[표지]
제출문
요약보고서
목차
제1장 서론 23
1.1. 연구의 배경 및 목적 23
1.2. 연구의 목표 및 내용 24
1.2.1. 연구의 목표 24
1.2.2. 연구의 내용 24
1.3. 연구의 방법과 구성 26
1.3.1. 연구의 방법 26
1.3.2. 연구의 구성 및 흐름도 26
제2장 나라기록관청사 인근 산불발생시 피해규모 연구 29
2.1. 산불의 형태 29
2.1.1. 산불확산에 영향을 주는 요인 29
2.1.2. 산불의 유형분류 32
2.2. 산불의 진행속도 및 양상 35
2.2.1. 산불의 연소진행속도 35
2.2.2. 산불의 양상 35
2.2.3. 산불확산 시뮬레이션 37
2.3. 문화재 화재 현황 38
2.3.1. 우리나라 문화재 관련 화재통계 및 경향 분석 38
2.4. 산불화재 현황 38
2.4.1. 산불화재통계 및 경향 분석 38
2.4.2. 우리나라 산불관련 화재통계 및 경향 분석 40
제3장 청사 인근산림의 산불화재로 인한 위험성 분석 연구 42
3.1. 국내외 산불로 인한 건물피해 현황 분석 42
3.1.1. 국내 양양 산불 화재로 인한 문화재 피해 규모 분석 42
3.1.2. 국내 지리산 산불 화재로 인한 피해 규모 분석 44
3.1.3. 국외 호주 빅토리아 주 산불 화재로 인한 피해 규모 분석 45
3.1.4. 국외 칠레 토레스 델 파이네 산불 화재로 인한 피해 규모 분석 48
3.2. 나라기록관 서고의 인근산림과의 근접으로 인한 취약성 49
3.2.1. 인근산림현황 및 나라기록관 위치 49
3.2.2. 인근 산림화재시 화염 및 비화불티가 나라기록관에 미치는 영향 50
3.3. 나라기록관 서고 외벽에 부착된 샌드위치 패널의 취약성 52
3.3.1. 샌드위치 패널의 화재 취약성 52
3.4. 나라기록관 산불 위험성 평가(국립산림과학원 김동현 박사) 53
3.4.1. 산불위험예보지수 53
3.4.2. 산불위험성평가(산불사례 및 산불발생 위험성) 62
3.4.3. 산불발생위험 방지 방안 72
3.4.4. 산불피해 저감에 따른 숲가꾸기 방안 72
3.4.5. 산불방지 수막설비 78
제4장 나라기록관 보존시설의 연소방지를 위한 대책 연구 80
4.1. 나라기록관 인근 산림화재시 화염에 방호 가능한 대책강구 80
4.2. 산림화재에 대응가능한 수막방호시스템 개발 82
4.2.1. 쉘 노즐을 활용한 하부방호시스템 개발 84
4.2.2. 에어흡입 분무노즐을 활용한 하부방호시스템 개발 86
4.2.3. 쉘 노즐을 활용한 옥상상부 방호시스템 개발 91
4.3. 나라기록관 적용 가능한 통합수막방호시스템 설계 94
4.3.1. 노즐의 개수 및 배관길이 산정 94
4.3.2. 노즐 갯수 기반의 물탱크 용량 산정 96
4.4. 최적연소방지 시스템에 대한 비용산정 현황 98
제5장 최적연소방지 시스템 성능실현을 위한 시각화 구현 100
5.1. 수막방호시스템의 알고리즘 정립 100
5.1.1. 시스템 설계 100
5.1.2. 인터페이스 설계 101
5.2. 수막방호에 의한 차단효과 시각화 모델링 개발 102
5.2.1. Nozzle의 배치 및 형상 선택 102
5.2.2. 파이프라인의 설치(Draw) 104
5.2.3. 3D View 설정 104
5.2.4. Snap 105
5.2.5. Rendering 106
5.2.6. Tool 106
5.2.7. 나라기록관 수막형성 모델링 결과 108
제6장 결론 112
6.1. 나라기록관의 산불 취약성 분석결과 112
6.2. 산림화재시 방호 가능한 대책강구 113
6.3. 나라기록관 적용가능한 통합수막방호시스템 설계 114
6.4. 산림화재에 대응가능한 상·하부 노즐 개발 115
6.4.1. 쉘 노즐을 활용한 옥상상부 돌출노즐에 의한 수직하향분사 방호시스템 개발 115
