• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.135-147
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• 2015

최근 지하공동구(Underground Common Utility Tunnels)는 도시민이 일상생활을 영위하는데 필요한 전기, 통신, 상수도, 도시 가스, 하수도뿐만 아니라 냉난방시설, 진공 집진관, 정보처리케이블 등의 시설물을 2종 이상 공동으로 수용하기 위한 지하시설물로서 국가의 중추기능을 담당하는 시설이지만, 화재 사고시 신속한 대처가 힘들고 각종 케이블 연소시 발생하는 유독가스 및 연기에 의해 공동구 내에 진입하여 진압하기가 힘들다. 따라서 화재발생시 막대한 재산피해 및 통신두절 등 국가의 중추신경이 마비됨은 물론 시민불편사항을 초래하게 된다. 따라서 본 논문은 지금까지 발생 되어온 국내,외 공동구 화재사례에서 화재발생의 주요원인으로 전기공사로 인한 합선 및 가연성케이블에 의한 열화접촉으로 화재가 발생하는 것이 대다수를 차지하고 있음에 착안하여 실제 공동구 모형을 제작하고 화재를 재현함으로서 과학적으로 화재의 성상을 분석하는데 그 목적이 있다. 화재실험은 지하공동구 내에 정온식 감지선형 감지기(Line type fixed temperature detector), 방화문(Fire door), 연결살수설비(Connection deluge set), 및 환기설비를 설치하고, 송 배전케이블은 일정구간 내화(Fireproof)도료로 도장하며, 난방관은 내화 피복된 상태에서 실험하였다. 그 결과 Type II의 경우 최고온도가 $932^{\circ}C$로 측정되었고, 일정한 온도에서 정온식감지선형감지기가 화재위치를 정확하게 수신반에 표시되었다. 그리고 Type III의 경우인 송 배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장한 것은 내화성능이 없는 것으로 나타났고, 내화피복(Fireproof covered)된 난방관은 약 30분 정도의 내화성능이 있는 것으로 나타났다. 또한 화재뮬레이션 결과는 실물화재시험시의 화재하중(Fire load)을 입력하여 실시한 결과로서 최고온도가 $943^{\circ}C$로 실물화재실험시의 $932^{\circ}C$와 거의 일치 하였다. 따라서 공동구 화재하중만으로 화재시뮬레이션을 실시하여 화재성상에 대한 예측이 가능한 것으로 판단되며 시뮬레이션으로 얻은 열방출률(Heat release rate), 연기층의 높이, 산소(O2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)의 농도 등의 결과 값들은 실제 화재실험시의 값으로 적용시킬 수 있는 것으로 판단된다. 향후 본 연구에서 구축한 국내 지하공동구 화재사고에 대한 실험자료 및 매년 지속적으로 화재사례들을 분석하여 축적하고 법 규정 및 관리 메뉴얼 등을 보완함으로써 국내 지하공동구 화재사고에 대한 보다 신뢰성 있는 정보를 제공해 줄 수 있을 것이며, 효과적이고 체계적으로 지하공동구의 신설 및 유지 관리 보수에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국측량학회지
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• 제26권6호
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• pp.571-581
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• 2008

유비쿼터스 도시의 개념이 등장하면서 도시 관리에 대한 중요성이 점차 높아지고 있다. GIS는 도시를 효율적으로 관리하기 위한 기반이며 u-City 구축사업에 있어 필수적인 기술이다. 시민의 삶의 질 향상을 목표로 하는 u-City는 공공서비스를 중심으로 발전된 IT기술과 접목되어 다양한 서비스의 제공을 시도하고 있으며 기술의 진화에 따라 더 많은 서비스를 추가로 적용할 예정이다. 이러한 추가 서비스가 쉽게 개발되어 더 많은 양질의 서비스를 시민에게 제공할 수 있게 하며 유기적인 정보공유 환경을 제공하는 것이 u-City 통합운영플랫폼이다. 이러한 통합운영플랫폼에 u-City 서비스를 위한 GIS 요구 기능을 정의하고 공통 구현이 가능한 기능들을 통합하여 제공한다면 보다 효율적인 도시 관리를 실현할 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 u-City 서비스를 위해 구축되는 통합운영플랫폼들에 적용되고 있는 GIS 요구 기능을 분석하고 이를 기반으로 실제 u-City 서비스 중가로등관리 및 화재감시에 대한 GIS 모듈을 구현하였으며 이의 서비스 시뮬레이션을 수행하여 통합운영플랫폼의 GIS 공통 기능 적용에 대한 활용성 검증을 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.207-212
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• 2006

