• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.393-407
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• 2008

철도터널에서의 화재 등과 같은 불의의 사고를 예방하고 사고 발생시에는 피해를 최소화하기 위하여 철도시설에 대한 안전기준이 필요하게 되었으며, 건설교통부(현 국토해양부)에서는 "철도시설 안전기준에 관한 규칙(2005년 10월 27일)"과 "철도시설 안전세부기준(2006년 9월 22일)"을 고시하여 일반철도와 고속철도 터널에 적용하도록 하였다. 이러한 방재관련 법규는 터널 방재설비의 과다 및 과소 설계를 방지하기 위하여 5가지 주요시설물(방연문, 배연설비, 대피통로 접속부, 대피통로 간격, 연결송수관 설비)에 대하여 안전성 분석결과에 따라 설치하도록 하여 많은 비용과 시간이 소요되는 방패시설물의 합리적인 설치방안을 제시하였다. 그러나, 안전성 분석방법은 기존 사고사례 및 자료를 토대로 화재강도, 가능한 시나리오, 사건발생 가능성, 사고영향, 사고발생확률 등에 대한 세부적인 분석방법에 따라 안전성 분석 결과의 차이가 크므로 이에 대한 구체적인 기준이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 고속철도 터널 안전성 분석에 대하여 단계별로 세부적인 수행방법을 소개하였으며, 이를 참고하여 합리적인 범위 및 기준을 개발하는 데 어느 정도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.40-45
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• 2016

The numerical simulation has been performed to predict the performance of the fire suppression system for cabin of shipboard enclosure. The present study aims ultimately at finding the optimal parametric conditions of the mist-injecting nozzles using the CFD methods. The open numerical code was used for the present simulation named as FDS (Fire Dynamics Simulator). Application has been done to predict the interaction between water mist and fire plume. In this study, the passenger cabin was chosen as simulation space. The computational domains for simulation in the passenger cabin were determined following the fire scenario of IMO rules. The full scale of the flow field is $W{\times}L{\times}H=4{\times}3{\times}2.4m^3$ with a dead zone of $W{\times}L{\times}H=1.22{\times}1.1{\times}2.4m^3$. The water mist nozzle is installed in ceiling center of 2.3 m height from the floor, and there are six mattresses and four cushions in the simulation space. The combination patterns of orifices to the main nozzle and the position to install nozzles were chosen as the simulation parameters for design applications. From the present numerical results, the centered-located nozzles having evenly combined orifices were shown as the best performance of fire suppression.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.136-141
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• 2009

The platform screen door(PSD) is installed in the station of the Seoul Metro 9th line for passengers' safety and comfortable environment of the station. The track way exhaust system(TES) is also operated with PSD to exhaust heat released from train. TES can also be used for the purpose of the heat and smoke control in an emergency case of the carriage fire. When the fire is occurred, operation of TES is switched to the smoke exhaust mode form its normal ventilation mode. In the present study, a subway station of Seoul Metro 9th line is modeled, and a 3-D CFD simulation is performed to investigate effectiveness of designed TES in case of fire. A scenario that a train under fire is arriving the station is simulated for several possible operation modes of the TES using moving mesh technique. As a result, temperature and CO concentration distribution in the station is obtained for each operation modes of TES. The effectiveness of TES operation in case of fire is also discussed.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.133-138
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• 2010

최근 건축물이 대형화, 복잡화되면서 건축물내 거주자의 피난안전성이 관심의 초점이 되고 있다. 국내 건축물은 용도에 따라 관계법령에 의한 배연창 또는 기계적 배연설비를 설치하도록 규정되어 있다. 화재시 거주자의 피난안전성을 확보하기 위하여 화재실의 제연이 매우 중요하다. 본 연구에서는 배연창 크기의 변화와 스프링클러 설비의 작동이 화재실 연기층 높이와 온도 조건에 미치는 영향을 화재 시뮬레이션프로그램인 CFAST를 이용하여 평가 하였다. 연구결과 배연창 면적이 증가할수록 5MW 화재 크기 이하에서는 연기층 높이와 온도에 미치는 효과가 증가하나 화재크기가 10MW 이상 커지면 배연창의 면적과 연기배출 효과와의 상관성이 떨어진다. 스프링클러 설비가 작동하고 배연창이 열릴 경우에는 화재크기와 상관없이 인명안전기준이 만족되었다. 법규에 의한 일률적인 배연창 면적의 적용보다는 건축물의 용도 및 규모에 따라 화재시나리오를 선정하고 시나리오에 따른 화재 크기에 따라 적절한 크기의 배연창을 적용하여야 하며 실제 실험이나 시뮬레이션을 통한 검증이 이루어져야 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4195-4208
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• 2022

