• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.43-48
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• 2014

본 연구는 구획된 공간에 인화성 단일 물질을 채우고 착화된 화염의 전파 속도, 방사 범위, 확산 패턴 및 연소 완료 시간 등을 해석하는 데 있다. 화염의 전파 속도는 등유가 0.2 s로 가장 빠르고, 알코올이 82.1 s로 가장 늦었다. 화염이 착화된 후 화염이 가장 빠르게 최성기에 도달한 것은 시너이었고 19.0 s가 걸렸다. 그리고 가장 늦은 것은 알코올로 138.6 s로 측정되었다. 인화성 액체 200 ml가 연소 완료되는 시간은 시너가 79.9 s로 가장 짧았고, 가솔린 135 s, 등유 170 s, 경유 231.4 s, 알코올 337.0 s 등으로 측정되었다. 그리고 인화성 액체가 연소될 때 화염의 하단 부분은 층류 패턴이 지배하였고, 상단 부분은 난류 패턴을 나타냈다. 대두유의 실험에서 착화시킨 화원을 제거하면 화염은 자연 소화되어 연소가 진행되지 않았고, 불완전 연소에 따른 흰색의 연기가 발생하는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.14-20
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• 2014

본 연구는 인화성 액체를 특정 용기에 담유하고 구획된 공간에서 연소 실험을 실시하여 연소 패턴을 분석하는 데 있다. 담유 실험에 사용된 용기는 깊이 20 mm, 넓이 150 mm의 플라스틱이다. 화염이 착화되어 연소되는 과정은 디지털카메라(digital camera) 및 비디오카메라(video camera)를 이용하여 확보하였다. 화염이 최성기에 도달하는 속도는 벤젠이 가장 빠르고 약 60 s이다. 반면 가장 늦게 것은 알코올이었으며 약 360.0 s로 6배 정도 차이가 있었다. 화염이 최성기에 도달하였을 때 플라스틱 용기와 인화성 액체가 동시에 연소됨에 따라 연기는 대부분 검정색이었다. 연소가 완료된 후유증 검지관(crime investigation tube)을 이용하여 유증을 조사한 결과 대두유를 제외한 모든 인화성 물질에서 유증 채취가 가능했다. 즉, 연소 물질의 종류에 따라 화재의 확산 속도 및 패턴 등에 큰 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.85-94
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• 2006

본 연구에서는 장대 터널 화재시 발생되는 역기류를 제압하는 최적의 임계속도를 결정하기 위하여 제연설비를 가동시키는데 소요되는 시간, 피난자들의 대피시간 등에 대한 연구 자료들을 취합, 분석하였고, 이를 토대로 화재 시나리오를 설정하여 축소 모형실험을 실시하였다. 비상 환기시스템 가동시점을 분석한 결과, 화재 발생후 약 240초(약 4분)후 비상 환기시스템이 가동하게 되며, 제연팬 가동 후 4분 이내에 역기류를 제어할 수 있는 임계속도를 확보하는 것이 실제 터널에 적합한 시간 시나리오였다. 화재지점 주변의 역기류 분포를 분석하기위해 Froude 상사이론에 기초한 아크릴 재질의 축소비 1/50의 모형(직경 : 0.2m, 연장 : 20 m)을 제작하였고, Tetzner 식의 보정계수$(\beta)$를 변화시키며 화재지점 주변의 CO농도를 측정한 결과, 보정계수가 0.5인 경우에 피난허용시간 기준에 적합한 제연효과를 나타내었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1581-1586
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• 2016

본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측이 가능한 관제 모니터링 알고리즘을 개발 하였다. 특히 관제 기능에서는 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산 경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 개발된 훈련 관제 모니터링 시스템은 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향의 분석이 가능하고 산불에 대한 확산 예측과 진화 및 진압 훈련이 가능한 중앙관제 모니터링 기능을 제공한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.47-55
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• 2019

