를 확인하였다. 제트팬의 직경과 유량이 커질수록 y=30m 후방에서 높은 가시거리를 확인할 수 있으며 일산화탄소 농도가 0ppm임을 확인하였다. 제트팬 직경과 유량이 큰 조건에서는 제트팬 유동의 상류 방향으로 대피하면 인명피해를 최대한 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.69-73
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• 2011

선박화재는 육상화재와 달리 숙련된 인원과 다양한 장비에 의한 소화활동이 곤란하므로 거의 자체적으로 소화되어야 하므로 소화가 쉽지 않다. 화재발생시 온도 상승에 의한 사망보다 연기에 의해 질식사의 경우가 더 많다. 그 이유는 화재현장에서 충분한 가시거리를 확보하지 못하여 신속하게 피난하지 못하기 때문이다. 이 연구에서는 피난에 필요한 시간을 좀 더 확보하기 위해 선박 거주구역의 높이를 기존의 2.0m에서 공동주택(아파트)의 높이에 해당하는 2.3m로 상향하여 연기거동을 상호 비교하였다. 비교 방법은 기존의 실습선 한바다호의 도면을 바탕으로 30cm 상향조정된 도면을 추가 제작하여 미국의 NIST에서 제작 운용중인 FDS를 이용하여 시뮬레이션을 실시하고 결과를 예측하였다. 온도에 의한 피난 안전시간을 예측한 시뮬레이션 결과, 화재구역에서 10m 떨어진 지점에서 피난 안전시간은 55.8초 증가하였다. 가시거리에 의한 피난 안전시간을 예측한 시뮬레이션 결과, (1) 화재구역에서 10m 떨어진 지점에서 피난 안전시간은 27.1초 증가하였고, (2) 화재구역에서 20m 지점에서는 피난 안전시간이 109.2초 증가하였으며, (3) 화재구역에서 30m지점에서는 피난 안전시간이 73.3초 증가하였다. 즉, 선박의 거주구역 높이를 육상건축물과 동일하게 할 경우 승무원의 피난안전성이 증가하는 것으로 예측되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.22-29
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• 2020

본 연구에서는 개발 중인 현장지휘관 훈련 콘텐츠에 적용될 화재상황의 현실성 및 전문성 확보를 위하여 선행연구에서 선정한 7개 화재유형별 중 주거목적시설의 대표 가연물 화재실험을 통해 화재양상 및 열방출량, 연기발생량을 분석하였다. 측정결과 최대 열방출량은 소파가 728.6 kW로 가장 높게 측정되었으며, 다음으로는 매트리스+전기장판, 책상+의자, TV, 매트리스 순으로 나타났다. 총열방출량의 경우 소파가 226.2 MJ, 총 연기발생량은 경우 매트리스+전기장판이 2,259.5 ㎡로 가장 많이 발생하였다. 본 연구에서는 가연물의 화재양상 및 특성에 주안점을 두고 시험수행을 하였다는 한계점이 있으며, 추후 다양한 데이터 확보와 FDS를 활용한 시뮬레이션 평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.20-27
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• 2019

본 연구는 화재 시 열출력 급상승 구간에 대한 정확한 열방출율을 예측하기 위한 새로운 함수를 개발하여 제안하는 것을 목적으로 하였다. 현재 화재공학에서 사용되고 있는 'αt²' 곡선은 화재시스템 공학 관점에서 비효율적이며 실효성 저하를 초래하므로 열방출율의 예측오차를 최소화시킬 필요가 있다. 'αt²'과 비교하여 보다 논리적인 배경과 형태적으로 유사성을 가진 로지스틱 함수 이론을 기반으로 화재 급성장 구간은 물론 화재 초기 단계까지 적용 가능한 새로운 예측 함수를 개발하였다. 개발된 함수는 더 넓은 화재성장 구간에서 정확도 높은 예측결과를 갖는 것으로 본 연구에서 증명되었다. 이 연구결과는 향후 화재성장패턴 연구의 개발과 함께 화재공학의 발전을 위해 적용될 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.306-311
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• 2015

근래 해적에 의한 선박 피랍이 전 세계적으로 큰 문제가 되고 있다. 2011년 1월 20일 "삼호 주얼리호"의 경우 해군은 창군 이래 처음으로 공해상에서 해적과 교전하여 선원 21명 모두를 구출하는 쾌거를 이루어냈다. 또한, "한진 텐진호"의 경우, 전 선원이 선원대피처로 신속하게 대피하여 모두 안전하게 해군에 의해 구출되어 선원대피처의 필요성이 강조되었다. 이와 같이 우리나라 선박들이 해적에 의해 피랍되는 경우가 늘어나면서 해적의 위험으로부터 벗어날 수 있는 다양한 방법이 연구되고 있다. 정부는 2011년 1월 선박설비기준을 일부 개정하여 선원대피처를 지정된 위험해역을 항해하는 모든 선박에 설치하도록 강제화하였다. 따라서 이 연구에서는 선박 피랍의 위험상황 발생 시 선원대피처에 인명 안전성을 제고하기 위한 구조 개선 및 설비 구축에 대해 FDS를 이용한 화재시뮬레이션을 통해 분석하였으며 기존의 구조에서 선원피난처의 높이 증가 및 스프링클러 설치가 인명안전에 도움이 되는 것으로 분석되었다.