In this study we conducted computer simulation with FDS V4.0.5 for the subway carriage of Seoul Metro to the replacement of interior materials. We tried to use the real data for the simulation by testing the interior materials in our Lab. From the result of the simulation we could confirm the fire resistance of the new interior replaced car to the chosen arson scenario case.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1809-1815
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• 2008

본 연구는 병렬처리기법을 이용하여 지하역사 화재유동을 시뮬레이션 하였다. 화재해석 프로그램으로는 LES(Large Eddy Simulation)화재해석 프로그램 중 하나인 FDS(Fire Dynamics Simulation)를 사용하여 연구를 진행하였으며, 각 Node당 3.0Ghz_2set이 탑재된 6-node parallel Cluster장비를 사용하여 병렬계산을 수행하였다. 시뮬레이션 모델은 광주 금난로 4가 지하역사를 대상으로 하였으며, 총 시뮬레이션 시간은 600s로 하였다. 먼저 Single-CPU와 Multi-CPU를 이용한 병렬계산과의 결과 비교를 위하여 전체역사를 1-Mesh와 8-Mesh로 나누어 각각 Single-CPU계산과 Multi-CPU를 이용하여 계산결과를 비교분석 하였으며, Single-CPU에서 처리가 불가능한 격자수($15{\times}10^6$)를 가지고 승강장 중앙에서의 화재와 객차 내에서의 화재유동분석 하였다. 연구결과 Single-CPU 해석과 Multi-CPU를 이용한 병렬계산에 있어서, 해석결과의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 계산시간의 비교에서도 14개의 Mesh를 가지고 약 300만개의 격자를 사용한 경우에 있어서 2CPU(4core)와 7CPU(14core)의 계산시간은 1CPU에 비하여 각각, 2배, 5배의 차이를 보였다. 병렬처리기법의 도입으로 Single-CPU의 한계를 극복하여 보다 빠르고 정확한 결과값을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 향후 병렬처리기법연구에 있어서 계산효율성 증대를 위한 연구가 계속적으로 진행되어야 할 것이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.66-72
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• 2008

본 연구에서는 대심도 지하역사에서 화재가 발생할 시 급/배기 팬의 동작 유무에 따른 승강장에서의 열 및 연기의 거시적인 거동을 화재시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 시뮬레이션 분석결과를 토대로 현재 설치된 급/배기 팬에 대한 제연/배연능력에 대하여 고찰하였다. 본 연구의 대상은 숭실대 입구 역사(7호선, 도시철도공사운영)이며, 숭실대 역사의 승강장은 길이 165m, 폭 23.5m, 깊이 47m 이다. 본 연구에서 전산수치해석을 위한 모델은 선로부 지하터널를 감안하여 전후 각 100m를 추가하였다. 따라서 모델링의 크기는 길이 365m, 폭23.5m, 깊이 47m 이다. 격자는 육면체 정렬격자계를 사용하였으며, 격자의 수는 대략 10,000,000 개가 사용되었다. 빠른 수치전산처리를 위하여, 병렬처리기법을 적용하였다. 본 전산수치해석에 사용된 CPU자원에 Intel 3.0GHZ Dual CPU 6개(core 12개)가 사용되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권3호
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• pp.49-57
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• 2020

공동주택은 과학의 발전과 도시의 랜드마크적 상징성으로 점점 고층화 고밀화되어 가고, 입주민의 삶의 질 향상을 위해 각종 편의시설과 안전시설도 함께 발전되어 가고 있다. 그러나 통계자료에 의하면 공동주택은 사고 발생 대비 사상자가 높은 비중을 차지하고 있으며, 사상자의 주요 피해 원인은 심야 시간에 수면 상태에서 화재를 늦게 인지하여 연기에 의하여 많은 인명피해가 발생하고 있다. 공동주택에서 재실자의 연기피해를 최소화하기 위하여 실내에 별도의 배연 시설을 설치하는 것이 가장 최선의 방법이지만, 입주자의 경제적 부담을 줄이면서 현재 설치된 시설물을 활용하여 연기피해를 최소화하는 것이 공학적 입장에서 유용한 조치라고 판단된다. 검토 결과 전열교환환기방식과 주방공용배기방식을 선정하여 화재 시뮬레이션을 통하여 실증 여부를 검증하였다. 검증결과 피난허용시간(ASET)이 25층은 27 s, 35층은 30 s, 50층은 35 s가 향상되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.103-110
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• 2017

