터널 내부 기류 변화에 따른 피난연락갱 간격 설정에 관한 연구

이동호,김하영,유지오,Rie, Dong-Ho,Kim, Ha-Young,Yoo, Ji-Oh 한국터널지하공간학회 2010 한국터널지하공간학회논문집 Vol.12 No.1

도로터널내의 피난연락갱은 화재시 터널내 통행자의 안전성 확보를 위한 방재시설 중 하나이며 국내의 경우 500 m이상 터널에서는 250 m 간격 이하로 설치하도록 규정하고 있다. 그러나 이러한 일괄적인 피난연락갱 간격 산정은 터널내 풍속이나 구배, 화재강도 및 터널의 내공단면적 등 터널의 특성에 대한 고려가 되지 않기 때문에 과대 및 과소 설비가 될 우려가 발생한다. 본 연구에서는 터널 내 풍속 및 구배의 영향을 고려한 피난연락갱 적정간격 산정 방식을 제시하여 터널 설계시 피난연락갱의 효율적인 적용을 목표로 한다. 결과로 터널내 풍속이 0 m/s와 1.0 m/s의 경우 구배에 의한 영향이 뚜렷한 것으로 분석되었으나 2.0 m/s 이상의 경우 터널내 구배에 의한 연기의 이동은 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 터널 내부 기류속도 및 터널 구배에 따른 적정 피난연락갱 간격이 상이하게 나타나 250 m 간격인 기존의 일괄적인 피난연락갱 간격 산정이 아닌 터널 내 풍속이나 구배, 화재강도 및 터널의 내공단면적 등 터널의 특성에 대한 고려값을 적용한 적정 피난연락갱 산정이 필요하다. The escape connecting gallery in a tunnel on a road is one of emergency equipment to ensure safety for passer in the tunnel against the tunnel fire. Government stipulate over 500m tunnel has the cross passage at intervals of less then 250 m. However, this lump estimated interval is generated the concerns of exaggeration and under construction because peculiarity of the tunnel ex. The velocity of the tunnel airflow, an incline, degree of a fire, and innering area are not considered. The study indicate the way to estimate of the cross passage considered an incline and the velocity of the tunnel airflow for efficient application of cross passage on the tunnel design. As a result, in 0.0 m/s and 1.0 m/s of the velocity of the tunnel airflow case, the movement of smoke is influenced by the incline however, in 20 m/s case, it isn't influenced by incline much. According to the velocity of tunnel airflow and the incline, optimum interval of cross passage is not corresponded. Therefore established lump estimate that has 250 m intervals would be changed to estimate of optimum interval of cross passage that considered about the properties of tunnel, the velocity of the tunnel airflow, incline, degree of a fire and innering area of the tunnel.

지하철터널 환기변환모드에 따른 안전성 평가에 관한 연구

이동호,Rie, Dong-Ho 한국터널지하공간학회 2003 터널기술 Vol.5 No.4

본 연구는 지하철방재대책의 일환으로 터널구간에 설치된 환기기의 제연절환 운전모드 및 승강장 선로부 환기장치를 포함한 6종류의 제연운전모드를 대상으로 승강장에 정차된 열차화재 시나리오에 따라 3차원 실시간 화재 시뮬레이션을 수행하여 제연방식별 열 및 연기전파특성을 규명함으로서, 승강장에서 열차 화재 발생시, 승객이 안전하게 최적 대피가 가능한 환기기의 제연절환 조합운전의 도출을 목표로 한다. In order to recommend the mechanical smoke exhaust operation mode, Subway Environmental Simulation (SES) is used to predict the airflow of the inlet and outlet tunnel for the subway station. Fire Dynamic Simulation (FDS) is used the SES's velocity boundary conditions to clarity the smoke exhaust effectiveness by the variations with mechnical ventilation system. We compared each 6 types of smoke exhaust systems for the result of smoke density and temperature distributions for 1.5m height from the subway station base in order to clarify the safety evaluation for the heat and smoke exhaust on subway fire.

