• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.228-234
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• 2016

승선생활관은 거주밀도가 높으며 유동인구도 특정한 시간에 몰리는 특징을 가지기 때문에 화재와 같은 재난이 발생할 경우 큰 인명피해 발생으로 이어질 수 있다. 이에 이 연구에서는 국내 K대학의 신축 승선생활관을 대상으로 화재 시뮬레이션 프로그램인 FDS를 사용하여 화재발생 시의 위험성을 예측하고 이에 따른 문제점을 분석하여 개선방안을 제시하였다. 연구결과를 정리하면 다음과 같다. 승선생활관 다림질실에서 화재발생 시, 발화 후 65초에 연기감지기가 작동하고, 13초 뒤인 78초에 스프링클러가 작동하기 시작한다. 온도 및 일산화탄소 농도는 각각 241초, 248초에 허용기준 값에 도달하지만, 발화 후 66초에 허용 가시거리 값에 도달하기 때문에, 화재발생 후 적어도 1분 이내에 준비를 끝내고 피난을 개시해야 인명피해가 발생하지 않을 것으로 예측된다. 이 기숙사의 화재위험성 예측 결과를 종합해 보았을 때, 인명안전에 가장 위험한 요소를 가시거리 값으로 판단할 수 있다. 가시거리 확보를 위해 제연설비를 설치할 경우, 제연설비 설치 후 승선생활관 복도의 연기확산이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.20-25
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• 2017

본 연구에서는 화염 내에 생성된 그을음 입자가 방사하는 복사 강도 분포를 측정하고, 이를 바탕으로 Jet A1 액적확산 화염의 온도 분포를 예측하였다. 이를 위해서 700 nm와 900 nm 각각의 파장에 대해서 화염 내 그을음 입자가 방사하는 복사 강도를 CCD 카메라로 측정하였고 Abel 변환을 통해 얻어진 국소 복사 강도 분포를 이색법(Two Color Method)에 적용하여 최종 화염의 온도 분포를 계산하였다. 그 결과 이색법에 의한 측정은 그을음의 복사 강도와 투영된 시각선의 간격에 따라서 약 2% 정도 이내의 deconvolution 오차가 발생할 수 있으며, 본 연구 결과에서 제시한 측정 방법을 통해 2000 K 기준 약 18 K 오차 범위 이내에서 화염온도 예측이 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.89-92
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• 2015

본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측에 따른 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 적은 비용으로 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 시간에 따른 정보로 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향을 분석함으로써 산불에 대한 피해를 줄이고 빠르게 진압할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.169-188
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• 2023

터널에서의 화재는 지상 화재에 비해 온도상승과 최대온도가 더 높게 나타난다. 이러한 이유로 네덜란드, 독일 등 여러 나라에서는 터널에서 사용하는 별도의 화재 시간이력곡선을 제시하였다. 터널 내 화재는 단면손실과 그 배면의 역학적 특성저하와 같은 터널 라이닝의 손상을 발생시킨다. 본 연구에서는 구조물의 화재안정성 설계 개념과 스폴링에 의한 단면손실, 터널 라이닝 재료의 물리화학적 및 역학적 특성 변화, 구조물 안전을 위한 내화재, 그리고 화재손상 예측모델에 대해 살펴보았다. 화재에 대한 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 설계 단계에서 구조물의 종류와 화재원인을 파악하고 예상되는 단면손실과 손상범위를 확인하여 내화재를 통해 이러한 손상에 대비하는 작업이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 일련의 작업을 수행하는데 참고할 수 있는 사항들을 정리하고 이에 대한 의견을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.112-120
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• 2019

국내 PBD에서 화재시뮬레이션을 이용한 안전성 평가의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 화재시뮬레이션의 입력변수 및 수치모델의 불확실도가 고려된 ASET의 평가방법에 대한 검토가 수행되었다. 이를 위해 영화관 및 오피스텔이 검토 대상으로 선정되었다. 주요 결과는 다음과 같다. 인명안전기준에 제시된 주요 물리량에 가장 큰 영향을 미치는 열발생률의 불확실도를 고려할 때, 온도, CO 및 가시도의 상당한 변화가 발생됨을 확인하였다. 또한 수치모델의 불확실도를 반영한 편향인자를 고려할 때, 온도 및 CO는 큰 변화가 없으나 FDS의 낮은 연기농도 예측성능으로 인하여 가시도는 크게 증가됨을 알 수 있었다. 마지막으로 국내 PBD에서 ASET이 대부분 가시도에 의해 결정되는 원인이 논의되었으며, 정확한 ASET 평가를 위해 화재시뮬레이션의 입력변수 및 수치모델의 불확실도 적용 방안이 제안되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1346-1353
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• 2007

