• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.13-18
• /
• 2009

본 연구의 목적은 구난역을 갖는 철도 터널 내부의 연기 거동 특성을 분석하는 것이다. 특히 화재 위치 변화에 따른 연기 전파 특성에 대해 수치해석을 수행하고 이때 해석 조건으로 사용되는 발열량은 터널내 풀 화재(pool fire) 실험을 통해 결정된다. 사용된 연료는 n-heptane($C_7H_{16}$)이고, 각 변의 길이가 4cm인 정사각형 풀을 이용하였다. 본 연구에서는 상용코드인 FLUENT(Ver.6.3) 를 사용하여 수치해석을 수행하였고 화원 생성 현상은 MVHS(Modified Volumetric Heat Source) 모델을 통해 모사되었다. 해석 결과, 연기가 터널을 따라 전파되면서 구난역까지 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 따라서 배연시스템의 설치가 요구됨을 알 수 있다. 또한 교행로와 방화벽이 연기 제어에 기여함을 확인하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.26-31
• /
• 2014

본 논문은 컬러 영상에서 색상과 움직임 정보를 이용하여 후보영역을 특정하고 연기의 특성들을 추출하여 신경망을 사용한 검출의 성능을 분석하여 제시한다. 기존 연기 검출 알고리즘에서는 연기의 움직임, 색상을 분석하여 후보영역으로 특정하고 그 영역 안에서 연기의 여러 특성을 분석 하는 방법을 이용한다. 하지만 대부분 처음 발생하는 연기의 색상조건을 고려하지 않았기 때문에 조기 검출에는 적절하지 못하다. 본 논문은 연기의 색상과 움직임의 특성을 분석하여 그에 알맞은 방법을 적용하여 후보영역을 폭넓게 결정하고 그 영역 내에서 연기의 확산과 투명성을 인공신경망에 적용시킴으로써 나오는 성능을 분석하였다. 모의실험 결과는 91.31%의 검출율과, 2.62%의 오검출율 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.49-56
• /
• 2008

대구 지하철 화재가 발생한 중앙로 역사를 1/20 축소모델로 제작하여 연기확산 실험을 수행하였다. 지하역사의 양쪽으로 연결된 터널을 모델 실험에서도 구현해야 하지만 실험실 공간의 제약으로 인해 짧은 길이의 덕트에 유동저항을 줄 수 있는 메쉬를 부착하여 터널을 대신하였다. 방화로 인해 좌석에서 화재가 발생하였기 때문에 화재 시나리오는 좌석의 가연물 특성을 고려하여 선정하였고 가시화 장치와 온도 측정으로 역사로의 연기 전파 시간을 측정하였다. 현재 지하역사 화재시 보편적 개념으로 확립되어있는 급기형태의 제연 방식이 연기확산을 촉진하는 것을 실험적으로 확인하였다. 화재 환기가 없을 때 지하 3층 승강장에서의 화재발생으로부터 지하역사 전체에 연기가 확산되는 데에는 약 10분의 시간이 필요하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.13-19
• /
• 2003

본 논문에서는 경륜장 내부에서의 열전달과 연기성장 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 화재발생 부분의 속도 및 온도는 플롬 모델로 구하여 졌으며, 난류유동 특성을 예측하기 위하여 표준 $textsc{k}$-$\varepsilon$ 난류모델이 사용되었다. 본 연구에서는 경륜장 내부에서 화재 발생에 따른 열적 거동과 연기 분포를 보았으며 이러한 결과는 화재방재 설계에 있어 유용한 자료로 이용될 수 있다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.294-299
• /
• 2008

본 연구는 구난역을 갖는 철도 터널 내에서 화재가 발생하였을 때 연기 전파 특성에 미치는 배연효과를 다루고 있다. 터널 화재 실험은 4cm의 정사각형 형태의 n-heptane$(C_7H_{16})$ 풀화재(pool fires)에 대해서 수행되었고 다양한 화재 발생위치에 따른 발열량을 측정하였다. 또한, 본 연구에서는 상용코드인 Fluent(Ver.6.3)를 사용하여 구난역을 갖는 철도 터널 내의 연층 전파 특성을 분석하였으며, MVHS(Modified Volumetric Heat Source) 모델을 사용하여 화재에 의한 연소생성물의 농도 및 거동을 예측하였다. 해석 조건은 다양한 화재 발생 위치에 따라서 측정 된 발열량을 이용하였다. 본 연구를 통해 교행로 내에 위치한 방화문에 의해 비사고터널로의 확산을 막을 수 있음을 보였고 특히, 배연시스템의 가동을 통해 유동방향을 변화시킴으로써 사고터널내의 연기 확산을 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
• /
• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
• /
• pp.575-578
• /
• 2006