도로터널 내 환기소 위치별 방재 효율에 관한 실험적 연구

이동호,김하영,윤찬훈,김진,Rie, Dong-Ho,Kim, Ha-Young,Yoon, Chan-Hoon,Kim, Jin 한국터널지하공간학회 2010 자연, 터널 그리고 지하공간 Vol.12 No.3

An experimental study was carried out on a reduced scale model tunnel to investigate the efficiency of disaster prevention at underground and ground ventilation equipments for the fire in road tunnels. Based on Froude modeling, the 1/50 scaled model tunnel (20 m long) was manufactured. The vertical shafts that are used in the analysis of efficiency of disaster prevention are the two models that had considered when the real tunnels are designed and the amounts of smoke exhaust are applied the miniature of the real tunnels' smoke exhaust, 560 and $280\;m^3/s$. As the result of analysis, it is the possible the emissions of the entire quantity of CO gas through the vertical shafts. In the ground ventilation equipments, the concentration of CO is discharged 2.23~2,73 ppm smaller than the underground ventilation equipments. And the temperature rise in the ground ventilation equipments is $0.53{\sim}0.94^{\circ}C$ lower than in the underground ventilation equipments because of a cooling effect of the surface of the tunnel wall. As a result of analysis of CO concentration and the temperature rise in the modeling ventilation equipment, the position of ground ventilation equipment is more effective than the underground ventilation equipment in disaster prevention measures. 본 연구에서는 도로터널 화재 시 지하 및 지상 환기소의 방재 효율을 검토하기 위해 터널 축소모형실험을 실시하였다. 터널 모형은 Froude 상사를 기본으로 도로터널을 1/50로 축소하여 20 m의 모형 터널을 제작하였다. 방재 효율 분석에 적용된 연직갱은 설제 터널 설계시 고려된 두 가지 모형으로서 실터널 560, $280\;m^3/s$의 배연량을 1/50으로 상사하여 적용하였다. 결과로 모두 연직갱을 통한 CO 가스의 전량 배출이 가능한 것으로 분석되었다. 두 환기소의 CO 농도는 지상 환기소가 지하 환기소 보다 2.23~2.73 ppm 작게 배출되었다. 그리고 지상 환기소의 경우 터널 벽면의 냉각효과로 인해 화재 후 온도의 상승이 지하 환기소보다 $0.53{\sim}0.94^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 이상의 축소모형 환기소 내 CO농도 및 온도변화의 분석 결과, 방재적인 측면에서 볼 때 도로터널 내 환기소의 위치는 지하보다 지상에 위치하는 것이 유리할 것으로 판단되었다.

터널 내 화재 시 경사에 따른 온도층 및 연기유동 특성

이동호,김하영,문성웅,유지오,Rie, Dong-Ho,Kim, Ha-Young,Moon, Sung-Woong,Yoo, Ji-Oh 한국터널지하공간학회 2009 한국터널지하공간학회논문집 Vol.11 No.3

본 연구는 터널 내 화재 시 온도층 및 연기층의 유동성향을 분석한다. 이를 위해 전산 시뮬레이션을 활용하였다. NIST의 FDS를 통해 국도 및 고속도로 표준단면을 기준으로 화재 시나리오를 설정하였다. 연기층의 이동거리는 터널의 단면적이 증가할수록 내부 풍속에 의한 영향력이 감소하였으며, 내부 풍속이 상승할수록 경사에 의한 영향력이 감소하였다. 온도층의 이동거리는 내부풍속이 상승할수록 경사에 의한 영향력이 감소하였으며, 1 m/s 이상의 풍속에 냉각효과가 나타나 경사에 의한 영향력이 감소하였다 The aim of this research is to analyse the dynamic characteristics of the hot upper smoke layer in case of fire in a tunnel. In order to get the result, computer simulation technique has been used. The fire scenarios were set on the basis of standard cross section of national and express highways through NIST's FDS. As the area of a tunnel increased, the influence of the wind velocity decreased. Furthermore, the influence of the slope of a road was reduced as the wind velocity increased. On the other hand, as the wind velocity increased, the influence of the slope of a road decreased. This phenomena is believed to be caused by the cooling effect of wind which is over 1 m/s in speed, hence, reducing the influence of the effect of slope.