In this study, operator habitability was numerically evaluated in the event of a fire at the main control bench board (MCB) in a reference main control room (MCR). It was investigated if evacuation variables including hot gas layer temperature (HGLT), heat flux (HF), and optical density (OD) at 1.8 m from the MCR floor exceed the reference evacuation criteria provided in NUREG/CR-6850. For a fire model validation, the simulation results of the reference MCR were compared with existing experimental results on the same reference MCR. In the simulation, various input parameters were applied to the MCB panel fire scenario: MCR height, peak heat release rate (HRR) of a panel, number of panels where fire propagation occurs, fire propagation time, door open/close conditions, and mechanical ventilation operation. A specialized-average HRR (SAHRR) concept was newly devised to comprehensively investigate how the various input parameters affect the operator's habitability. Peak values of the evacuation variables normalized by evacuation criteria of NUREG/CR-6850 were well-correlated as the power function of the SAHRR for the various input parameters. In addition, the evacuation time map was newly utilized to investigate how the evacuation time for different SAHRR was affected by changing the various input parameters. In the previous studies, it was found that the OD is the most dominant variable to determine the MCR evacuation time. In this study, however, the evacuation time map showed that the HF is the most dominant factor at the condition of without-mechanical ventilation for the MCR with a partially-open false ceiling, but the OD is the most dominant factor for all the other conditions. Therefore, the method using the SAHRR and the evacuation time map was very useful to effectively and comprehensively evaluate the operator habitability for the various input parameters in the event of MCB fires for the reference MCR.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권5호
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• pp.533-546
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• 2023

Cost-effective solutions provided by composite construction are gaining popularity which, in turn, promotes the appearance on the market of new types of composite sections that allow not only to take advantage of the synergy of steel and concrete working together at room temperature, but also to improve their behaviour at high temperatures. When combined with high performance materials, significant load-bearing capacities can be achieved even with reduced cross-sectional dimensions. Steel-reinforced concrete-filled steel tubular (SR-CFST) columns are one of these innovative composite sections, where an open steel profile is embedded into a CFST section. Besides the renowned benefits of these typologies at room temperature, the fire protection offered by the surrounding concrete to the inner steel profile, gives them an enhanced fire performance which delays its loss of mechanical capacity in a fire scenario. The experimental evidence on the fire behaviour of SR-CFST columns is still scarce, particularly when combined with high performance materials. However, it is being much needed for the development of specific design provisions that consider the use of the inner steel profile in CFST columns. In this work, a new experimental program on the thermo-mechanical behaviour of SR-CFST columns is presented to extend the available experimental database. Ten SR-CFST stub columns, with circular and square geometries, combining high strength steel and concrete were tested. It was seen that the circular specimens reached higher failure times than the square columns, with the failure time increasing both when high strength steel was used at the embedded steel profile and high strength concrete was used as infill. Finally, different proposals for the reduction coefficients of high performance materials were assessed in the prediction of the cross-sectional fire resistance of the SR-CFST columns.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.200-208
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• 2024

승선 인원이 많은 실습선은 화재가 발생하는 경우 대형 인명피해로 확장될 수 있으며 이에 따라 선원법 및 Safety Life At Sea(SOLAS)에서는 퇴선 훈련에 대한 중요성을 강조해 왔다. 따라서 본 연구에서는 승선 인원이 많은 국립목포해양대학교의 세계로호를 대상선박으로 선정하여 preliminary hazard analysis(PHA) 정성적 위험성 평가 기법을 통해 각 deck의 화재 사고 위험빈도와 심각성에 대하여 예측하였다. 또한 위험성이 높은 구역에서의 화재를 가정 한 뒤, 그 위험성을 정량적으로 예측하기 위하여 대피 시간 및 인구 밀도에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 총 대피시간이 인구 분포가 한 구역에 집중되어 있던 식사 시간을 가정한 시나리오에서 501초로 가장 길게 예측되었으며 시나리오에 따라 일부 deck에서 1.4pers/m² 이상의 상대적으로 높은 인구밀도를 나타내며 대피 인원이 정체되는 현상을 보였다. 본 연구 결과는 다양한 피난 시나리오에 따른 대피시간 및 인구밀도를 정량화하여 실습선의 상황에 맞는 훈련 시나리오를 개발하기 위한 기초자료로서 사용될 것으로 보이며 추후 수학적 모델과 실험값의 비교를 통하여 연구를 확장할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.62-68
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• 2010