필로티구조를 가진 저층 위주의 도시형생활주택이 날로 증가하고 있는 추세이다. 대부분의 필로티 공간은 주차장으로 활용되고 있어, 이에 따른 화재의 위험이 따른다. 특히 주차장과 같은 공간은 차량으로 인해 화재하중이 높기 때문에 화염의 분출길이가 길어진다. 또한 기둥으로만 구성된 필로티의 특성상 바람의 영향으로 화세가 거세져 화염이 주변으로 확산될 경우 같은 필로티 형태의 건물이 서로 인접해 있을 경우 때 건물로의 화염 확산 위험이 있다. 필로티 구조의 주택 대부분은 이곳을 통해 출 입이 가능한 구조이기 때문에 필로티가 막히면 입주자는 건물에 갇혀 유독가스 및 화염으로 부터 안전을 위협받게 된다. 필로티 구조 건물의 주차장이 서로 인접할 때 화염 확산 방지를 위해 일정한 간격이 필요하다. 본 연구는 필로티 주차장에서 화재가 발생하였을 경우 어느 정도 거리를 유지해야 옆 건물로의 화재 확산을 막을 수 있는지에 대하여 화재시뮬레이션을 이용하여 연구하였다. 그 결과 건물은 최소 3.0m 이상을 이격하여야 하는 것으로 확인되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1185-1192
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• 2004

Recently heavy traffic is getting worse because increasing population of transportation in urban area. In order to solve this problem. subway is realized with high speed, high density, highly efficiency. When fire accident happened in Dae-Gu subway in February 2003, there happened loss of people and lots of damage because of not being able to control even though fire alarm which was set up in the station rang. This thesis has constructed a simulation integrating operation system using a Database construction, operating program analysis in order to build up the most efficient train operation system. The result of simulation integrating operation system with emergency virtual situation like station and train fire, train failure, power line failure, all trains running on the rail were secured safety by train operation control system. With integrating operation of each train control system, train system, power system, machine facility system, the most efficient integrating operation system should have been constructed at the time the subway fire and power failure broke out.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제16권5호
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• pp.357-367
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• 2006

최근 신설철도가 계획되거나 선형개량공사가 증가함에 따라 터널 구조물이 장대화되고 있다. 장대터널에서 터널내 열차화재 등이 발생하는 경우 대형사고를 초래할 수 있으므로 터널 방재에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따른 터널 방재기준도 더욱 강화되고 있는 실정이다. 따라서 터널계획시 방재기준을 만족하면서 위험도를 최소화할 수 있는 최적 방재시설물 계획이 요구되고 있다. 이와 같이 합리적인 장대터널 방재 설계를 위해서는 열차사고 통계분석 및 피난시뮬레이션을 기초로 한 보다 객관적이며, 정량적인 평가가 필요하다 할 수 있으며, 이를 위해서 본 연구에서는 정량적 위험도 분석기법인 QRA (Quantitative Risk Assessment)를 철도터널에서의 방재설계에 적용하고자 하였다. 대상터널은 연장 약 4.1 km의 산악터널(사례 I)과 연장 약 3.6 km인 도시지역터널(사례 II)로서 두 터널 모두 철도터널 관련 방재기준보다 향상된 터널방재성능이 요구되어, 도시지역 안전기준에 만족하는 합리적인 터널내 방재구조물 계획을 수립하기 위하여 정량적 위험도분석을 실시하였다. 장대터널에서의 갱외탈출로 개념의 사갱 및 수직구 계획을 수립하기 위하여 각각의 경우에 대한 QRA를 실시하고, 장대터널의 방재 안정성을 평가함으로써 실행 가능한 합리적인 수준의 터널 방재설계를 수행하고자 하였다.