• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권3호
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• pp.363-377
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• 2018

The proper functioning of critical points on transport infrastructure is decisive for the entire network. Tunnels and bridges certainly belong to the critical points of the surface transport network, both road and rail. Risk management should be a holistic and dynamic process throughout the entire life cycle. However, the level of risk is usually determined only during the design stage mainly due to the fact that it is a time-consuming and costly process. This paper presents a simplified quantitative risk analysis method that can be used any time during the decades of a tunnel's lifetime and can estimate the changing risks on a continuous basis and thus uncover hidden safety threats. The presented method is a decision support system for tunnel managers designed to preserve or even increase tunnel safety. The CAPITA method is a deterministic scenario-oriented risk analysis approach for assessment of mortality risks in road tunnels in case of the most dangerous situation - a fire. It is implemented through an advanced risk analysis CAPITA SW. Both, the method as well as the resulting software were developed by the authors' team. Unlike existing analyzes requiring specialized microsimulation tools for traffic flow, smoke propagation and evacuation modeling, the CAPITA contains comprehensive database with the results of thousands of simulations performed in advance for various combinations of variables. This approach significantly simplifies the overall complexity and thus enhances the usability of the resulting risk analysis. Additionally, it provides the decision makers with holistic view by providing not only on the expected risk but also on the risk's sensitivity to different variables. This allows the tunnel manager or another decision maker to estimate the primary change of risk whenever traffic conditions in the tunnel change and to see the dependencies to particular input variables.

• 한국안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-5
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• 2006

This study provides a basic data necessary to design a facility of smoke management after calculating the critical velocity of the gradient scale model tunnel and reviewing its adequacy to establish an optimum disaster prevention system for a road tunnel at fire. The experiment is carried out by using Froude scaling to a scale model which is about 1/29 as big as the real tunnel, and its critical velocity calculation is calculated to the 0-2% gradient of the tunnel. The result shows that the higher the gradient is, the stronger the critical velocity, but that it doesn't affect the critical velocity so much when the gradient is less 2%. In addition, this result is studied in comparison with the results done by other researchers to review the adequacy of the critical velocity.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.745-756
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• 2022

도로터널은 입구와 출구를 제외한 모든 면이 막혀있는 반밀폐공간으로 화재가 발생할 경우 화재 연기는 화재로 인한 열부력과 터널 내 상시 존재하는 기류에 의해 종방향으로 확산하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도로터널에는 연기의 이동방향을 제어하거나 화재지점에서 직접 배연함으로써 안전한 대피환경을 확보하고 신속한 구조 및 소화 활동을 위해 제연 설비를 설치하고 있다. 도심지에서는 인구 증가에 따른 교통량 증가로 인해 도심지 도로의 서비스 수준이 저하되어 극심한 정체현상이 빗어지고 있으며, 이에 대한 해결방안으로 도심지에 지하도로의 건설이 증가하고 있는 추세이다. 수소연료전지차(FCEV)의 TPRD를 통한 수소 누출 시 화재가 발생하는 경우, 화재강도는 누출량에 의존하며, 최대 화재강도는 TPRD의 오리피스 직경에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TPRD의 오리피스 직경 1.8 mm를 고려하여 최대 화재강도가 15 MW일 때, 소형차전용터널 내 차도 풍속과 대배기구의 개방 간격에 따른 화재연기의 확산거리에 대해 분석하였다. 그 결과, 터널 내 차도 풍속이 1.25 m/s 이하인 경우 터널 내 기류제어가 가능하였으며, 댐퍼 간격이 50 m, 100 m 인 경우 화재로부터 200 m 범위 이내에서 제연이 가능한 것으로 분석됐다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.87-92
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• 2005

본 연구에서는 도로터널 화재에 따른 열 전달 및 연기거동의 특성과 피난시뮬레이션에 대하여 수치적 연구를 수행하였다. 화재발생부분의 발열량은 30MW이며, 수치해석에 사용된 난류모델은 표준 $\kappa-\varepsilon$ 모델을 사용하였다. 도로터널에서 열기류 및 연기의 이동경로 형태를 예측하여 방재 및 피난 시스템을 구축하는데, 도로터널 설계 시에 유용한 자료로 이용될 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.201-207
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• 2008

본 연구에서는 양방향 도로 터널 내에서 화재 발생 시, 3차원 수치해석 프로그램인 FLUENT를 이용하여 효과적인 배연방식시스템을 도출하였다. 수치해석은 횡류방식과 반횡류방식의 환기방식에서 균일배기와 대배기의 배연방식을 각각 적용하는 경우에 대한 해석을 실시하였으며, 종류환기 방식을 적용한 경우에 대하여 연기의 이동특성의 해석을 실시하였다. 연기의 확산은 CO농도를 이용하였으며 터널 내의 풍속 및 배기구의 크기, 배기방식의 변화에 따른 배연 특성 해석을 실시하였다. 연구결과로서 양방향 도로터널에서는 횡류환기방식의 배연이 적절하며, 대배기구의 경우가 균일배기의 경우보다 효과적으로 연기의 이동을 억제하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-22
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• 2012

