• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.540-547
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• 2009

국내도로터널 화재안전성을 확보하기 위하여 FDS를 이용하여 ISO, 도로터널 방재시설기준, Runner Hammer 터널기준의 시나리오에 따라 콘크리트 터널구조물의 내부 열역학적 특성을 예측하였다. 화재로 인한 터널내부의 온도분포를 측정하기 위하여 화염원으로부터 터널입구 방향으로 5m 마다 터널 단면의 온도분포를 추출하였고, 터널의 중심을 지나는 길이방향 단면의 온도분포를 해석하였다. 해석결과 온도는 500${\sim}$950$^{\circ}C$까지의 분포를 나타내었고 가장 높은 온도영향을 받은 Runner Hammer 터널기준의 내부 열환경 조건에서는 터널 단면이 모두 화염에 직접적으로 노출 때문에 단면전체가 800${\sim}$950$^{\circ}C$까지 상승하였다. 특히 상부부분은 900$^{\circ}C$ 이상의 고온에 장시간 노출되고 있어 깊이 50mm 지점의 온도가 250$^{\circ}C$까지 상승하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.753-762
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• 2024

터널은 대피 장소가 한정적이며 후방 진입 차량들이 전방 사고 상황을 인식하기 어렵기 때문에 터널 교통 사고 시 2차 사고로 이어질 가능성이 매우 높다. 본 논문에서는 터널 교통 사고 시 파급 효과를 경감하기 위한 사물 인터넷 기반의 스마트 터널 사고 경보 시스템에 대해 연구하였다. 터널 내의 불꽃 감지 센서, 가스 감지 센서와 충격 감지 센서를 활용하여 측정 값이 기준을 초과하면, 비상 상항으로 판단하여 경보 시스템이 작동하도록 설계하였다. 사고가 감지되면 사고 안내 메시지가 LCD를 통해 표시되고, 와이파이 통신 망을 통해 터널 내외 운전자들에게 전송되도록 설계하였다. 하나의 성능 시험 시스템을 구축하였고 수개의 사고 시나리오들에 대해 성능 평가를 수행하였다. 성능 시험 결과, 스마트 사고 경보 시스템이 주어진 기준 값을 기준으로 정확하게 사고를 감지, 경보 절차를 수행하고 와이파이 무선 통신을 통해 경보 메시지를 스마트 폰에 성공적으로 전송함으로써 그 유효성을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.727-736
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• 2021

국내 도로터널은 2010년과 2019년과 비교시 1,300개소, 1,102 km 증가하고 있으며, 연평균 7.6 %씩 증가하고 있는 수치이다. 또한, 도로터널 연장이 3,000 m이상 되는 장대터널도 64개소, 276.7 km에 달하고 있다. 도로터널은 폐쇄적인 공간적 특성으로 인해 화재사고 발생시 대형 인명피해로 연결될 가능성이 높으므로 안전시설 설치를 고려해야 한다. 현재 국토교통부의 지침을 통하여 방재시설 설치 기준이 제시되고 있으나, 대심도의 특성을 반영하는데 한계가 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서는 다양한 피난연결통로의 설치간격과 피난연결문의 폭을 적용한 시뮬레이션을 통하여, 적정한 기준값을 도출하고자 하였다. 안전성의 척도가 되는 피난시간 산정은 피난 분석 시뮬레이션 소프트웨어 building EXODUS Ver.6.3과 화재/연기 분석 소프트웨어 SMARTFIRE Ver.4.1을 활용하였다. 시나리오는 피난연결문 폭 0.9 m, 1.2 m 두 종류와 피난연결통로간격 150~250 m를 20 m간격으로 설정하였다. 또한, 대심도 특성인 경사도를 고려하기 위해서 종단경사 6 %와 0 %를 각각 적용하였다. 피난완료시간이 연기확산시간보다 짧은 경우 "안전"으로 판단하였다. 시뮬레이션 결과 종단경사 6 %인 경우, 피난연결통로 간격이 150 m인 경우에는 피난연결문 너비에 상관없이 연기확산 전에 모든 재실자들이 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사 0 %인 경우, 피난연결통로 간격이 200 m이고 피난연결문의 폭이 1.2 m인 경우 모든 재실자가 피난을 완료할 수 있었다. 종단경사에 따른 피난 속도의 차이로 0 % 경사에서는 6 %에 비해 대피시간이 114초(190 m연결통로 기준) 단축되는 것으로 나타났다. 피난연결통로 간격이 짧아질 수록 빠르게 대피할 수 있으나 경제적, 구조적인 문제로 연결통로를 촘촘하게 배치하기는 어렵다. 피난연결문의 폭이 1.2 m로 늘어난다면 0.9 m 폭인 경우와 비교하여 재실자들이 더 빠르게 대피가 가능할 것이다. 연결통로간격을 적정하게 유지하면서 1.2 m폭의 연결문을 적용한다면, 피난 안전을 확보하면서 경제성을 높이고 구조적인 안전까지 해결하는 방법이 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.626-631
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• 2018

