• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.199-211
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• 2004

최근 터널이 점점 장대터널로 계획됨에 따라, 터널 안전성에 대한 요구도 증가하고 있다. 그러나 국내 터널내의 화재 및 사고에 대한 자료의 축적이 거의 되어있지 않고 관련 연구도 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널의 화재 및 사고사례 관련 자료를 수집, 분석하여 국내터널 안전성 평가를 위한 기초자료를 제공하는데 목적이 있으며, 특히 터널내 교통사고 및 화재발생률, 인명피해 발생률과 터널 특성과의 관계 분석에 중점을 두었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.28-36
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• 2024

이 연구에서는 일반적인 도로터널의 피난안전성을 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. Fire Dynamics Simulator(FDS)를 활용하여 화재 크기를 변수로 화재시뮬레이션을 수행하였으며, 도로터널의 피난허용시간을 도출하였다. 또한, Pathfinder를 활용하여 피난연결 통로의 간격과 차단문의 폭을 고려한 피난시뮬레이션을 수행하고, 피난요구시간을 산정하였다. 피난허용시간과 피난요구시간을 비교하여 화재 크기, 피난연결통로의 간격, 차단문의 폭에 따른 도로터널의 피난안전성을 평가하였다. 화재 및 피난 시뮬레이션 결과에 따르면 화재 크기와 피난연결통로의 간격이 증가하고 차단문의 폭이 감소할수록 사상자의 수가 증가하였으며, 차단문의 폭이 1.2 m 이상으로 증가하면 피난연결통로 간격이 증가함에 따라 사상자의 수가 감소하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.83-88
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• 2011

워터스크린(이하 W/S)에 의한 화재방화시스템은 도로터널에 화재가 발생시, 공간에 수막을 사용하여 구획화하고, 열 연기의 확산을 억제하며 유해 부유입자를 세정함으로서 인간의 안전을 확보 및 구조물의 피해를 극소화 하는 시스템이다. 이 W/S에 의한 구획의 성능을 평가하기 위해, 1/2의 터널 모형에 의한 공간 내 열 성장 파악을 위한 화재 실험을 분석하였고, 그 결과, 천정 근방 온도 및 방사수열량으로서는 발열 속도의 크기, 풍속의 대소에 의하지 않고 약 80%의 저감율을 나타냈다. 또, 발생한 유해 부유입자 농도에 대해서는 약 60%, 화원 성질과 상태로서 발열 속도는 약30%의 W/S에 의한 저감 효과를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.289-300
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• 2013

본 연구에서는 도로터널 화재해석에 적용하는 화재성장곡선을 적용하여 도로터널 화재시 열기류의 전파특성과 터널벽면에 미치는 열적특성을 수치 해석적으로 고찰하였다. 최대화재강도는 20, 100 MW로 하였으며, 터널내 풍속은 2.5 m/s로 유지하는 경우와 열부력에 의한 풍속으로 하는 경우에 대해서 터널연장 및 경사도에 따른 연기의 전파특성을 분석하고 열기류가 벽체에 미치는 영향을 평가하기 위해서 벽체표면온도와 벽체표면 열전달계수를 분석하였다. 터널내 열기류는 풍속을 2.5 m/s로 하는 경우에 벽체의 냉각효과에 의해서 일정거리 이후에는 급격하게 하강하여 하류까지 동일한 양상으로 흐르는 특성을 보이고 있으며, 벽체표면의 최대온도는 화재강도가 100 MW일 경우에 최대 $615^{\circ}C$까지 상승하고 있으며, 표면온도가 $380^{\circ}C$를 초과하는 면적은 아주 작은 것으로 나타나고 있다. 벽체의 표면열전달계수는 화재강도 및 터널내 풍속에 따라서 변하며 약 $13{\sim}23W/m^{\circ}C$의 범위에 있는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.313-318
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• 2011

