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요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 25
제1절 연구개발의 필요성 25
1. 국내 화재피해 현황 및 예상 25
2. 국내 화재피해 저감을 위한 대응 방안의 문제점 27
3. 외국의 화재피해 대응 현황 28
4. 국제공동연구의 필요성 31
제2절 연구개발(사업)의 목표 및 내용 32
1. 연구개발(사업)의 최종목표 32
2. 연차별 연구개발(사업) 목표 및 내용 32
3. 연구평가의 착안점 및 척도 33
4. 추진전략 및 방법 34
5. 연구개발 추진체계 35
6. 국제공동연구개발 개요 36
제2장 국내외 기술개발 현황 39
제1절 국내 기술개발 현황 39
제2절 국외 관련연구 현황 44
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 53
제1절 재현대상 화재사고 조사 53
1. 개요 53
2. 대구지하철 사고 및 지하철 화재안전 상세 자료 조사 54
3. 화재 상세 전개 상황 62
제2절 중요화재 재현 방법론 66
1. 전산 시뮬레이션 기법 - FDS 66
가. FDS 개요 66
나. FDS Validation 71
2. 축소모델 실험기법 82
가. 상사성(Similarity) 이론 82
나. 실험대상 공간 및 제원 87
다. 실험 내용 88
라. 축소모델 실험 결과 90
3. 화재시나리오 95
제3절 전산해석에 의한 화재사고 재현 101
1. 전산해석 방법론 및 경계 조건 101
2. 전산해석 결과 121
가. 역사내 화재 상황 122
나. 승강장 터널 화재상황 127
다. 화재조사 결과와의 비교 132
라. 배연이 적절히 이루어 졌을 경우의 상황 142
마. 피해 확대원인 및 피해 축소 방안 150
제4절 축소모형 화재실험을 통한 화재사고 재현 151
1. 모델역사 화재실험 장치 151
2. 실험 조건 155
3. 실험 결과 160
4. 계산결과와의 비교 166
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 169
제1절 목표달성도 169
제2절 관련분야에의 기여도 172
제5장 연구개발결과의 활용계획 173
제6장 참고문헌 175
표 1.1.1. 지난 10년간의 화재피해 자료 26
표 1.1.2. 국외 화재관련 연구기관 현황 28
표 1.2.1. 연차별 목표 및 내용 32
표 1.2.2. 연구평가의 착안점 및 척도 33
표 3.1.1. 대구 지하철 화재의 화원 발열량 56
표 3.1.2. 인명피해 57
표 3.1.3. 재산 피해 57
표 3.1.4. 터널내 환기설비 및 용량 59
표 3.2.1. Energy budget with various radiation modes in FDS 76
표 3.2.2. Comparison of input HRR with output HRR 78
표 3.2.3. PAN의 크기에 따른 연료의 증발량 91
표 3.2.4. Comparison of the similarity in the scaled model study 92
표 3.2.5. 대구 지하철 화재의 화원 발열량 95
표 3.2.6. 대구지하철 화재 이후 개선된 열차 내장재 현황 98
표 3.2.7. NFPA에서 규정하는 화재의 성장 구분 98
표 4.1.1. 목표달성도 169
그림 1.1.1. 화재피해액 예측 26
그림 1.1.2. 미국 MGM Hotel 화재 사진 및 층별 사망자 분포 29
그림 1.1.3. FDS에 의한 화재발생 지역의 온도분포 예측 (NIST) 30
그림 1.1.4. FDS에 의한 화재발생 지역의 화염 전파 예측 (NIST) 30
그림 1.2.1. 연구개발 추진체계 35
그림 2.1.1. 터널화재 실험 및 수치해석 40
그림 2.1.2. 공동주택실물화재실험 41
그림 2.1.3. 대공간 실물 축연실험 42
그림 2.1.4. 실물터널화재실험 43
그림 2.2.1. FDS에 의한 화재발생 지역의 온도분포 예측 (NIST) 47
그림 2.2.2. FDS에 의한 화재발생 지역의 화염 전파 예측 (NIST) 47
그림 3.1.1. 대구지하철 화재 사진 53
그림 3.1.2. 대구 지하철 화재사고 개요도 53
그림 3.1.3. 중앙로역 역사 도면 55
그림 3.1.4. 역사내부 환기 용량 58
그림 3.1.5. 고온의 연기로 용융한 유도등 지하2층으 중앙광장, 중앙부 개찰구 앞 60
그림 3.1.6. 터널시작 측에서의 연기 흔적 하부로는 공기가 공급되어 연기 흔적이 없음 60
그림 3.2.1. FDS의 Hydrodynamic 모델중 하나인 LES 개념도 67
그림 3.2.2. FDS의 소화 Mechanism 70
그림 3.2.3. Energy budget for INERT wall boundary conditions in FDS 73
그림 3.2.4. Energy budget for steel wall boundary conditions in FDS 74
그림 3.2.5. Energy budget for insulated steel wall boundary conditions in FDS 74
그림 3.2.6. Energy budget with various wall boundary conditions in FDS 75
그림 3.2.7. Energy budget with various radiation modes in FDS 76
그림 3.2.8. Comparison of internal energy increase with radiation heat transfer 77
그림 3.2.9. Effect of soot yield ratio on energy budget in FDS 79