본 논문은 도로터널에 설치하는 물분무소화설비가 피난성능을 개선시키는지를 검증하는 연구이다. 검증의 절차와 방법은 '도로터널 방재시설 설치 및 관리지침'에 따라 수행되었다. 3종류의 화재크기와 27개의 화재시나리오에 대한 화재 평가와 피난 평가를 실시하였다. 결과는 물분무소화설비가 설치된 경우와 설치되지 않은 경우로 구분하여 제시하였다. 물분무소화설비는 27개 시나리오 중에서 26개에서 물분무소화설비가 없는 경우에 비해 사망자가 감소하였다. 물분무소화 설비가 설치되지 않은 경우의 사회적 위험도는 홍콩과 네델란드 기준에서는 수용할 수 없는 범위였다. 반면 물분무소화설비가 있는 경우에는 사회적위험도가 ALARP 범위였다. 결과적으로 물분무소화설비가 있는 경우에는 없는 경우와 비교해서 1명, 10명, 100명 이상의 사망 빈도가 각각 50배, 100배 및 4배로 감소하였다. 결과적으로 물분무소화설비는 도로터널 화재 시 고온기류의 냉각작용과 독성가스의 세척효과를 통해 피난에 유리한 환경을 조성한다는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.28-36
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• 2024

이 연구에서는 일반적인 도로터널의 피난안전성을 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. Fire Dynamics Simulator(FDS)를 활용하여 화재 크기를 변수로 화재시뮬레이션을 수행하였으며, 도로터널의 피난허용시간을 도출하였다. 또한, Pathfinder를 활용하여 피난연결 통로의 간격과 차단문의 폭을 고려한 피난시뮬레이션을 수행하고, 피난요구시간을 산정하였다. 피난허용시간과 피난요구시간을 비교하여 화재 크기, 피난연결통로의 간격, 차단문의 폭에 따른 도로터널의 피난안전성을 평가하였다. 화재 및 피난 시뮬레이션 결과에 따르면 화재 크기와 피난연결통로의 간격이 증가하고 차단문의 폭이 감소할수록 사상자의 수가 증가하였으며, 차단문의 폭이 1.2 m 이상으로 증가하면 피난연결통로 간격이 증가함에 따라 사상자의 수가 감소하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.474-479
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• 2008

The purpose of this paper is to estimate the fire safety in tunnels with bi-directional and/or congested unidirectional traffic where there may be people on both sides of the fire. Therefore, the spread and movement of smoke are simulated by Fire Dynamic Simulator code under different ventilation systems, longitudinal, semi-transverse, large port exhaust system. And as quantitative risk index, FED (Fractional Effective Dose) for each ventilation system are calculated and compared by existed code developed previous research.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.516-521
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• 2016

본 연구에서는 장대터널의 철도차량 화재사고 진압을 위한 소방차량 운용 시 고려사항을 분석 및 검토하였다. 최근들어 터널연장 10 km 이상의 긴 장대터널 시공사례가 늘고 있으며 경부선의 금정터널(연장 20.3 km)을 시작으로 영동선의 솔안터널(연장 16.7 km) 및 2016년 하반기 개통 예정인 수서고속선의 율현터널(연장 50.3 km)까지 점점 터널의 길이가 증가하는 추세이다. 이에 따라 터널 내에서 철도차량 내 대형화재사고 발생으로 긴급정차 시에 승객의 피난시간이 길어지는데 반해 소방인력의 접근은 더욱 어려워져서 큰 인명피해의 발생이 우려된다. 이에 해외 선진국에서는 철도선로 주행이 가능한 특수소방차량을 개발 및 도입하여 운용 중에 있다. 따라서 국내에서도 기존 도로전용 소방차량이 아닌 철도터널 내에서 운행이 가능한 특수소방차량 도입을 통한 대응체계 구축이 요구된다. 상기 목적으로 본 연구에서는 철도터널의 주요 환경과 철도차량 내 화재발생에 따른 터널 내 열환경 변화를 분석하였다. 또한, 분석결과를 개발 중인 장대터널용 소방차량의 주요 사양과 연계하여 국내 장대철도터널에서 소방차량 운용 시 주요 고려사항을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.41-52
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• 2016

터널 화재시 정체차량에 의한 정체길이가 터널연장을 초과할 경우, 환기저항의 증가에 따른 제연설비 용량의 증가가 발생하게 된다. 그러나 현행 방재지침에는 정체길이에 대한 정의가 없기 때문에 합리적 산출식의 제시가 필요하다. 본 연구에서는 터널 화재시 정체차량 대수에 의한 정체길이의 산정식을 제시하고, 터널연장별 적용성 분석을 수행하였다. 일반적인 터널의 경우, 화재시 정체길이의 과도한 적용을 방지하기 위해서는 터널연장 1,200 m 까지는 정체길이와 터널연장과의 상호비교가 필요한 것으로 분석되었고, 모델터널에 대한 적용성 평가결과 제연용 제트팬의 절감효과가 있는 것으로 분석되었다. 더불어 정체길이의 판별여부를 대형차혼입률과 터널연장의 관계로 설명할 수 있는 정량화 선도를 제시하였다. 결과적으로 제연설비 용량결정시, 정체차량에 의한 정체길이가 터널연장을 초과하는 경우에는 터널연장을 초과하는 차량대수는 차량에 의한 환기저항 산정에서 제외하는 것이 타당한 것으로 분석된다.