• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.36-44
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• 2020

성능위주 화재안전설계에서 요구 피난시간(Required safe egress time, RSET)의 정확한 평가를 위해서는 화재감지기 작동시간에 대한 정확한 예측이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 실험 및 수치해석을 통해 화재감지기의 작동시험에 널리 적용되고 있는 Plunge test의 문제점이 검토되었다. 또한 이를 개선시킬 수 있는 새로운 Shield-cup test가 제안되었다. 측정의 정확성 및 재현성 확보를 위하여 개발된 Fire detector evaluator (FDE)가 적용되었다. 주요 결과로서, Plunge test에서는 감지기가 투입되는 순간에 급격한 유동변화로 인하여 연기감지기의 작동시간에 큰 측정오차가 발생되었으며, Shield-cup test에서는 감지기 노출 과정에서 장치 내부의 유동 변화가 거의 확인되지 않았다. 결론적으로 Shield-cup test는 모사된 화재환경에서 화재감지기의 응답특성을 보다 정확히 평가하는데 상당히 유용할 것으로 기대된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.47-56
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• 2019

주차장 화재 시 다량의 연기 발생으로 소방대원이 화점에 진입하기 곤란한 문제점을 극복하고자 최근 주차장 환기 목적으로 설치된 급 배기팬과 유인팬(Jet fan)을 이용하여 연기를 배출하는 방법을 이용하고 있다. 본 연구에서는 급배기팬만 동작하는 조건과 유인팬이 함께 동작하는 2가지 조건에서 연기층의 유동변화를 CCTV를 이용하여 관찰하였으며, 또한 hot smoke test가 주차장 환기 성능평가 방법으로서의 적정성을 평가하기 위해 플럼 주위의 온도를 Alpert eq.과 비교 분석하였다. 그 결과 jet fan을 동시에 동작시키는 경우 연기층이 교란될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 그로인하여 초기 피난 장애 우려가 있을 것을 것으로 분석되었다. 다만, jet fan이 추가로 작동됨에 따라 배기성능은 향상되는 것을 관찰용 CCTV로 확인할 수 있었으며, 이는 진압전술을 펴는데 도움이 될 것으로 판단된다. 플럼 주변의 온도를 측정하여 Alpert eq과 비교한 결과 Plume 중심축에서 약 $2^{\circ}C$ 낮고 연기가 배출되는 방향으로 8 m에서는 $9.0^{\circ}C$ 높은 것으로 분석되었다. Plume 주변의 온도 측정 결과는 AS 4391-1999의 예상 최대 온도보다 낮았고 실험으로 인한 예상 온도 위험을 초과하지 않았다. 이 결과와 같이 고온 연기 시험의 진행으로 인한 온도 위험성이 예측 가능하기 때문에 관련 기준이 없는 주차장의 연기 제어 성능 평가를 위한 일반적인 평가 방법 중 하나로 활용 가능할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.136-143
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• 2018

Cellular automata는 천체물리, 사회현상, 화재 확산 및 피난 등 많은 분야의 시뮬레이션에 활용되고 있다. 본 연구는 빈번히 발생하고 있는 화학사고에 대비한, 위험성평가 및 비상대응계획 작성시 요구되는 화학물질 확산 시뮬레이션을 위한 보급용 모델을 cellular automata를 기반으로 개발하였다. 상세한 플랜트 안전설계용과는 달리, 실시간 사고대응을 위해선 빠른 계산과 더불어 피해영역 분포의 불확실성을 줄이기 위한 반복 계산이 요구된다. EPA ALOHA, 화학물질안전원 KORA 등이 있지만, 지속적인 모델과 코드의 보완이 가능하고, 중소기업용의 무료 S/W개발에 본 연구의 차별성이 있다. 계산시간이 많이 요구되는 full-scale CFD에 비해 상대적인 정확도의 손실은 감수하고, 특히 일반 사용자의 편리성을 도모하였다. 기상청 기상정보 연계를 비롯해, Python open-source 라이브러리들을 활용해, 기능 확장 및 지속적인 update가 가능하며, 사용자는 해당 플랜트의 지형도와 사용 물질의 입력만으로 쉽게 결과를 얻을 수 있다. Full-scale CFD 시뮬레이션과 대비해 정확도를 확인하였으며, 빠른 계산을 위해 GPU를 활용하는 open source software로 배포될 예정이다.