비상 피난 지원 시스템은 화재시 차연막이 형성되며 차연막 내에 가압을 하여 안전한 피난로를 확보해주는 시스템이다. 안정적인 작동을 위해서는 비상 피난지원 시스템의 차연막은 적절한 내화성능을 갖추어야 한다. 따라서 본 연구에서는 화재가 차연막에 미치는 영향을 수치해석적 방법으로 분석하였다. 수치해석 대상은 다중이용 건축물의 대공간 의류 상점의 화재로 가정 하였으며 상점의 가연물에 따라 화재 시나리오를 설정하였다. 차연막의 내화 안전 온도는 화재에 의해 발생하는 고온의 가스 온도가 $200^{\circ}C$ 이하 일때로 가정 하였다. 그 결과 Ceiling jet 의 영향으로 천장 부분에서 가장 높은 온도가 나타났으며 차연막의 내화 안전성은 열 방출률에 따라 화재로부터 차연막의 거리가 20 m부터 또한 최대 열방출율시 30 m 이후에 확보 할 수 있을 것으로 판단하였다. 또한 비상 피난지원 시스템 내부로 연기 유입을 차단하기 위해 차연막 내부를 양압으로 유지 하여야 하며 약 5 Pa 이상 가압이 필요 할 것으로 판단하였다. 따라서 향후 비상 피난 지원 시스템의 설계시 본 연구의 결과가 유용하게 사용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.128-134
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• 2014

최근 도로터널은 비용절감 및 자연보호를 위하여 설계 및 시공이 증가되고 있는 추세이며, 이 때문에 반밀폐 구조인 터널내의 화재에 대비하여 화재 발생 시 신속히 감지할 수 있는 연구가 활발히 진행 중이다. 그 중에서도 광섬유 센서를 이용한 화재 감지법은 대역폭이 넓기 때문에 전송속도가 빠르고, 빛을 매개체로 하여 전기적인 간섭을 받지 않아 전송 도중에 정보 손실이 거의 없을 뿐만 아니라 노이즈 또한 적은 장점을 가지고 있어 이에 따른 연구와 현장 적용이 이루어지고 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 형상기억합금과 광케이블을 이용하여 실시간으로 화재 발생위치를 정확하게 감지할 수 있는 화재 감지 시스템을 개발하였다. 개발된 방법의 검증을 위하여 실내에서 온도변화에 따른 광 손실량 측정 실험을 수행하였으며, 거리 및 온도 등의 외부환경이 다른 지하공동구에 test bed를 설치하여 화재 모의실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 화재감지시스템은 실시간으로 장거리 구간의 화재를 감지할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.359-370
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• 2021

횡류식으로 지하공간의 환기시설을 구축할 때 사용되는 풍도슬래브는 터널의 장대화 및 중차량 통행에 따라 내화성능 확보가 필요하다. 본 연구는 내화재와 슬래브를 일체식으로 제작하는 프리캐스트 내화풍도슬래브를 대상으로, RWS화재시나리오 하에서 내화풍도슬래브를 시공할 때 발생하는 시공조인트부에서의 온도변화를 측정하였다. 그 결과, 시공조인트부의 보강이 없을 경우는 시공조인트부 안쪽의 콘크리트에서 손상이 발생하여 내화재의 손상으로 이어짐을 확인하였다. 반면 시공조인트 내측의 한쪽 면을 내화재로 보강한 경우는 보강이 없을 경우에 비해 3배 이상의 화재저항성능을 보였지만, 보강이 없는 블록에서 콘크리트 및 내화재의 단면손실이 나타났다. 그러나 보강된 블록에서는 손상이 나타나지 않았다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.917-922
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• 2013

