Purpose: This study was conducted with the aim of presenting spatial planning directions for evacuation spaces based on an analysis of the performance of horizontal evacuation during the early stages of fire incidents in a geriatric hospital. Methods: Based on a review of previous studies, the research model was designed by establishing occupancy conditions, evacuation, and fire scenarios. The analysis model was developed by considering vulnerable areas in terms of evacuation movement and analyzing the results of evacuation performance. Furthermore, the study analyzed the improvement in evacuation performance by arranging refuge areas. Results: The results of the study are as follows. Firstly, vulnerability spots were identified in terms of evacuation performance by schematizing Required Safe Egress Time, Available Safe Egress Time, and their differences. Secondly, the Required Safe Egress Time in the adjacent public spaces along the escape routes of occupants was found to be higher compared to the Available Safe Egress Time. Thirdly, the results of the correlation analysis between the difference in Available Safe Egress Time and Required Safe Egress Time during the early stages of a fire, as well as their constituent factors, demonstrated that user congestion is a more significant factor in compromising evacuation safety than the physical changes in the fire condition. Fourthly, the analysis of evacuation time was conducted by designating refuge areas where occupants can evacuate within a sufficient timeframe. This led to a decrease in the Required Safe Egress Time. Implications: This study is expected to be used as data on the direction of evacuation space planning to improve the evacuation performance of Geriatric Hospital.
연구목적: 화재 발생 시 요양병원은 재실자 특성, 건물의 취약요소 등으로 인해 피난하는데 상당한 제약이 따르며, 요양병원 내 환자를 대피시킬 수 있는 제품 개발을 하여 피난의 효율을 높이고자 한다. 인공지능 기반 자율주행형 재난약자 대피 도움장치를 개발하였고, 효율적으로 사용하기 위해 화재 및 피난 시뮬레이션에 활용하였으며, 환자 대피를 돕는 조력자에 대한 분석을 연구하고자 한다. 연구방법: 화재 시뮬레이션을 통해 시간 별 연기 성상 분석을 하였으며, 최종적으로 주간 야간에 따른 조력자수를 입력하고, 피난시뮬레이션을 활용하여 피난 완료 시간을 비교 분석하였다. 연구결과: 재난약자 대피 도움장치를 활용하였을 경우 대피 시간은 20%이상 단축이 되는 것을 알 수 있었으며, 주간 대비 야간의 화재 발생 시 대피 시간은 70% 가까이 늦어짐을 알 수 있었다. 결론: 수평·수직 대피 도움장치를 실제 화재 상황에서 효율적으로 활용할 경우 상황에 맞는 전략이 필요할 것으로 판단된다. 추후 화재 상황별 시나리오에 따른 대피 매뉴얼을 개발함으로써, 수평 대피 도움장치 및 수직 대피 도움장치에 대한 활용에 대한 내용을 바탕으로 피난의 효율성이 증대될 것으로 기대된다.
In this paper, an acceleration based passenger evacuation simulation is performed. In order to describe a passenger‘s behavior in an evacuation situation, a passenger is modeled as a rigid body which translates in the horizontal plane and rotates along the vertical axis. The position and rotation angle of a passenger are calculated by solving the dynamic equations of motions at each time step. The destination force, the contact force, and the group force are considered as external forces and the moments due to each force are also considered. With the passenger model proposed in this paper, the test problems in International Maritime Organization, Maritime Safety Committee/Circulation 1238(IMO MSC/Circ.1238) are implemented and the effects of passenger rotation on the evacuation time are confirmed.
화재 발생 빈도는 높으나 인명 피해보다 재산 피해에 초점이 맞추어져 있으며 동시에 피난 시뮬레이션이 성능위주설계를 하는 특정소방대상물을 중심으로 이루어지는 현실 속에서 소규모 공장은 피난 안전 연구의 사각지대에 존재한다. 또한, 기존의 연구에서 제시하는 방법들은 안전을 개선하는 데 큰 시설・설비 및 구조의 변화를 요구한다. 이 연구에서는 피난 시뮬레이션을 통해 공장 작업대의 위치 변화만으로 RSET이 달라지며 대피 가능 여부에도 차이가 있음을 밝혀냈다. 작업대를 세로 형태로 배치하는 것이 가로 형태 배치 대비 이동 거리를 줄여 RSET을 줄임을 알 수 있으며 가장 RSET이 짧은 것은 '세로-가로'의 복합형이었다. 연구 결과는 예산 등의 제약으로 필수적 안전 설비를 제외한 추가적 투자가 어려운 소규모 공장에서 RSET을 줄일 수 있는 실용적 대안을 제시했다는 점에서 의의가 있다.
In the case of office buildings, domestic and Chinese evacuation laws were compared regarding the evacuation of horizontal and vertical buildings and evacuation to refuge safety areas. A simulation was conducted based on a refuge safety area in China. In the case of evacuating 1 floor, there was no significant difference in the flow of occupants to an ancillary room area in a domestic or Chinese building, but in China, the corridor width was narrower and the occupants have saw a long. In the case of evacuating 15 floors, the flow of occupants to an ancillary room area was different. In the case of China, it was possible for occupants to enter the ancillary room more quickly because the ancillary room area was wider than those found in domestic buildings, allowing quickly passage the ancillary room door. The results of this study found that if corridor width and ancillary room area were wider, evacuation times could be reduced.