• 교육녹색환경연구
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• 제16권3호
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• pp.9-17
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• 2017

본 연구는 단설유치원 교직원과 교육청의 시설담당공무원을 대상으로 장애물 없는 생활환경 인지도와 유치원의 장애물 없는 생활환경 구축을 위해 강화 또는 완화해야 할 편의시설을 조사하였다. 또한 장애물 없는 생활환경 조성을 위해 기설 단설유치원의 개선 편의시설에 대해서 조사하여 개선방안을 도출하였다. 첫째, 제도적 측면에서 우리나라 현행 "장애인 노인 임산부 등의 편의증진 보장에 관한 법률 시행규칙"을 개정하여 유치원의 의무 권장 설치대상 편의시설과 그에 따른 장애물 없는 생활환경 인증기준을 변경할 필요가 있다. 둘째, 시설 환경적 측면에서 기설 유치원에 장애물 없는 생활환경 인증 제도를 적용하기 위해서는 지형 또는 건물 구조상 개선이 어려운 항목은 배점을 낮게 조정하여 기설 유치원이 장애물 없는 생활환경 인증을 받을 수 있도록 활성화할 필요가 있다. 셋째, 사회 인식적 측면에서 장애물 없는 생활환경에 대한 인지도가 아직도 높지 않은 것으로 나타났다. 교육청 및 인증기관을 중심으로 장애물 없는 생활환경 인증제도에 대한 홍보와 교육을 강화하여야 한다. 기존유치원과 신설유치원의 장애물 없는 생활 환경 조성 방향의 핵심은 보호능력과 안전의식이 부족한 유아의 특성을 감안하는 것이다. 모든 출입구의 높이 차이를 제거하고 자동문을 설치하여 편리성과 안정성을 높이고, 위생시설은 유아가 사용하기 편리하도록 적절한 높이와 공간 확보가 필수적이다. 최근 유아기 공동체 활동이 강화됨에 따라 강당이나 도서관의 각종 편의시설 확충과 피난안전시설도 강화되어야 한다. 본 연구는 사회적 약자인 유아들의 교육 생활 공간인 단설유치원을 대상으로 장애물 없는 생활환경 조성 방안을 연구하였다는 점에서 의의가 있다. 따라서 향후 본 연구를 토대로 기설 유치원에 적합한 장애물 없는 생활환경 인증지표에 대한 개선 연구가 시도된다면 유치원의 장애물 없는 생활환경 변화를 촉진할 수 있는 계기가 될 것으로 기대한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.155-162
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• 2019

우리나라에서는 건축물의 화재안전을 확보하기 위해 관련 법령을 개정하여 2011년 이후 대규모 특정소방대상물을 대상으로 성능위주설계를 시행하고 있다. 하지만 아직 우리나라 성능위주설계는 기존의 방식과 비교해보았을 때 화재·피난 시뮬레이션을 통한 인명안전성평가가 추가된 수준에 그치고 있다. 성능위주설계 의무화 이전부터 관련 연구 또한 지속적으로 이루어져 왔으나 주로 행정·제도적 개선방안이나 컴퓨터 시뮬레이션에 치우쳐 소방시설의 설계나 시공 등과 관련된 내용에 대해서는 상대적으로 아쉬움이 큰 것도 사실이다. 이에 본 연구에서는 실제 시행 초기단계인 2016년까지 전국적으로 수행된 91편의 성능위주설계 사전심의도서를 수집하여 소방시설에 대한 성능위주설계 현황을 분석하여 문제점을 도출하였다. 그 결과, 소화설비를 제외한 소방시설들은 성능위주설계가 제대로 이루어지지 않고 있었고, 설계자들은 기존의 법규위주설계에 비해 추가적으로 해당설비를 더 설치하거나 업그레이드된 성능을 가진 상위설비를 설치하면 성능위주설계를 수행하였다는 판단을 하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.68-78
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• 2019

