• Title, Summary, Keyword: 터널화재

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Safety Evaluation of Tunnel Fire by CFD Modeling (터널화재의 CFD Modeling에 의한 안전성 평가방법)

  • Lee, Chang Wook;Lee, Keun Soo
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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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.

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The Real Scale Fire Test in Tunnel for Fire Detector Performance Evaluation (터널에서의 화재 감지기 성능 평가를 위한 실물화재실험)

  • Kweon, Oh-Sang;Yoo, Yong-Ho;Kim, Heung-Youl
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • pp.96-101
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    • 2010
  • 본 연구에서는 터널 내부에서의 화재 사고 시 화재를 자동으로 조기 발견 경보하여 화재 초기에 대응력을 확보시킬 수 있게 하는 화재 감지기의 성능 평가를 위해 터널 내부에서의 실물 화재 실험을 실시하였다. 실물화재실험은 일반적으로 도로 터널에 적용 중인 공기관식, 반도체식 감지기를 대상으로 "도로터널 방재시설 설치지침(2004, 건설교통부)"의 터널 내부의 화재 감지기 성능 실험 기준에 따라 메탄올을 이용한 풀버너와 소형 승용차를 이용하였다. 실험결과 메탄을 풀화재(단면적 $4m^2$)의 경우 약 36초 안에 모두 화재를 감지하였으며, 실물자동차화재실험의 경우는 1분 이내에 모두 화재를 감지하는 결과를 나타내었다.

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The Risk Assessment of Tunnel Fire Through Real Scale Fire Test (실물터널 화재실험을 통한 터널화재 위험도 평가)

  • 최준석;최병일;김명배;한용식;장용재;이유환;황낙순;김필영
    • Fire Science and Engineering
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    • v.16 no.3
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    • pp.71-76
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    • 2002
  • The real scale tunnel fire tests are carried out for the first time in domestic range to assess the extent of risk in the tunnel fire. The tunnel dimension is 465 m in length, 9.2 m in width and 6.5 m in height. Gasoline pools with 0.25 MW∼2.5 MW size and a 1500CC passenger car are used as fire sources. Six jet fans are used to change the flow velocity inside the tunnel. Temperatures at total 86 points in the tunnel are measured to find the temperature distribution and smoke behavior in the real tunnel fire. In the experiment, it is examined that the important parameters to assess the extent of risk in tunnel fire such as back layering of smoke front, descending of smoke layer and the fire size of a real passenger car.

A real scale test on performance of water spray systems in tunnel fire (터널화재시 물분무소화설비의 성능에 대한 실대시험)

  • Park, Kyung-Hwan;So, Soo-Hyun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.12 no.4
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    • pp.341-347
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    • 2010
  • The performance of water spray system installed to reduce risks of tunnel fire is investigated by a real tunnel fire test. In case of A class fire, Pool fire, and car fire, the nozzle of water spray has had a marvelous effect to reduce the temperature of hot smoke. And it is verified to have remarkable cooling effects when there is the air flow in a tunnel. Though this results, water spray system will be able to prevent a fire jump to decrease the air temperature in a tunnel and to protect tunnel facilities by the fire control.

Sensing Characteristics of Fire Detectors in Railway Tunnel by Using Numerical Analysis (수치해석을 이용한 화재감지기 철도터널 화재 감지특성 연구)

  • Park, Won-Hee
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.11
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    • pp.7964-7970
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    • 2015
  • In enclosed areas such as railway tunnels, the heat and smoke generated by a fire can pose a tremendous risk to the life of passengers. To prevent or mitigate such scenarios, fire detectors are installed for early fire detection. This numerical study is preformed for establishing the method of detecting performance of fire detectors installed on railway tunnels. Numerical analysis are conducted using the fire dynamics simulator, developed by the NIST. The temperature of the tunnel walls is determined using the assumed exterior structure of the tunnel. In addition, the detection times of detectors installed at different locations in the tunnel are obtained for different sizes of the fire source, and the results are compared and analyzed.

Scenarios for Effective Fire Fighting Operations during Tunnel Fires (도로터널 화재시 효과적인 소방활동전략 수립을 위한 시나리오 연구)

  • Kim, Hak kuen;Lee, Ji-hee
    • Fire Science and Engineering
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    • v.31 no.5
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    • pp.107-116
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    • 2017
  • Fires in tunnels are an international concern and fatal accidental fires in tunnels seem to occur on annual. They have the potential to become much worse int the future as more and longer tunnels are constructed and as traffic densities increase. This is a serious problem. The main purpose of this study is to develop operational procedures for fire brigades in road tunnel fires. This study discussed the past to see what can be learned from the incidents that have already done in tunnels. 73 cases of road tunnel fires domestic and outside of Korea were investigated and classified into 4 incident categories. Among them, 4 tunnel fires are highlighted, focusing on the activities of fire brigades and operation. Regarding the establishment of the strategies for fire fighting, 6 kinds of fire scenario curves have been deducted with regard to the relation between intervention time and heat release rate. It made the choice from the defensive or aggressive fire fighting activities depending on two criteria i.e. response limit and maximum response time. Road Tunnel Classification models can be useful when a fire brigade evaluates fire risk levels in the tunnels under its jurisdiction from the firefighting point of view and sets up preventive measures.