In designing smoke-control system of rescue station in train tunnel, a purpose is to prevent a disaster by proposing the jet fan operation together with smoke-control curtain in tunnel fire. This study has investigated the relationship of the Heat Release Rate(HRR) and a adequate ventilation velocity to control the fire propagation in tunnel fire, and has improved the effect of the smoke-control curtain on preventing the flow of pollutants. In this study, Computational Fluid Dynamics(CFD) simulations with ST AR-CD(ver 3.24) were carried out on predicting the fire spreading and the flow of pollutants, considering jet fan operations and effect of smoke-control curtain. Our simulation domain is the full scale model of the 'DAEGWALLYEONG' 1st tunnel. The results represent that ventilation operation can control the fire spreading and pollutants effectively to prevent a disaster.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.2130-2138
• /
• 2008

The present study investigates the ventilation effects on smoke spreading characteristics in railway tunnels with the rescue stations. Experiments were carried out for n-heptane pool fires with a square length 4 cm at different fire locations, and the heat release rates (HRR) were obtained by the measurement of burning rates. In addition, using the commercial code (FLUENT), the present article presents numerical results for smoke behavior in railway tunnels with rescue station, and it uses the MVHS (Modified Volumetric Heat Source) model for estimation of combustion products resulting from the fire source determined from the HRR measurement. As a result, it is found that smoke propagation is prevented successfully by the fire doors located inside the cross-passages and especially, the smoke behavior in the accident tunnel can be controlled through the ventilation system because of substantial change in smoke flow direction in the cross-passages.

• 터널과지하공간
• /
• 제12권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2002

터널화재시 화원의 크기에 따른 연기기동을 파악하기 위하여 모현실험 및 수치해석이 수행되었다. 모형실험의 결과를 실제 터널에 대해 적용하기 위하여 Frode상사법을 이용하였다. 터널공간내의 화재 해석에 대한 수치해석의 타간성을 입증하기 위하여 모형실험과 수치해석에서 얻어진 연층의 온도분포를 비교하였다. 터널내 온도분포를 해석함으로써 배기장치가 없는 짧은 터널에 대하여 연층은 전체 터널 높이의 절반 이하로 하강하지 않는다는 사실을 파악하였다. 또한 실험에서 얻어진 연층선단의 전파속도는 화재 발생부의 1/3 풍에 비례한다는 사실을 파악하였으며 이는 기존의 경험식 및 수치해석결과와도 잘 일치하였다. 따라서 짧은 터널에서 화재시 피난대책을 수립하는데 있어서 연층의 수평전파가 수직전파에 비해 중요한 설계변수임을 본 연구를 통하여 제시하였다.

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

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.347-365
• /
• 2020

도시지역의 교통난 해소와 녹지공간의 확보를 위해 도심지 터널이 증가하면서 차량의 정체 가능성이 높은 터널에 대한 제·배연방식으로 대배기구에 의한 집중배기방식의 적용이 증가하는 추세에 있다. 집중배기방식의 배연성능은 배연풍량 뿐만 아니라 배기구(댐퍼)의 형상이나 배기풍속 등 다양한 인자에 의해서 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 각국의 배연시스템 설계기준 및 설치현황을 알아보고 배연풍량이 동일한 경우에 배연댐퍼 사이즈에 따른 배연성능을 연기 이동거리 측면에서 수치시뮬레이션을 수행하여 비교·평가하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 배연댐퍼의 단면적이 증가할수록 배기팬에 근접한 댐퍼에서 배기풍량이 집중되어 화재 하류의 댐퍼의 배연풍량이 감소하여 하류측의 연기 이동거리가 증가하는 현상이 발생한다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해서는 배연댐퍼의 단면적을 작게하여 통과풍속을 높게 함으로써 댐퍼통과 시 압력손실이 증가하도록 하여 배기구간에서 배연풍량의 불균일성을 완화할 필요가 있다. 본 해석범위에서는 배연댐퍼의 설치간격이 50 m인 경우에는 설계통과풍속이 4.4 m/s (댐퍼면적: 2.34 ㎡ = 1.25 × 1.85 m) 이상, 댐퍼의 설치간격이 100 m인 경우에는 설계통과풍속이 4.84 m/s (댐퍼면적: 3.38 ㎡ = 1.5 × 2.25 m) 이상일 때 배연성능확보에 유리한 것으로 나타났다.