화재에 노출된 인간의 대피거동에 대한 modeling 해석

김주성,송명신,강승민 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

화재 안전 설계의 주요 목적 중 하나는 화재 발생시 안전하게 대피하는데 있다. 화재 안전 요건에서는 대피 경로 및 탈출구에 관한 양적인 조건을 요구하고 있으나, 실제 대피 시스템의 활용에 있어서는 평가가 어렵다. 쇼핑센터, 경기장, 혹은 학교와 같이 인구가 밀집되는 대형 건물에서는, 요건을 준수하는 것만으로는 안전을 확보할 수 없다. 인구가 과잉 밀집된 곳에서는 수없이 많은 사고가 발생한다. 컴퓨터 대피 시뮬레이션을 통해 이런 재난을 야기하는 가능한 상황을 예측할 수 있다. 기존 대부분의 대피 시뮬레이션 방법은 화재 진행 및, 화재-사람간 상호작용을 고려하지 않는다. 그러나, 대피자의 대피 경로 선택에 있어서 화재 상태는 가장 중요한 요인 중 하나이다. 화재의 확산 또한 대피자가 위험 상황을 감지하고 이에 대응하는데 영향을 미친다. 반면에, 대피자가 화재 확산에 영향을 미칠 수도 있다. 대피자가 방화 문을 닫는지 여부는 화재 확산에 중대한 변수가 될 것이다. 또한 수동 소화기를 사용함으로써 다양한 위험 상황을 제거할 수 있다.본 연구에서는, 대피자간 및 화재-대피자간 상호작용을 고려한 FDS+Evac 라는 NIST (미 국립 표준 기술 연구소)가 개발한 화재 역학 시뮬레이터를 기반으로 FDS의 화재 관련 자료를 이용하여 화재-대피자간 상호작용을 모형화하였다

선박 실내공간에서 화재의 크기 및 위치에 따른 연기거동특성

한원희,조대환,Han, Won-Hui,Cho, Dae-Hwan 해양환경안전학회 2005 해양환경안전학회지 Vol.11 No.1

항해 중 발생하는 선박의 화재는 외부로부터 소방 활동을 기대할 수 없으므로 선내에서 자체적으로 처리해야 하기 때문에 매우 위험하다. 더구나 여객선의 경우에는 재산상의 피해는 물론이고, 대형 인명 사고로 이어질 수 있으므로 더욱 심각하다 화재가 발생하며 연소과정에서 열 뿐만 아니라 많은 연기가 동시에 발생하고 다량의 유독성 연기는 질식사와 같은 인명피해를 가져오게된다. 이 연구의 목적은 선박의 실내공간에서 화재의 크기 및 위치에 따른 연기거동 특성을 규명하는 것이다. 화원의 크기를 두가지로 하고 세가지 형태의 화재 위치에 따라 실험적 연구를 수행하였다. 그 견과 연기 및 열의 확산 특성은 모서리형 화재에서 가장 가파른 상승 곡선을 보였다. It is very dongerous for ship‘s fire which occurs from navigating because of it will not be able to expect fire fighting from land so that handle with the oneself to control. Additionally, in the case of passenger ship is more serious for the reason of not only the property damage but also large life accident can be occurred continuously. When the fire occurs, the many smoke to occur simultaneously as well as the heat from combustion process and the poisonous smoke is brought the life damage as the death from suffocation The purpose of this study is to examine the smoke movement characteristics in the ship's indoor spaces with fire size and location An experimental study was carried out with two sized of fires and three typed of fire source locations. As the results, the smoke and heat diffusion characteristics Ms been showed the most quick rise curve in the case of comer type fire.

터널화재시 부분배연설비 운영방안에 관한 연구

유용호,이의주,신현준,신한철,윤영훈 사단법인 한국터널지하공간학회 2006 한국터널지하공간학회논문집 Vol.8 No.1

본 연구는 프라우드 상사와 등온기체모델을 적용한 축소모형실험을 실시하여, 터널화재시 연기의 거동과 부분배연설비의 배연효율을 분석함으로써 방재설비의 운영방안을 제시하고자 하였다. 실험 결과 터널 화재시 임계유속 이상의 제연 풍량이 유지 될 경우, 부분 배연 갤러리의 배연효율은 그룹댐퍼와 균일댐퍼 모두 거의 유사하였다. 또한, 터널내 차량이 정체시 화재가 발생할 경우, 화재초기에는 화원 앞⋅뒤에 위치해있는 부분 배연 갤러리만을 열어 연기의 성층화를 유지하면서 연층을 배연시키고 제트팬은 가동시키지 않고, 이후 승객이 모두 대피할 수 있는 충분한 시간이 지난 후 제트팬을 함께 가동시켜 터널 내의 연기를 배출하도록 하며, 교통 소통이 원활한 경우에는 터널의 제연설비를 가동하여 연기의 후방전파를 차단하고 동시에 부분배연 설비를 가동할 것을 제안하였다. The objective of this study is to analyze the smoke movement and the smoke extraction efficiency using by the partial extraction system for case of tunnel fire. Based on Froude modeling and isothermal model, the 1/20 scaled model tunnel (12m long) was constructed. In the case of the upper critical velocity in the main tunnel, the smoke extraction efficiency shows almost same between group damper and distributed damper. Finally, if the fire occurs on a traffic jam in a tunnel, it is proposed that the open dampers in partial gallery extract smoke from the main tunnel without jet fan operation. Then, after the passengers have escaped the tunnel, the jet fans work on. On the other hand, If the traffic is uncongested in the tunnel, the jet fans (smoke control system) and partial extraction system (smoke exhaust system) are operated at once in tunnel fire.

