• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.716-722
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• 2017

본 연구에서는 Fire Dynamics Simulation (FDS)를 이용하여 화재 기류 전파 경로 상에 플랜트 설비 유무가 공간 내 열유동 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 화원 위치에 따른 지하 복합 발전 플랜트 내 화재 해석을 수행하였다. 화원의 크기는 10 MW이며, 화원 상부의 장애물(설비)의 유무에 따라 화원 위치가 천장 및 화원 상부에서의 열 기류 선단의 전파 특성을 미치는 영향을 정량적으로 비교분석하였다. 결과로서, 화원 상부에 장애물이 있을 경우, 화재 기류가 화원 상부 천장에 도달하는 시간이 장애물이 없을 때에 비해 약 5 배가량 증가하였다. 화원 상부 천장 벽면의 천장 기류 시작 지점으로부터 거리에 따른 각 지점에서 열 기류 선단의 전파 시간의 평균적으로 장애물이 없는 경우에 비해 약 70% 가량 증가하였으며, 특히 10 m 지점에서는 4 배 가까이 증가하였다. 이는 장애물이 화원으로부터 발생하는 수직 열기류의 흐름을 방해하고, 장애물 뒤 쪽에 불안정한 후류가 형성되었기 때문이다. 따라서 지하복합 발전 플랜트 내 피난 및 재난 관리의 초기 대응 목적의 화재 감지 설비 시스템 설계 시 화재 시나리오에 따른 열유동 분석이 중요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.10-17
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• 2017

건축구조 및 사용패턴 등의 다양성 때문에 소방시설만으로는 도시형 생활주택의 화재안전을 확보하기 어렵다. 화재안전을 보장하기 위해서는 화재 위험성과 사용자의 특성을 반영한 화재 법규를 제 개정하여 화재 영향성 평가의 도입을 즉시 고려할 필요가 있으나, 지금까지 시도한 두 번의 노력은 아직까지 실패한 채로 남아있다. 본 연구에서는 부산광역시 수영구와 남구에 있는 도시형 생활주택 414개소에 대한 화재위험성을 전수조사하고 실제 조건을 반영하여 화재 및 피난 시뮬레이션을 통해 위험성을 정량적으로 분석한 후 화재영향성평가의 도입필요성과 절차, 실행방법을 소방전문가와 건축전문가 집단에게 설문하였다. 그 결과, 화재영향성평가는 반드시 도입되어야 하며 소방관련 법령은 화재환경의 변화에 따라 제 개정하여 화재안전시스템을 구축할 필요가 있었다. 또한 화재영향성 평가의 필요성에 대한 공청회, 부서 간의 합의, 화재영향평가를 수행하는 위탁기관 지정 등을 통한 적극적인 노력 또한 필요한 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.331-337
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• 2020

이 연구는 NFPA 101기준에 의한 대상아파트인 27층 아파트에서 한 세대 당 적정 수용인원 수를 피난시뮬레이션을 통해 분석하였다. 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 한 세대당 3명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 156명이고 5분 이내에 대피인원을 확인 한 결과 85.25%가 대피한 것으로 나타났다. 둘째, 한 세대당 4명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 208명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 81.25%가 대피한 것으로 나타났다. 셋째, 한 세대당 5명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 260명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 71.92%가 대피한 것으로 나타났다. 마지막으로 한 세대당 6명이 거주하는 경우 아파트 총 세대수는 312명이고 5분 이내에 대피인원을 확인한 결과 62.82%가 대피한 것으로 나타났다. 피난시간의 단축방안으로 실내인원 수, 건물 층수, 계단 경사도, 사용자의 특성에 따른 계단 폭의 결정, 계단 환기조건을 반영한 설계, 옥외피난계단, 양방향 계단, 피난용 승강기, 층 중간에 건물외부로 대피할 수 있는 피난안전구역 등의 설치, 옥상에 비상문 자동개폐장치의 의무설치로 인한 옥상대피를 용이하게 하는 등의 방안이 필요하다.

• 시큐리티연구
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• 제30호
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• pp.7-32
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• 2012

한국은 2014년 인천 아시안게임, 2018년 평창 동계올림픽 개최를 앞두고 있다. 국제행사 경기장은 다중이 운집하는 장소로 다양한 원인에 의한 위기 발생 시 관람객의 대규모 피난은 필수적이다. 본 연구에서는 경기장의 안전시스템 붕괴로 인한 대규모 피난 시 관람객의 피난행동 예측 및 피난안전성 평가를 실시하기 위하여, 3개의 시나리오를 상정하여, 피난시뮬레이션을 실행하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결과 및 제안사항을 요약 할 수 있다. 첫째, 경기장에 대한 경호경비계획에서 위기 발생 시를 상정하여 관람객의 대규모 피난에 대한 구체적인 방안이 세워져야만 피해를 최소화 할 수 있다고 판단된다. 둘째, 경기장에 대한 경호경비계획에서 피난출구의 감소는 비상시 피난에 있어 중요한 영향을 미치는 요인으로 재확인이 되었으며, 이는 피난출구 확보의 중요성을 나타낸다. 셋째, 차단된 피난출구로 인하여 피난인원의 분산, 집중되는 과정에서 체류지역이 발생하였으며, 이를 해결하기 위하여 시설물의 특성을 고려한 경호경비계획의 필요성이 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.189-199
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• 2019