6.4.2. 에어흡입 분무노즐을 활용한 상향분사 방호시스템 개발 116
6.5. 최적화된 방호시스템 실현을 위한 시각화 모델링 분석 116
6.6. 시스템 도입 공사를 위한 비용산출 분석 117
별첨 : 나라기록관 수막형성 3D 모델링 User Manual / 석현수 119
1. Introduction(개요) 122
2. NOZZLE 126
3. DRAW 130
4. VIEW 131
5. SNAP 134
6. RENDERING 135
7. TOOL 136
표 2.1. 인근 공기의 상대습도별 산불발생 위험도 30
표 2.2. 산림내 퇴적물의 함수량과 착화위험성 30
표 2.3. 풍속 및 경과시간에 따른 연소피해 면적 현황 31
표 2.4. 1997~2006년간 화재로 인한 문화재 관련 피해 현황 38
표 2.5. 2005~2006년도 산불발생 증감 현황 40
표 2.6. 원인 및 시도별 산불현황 41
표 3.1. 양양산불 요약 43
표 3.2. 양양산불로 발생한 낙산사 문화재 소실현황 43
표 3.3. 빅토리아 주 산불화재의 사상자 및 이재민 집계 47
표 3.4. 기상에 의한 일일 산불발생 추정확률 구간 55
표 3.5. 임상 산불발생위험지수(FMI) 56
표 3.6. 지형 산불발생위험지수(TMI) 56
표 3.7. 최근 5년간 봄철 건조기(2~5월)의 성남시 산불위험지수 발효 현황 59
표 3.8. 최근 5년간 봄철 건조기(2~5월)의 성남시 년/월별 산불위험지수 발효 59
표 3.9. 나라기록관 반경 5km 이내 임상통계 64
표 3.10. 숲가꾸기 대상지 73
표 3.11. 참나무림 1 임황 74
표 3.12. 리기다소나무림 임황 74
표 3.13. 잣나무림 임황 74
표 3.14. 참나무림 2 임황 75
표 4.1. 최적연소방지시스템에 의한 비용 산정 99
표 5.1. Option 구성 103
표 6.1. 수막방호시스템의 설치 비용 산정 118
그림 1.1. 나라기록관 전경 23
그림 1.2. 나라기록관과 인근산림과의 이격거리 배치도 26
그림 1.3. 나라기록관 단면도 27
그림 1.4. 산림화재 전형적인 확산 전경 27
그림 1.5. 국외 보존가치가 높은 사찰의 수막방호 사례 28
그림 2.1. 경사도별 산불 진행 속도 대비 29
그림 2.2. 지표화 산불 32
그림 2.3. 수관화 산불 33
그림 2.4. 지중화 산불 34
그림 2.5. 경사상부 연료의 예열 36
그림 2.6. 산불화재 시뮬레이션 진행 과정 37
그림 2.7. 우리나라의 대형산불 현황 39
그림 3.1. 양양 산불의 경로 42
그림 3.2. 양양 산불이 최대로 확대된 상황 전경 43
그림 3.3. 국내 산불화재로 인한 인근지역 피해사례(양양, 낙산사) 44
그림 3.4. 국내 지리산 산불화재로 인한 피해사례 45
그림 3.5. 빅토리아 주 산불 발생지점 현황 46
그림 3.6. 빅토리아 주 산불이 최대로 확대된 상황 전경 47
그림 3.7. 화마가 휩쓸고 간 빅토리아 주 전경 47
그림 3.8. 칠레 토레스 델 파이네 산불이 최대로 확대된 상황 전경 48
그림 3.9. 나라기록관의 지도상위치 표시 49
그림 3.10. 나라기록관 위성사진 49
그림 3.11. 인근 산림화염에 따른 나라기록관 착화 개념도 50
그림 3.12. 인근 산림화염 개념도 및 취약지점 표시 51
그림 3.13. 산불위험지수 계산 흐름도 55
그림 3.14. 산불위험지수 계산을 위해 사용된 5km 격자의 초단기실황 57
그림 3.15. 나라기록관 주변 산불위험지수(2012년 3월 1일) 58
그림 3.16. 나라기록관 주변 산불발생위험지도 63
그림 3.17. 나라기록관 주변 임상 분석 64
그림 3.18. 나라기록관 주변 경사분포도 65
그림 3.19. 나라기록관 주변 대형산불위험지도 66
그림 3.20. 북서쪽 3km지점에서 발생한 산불확산 예측(북서풍, 5m/s) 67