고강도 콘크리트 기둥의 압축강도 변화에 따른 화재거동 및 전열특성에 관한 실험적 연구

박경훈,김흥열,김형준,권기혁,Park. Kyung-Hoon,Kim. Heung-Youl,Kim. Hyung-Jun,Kwon. Ki-Hyuk 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.6

본 연구는 고강도 콘크리트 기둥의 강도특성(60 MPa, 100 MPa)에 따른 화재거동을 분석하여 내화성능을 평가하고자 하였다. 고강도 콘크리트 기둥의 강도는 2가지 인자(60 MPa, 100 MPa)를 변수로 하여 강도에 따른 화재거동 및 전열특성을 평가하였다. 또한 내화성능 향상방안을 평가하기 위해 와이어로프 공법 및 폭렬저감재 혼입한 경우의 시험체의 내화성능을 일반 시험체(띠철근 적용)의 내화성능과 비교하여 평가하였다. 실험결과 콘크리트 강도가 높을수록 내화성능은 저하되는 것으로 나타났으며, 이는 100 MPa의 고강도 콘크리트 경우 60 MPa 고강도 콘크리트에 비해 균열 및 폭렬이 크게 발생되기 때문인 것으로 분석된다. 또한 와이어로프와 폭렬저감제 적용한 경우 내화성능이 향상되는 것으로 나타났으며, 이는 띠철근을 적용한 경우보다 와이어로프를 적용함으로서 발생된 연성의 증가와 폭렬저감제 혼입으로 인해 시험체의 폭렬현상이 저감되었기 때문인 것으로 판단된다. In this study, we have intended to evaluate fire resistance performance by analyzing fire behavior according to the strength property(60 MPa, 100 MPa) of high strength concrete column. With 2 variables(60 MPa, 100 MPa) for the strength of high strength concrete column, the fire behavior and the heat transfer property according to strength has been evaluated. In addition, we have evaluated fire resistance performance of the test object in the condition of mixing wire-rope method and fiber cocktail with comparing to the one of general test object(applied by hoop) to evaluate the improving method of fire resistance performance. In the result of the experiment, the fire resistance performance is shown as lower, as the concrete strength gets higher, and this can be analyzed to result from bigger cracks and spalling for 100 MPa high strength concrete, compared to 60 MPa high strength concrete. Also, in case of applying wire-rope and fiber cocktail, the fire resistance performance has been shown as enhanced. In this case, it can be judged because the softness has been increased more than the case we applied the hoop after applying the wire-rope, and that the spalling of test objects has been reduced due to mixing the fiber cocktail.

TSC 합성보의 화재시 거동 및 전열특성에 관한 실험적 연구

최승관(Choi Seng-Kwan),김성배(Kim Sung-Bae) 대한건축학회 2008 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.24 No.1

TSC composite beam is a type of innovative composite structures, composed of a concrete beam enclosed by steel plates in its three sides. The study of composite structures in fire is generally focused to investigate the structural performance in relation to the effect of strength and stiffness reduction of steel section, at which a tensile block forms in its flexural mechanism. This research also aims to experimentally assess the in-fire performance of the TSC composite beam with respect to various structural aspects such as load ratio, additional reinforcements, insulation.

비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 내화성능에 관한 연구

한상훈,최승관,김희주,Han, Sang Hoon,Choi, Seng Kwan,Kim, Hee Ju 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.4

본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조성능에 관한 실험 및 해석적 연구로서, 화재시 본 합성부재의 구조거동을 파악하여 합리적 내화설계의 자료를 얻는 것이 목적이다. 화재실험으로 계획된 여러 변수의 시험체를 제작하고 상온과 고온에서 휨실험을 수행하여 시간에 따른 온도분포, 하중-처짐 관계를 분석하였다. 해석적 방법은 설계된 단면에 대하여 완전 합성을 가정으로, 열전도 해석으로 온도분포를 구하고 재료의 잔존강도를 분할된 메쉬에 입력하여 휨강도를 예측하였다. 웨브의 두께와 깊이를 변수로 하여 슬림플로어 보의 화재시 휨내력을 고찰하였다. This paper is a pilot study regarding an experimental and parametric study to investigate the structural behavior of slimfloor beam(ASB) in fire. The objective of this research is to obtain the rational fire resistance design method through understanding the structural behavior of composite members in fire. The flexural capacity of slimfloor section under various thermal conditions is examined on a basis of the strength retention of the materials at elevated temperatures and full bonding assumption. The effect of web thickness and ASB depth to the moment capacity in fire is also examined.