본 연구에서는 배연댐퍼 또는 제트팬과 같은 방재시설이 설치된 터널형 구조물(방음터널)에 대하여 방재시설 가동에 따른 화재연기의 거동을 수치해석적으로 고찰하고 해석결과를 비교 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 화재차량 천장부 개방 유무에 따라 방음터널 내 화재양상이 확연하게 달라지는 것을 확인하였으며, 방음터널의 주요 자재인 PC와 PMMA의 임계온도를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 배연댐퍼의 설치간격에 따른 해석결과, 방음터널 내 발생하는 최대 온도가 미설치시에는 최대 $552^{\circ}C$인 반면, 설치간격이 50 m인 경우에는 $405^{\circ}C$로 나타났으며, 제트팬 가동 여부에 따른 해석결과, 방음터널 내 발생하는 최대 온도는 제트팬 미가동시에는 $549^{\circ}C$인 반면, 가동시에는 $86^{\circ}C$로 나타나 화재시 피난환경과 방음자재보호에 있어 매우 유리한 환경을 조성할 것으로 예상되며, 향후 다양한 목적을 가진 터널을 대상으로도 이러한 기초연구의 활성화가 필요할 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.451-462
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• 2011

도로터널의 환기 시스템은 차량 화재시 안전한 대피환경을 조성하는데 중요한 역할을 하며 종류환기방식과 횡류환기방식으로 대별된다. 본 연구에서는 횡류환기방식에서 대배기구방식에 대한 터널내 풍속, 배연풍량, 개방되는 배기구의 위치에 따른 유동가시화에 대하여 선행 연구와 FDS 시뮬레이션에 의한 결과를 비교하여 연기의 이동특성을 고찰하였다. 그 결과, 연기발생량(Vc=0)에 따른 배연풍량을 제어하여 연기를 피난허용범위 250 m 이내로 제한할 수 있었으며, 터널풍속이 1.75 m/s 와 2.5 m/s일 때 배연풍량은 각각 $173m^3/s$, $236m^3/s$ 을 초과하여야만 연기이동 거리를 250 m로 제한할 수 있었으며 화재지점 가까이에 있는 2개의 배기구를 동시에 개방하는 경우가 배연의 효과가 현저하게 높게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.22-28
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• 2021

본 연구는 화재진압 및 피난활동을 지원하는 딥러닝 기반의 알고리즘 개발에 관한 기초 연구로 선박 화재 시 연기감지기가 작동하기 전에 검출된 연기 데이터를 분석 및 활용하여 원격지까지 연기가 확산 되기 전에 연기 확산거리를 예측하는 것이 목적이다. 다음과 같은 절차에 따라 제안 알고리즘을 검토하였다. 첫 번째 단계로, 딥러닝 기반 객체 검출 알고리즘인 YOLO(You Only Look Once)모델에 화재시뮬레이션을 통하여 얻은 연기 영상을 적용하여 학습을 진행하였다. 학습된 YOLO모델의 mAP(mean Average Precision)은 98.71%로 측정되었으며, 9 FPS(Frames Per Second)의 처리 속도로 연기를 검출하였다. 두 번째 단계로 YOLO로부터 연기 형상이 추출된 경계 상자의 좌표값을 통해 연기 확산거리를 추정하였으며 이를 시계열 예측 알고리즘인 LSTM(Long Short-Term Memory)에 적용하여 학습을 진행하였다. 그 결과, 화재시뮬레이션으로부터 얻은 Fast 화재의 연기영상에서 경계 상자의 좌표값으로부터 추정한 화재발생~30초까지의 연기 확산거리 데이터를 LSTM 학습모델에 입력하여 31초~90초까지의 연기 확산거리 데이터를 예측하였다. 그리고 추정한 연기 확산거리와 예측한 연기 확산거리의 평균제곱근 오차는 2.74로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.73-78
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• 2016

'화재예방, 소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률'에 의하면 지하층 포함 30층 이상 고층 건축물에 대해 화재발생에 따른 위험성을 사전에 과학적으로 평가하여 재난발생 시 인명피해 및 재산피해를 최소화시킬 수 있도록 성능위주 설계를 실시해야 한다. 이에 따라 설계자는 컴퓨터 시뮬레이션 모델링 등 과학적인 분석 기법을 활용하여 거주자의 화재 및 피난 안전성을 평가하고 있다. 이 때, 인명안전성 평가를 위해 가용피난안전시간(ASET)과 소요피난안전시간(RSET) 을 산정하게 되는데 RSET 중에서도 가장 중요한 '반응시간(Response Time)'을 산정함에 있어 우리나라 사람들에 대한 실측 데이터에 기반한 명확한 법적 기준이 제시되지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 '소방시설 등의 성능위주설계 방 법 및 기준, 별표1'을 토대로 설계자별로 각각 상이한 값을 선택, 입력하거나 일본건축센터의 '건축방재계획지침'에 따라 계산하고 있는 경향을 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 최근 5년간 부산지역에서 성능위주 설계대상으로 지정된 고층 특정소방대상물을 대상으로 총 6명의 설계자가 실시한 성능위주 설계안 13건을 중심으로 RSET의 계산방법에 대해 비교 분석하였고, 특히 RSET 계산 시 결과값에 가장 큰 영향을 미치는 반응시간의 계산방법에 대한 결과를 비교하여 오차값을 산정하였다.

• 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.