Research of the Method for Required Fire Resistance of the Concrete Structures in Tunnel (터널에서의 콘크리트 구조물 내화성능 확보방안을 위한 연구)

  • Park, Kyung-Hoon;Kim, Heung-Youl;Kim, Hyung-Jun;Shin, Hyun-Jun
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • pp.506-512
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    • 2009
  • 최근 건설 중인 금정터널(총 연장 20.3km)이나 부산-거제간 침매터널은 화재 발생시 구조체의 강도저하로 인한 붕괴 및 사회기반시설인 교통망을 장시간 끊어놓은 등 큰 피해를 야기시킬 수 있다. 이러한 초장대터널이나 침매터널은 다른 터널보다 밀폐된 공간이므로 화재 시 단시간에 급격하게 온도상승이 일어날 수 있으며 이로 인해 구조물의 주재료인 콘크리트의 폭렬이 발생하고 구조물 내부까지 고온이 전달되어 경우에 따라 구조체의 붕괴의 원인이 되기도 한다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 구조체의 내화성능을 확보하기 위해 유럽에서 사용되고 있는 터널내화용 보드와 모르타르를 적용한 콘크리트의 내화성능 확보방안을 위한 시험을 수행하였다. 실험에 대한 내화성능 평가는 ITA(International Tunneling Association)에서 정한 화재 손상범위를 평가기준으로 하였고 터널화재 시나리오는 네덜란드의 TNO에 의해 실행된 실험결과를 따른 RWS 화재곡선을 이용하여 수행하였다.

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Standard Proposed for Fire Safety Evaluation of Railway Tunnels and Evaluation of Fire Temperature (철도터널내 화재시 내화성능 평가를 위한 기준 제안 및 화재 온도 평가)

  • Won, Jong-Pil;Choi, Min-Jung;Lee, Su-Jin;Lee, Sang-Woo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.14 no.3
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    • pp.196-200
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    • 2010
  • The number of railway tunnels has been increasing rapidly. Although fires in long railway tunnels are rare, the consequences can be devastating. Prior to this study, there were no adequate time-temperature curves for the fire safety assessment of Korean railway tunnels. We studied a standard foreign time-temperature curve for which the heat rate is based on the traffic and the types of vehicles. We then proposed a hydrocarbon curve as a fire design model for railway tunnels in Korea. We examined the implications of this proposed model on railway tunnel structures using numerical analysis.

A evaluation study of a fire smoke diffusion delay device installed in a great depth underground double deck tunnel (대심도 복층터널에 설치 가능한 화재연기 확산지연장치 성능 평가 연구)

  • Shin, Tae-Gyun;Moon, Jung-Joo;Yang, Yong-Won;Lee, Yun-Taek
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.20 no.1
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    • pp.225-234
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    • 2018
  • Domestic urban areas are experiencing serious traffic congestion problems due to continuous population growth and increased traffic volume. In order to solve the problem of traffic congestion, the study of great depth underground double deck tunnels using underground space is being actively carried out in the urban areas. The characteristics of great depth underground double deck tunnels are low in cross section, so the spread of fire smoke is expected to spread faster than the road tunnel in case of fire. Therefore, it is necessary to provide a fire smoke delay device which delays the spread of fire smoke when a fire occurs in a tunnels. In the previous study, the diffusion effect was analyzed according to the blocking area when the fire smoke spread delay device was operated through the 3D CFD in the study of preventing the smoke spread in the case of the tunnel fire. A study on fire smoke diffusion delay device using spring elasticity which is excellent in applicability to a tunnel and economical value is studied. In this study, fire smoke spread delay system was developed to fire smoke delay was experimentally analyzed. Fire smoke delay effect of fire smoke delay device appeared. Therefore, it is considered that the can minimize the damage of the victims when installed in the great depth underground double deck tunnels.

Full-scale Fire Suppression Test for Application of Water Mist System in Road Tunnel (미분무수 소화시스템의 도로터널 적용을 위한 실물 화재 실험)

  • Han, Yong-Shik;Choi, Byung-Il;Kim, Myung-Bae;Lee, Yu-Whan;So, Soo-Hyun
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • pp.171-174
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    • 2010
  • 도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 적용 가능성을 검토하기 위해 실물 화재 실험을 수행하였다. 적용된 화원은 실물 승용차 화재와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 heptane pool 화재이며, 기존 도로터널에 설치된 저압 물분무 시스템과 고압 미분부수 소화시스템과의 냉각효과 비교실험을 수행하였다. 도로터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한 편에 터널 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포를 측정하였다. 실험 결과 1/5의 유량을 사용하는 고압 미분무수 소화시스템은 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.

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