우리나라의 목조문화재는 구조적 특성상 화재에 매우 취약하고, 최근 들어 산불 및 방화 등의 이유로 많은 문화재들이 화재로 손실되고 있다. 따라서 본 연구 개발은 소량의 소화용수 사용이 가능한 중저압용 미분무 노즐과 그 패키지 소화 시스템을 개발하여 물로 인한 최소한의 피해와 최대의 소화효과와 더불어 최고의 화재안전 시스템을 개발하였다. 목조문화재 건축물의 특성을 고려하여 건축물의 내부와 외부에서 각각 적용 가능한 두 가지 형태의 중저압 미분무 노즐을 개발하였다. 외부용 노즐은 13~14bar의 압력에 서 30~35l/min의 유량을 갖고 있으며, 내부용 노즐은 14~15bar의 압력에서 25~30l/min 유량을 갖는 노즐을 설계 개발하였다. 개발된 노즐의 성능을 평가하기 위하여 궁궐 모양의 대표적인 목조문화재 실무크기인 가로 4.9m, 세로 4m, 높이 6.6m의 모형을 목재로 제작하였고 화재 시나리오를 만들어 실증화재 소화 실험을 실시하였다. 실증화재 실험결과 $200{\mu}m$의 물방울 입자 크기를 갖는 중저압 노즐이 한 적응성이 있는 것으로 나타났으며, 완전소화에는 실패하더라도 소방대가 출동할 때까지 연소확대가 되지 않도록 화재를 억제해 줄 수 있을 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.39-44
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• 2019

본 연구에서는 구획 화재 시 벽면을 구성하고 있는 재료 특성과 질량 유속의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 내화보드와 철판 각각을 사용하여 폭 0.3 m, 높이 0.5 m 그리고 길이 3.0 m의 한 쪽 면이 밀폐된 구조물을 제작하였으며, 헵탄 풀 화재 실험을 수행하여 연소면적 $0.01m^2$과 $0.0225m^2$ 각각에 대해서 화원의 위치 변화에 따른 질량 감소율을 산출하였다. 그 결과 헵탄의 질량 유속은 연소 초기 $0.0087kg/m^2{\cdot}s$에서 내화보드 구조물의 경우 최대 $0.166kg/m^2{\cdot}s$로 증가하였으며, 철판 구조물의 경우 최대 $0.019kg/m^2{\cdot}s$ 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 구획 공간에서 화재 확산을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 재료의 열적 특성과 기하학적 형상을 고려하여 화재시나리오가 구성되어야 하는 것을 의미한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.75-80
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• 2016

최근 도시의 거대화 및 과밀화의 영향으로 교통정체가 심해지고, 이로 인한 경제적 손실이 막대하게 증가하고 있는 실정이다. 따라서 대도시 공간의 효율적인 활용 방안으로 현재 국내외 도심지 터널이 복층터널로 계획되고 운영되는 추세이다. 그러나 복층터널의 경우 층고의 감소로 인해 터널 내부에서의 차량 화재시 일반 도로터널에 비해 더 많은 양의 연기 및 검탱이 발생될 것으로 예측되기 때문에 기존의 일반 도로터널을 대상으로 구축된 설계화재강도나 연기발생량을 적용하여 설계하고 운영하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 본 연구에서는 복층터널 설계시 유용한 설계화재곡선 제시를 위한 연구의 일환으로 실규모 차량화재실험을 수행하여 복층터널내 화재 특성 데이터를 획득하고 분석하였다. 실험은 승용차 1대의 화재상황과 2대의 화재상황, 두 가지 상황을 구현하여 수행하였으며, 실험 결과로부터 화재강도는 승용차 1대에서는 최대 2.4MW, 승용차 2대에서는 최대 3.5MW가 나타났다.