건물형태의 공간 내에서 발생한 고체연료 화재에 대해 Fire dynamics simulator (FDS)을 이용하여 설계화재곡선의 예측성능을 실험결과와 비교하여 평가하였다. FDS의 연소모델로서는 EDC 2-step mixing controlled를 적용하였으며 검토된 설계화재곡선들은 기존 연구들에서 제안한 2-stage design fire (TDF) 곡선, Quadratic 및 Exponential design fire 곡선들이다. 시뮬레이션 결과는 건물 내 연기 전파과정이 설계화재곡선에 많은 영향을 받는 것을 확인하였다. 설계화재곡선을 이용한 시뮬레이션은 건물 내 실험온도결과에 대해 합리적으로 예측하고 TDF가 가장 온도를 무난하게 예측하는 것을 확인하였다. 그리고 각 설계화재곡선의 화학종 농도에 대한 예측은 실험과 충분히 예측하지 못하는 것을 확인하였다. 이점은 본 연구에서 사용한 연소모델은 고체연료 화재에 대한 시뮬레이션에 적합하지 않음을 나타내며 고체연료의 예측에 대한 FDS 연소모델에 대한 연구가 추가적으로 필요해 보인다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.38-50
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• 2022

연구목적: 본 연구는 방화관리자 및 건물 관계인이 피난안전성능 향상 계획 수립 시, 한정된 예산을 고려하여 피난안전성능 개선 항목 선정에 도움을 주는 수치해석 DB 구축 방향 수립이 목적이다. 연구방법: 직통계단형 아파트 1개동과 복도형 1개동을 선정하여 정량적 평가기법인 CFD기반 피난안전성평가를 수행하였다. 연구결과: 직통계단형 아파트는 방화구획 항목에서의 피난허용시간이 스프링클러설비 등 피난허용시간보다 약 130%이상 높게 나타났다. 결론: 방화관리자 및 건축물 관계인은 적법하게 유지관리하고 직통계단형 공동주택에서는 "주거세대 별도 방화구획"을 우선 적용하는 것이 피난안전성이 가장 개선되고, 층간 방화구획과 스프링클러설비를 상시 유지보수 및 강화하는 것이 효과적일 것으로 판단된다. 복도형 공동주택에서는 연기확산이 직통계단형 공동주택보다 제한적인 특성을 고려하여 소화설비의 유지보수가 우선되어야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.852-858
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• 2016

화물선 거주구역을 화재로부터 보호하기 위하여 SOLAS에서는 방화구조기준을 도입하여 화염과 연기의 전파속도를 늦출 수 있도록 규정하고 있으며 또한 선원들의 소화훈련을 강제화하고 있다. 이 규정은 선체구조 및 설비에 관한 규정과 인적요소에 관한 규정의 조합으로 화재예방과 화재발생시 효과적인 대응을 하고자 하는 것이다. 인적요소에 관한 규정은 선체구조 및 설비에 관한 규정의 보조적인 규정으로 볼 수 있으며, 현행의 선체구조 및 설비로는 거주구역 화재를 완벽하게 소화할 수 없기 때문에 선원에 의한 소화작업이 필요하며 이에 따른 인적과실을 줄이고 효과적으로 소화작업을 할 수 있도록 소화시스템의 구비와 소화절차의 개선이 필요하다. 소화작업의 기본은 화재가 확산되기 전에 소화준비를 마치고 실제 소화작업을 시작하여야 하는 것이다. 소화작업을 신속히 준비하기 위해서는 소화설비를 가능한 신속하게 이용할 수 있는 장소로 재배치하는 것이 중요하다. 이 연구는 거주구역 내의 화재제어장소를 개방갑판에서 접근할 수 있도록 위치를 변경하고, 이곳에 소방원장구 2조를 같이 비치함으로써 화재시 선원들이 신속하게 소방원장구를 반출할 수 있고 동시에 화재제어장소 내의 화재시스템들을 작동하도록 하여 거주구역에 재진입하는 위험을 제거하여 인적위험을 감소시키고자 하는 것이다. 또한 거주구역의 보호를 위하여 채택하고 있는 보호방식 중 유일하게 직접적인 소화를 할 수 있는 IIC방식을 강제화하여 선원들의 소화작업 중 발생할 수 있는 위험을 줄이고 화재 초기에 화재를 진압할 수 있도록 SOLAS 및 관련 국내법령의 개정을 제언하기 위한 기초연구로 수행되었다.