현대 사회는 과거의 테러성향과는 다른 불특정 다수를 대상으로 하는 소프트 타깃의 형태로 테러의 패러다임이 전환되고 있으며 화학물질을 이용한 테러가 빈번하게 일어나고 있다. 이에 본 연구에서는 다중이용시설에 국한하여 피난환경 및 특성, 테러대응 매뉴얼 분석, 국내 화학물질 관리 현황을 분석하여 다중이용시설 화학테러 대비를 위해 다음과 같은 관리방안을 제안하였다. 첫째, 복잡한 다중이용시설 공간에 대비하여 테러발생 시 신속한 현장대응을 할 수 있도록 다중이용시설의 정보를 사전에 파악할 수 있는 가이드라인을 제시하고 등급에 따른 관리를 제안하였다. 둘째, 테러대응 매뉴얼의 취약점을 분석하고 화학테러의 유형 및 특성을 사전에 파악하여 화학테러에 신속한 대응을 할 수 있도록 화학테러에 사용할 가능성이 있는 물질들을 선별하는 방안을 제안하였다. 셋째, 선별된 화학물질을 대상으로 사회적 관심물질과 같은 용어제정을 통해 통합 관리해야하는 필요성을 제안하였다. 이를 통해 다중이용시설 화학테러 대비를 위한 개선방안이 추가적으로 마련될 것으로 보여 지며, 추후 국외 사례를 통한 문제점 분석과 이를 통한 맞춤형 대책을 강구해야 할 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.11-17
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• 2020

성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.452-461
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• 2005

대면 교행 터널의 경우 차량의 교행으로 사고 위험성이 일방향 터널에 비해 1.5배 정도 높으므로 화재가 발생할 위험성도 커지게 되며, 터널내 화재시 입출구로 이용객이 대피하므로 인명 대피 완료전까지 제트팬을 가동하지 못하는 문제가 있다. 특히 장대터널의 경우 연기확산으로 인하여 대형 인명 피해가 발생하기 때문에 터널내에 별도의 인명 대피 통로와 배연 시스템을 구축하여 인명 피해를 최소화하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 화재 시뮬레이션 및 축소모형실험을 수행하여 터널내에 구축된 배연시스템의 효과를 검증하였다. 실험결과 대피 통로만 설치시는 최종 인명 대피 시간이 335초가 소요되었으나, 배연 시스템을 구축할 때는 185초가 소요되었다. 또한 화재원 부근의 온도가 $60^{\circ}C$ 정도 감소되었으며, 연기 확산 속도는 배연 시스템 미가동시 $0.36\~0.82\;m/sec$이고, 가동시는 $0.27\~0.58\;m/sec$로 현격히 감소하였다. 위 결과로부터 대피자의 이동속도가 $0.7\~1.0\;m/sec$인 점을 고려할 때, 150 m 간격으로 설치된 피난문을 통해 안전한 대피가 가능하였다. 본 연구는 배연시스템에 대한 화재모형실험 분석을 통해 향후 대면 교행 터널의 방재에 대한 기초자료를 제공하는데 그 의미가 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.60-68
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• 2018

공동주택의 복잡한 평면 구조와 향상된 벽간 차음성능으로 인해 화재상황의 전달 및 인지가 어려워 피해가 증가되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 공동주택 평면 형태를 대상으로 소방시설 중 비상방송설비의 명료성에 대한 실태분석을 진행하였다. 아울러 피난방송의 명확한 인지를 위한 음성명료도 개선 방안을 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 현장측정 결과 72, 84, 101 Type 모두 국내 경보설비기준인 90 dBA를 R1 지점에서 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 72 Type의 L1 지점(거실) 79.8 dBA를 제외하고는 모든 측정지점에서 출입문을 열었을 때와 닫았을 때 모두 NFPA 기준 75 dBA를 만족하지 못하는 것으로 평가되었다. 침실의 출입문 개구 상태를 기준으로 국내 화재안전기준에서 제시된 1 m 이격지점에서 90 dBA 이상을 만족시 각 침실에서 NFPA 기준인 음압레벨 75 dBA와 CIS 0.7을 만족하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.420-420
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• 2011