그림 3.2.10. Comparison of energy budget with soot yield for radiative fraction=0 - No radiation 80
그림 3.2.11. Effect of soot yield ratio on energy budget without radiation heat transfer 81
그림 3.2.12. 제한된 공간에서의 연층 높이 개념도 83
그림 3.2.13. 기계배연이 있는 상태에서의 연층 높이 개념도 85
그림 3.2.14. Schematic diagram of the experimental set up 87
그림 3.2.15. 축소모델 형상 사진 88
그림 3.2.16. the Fume layer formed in the scaled-model 90
그림 3.2.17. Gas layer temperature (Tg) with respect to non-dimensional heat release rate(Q*) for various non-dimensional gas layer height (z*) in the models(이미지참조) 93
그림 3.2.18. Correction of gas volume flow rate for various energy input(Q*) and gas layer heights (z*)(이미지참조) 94
그림 3.2.19. 열차당 열 발생률 96
그림 3.2.20. 화원 전파 및 총 열발생률 97
그림 3.2.21. 발열량 측정장치 계통도 99
그림 3.2.22. 화재성장곡선과 초기화재 발열량 산정 100
그림 3.3.1. 계산영역 101
그림 3.3.2. 역사내 시설물 102
그림 3.3.3. 입체도 및 지상출구 계단 102
그림 3.3.4. 계산에 사용된 Grid System 103
그림 3.3.5. 초기화재 발열량 곡선 103
그림 3.3.6. 화원 전파 및 총 열발생률 104
그림 3.3.7. 화원 전파 상황 122
그림 3.3.8. 역사내 연기 전파 상황 123
그림 3.3.9. 역사내 온도분포 124
그림 3.3.10. 역사내 산소농도 분포 125
그림 3.3.11. 역사내 가시거리 분포 126
그림 3.3.12. 우측터널의 연기전파 및 산소농도 분포 127
그림 3.3.13. 우측터널의 온도 및 가시거리 분포 129
그림 3.3.14. 좌측터널의 연기전파 및 산소농도 분포 130
그림 3.3.15. 우측터널의 온도 및 가시거리 분포 131
그림 3.3.16. 화재 발생 초기 대구역 방향 터널에서 바라본 승강장에서의 연기 전파 132
그림 3.3.17. 역사내의 연기 전파 상황 134
그림 3.3.18. 중앙선에서의 온도 분포 및 가시도 분포 136
그림 3.3.19. 화재발생 1시간 30분 후의 인명 구조 Route 및 온도분포 138
그림 3.3.20. 중앙선 및 승강장으로의 계단 단면에서의 온도분포 139
그림 3.3.21. 터널 시작점에서 바라본 승강장 내부 온도분포 (4800 sec) 139
그림 3.3.22. 고온의 연기로 용융한 유도등 - 지하2층의 중앙광장, 중앙부 개찰구 앞 140
그림 3.3.23. 터널시작 측에서의 연기 흔적, 하부로는 공기가 공급되어 연기 흔적이 없음 140
그림 3.3.24. 역사내부 환기 용량 142
그림 3.3.25. 정상배연상태의 역사내 연기 전파 상황 143
그림 3.3.26. 정상배연상태의 역사내 온도 분포 144
그림 3.3.27. 정상배연상태의 역사내 산소농도 분포 145
그림 3.3.28. 정상배연상태의 역사내 가시도 분포 146
그림 3.3.29. 정상배연상태의 터널내 연기전파 및 산소농도 분포 147
그림 3.3.30. 정상배연상태의 터널내 온도 및 가시도 분포 148
그림 3.3.31. 배연량 변화에 따른 연기 전파 상황 변화 149
그림 3.4.1. 모델 지하역사 및 급배기 구역 개념도 152
그림 3.4.2. 모델역사 사진 153
그림 3.4.3. 모델역사 급배기 설비 사진 153
그림 3.4.4. 모델역사 화원부 사진 154
그림 3.4.5. 레이저에 의한 연기가시화 개념도 155
그림 3.4.6. 레이저를 이용한 연기전파 가시화 사진 155
그림 3.4.7. 열전대 배치도 155
그림 3.4.8. 초기 화재성장 곡선 156
그림 3.4.9. 단일 연료팬의 발열량 157
그림 3.4.10. 단일 연료팬의 Froude scaling에 의한 실물크기 발열량 158
그림 3.4.11. 4개 연료팬의 발열량 곡선 158
그림 3.4.12. 모델 역사내 화원 159
그림 3.4.13. 4개 연료팬의 Froude scaling에 의한 실물크기 발열량 159
그림 3.4.14. 레이저 가시화에 의한 연기전파 시간 측정 160
그림 3.4.15. 열전대 온도 측정 data에 의한 연기전파 상황 161
그림 3.4.16. 실험 #1의 연기전파 상황 161
그림 3.4.17. 실험 #1의 터널 온도 변화 162
그림 3.4.18. 실험 #2의 연기전파 상황 162
그림 3.4.19. 실험 #2의 터널 온도 변화 163
그림 3.4.20. 터널로부터 의 공기 유입 164
그림 3.4.21. 급배기가 이루어지지 않는 경우의 좌측 터널 인접 계단에서의 온도 164
그림 3.4.22. 역사내 연기 전파 상황 (계산) 166
그림 3.4.23. 1500초 경과후 역사내 온도 분포 167
그림 3.4.24. 좌측터널의 연기전파 및 산소농도 분포 168
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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