도로터널은 반지하 공간으로서 환기에 많은 설비와 구조에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히 제트팬의 경우 평상시에는 환기를 담당하고 있다. 또한 화재시에는 화재연기의 유독가스를 효과적으로 차단하는 제연역할을 함으로서 피난에 대한 중요한 역할을 담당한다. 이러한 제트팬의 특성을 정량적으로 유추하고 공학적인 QRA의 수행을 위한 기초적 연구로서 터널내부의 제트팬의 환기특성을 알아보기 위하여 모형실험체의 내부측정을 2/3까지한 전보에 이어 이번 연구에서는 터널내부전체를 측정하여 제트팬이 모형터널내에 미치는 영향을 CFD와 비교한 연구이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.9-17
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• 2016

중규모 도로터널의 경우 제연설비 설치가 의무화 되어있지 않기 때문에 화재가 발생할 경우 이용객들이 많은 피해를 입을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 연장 1,000 m 2차로 일방통행방식의 도로터널을 대상으로 3차원 수치해석, 정량적 위험도 평가를 통해 제연경계벽이 설치되지 않을 때와 설치간격이 100, 150, 200, 250 m일 때 화재에 의하여 발생되는 연기류 등이 시간에 따른 확산을 분석하였다. 그 결과 중규모 도로터널에 제연경계벽을 설치할 경우 설치하지 않은 경우보다 화재로부터 발생되는 고온의 공기와 독성가스의 확산이 지연되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 수치해석 대상 중에서 제연경계벽의 설치간격이 100 m인 경우 화재로 인해 발생된 고온의 공기와 독성가스의 확산이 다른 경우보다 많이 지연되어 터널 이용객이 피난하는데 가장 적합한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.745-756
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• 2022

도로터널은 입구와 출구를 제외한 모든 면이 막혀있는 반밀폐공간으로 화재가 발생할 경우 화재 연기는 화재로 인한 열부력과 터널 내 상시 존재하는 기류에 의해 종방향으로 확산하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도로터널에는 연기의 이동방향을 제어하거나 화재지점에서 직접 배연함으로써 안전한 대피환경을 확보하고 신속한 구조 및 소화 활동을 위해 제연 설비를 설치하고 있다. 도심지에서는 인구 증가에 따른 교통량 증가로 인해 도심지 도로의 서비스 수준이 저하되어 극심한 정체현상이 빗어지고 있으며, 이에 대한 해결방안으로 도심지에 지하도로의 건설이 증가하고 있는 추세이다. 수소연료전지차(FCEV)의 TPRD를 통한 수소 누출 시 화재가 발생하는 경우, 화재강도는 누출량에 의존하며, 최대 화재강도는 TPRD의 오리피스 직경에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TPRD의 오리피스 직경 1.8 mm를 고려하여 최대 화재강도가 15 MW일 때, 소형차전용터널 내 차도 풍속과 대배기구의 개방 간격에 따른 화재연기의 확산거리에 대해 분석하였다. 그 결과, 터널 내 차도 풍속이 1.25 m/s 이하인 경우 터널 내 기류제어가 가능하였으며, 댐퍼 간격이 50 m, 100 m 인 경우 화재로부터 200 m 범위 이내에서 제연이 가능한 것으로 분석됐다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제7권4호
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• pp.54-57
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• 2005

• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.308-315
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• 2014

본 연구에서는 도로터널 화재 시 외부 바람에 의한 영향을 평가하기 위하여 축소모형 실험을 실시하였다. $1.1m{\times}0.5m{\times}50.4m$ 모형 터널에서 휘발유 4.5리터를 사용하여 실험을 실시하였다. 터널 내부의 온도, 산소와 일산화탄소 농도를 측정하였다. 외부 바람의 영향에 따라 연기의 출구 도달 시간에 차이를 보였다. 최성기 이후에는 외부 바람의 영향이 초기에 비하여 작은 것을 확인할 수 있었다. 화재로 인하여 발생한 일산화탄소가 1,500 ppm 이상 도달하여 피난자에게 치명적인 위해를 가할 수 있다.