고온에서의 엔드플레이트 접합부를 가진 H형강 보 거동에 관한 실험적 연구

추다솜,신경재,이희두,김소영 한국강구조학회 2018 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.30 No.4

Fire in buildings can cause not only damage to property caused by the complete combustion of the cargo inside're likely to collapse before the fire suppression by casualties firefighters committed to the fire inside also. Particularly, in the case of fire, beam members composed of H beam are subject to constant structural changes such as buckling, deflection and fracture due to decrease in strength due to temperature rise. In the case of long-span large steel buildings, it is generally difficult to produce members at one time, so it is common to connect members using end-plate connections. Therefore, it is very important to predict the temperature rise and behavior of beam members and connection at high temperatures. Therefore, in this study, the H beam members with end plate connection are tested at high temperature and the behavior of the beam and connection are analyzed together with temperature and displacement. 건물의 화재 발생은 내부에 적재된 화물의 완전연소로 인한 재산 피해뿐만 아니라 화재 진압 이전에 건물이 붕괴될 경우 화재진압을 위해 내부에 투입된 소방관의 인명피해도 까지 초래할 수 있다. 화재발생 시 H 형강으로 구성된 보 부재는 온도상승에 따른 내력감소로 인해 좌굴, 처짐 및 파단과 같은 끊임없는 구조적 변화가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 실험체에 사용된 3가지 강재의 상온 및 고온에서의 재료시험을 통하여 강재의 항복강도, 인장강도, 탄성계수 및 연신율을 구하고, 엔드플레이트 접합부를 가진 H형강 보 부재를 대상으로 고온에서의 실험을 수행하여 보 부재와 접합부의 거동을 온도, 변위와 함께 분석하였다.

계단형 공동주택 화재시 독성가스 전파 저감에 관한 수치해석적 연구

이승철(Lee, Seong-Chul),홍이표(Hong, Yi-Pyo),박영록(Park, Young-Rok) 한국화재소방학회 2008 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.춘계

본 연구에서는 이전의 연구를 통해 계단형 공동주택 화재 시 재실자 피난특성 및 연기거동에 관한 연구를 실물실험을 통해 수행한 바 있으나 이때 야기된 문제점들을 적절한 방재설비를 도입함으로써 일부 해소하고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 이전의 연구와 동일한 대상 건물과 조건에서 수치해석을 수행하며 특히 계단실에 방재설비(배연팬 등) 설치 유 무에 따른 독성가스의 전파 특성 및 최상층까지의 도달시간등을 비교 검토하였다. 계단형 공동주택에서 층간에 배연팬이 설치되어 작동되는 경우가 배연팬이 없는 경우보다 약 45%의 CO 방출량을 줄일 수 있을 것으로 판단되지만 1층 출입구를 통해 유입되는 공기량은 배연팬이 없는 경우가 배연팬이 설치되어 작동되는 경우보다 약 23% 크기 때문에 이로 인해 제연풍속의 증가를 가져올 수도 있을 것이다.

화재시 열유동장의 수치해석에 대한 평가 연구

김정엽(J.Y. Kim) 한국전산유체공학회 2011 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5

As building becomes larger, taller and more complex due to industrialization and urbanization, it tends to be vulnerable to fire and establishment of effective measures for fire safety is demanded. Especially the fact that the smoke hinders evacuation and fire-fighting activities as well as becomes the major cause of life casualty emphasizes the importance of smoke control system. To design and operate the smoke control system successfully, it is necessary to analyze and predict precisely the thermo flow induced by fire in building. The unsteady three-dimensional analysis of thermoflow induced by fire with diverse variables such as building structure, fire conditions and smoke control facilities can be effectively carried out with numerical method. In this study, using the FDS(Fire Dynamics Simulation) program that spreads widely as the analysis tool for thermo flow of fire, the analysis of thermo flow in partition of building induced by fire and comparison with the experimental results for assessment of numerical analysis are presented.

자연 배기 터널에서의 연기 거동에 관한 연구

김성찬,이성룡,김충익,유홍선,Kim, Sung-Chan,Lee, Sung-Ryong,Kim, Choong-Ik,Ryou, Hong-Sun 대한기계학회 2002 大韓機械學會論文集B Vol.26 No.7

In this study, smoke movement in tunnel fire with natural ventilation shaft has been investigated with various size of fire source. Gasoline pool fire with different size of diameter - 73mm, 100mm, 125mm and 154mm - was used to describe fire source. Experimental data is obtained with 1/20 model tunnel test and its results are compared with numerical results. The computation were carried out using FDS 1.0 which is a field model of fire-driven now. Temperature profiles between measured and predicted data are compared along ceiling and near the ventilation shaft. Both results are in good agreement with each other. In order to evaluating a safe egress time in tunnel fire, horizontal smoke front velocity was measured in model tunnel fire tests and those are compared with numerical results. According to the presence or absence of natural ventilation shaft, ventilation effect are estimated quantitatively. Finally, this paper shows that computational fluid dynamics(CFD) is applicable to predict fire-induced flow in tunnel.