본 논문에서는 적외선과 가시광선 레이저를 이용하여 터널, 공항 등의 넓은 공간에서의 화재를 감지하기 위하여 연기검출 시스템을 제안한다. 제안하는 연기검출 시스템은 적외선 레이저 송수신기와 원거리에서 적외선 레이저 송수신 정합을 편리하게 하기 위한 가시광선 레이저 그리고 화재 경보를 전파하기 위한 Zigbee 무선통신 네트워크로 구성된다. 적외선 레이저 송신기와 수신기 사이에 연기가 발생하면 수신 신호의 크기가 기준값보다 작아지기는 것을 확인하고 연기를 검출한다. 적외선 레이저 송신기와 수신기 사이의 거리가 먼 경우에는 송신 측의 작은 변화에도 수신측에서는 상당히 큰 변이가 생겨 신호를 정합하는데 어려움이 있다. 본 논문에서 광역 연기검출을 위하여 적외선 레이저를 이용하고 효율적인 정합을 위하여 가시광선을 이용하는 방법을 제안한다. 그리고 연기가 감지되면 Zigbee 무선네트워크를 통하여 경보를 전달하는 연기검출 시스템을 개발하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
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• pp.322-326
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• 2003

Dae-gu subway accident raise whole points in connection with safety facilities and operating of national urban transit system like rolling stocks, facilities, management of human. Rolling stock is made every effort for improvement of performance, guarantee of comfortableness, insurance of economical efficiency. But Security like safety of fire is not thoroughgoing enough. Especially, interior material has used although it is not prove its degree of safety. it is a main cause of Dae-gu subway accident. Safety regulation of urban transit vehicle that legislate for security in March 2000 does not applied manufacturing vehicles before in 2000. It has be prescribed in the regulations that incombustibles must be used. But detailed test standard related with incombustibles is not prescribe. Thus that regulation be required reinforcement of detailed test standard. Main cause of Dae-Gu subway accident is a fire in vehicle. However, many defects are found in infrastructure and operating vehicle of urban transit, such as inexperienced disposal of driver and CCC in early stage of the fire accident, unskilled opening and closing doors, insufficient escape facilities and safety facilities of a station house and tunnel, and incomplete communication system between vehicle and CTC, extraordinary step. Thus the aims of this study are prevention of urban transit accident, improvement plan of safety driving, and proposal of quick action plan through analysis of total faculty of vehicle.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.80-86
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• 2005

본 연구는 지하역사 승강장 가판대에서 화재발생 시 자연풍의 영향과 강제배연 시스템의 작동 여부에 따른 열과 연기의 유동특성을 알아보기 위하여 수치해석을 수행하였다. 해석 조건으로는 1)자연풍이 없고 배연설비도 가동되지 않는 경우, 2) 자연풍은 불고 있으나 배연설비는 가동되지 않는 경우, 3) 자연풍은 없으나 배연설비가 가동되는 3가지 경우이다. 수치해석의 결과자연풍이 역사의 길이 방향으로 불고 있을 경우에는 길이방향으로 화재의 확산이 빠르게 진행되며 열과 연기가 승강장에 급속하게 확산되어 피난에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 배연설비가 가동될 경우 지하역사 승강장으로 열과 연기가 보다 빠르게 전파되었지만 호흡안전 높이까지 열 및 연기가 도달하는 데에는 배연설비를 작동하지 않는 경우에 비하여 훨씬 많은 시간이 소요되었다. 그리고 화재발생위치에서 자연풍이 불어오는 지하공간영역에서는 배연설비의 제연효과가 하류 측의 영역에 비하여 보다 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 배연설비의 작동은 연기와 열을 동시에 외부로 배출시키는 역할을 하여 승객의 시야 확보 및 피난 시간을 확보하여 주는 것으로 나타났다. 해석조건에서 가장 큰 차이를 보이는 조건2)와 조건3)에서 화재구역 내의 온도차는 약 2배 차이를 보였으며, 화재지점에서 200m 지점의 연기농도분포도 약 6배 정도의 차이를 보였다.