도시지역의 내수침수피해는 거의 매년 발생하고 있으며, 반지하와 같은 거주공간이 매우 취약한 상태이다. 특히 최근에는 지하철, 지하상가 등이 대규모 개발되고 복합네트워크화 되어 지하공간의 침수대책과 대피방안 마련이 시급한 상황이다. 일본의 경우 2000년 토카이 호우피해 후 통합유출해석 모형을 개발하였으며, 1999년 및 2003년 후쿠오카 침수피해 발생 후 특정도시하천침수피해대책법을 제정, 1999 후쿠오카, 2004년 하마마츠, 2008년 카누마 피해 후 일본 방재연구소에서는 실시간 1차원 지표범람모형과 모니터링을 통한 실시간 내수침수지도를 개발하였다. 특히 지하공간에 대해서는 "지하공간에 유입하는 범람수가 계단상 보행자게에 주는 위험성에 관한 연구" 등 실험을 바탕으로 각종 지하공간 침수대책 매뉴얼 및 지하시설의 침수시 피난확보계획 지침, 지하공간 침수대책 가이드라인 등 인명피해를 줄이고자하는 노력이 계속되어 오고 있다. 우리나라는 2006년 경기도 고양시 3호선 정발산역이 침수되었으며, 2010년 서울시 지하철 2호선 사당역 및 4호선이 침수되는 등의 지하철 침수피해와 2010년 서울시 광화문 지하상가, 인천시 부평구 우림라이온스 벨리, 우남플라자, 계양구 농협하나로마트, 서원아파트 등의 지하상가와 지하다층의 침수피해가 발생하였다. 특히 2006년 3호선 정발산역 침수는 17시간이나 지하철이 불통되었고 이로 인하여 심각한 교통 체증이 유발 되었다. 본 연구에서는 2010년 집중호우로 인한 서울, 인천지역의 지하공간 침수피해를 중심으로 최근 10년간 지하공간 침수피해사례로부터 대표적인 침수피해 원인 및 특성을 정리하였으며, 그 결과 지하공간 침수의 주요원인은 지상공간의 침수류가 지하공간으로 유입하고, 지하공간의 배수설비 용량부족, 지하공간으로의 유입을 방지하기위한 방지턱, 차수판, 침수시 비상전원 공급, 침수시 지하공간 대피 매뉴얼의 부재 등 다양한 원인이 있는 것으로 나타났다. 특히, 소방방재청에서 고시한 '지하공간 침수방지를 위한 수방기준'에 지하공간 침수 방지를 위한 각종 시설의 설치 및 대피 경로지정 등에 대한 기준이 마련되어 있으나, 지하공간 중 유동인구가 가장 많은 지하철역에서 조차 침수에 대한 행동매뉴얼이나 대피에 대한 가이드라인이 마련되지 않은 것으로 나타났다. 따라서, 지하공간 침수를 방지하기 위하여 센서를 이용한 자동 차수판과 경보기 설치, 지하공간의 사람들이 안전한 대피로를 찾을 수 있도록 지상공간 및 지하공간 출입구를 모니터링 할 수 있는 CCTV의 설치, Dry Area를 두어 비상대피 할 수 있는 공간의 마련 등 시설적인 부분에 대하여 '지하공간 침수방지를 위한 수방기준'을 더욱 강화할 필요가 있으며, 지상공간의 침수 상황을 고려한 지하공간의 대피매뉴얼 또는 가이드라인 등의 수립이 필요하다. 또한 이와 더불어 재산 및 인명피해를 더욱 효율적으로 줄일 수 있도록 실시간 예 경보를 위한 침수해석 모형의 개발이 시급하다.