2003년 대구 지하철(중앙역) 화재 사건 당시의 화재 유동 및 승객 피난 시뮬레이션을 수행하였다. 화재 발생 첫 지점은 중앙역 지하 3층 객차 내부이며, 지하 3층과 지하 2층의 화재 및 연기 유동을 FLUENT 6.2를 이용하여 수치해석 하였다. 화재 객차 및 승강장에서의 이산화탄소 및 온도분포를 예측하였으며, 수치해석을 통하여 구해진 data는 승객 피난 시뮬레이션(EXODUS)의 입력 인자로 사용되었다. 수치해석에서 가장 높은 온도는 1500K로 조사되었다. EXODUS를 이용하여 지하 3층에서 지하1층까지 승객 피난 시뮬레이션이 수행되었으며, 총 피난 승객은 1000명으로 가정하였다. 이중 640명은 객차 내부에, 360명은 승강장에 존재하는 것으로 하고 계산을 수행하였다. 피난 시뮬레이션 결과 135명이 사망하였으며 이는 대구 화재 사고결과에 비교적 근접하는 수치이다. 또한 평균 피난 시간은 10분 19초로 조사가 되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.188-193
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• 2008

높이 1m의 수직벽면에서 3g/m^2-s$로 연소하는 프로판 수직벽 화재에 대한 수치모사를 수행하였다. 본 연구의 목적은 자연대류에서의 검증결과를 확인하고, 수직벽 화재의 수치모사의 결과를 이전의 연구와 비교하는 것이다 C_s=0.2$일 때 유동이 층류 경계층으로 나타났지만, C_s=0.1$일 때는 난류 경계층임을 확인하였다. z 방향 속도로부터 자연대류에서와 마찬가지로 난류혼합이 부족한 것으로 나타났고, 온도와 속도의 분포가 실험 및 이전의 시뮬레이션과 비교적 잘 일치하였다. 특히 x 방향 속도가 실험과 매우 잘 일치함으로써 경계층으로 공기유입이 잘 예측됨을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.284-289
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• 2019

접이식 대피통로는 철도터널 및 대공간 화재시 임시 피난로를 확보하기 위한 피난지원 시스템으로 화재시 구조물 상부에 거치되어 있던 차연 스크린이 펼쳐지며 피난로를 확보하는 시스템이다. 차연 스크린은 적절한 내화성능을 갖추어야 될 뿐 아니라 밀폐성을 확보하여 외부의 연기를 최대한 막을 수 있는 시스템이 요구된다. 이를 위해 접이식 대피통로 시스템에는 피난로 내부에 양압 조건을 유지해 주기 위한 제연설비가 필요하며, 제연 설비의 설계 및 용량 산정을 위해서는 화원에서 거리별 온도 분포 및 압력 해석이 필요하다. 본 연구에서는 신형전동차의 화재 현상을 모사하여 터널 길이방향별 온도 및 압력 분포를 해석하였다. 차연 스크린 설치 위치에서는 길이방향으로 20미터 이상일 경우에는 차연 스크린 내열온도인 200도를 넘지 않는 것으로 해석되었으며, 압력 또한 거리 증가에 따라 감소하며, 최대 14 Pa, 평균 6 Pa 정도를 보이는 것으로 해석되었다. 또한 상부 보단 하부에서의 압력이 낮기 때문에 실제 양압조건은 이보다 낮을 것으로 보인다. 따라서 접이식 대피통로 설치를 위해서는 차연 스크린내 양압조건을 6 Pa 내외로 유지할 수 있는 제연설비가 필요할 것으로 예측된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.257-260
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• 2008

강재요소의 경우엔 고온에 노출될 경우 높은 열전도성으로 인해 화재 발생상황에서 단면의 급격한 온도 상승으로 인한 강도저하 현상이 유발된다. 특히 CFT기둥의 경우엔 구조체의 인장응력을 외부의 강재부분이 전담하기 때문에, 내화성능을 확보하기 위하여 이 부분에 대한 강도저하 및 응력변화에 대한 수치해석적 검토가 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내에서 수행한 콘크리트 및 강재의 고온재료물성 실험값을 토대로 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용하여 CFT기둥의 화재거동을 예측하였다. 해석적용 강재는 SS400을 대상으로 하였으며, 내부 충진된 콘크리트의 강도를 40MPA와 50MPA를 변화시켜 전열특성 및 거동현상을 예측하였다. 표준화재 180분 노출조건으로 CFT기둥 해석결과 40MPA모델의 경우123mm의 변위가 발생하였으며, 50MPa모델의 경우 91mm의 수축량이 발생하는 것으로 해석되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.393-396
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• 2011

본 연구는 유리내화실험을 실시하고 일본 동경이과대학에서 실시된 유리내화실험과 비교 분석하였으며, 분석결과, 실험에서 유리내화성능은 접합유리, 강화유리, 복층유리, 일반유리 순으로 나타났으며, 유리의 균열이 발생 후 일반유리는 $62^{\circ}C$, 접합유리는 $48^{\circ}C$, 복층유리는 $27^{\circ}C$가 상승한 후 파괴되었다. 일본의 실험에서는 일반유리의 경우 본 실험과 비교 시 비교적 낮은 온도로 측정되었으나 이는 가열조건에 차이에 따른 것으로 판단된다.