건축물 화재에 따른 군중 피난 시뮬레이션 시스템 개발

이동호(Rie, Dong-Ho),박종승(Joe, June-Seong),조준성(Park, Jong-Seung),김정엽(Kim, Jung-Yup) 한국화재소방학회 2008 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.추계

본 논문은 기존 기발된 재실자의 탈출 계획 및 예측 프로그램 개발에 대해 길 찾기를 위한 알고리즘으로는 Dijkstra 알고리즘, Best-First Search 알고리즘, Johnson 알고리즘 등이 있으며 가장 안정적으로 알고리즘 구현이 가능한 A*알고리즘을 적용하였다. 따라서, 본 개발 프로그램은 재실자가 대피 목적지를 향한 최적의 길 찾기를 이용하여 가장 가까운 거리에 있는 탈출구를 효율적으로 찾을 수가 있으며 재실자의 사실감 있는 대피 이동 동선의 구현을 위해 기존의 경직된 경로를 매끄럽게 구현하였다. 탈출구는 흐름율과 정체 반경을 적용하여 재실자가 탈출구에 밀집하였을 경우 병목 현상이 발생하도록 하여 대피현상이 실제 상황과 유사하도록 프로그램을 구축하였다. 본 대피프로그램은 실제 건물의 CAD도면을 import 가능하도록 구축함으로서 대피평가시간을 절약할 수 있도록 하였다.

화재시 가시도 변화에 따른 대피속도 산정에 관한 연구

이동호 ( Dong Ho Rie ),박종승 ( Jong Seung Park ) 한국안전학회 2007 한국안전학회지 Vol.22 No.5

가시도에 따른 이동속도 변화 모듈을 적용한 피난 프로그램 개발

이동호(Rie, Dong-Ho),노세호(Ro, Se-Ho),김하영(Kim, Ha-Young),윤성욱(Yoon, Sung-Wook) 한국화재소방학회 2010 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.춘계

건축기술의 발달에 따라 건축물은 심층화, 고층화, 대형화 하고, 내부 구조도 복잡화 되고 있으며, 화재시 인명안전에 대한 위험성은 증대 하고 있다. 최근에는 다양한 화재 및 피난 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 화재시 건물내 사람들이 안전하게 대피 할 수 있는지를 평가하고 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 피난 시뮬레이션 프로그램은 피난자의 종류 별 이동속도를 기준으로 한 안전성 평가는 가능 하지만, 화재시 발생하는 열 과 연기의 확산상태를 고려한 피난자의 이동속도는 적용되지 못하고 있다. 본 연구 에서는 화재 피난 시나리오에 SFPE 방화공학 핸드북의 3-362(연기속의 이동)를 참고하여, 가시도 변화를 적용한 피난자의 이동속도 저하를 구현하여 보다 현실적인 피난 프로그램을 개발하고자 한다.

성능위주화재위험성평가 프로그램 개발에 관한 연구

이동호(Rie, Dong-Ho),박종승(Park, Jong-Seung),이범종(Lee, Bum-Jong),김하영(Kim, Ha-Young) 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.춘계

가시도의 영향을 고려한 VR기반 대피시간산정 연구

이동호(Rie, Dong-Ho),박종승(Park, Jong-Seung) 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.추계

펠릿의 연소해석을 위한 적정 Grid 산정에 관한 연구

이동호(Rie, Dong-Ho),김성수(Kim, Sung-Soo),김하영(Kim, Ha-Young) 한국화재소방학회 2010 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.춘계

화재시뮬레이션을 통한 화재 해석 시 Grid의 간격은 해석의 정확도를 결정짓는 중요한 요인 중 하나이다. 일반적으로 Grid의 간격의 계산은 화재 강도에 따른 화염의 높이를 계산하여 이의 1/10크기 간격을 적용하였다. 그러나 일반적인 구조물과 달리 펠릿구조물의 경우 적층의 구조와 다공성을 가지기 때문에 기존의 산정법에 의한 계산은 실제 화재와 다른 양상으로 나타날 수 있다. 본 연구에서는 SFPE 방화공학 핸드북에서 제시된 목재펠릿의 화재강도 실험결과를 기준으로 총 3CASE의 Grid 간격 설정으로 화재해석을 실시하였으며 이를 비교 분석하였다.