본 연구에서는 초고층 피난안전설계 기준 개선을 위하여 국내외 피난관계법령에 대하여 비교분석 하였다. 그 결과, 국내 피난관계법령기준 개선사항을 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫 번째, 수용인원에 대한 피난용량을 산정하도록 하며, 2이상의 출구 요구시 1개 출구접근 불가할 경우에도 피난용량의 50%이상을 충족하도록 해야 한다. 두 번째, 계단 또는 출구간 이격거리 기준 규정을 통해 이방향 피난이 원활이 이루어질 수 있도록 해야 한다. 세 번째, 막다른 복도 및 통로에 대한 길이제한을 규정해야하며 이는 스프링클러 유무에 따라서도 제한의 차등을 두어야 한다. 네 번째, 피난안전구역과 엘리베이터 및 계단의 경우 안전한 피난경로를 확보하며 피난유도를 하여야 하며, 피난층 이외의 층에서도 수평방향의 피난안전성 확보를 위하여 별도의 피난안전구역 마련이 필요하다.
As there are the elderly who have difficulty in evacuating themselves, it is necessary to develop architectural and institutional planning for nursing homes that can minimize disaster damage. The purpose of this study was to suggest the improvement plan by grasping the current status of nursing homes on planning aspects such as floor plan type, spatial layout, and evacuation route through 14 case studies in Cheongju city in terms of disaster safety. The results of this study were as follows; the most common plan type was the grouped-corridor type difficulty in securing evacuation routes. The circulation corridor type is need to be considered because it is possible not only to secure evacuation and nursing routes, but also to create a hanging around corridor for the elderly with dementia. Second, if there is a risk of flooding due to the location, the living room should be placed on the 2nd floor or more. In particular, a kitchen should be placed not adjacent to the entrance and the vertical evacuation route. Third, the horizontal evacuation route should be arranged differently depending on the floor plan type. For vertical evacuation routes, it is necessary to install outdoor stairs or ramps considering the evacuation characteristics of the elderly. In addition, the institutional aspects should be considered to ensure the safety of disasters.
지난 10년간 우리나라에서 발생한 화재 사건 중 건물 화재가 가장 많고 재산과 인명 피해가 가장 많다. 하지만 기존 소방 시스템은 비상구 위치만 알려주고 안전한 경로를 안내해 사상자들이 원활하게 대피할 수 있도록 도와주지는 않는다. 공간적 특성을 이용하여 수직적 특성과 수평적 특성을 구분하여 성공적인 대피를 돕는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 온도 감지 센서와 연기 센서 값을 이용하여 화재를 예측하고, Dijkstra 알고리즘을 통해 최적의 대피 경로를 계산하여 효과적인 대피 시스템을 제안하였다.
In early 2011, the Fukushima nuclear power plant had greater damage due to earthquake in Japan, and the awareness of safety has increased. In particular, special response systems should be required to handle disaster situations in plant sites which are likely to occur for large disasters. In this study, a program is designed to set up optimum escape routes, by a smart phone application, when a disaster situation occurs. This program could get information of the cumulative damage from sensors and display the escape route of the smallest damage in real-time on the screen. Utilizing our application in real-time evacuation has advantage in reducing cumulative damage. The optimal evacuation route, focusing on horizontal path, is calculated based on getting the data of fire, detected radioactivity and hazardous gas. Thus, using our application provides information of optimal evacuation to people who even can not hear sensor alarms or do not know geography, without requiring additional costs except fixed sensors or server network deployment cost. As a result, being informed of real-time escape route, the user could behave rapidly with suitable response to individual situation resulting in improved evacuation than simply reacting to existing warning alarms.
본 연구는 복층 건물에서 실내 재난상황이 발생했을 때 적절한 대피경로들을 산출하기 위한 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안된 방안은 Disaster Evacuation Graph(DEG)를 도입하여, 탐색시간을 크게 단축시킨다. 또한, 대피 경로 상의 인원수용능력과 그에 따른 인원 분산을 동시에 고려한다. 경로를 탐색하는 과정은 크게 두 단계로 구성된다. 이 때 각 단계는 Horitzontal Tiering(HT)과 Vertical Tiering(VT) 단계라 한다. HT 단계에서는 특정 층 임의의 공간으로부터 계단으로 향하는 가능한 최적의 경로를 산출한다. 그리고 모든 층에 대해 HT 단계를 수행한 이후, 각 층의 모든 공간으로부터 건물 입구나 옥상과 같은 안전지대로 향하는 경로를 결정하기 위해, VT 단계에서 HT 단계의 결과들을 통합한다. 이러한 단계별 과정에서 각각, 층 내 모든 공간으로부터 계단으로 향하는 경로와 각 계단으로부터 안전지대로 향하는 경로가 산출된다. 그리고 이러한 과정에서 경로를 탐색하기 위한 그래프의 범위를 결정하기 위해 티어링(tiering) 기법이 이용된다. 제안된 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여, 빠른 탐색과 인원 분산을 위해 기존에 연구되었던 경로탐색 알고리즘들과, 경로탐색에 소요된 시간 및 사용자 대피시간을 비교한다. 제안된 알고리즘은 기존에 비해 더 짧은 시간 내에 빠르게 대피할 수 있는 경로를 산출한다. 특히 경로탐색을 위한 시간복잡도 성능이 뛰어나기 때문에, 높은 층으로 구성된 큰 규모의 건물에서 유용하게 활용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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