그림 3.21. 남쪽500m지점에서 발생한 산불확산 예측(남풍, 5m/s) 68
그림 3.22. 나라기록관과 산림과의 이격거리 68
그림 3.23. 산불확산시 평균 화염높이에 대한 산림으로부터 3차원 열유속 평가 69
그림 3.24. 산불확산시 최대 화염높이에 대한 산림으로부터 3차원 열유속 평가 69
그림 3.25. 산불확산시 화염으로부터 열유속 유효거리 70
그림 3.26. 나라기록관에 미치는 열유속량 70
그림 3.27. 비화에 의한 나라기록관 화재확산 위험지역 71
그림 3.28. 나라기록관 임상분포 73
그림 3.29. 미래목 선목 및 수형급 구분 76
그림 3.30. 숲 가꾸기 모식도 76
그림 3.31. 솎아베기에 따른 간벌 전·후 임분 변화 모식도 77
그림 3.32. 산불방지 수막설비 개념도 79
그림 4.1. 벌목에 의한 산사태 80
그림 4.2. 벌목에 의한 외관 손실 81
그림 4.3. 콘크리트 불연재 울타리 81
그림 4.4. 쉘 노즐 확대도 및 하부방호시스템 설치도 84
그림 4.5. 쉘 노즐 하부방호시스템 분무시연 1차 85
그림 4.6. 쉘 노즐 하부방호시스템 분무시연(현장) 85
그림 4.7. 에어흡입 분무노즐 확대도 87
그림 4.8. 에어흡입 분무노즐 분무전 장착 87
그림 4.9. 에어흡입 분무노즐의 방호막형성시 방호길이 88
그림 4.10. 에어흡입 분무노즐의 분무형상 및 PDI 액적 측정실험 88
그림 4.11. 에어흡입 분무노즐의 분무액적 크기 및 하강속도 측정결과 89
그림 4.12. 에어흡입 분무노즐의 분무액적 분산도 및 미세액적 형상도 89
그림 4.13. 에어흡입 분무노즐의 분무시연 90
그림 4.14. 에어흡입 분무노즐의 분사각도 및 도달높이 91
그림 4.15. 쉘 노즐 옥상상부 45° 분무시연 92
그림 4.16. 쉘 노즐 옥상상부 수직 분부시연 93
그림 4.17. 쉘 노즐 옥상상부분무 방호막 형성시 방호길이 93
그림 4.18. 옥상상부의 비방호지역에 사용된 보조 플러드젯 스프레이노즐(flood jet nozzle) 94
그림 4.19. 상하부 통합수막방호시스템 개념도 95
그림 4.20. 나라기록관 외부벽체 통합수막방호시스템 설계도 95
그림 5.1. 수막방호시스템 설계 100
그림 5.2. 인터페이스 설계 101
그림 5.3. Auto place Nozzle 102
그림 5.4. Import 기능 104
그림 5.5. View 구성 105
그림 5.6. Shade Mode 및 Flat Mode 106
그림 5.7. Layer Properties Manager 107
그림 5.8. 하부 에어흡입 노즐에 의해서 높이 20M까지의 수막을 형성한... 108
그림 5.9. 상부 쉘 노즐에 의해서 아래 10M까지의 수막을 형성한 모델링... 108
그림 5.10. 상부 쉘 노즐 사이의 비방호 구역을 방호하기 위한 보조 Flood... 109
그림 5.11. 전체 노즐(하부 에어흡입노즐, 상부 쉘 및 보조 Flood 노즐)이... 109
그림 5.12. 하부 에어흡입 노즐에 의해서 높이 20M까지의 수막을 형성한... 110
그림 5.13. 상부 쉘 노즐에 의해서 아래 10M까지의 수막을 형성한 모델링 조감도 110
그림 5.14. 상부 쉘 노즐 사이의 비방호 구역을 방호하기 위한 보조 Flood... 111
그림 5.15. 전체 노즐(하부 에어흡입노즐, 상부 쉘 및 보조 Flood 노즐)이... 111
그림 6.1. 산불화재 확산 시뮬레이션 결과 113
그림 6.2. 통합수막방호시스템 개념도 114
그림 6.3. 쉘 노즐 옥상상부 방호막 형성길이 115
그림 6.4. 에어흡입 분무노즐의 방호막 형성시 방호길이 116
그림 6.5. 나라기록관 3D 모델링 결과 117