원자력 발전소는 화재 발생 시 대규모 피해를 야기하는 특수한 시설물로서 일반 건축물에 비하여 매우 엄격한 화재 안전 기준을 적용하고 있으며 일반 건축물과 차별화된 화재안전 설계 조건을 요구한다. 본 연구에서는 원자력 발전소의 화재안전성을 평가하기 위한 기초연구로써 원자력 발전소 내 주 제어실(이하 MCR)에 대해 화재시나리오 및 환기조건에 따른 화재해석모델의 계산결과를 비교분석하여 각 해석모델의 특성을 파악하고자 한다. MCR 내 화재안전성을 평가하기 위해 Field Model인 FDS 와 Zone Model인 CFAST를 이용하였으며 NUREG/RC-6850, NUREG/RC-1894에 기초하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로써 연기농도, 가시거리, 연층높이 등의 데이터를 분석하여 MCR내의 거주가능 시간을 평가하였으며 이를 통해 원자력 시설물의 안전성 확보를 위한 정량적인 자료를 제공하고자 한다.
원자력발전소에서 발생하는 화재사건은 원자로 정지를 유발함과 동시에 안전정지 또는 사고완화 기능을 수행하는 다수의 기기를 동시에 손상시킬 수 있어 원자력발전소의 안전성에 적지 않은 영향을 줄 수 있다. 현재 원자력발전소에서 화재사고의 중요성은 실제 경험뿐만 아니라 국내외 원자력발전소에 대한 화재사건 분석을 통하여 원자력발전소에서 화재사고의 중요성에 대한 인식이 높아지고 있는 상황이며, 각 발전소에서는 설계단계에서부터 보다 강화된 화재방호 기준을 적용하고 있는 실정이다.(중략)
화재는 건축구조물을 손상시키고, 궁극에는 붕괴될 수 있어 재실자 및 소방관의 생명을 위협한다. 따라서 화재 시에 구조물 내부의 재실자 및 소방관의 안전을 확보하기 위하여 구조물 안전성에 대한 과학적이고 공학적인 분석이 요구된다. 그러나 현실적으로 화재현장에서 화재손상 건축구조물에 대한 실시간 구조물 안전성 평가, 소방활동 안전구역 설정, 붕괴 우려시 소방관 철수 결정 등에 관한 과학적이고 공학적인 평가 절차 및 방법은 전무한 실정이다. 이에 내화설계 및 화재저항성평가 이론 등을 활용하여 화재손상 건축구조물에 대한 실시간 안전성평가에 관한 절차 및 방법을 제안하였다. 물론 이러한 안전성평가 절차 및 방법은 화재초기부터 실시간 화재건물 내부 상황을 가장 잘 파악 가능한 소방관에 의하여 이루어져야 한다고 판단되어 소방관이 활용가능한 안전성평가 절차 및 방법을 제안하였다.
스마트홈과 연동하는 안전한 방범창은 외부의 침입자를 차단하고 주거 내의 물품 도난 및 개인의 신변을 보호하기 위한 안전설비로 다양한 형태의 방범창이 존재한다. 스마트홈은 건물 내의 센서가 화재를 감지하면 방범창 내부의 원격시스템이 자동으로 방범창을 매우 짧은 시간 안에 개방할 수 있도록 설계한다. 화재 등 재난시 상하부 방법창이 자동으로 개폐되도록 랙피니언을 이용하여 방범창의 위쪽 창틀을 상승시켜 창살이 움직일 수 있도록 개방하고 동시에 아래쪽 창틀이 회전하도록 구성하여 화재 및 폭우 등에 인명피해를 줄일 수 있도록 설계한다. 스마트홈 시스템과의 연계로 재난을 미리 감지하고 탈출구를 개방한다면 신속하고 안전한 대피가 가능하고, 기존의 프레임 부분 변경에 간단한 시스템만 변경하여 적용할 수 있어, 간단한 구조로 설치할 수 있고 낮은 비용으로 스마트홈을 구성할 수 있다. 특히 스마트홈과 연동하여 재난을 미리 감지하고 탈출구를 개방함으로써 신속하고 안전한 대피가 가능하여 다양한 재난을 대비할 수 있다.
건축물의 적재가연물 특성은 성능위주 화재안전설계를 수행함에 있어 중요한 인자이다. 본 연구에서는 서점의 성능위주 화재안전설계에 이용할 목적으로 적재가연물을 대상으로 연소발열성상을 측정하기 위한 화재실험을 행하였다. 실험에서는 서적과 서가의 일부분을 재현한 시험체를 내화로에 넣고 ISO834 표준가열곡선에 따라 가열하여 화재 최성기에서의 연소성상을 파악하였다. 그 결과, 서적은 외부 가열을 받으면 표면연소 후에 탄화하여 주위에 고온이 형성되어도 열분해가스의 방출량이 증가하지 않는 것으로 파악되었다.
화학 공정 설계의 요지 가운데 하나는 공정모사 프로그램이다. 최근에는 공정모사 프로그램에 적용하기 위해 화재·폭발 특성치 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 공장을 건설하기 전에 안전성평가가 먼저 이루어져야 하기 때문이다. 이러한 안전성평가에 관한 관심은 더 정확한 자료뿐만 아니라 더 많은 성분에 대한 자료의 필요성을 증대시키고 있다. 공정에서 가연성물질을 취급에 있어 밸브의 조작실수, 배관접합부파손 등으로 인해 주위에 공기와 혼합되어 착화원에 의해 화재 및 폭발이 발생할 수도 있으며, 또한 유해물질이 유출되는 경우도 있다. 산업현장에서 화재 및 폭발의 위험을 최소화하기 위해서는 공정의 안전과 최적화 조작이 이루어져야 하는데, 이를 위해 우선 작업 조건 하에서 취급물질의 연소 특성치 파악이 필요하다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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