본 연구에서는 대규모 실내경기장의 피난관련 이론 및 국내·외 피난시설 관련규정을 조사하고, 대규모 실내경기장을 대상으로 상용피난시뮬레이션 프로그램인 building-EXODUS를 사용하여 건축적·운용적 특성에 따른 누적대기시간과 피난소요거리 및 피난소요시간을 비교분석하였다. 이를 바탕으로 대규모 실내경기장의 피난성능 개선을 위한 건축적 개선방안과 운용적 개선방안 제시를 목적으로 연구를 진행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
건축적 개선방안은 다음과 같다.
1) 회전문이나 자동개찰구 등과 같이 출구유동계수를 감소시킬 우려가 있는 형태의 출입구는 평균피난소요시간을 18∼43초(19%) 가량 증가시키므로 피난에 크게 영향을 미치는 장소에 설치시에는 설치개수를 제한하여야 하고, 대상건축물의 출구가 평면도상 한쪽으로 치우쳐 위치할 경우 출구에서의 병목현상을 증가시키므로 출구를 균등하게 분산 배치하여야 한다.
2) 옥외피난계단을 1∼4개 증가시키면서 ...
본 연구에서는 대규모 실내경기장의 피난관련 이론 및 국내·외 피난시설 관련규정을 조사하고, 대규모 실내경기장을 대상으로 상용피난시뮬레이션 프로그램인 building-EXODUS를 사용하여 건축적·운용적 특성에 따른 누적대기시간과 피난소요거리 및 피난소요시간을 비교분석하였다. 이를 바탕으로 대규모 실내경기장의 피난성능 개선을 위한 건축적 개선방안과 운용적 개선방안 제시를 목적으로 연구를 진행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
건축적 개선방안은 다음과 같다.
1) 회전문이나 자동개찰구 등과 같이 출구유동계수를 감소시킬 우려가 있는 형태의 출입구는 평균피난소요시간을 18∼43초(19%) 가량 증가시키므로 피난에 크게 영향을 미치는 장소에 설치시에는 설치개수를 제한하여야 하고, 대상건축물의 출구가 평면도상 한쪽으로 치우쳐 위치할 경우 출구에서의 병목현상을 증가시키므로 출구를 균등하게 분산 배치하여야 한다.
2) 옥외피난계단을 1∼4개 증가시키면서 시뮬레이션 한 결과 기타 주요 변수들에 비하여 평균피난소요시간 단축효과가 비교적 작은 3.4∼23.4초(0.7∼4.5%)인 것으로 나타났다. 따라서 옥외피난계단의 설치시에는 검증된 피난시뮬레이션을 이용하여 옥외피난계단의 실효성을 검토 후 설치하여야 한다. 또한 유도등 설치는 평균피난소요시간을 17.84초(8%)가량 단축시킬 수 있으므로 건축물의 내부구조에 따라 사각지대가 발생하지 않도록 설치하고, 유도등이 기능할 수 없는 상황에 대비하여 유도등의 기능을 보완할 수 있는 지향성스피커와 같은 청각유도장치 등의 설치가 필요할 것으로 판단된다. 운용적 개선방안은 다음과 같다.
1) 기록상 최대입장객인 9,974명이 입장한 경우의 피난결과와 좌석수에 따른 재실인원인 6,000명인 경우의 피난결과를 비교한 결과 평균피난소요시간은 135.41초(136.8%)가 증가하는 것으로 나타나 객석수를 초과하는 인원의 수용은 금지하여야 한다. 또한 재실자의 피난경로 인지여부에 따른 피난결과를 비교한 결과 피난경로 인지시 평균피난소요시간이 135.41초(36.8%) 단축되는 것으로 나타나 경기나 행사의 시작 전에 영상이나 방송을 통한 피난경로 안내와 같은 운용적 측면의 개선방안을 적극 활용하여야 한다.
2) 대규모 실내경기장의 적정 출구폭 산정시에는 기설치된 어느 하나의 출구라도 사용이 불가능한 경우에는 평균피난소요시간을 최대 87.74초(40.39%) 까지 증가시킬 수 있음을 고려하여야 출구의 폭을 확보하여야 한다.
상기 결과를 종합하면 대규모 실내경기장과 같은 불특정다수의 인원이 특정시간 동안 일시에 이용하는 건축물에서는 건축적·운용적 개선방안이 동시에 적용 될 경우 개선방안이 적용되기 이전의 경우에 비하여 평균피난소요시간을 147초(58.65%)가량 단축시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 현행 사양위주의 관련법규 준수를 목표로 하는 것에서 나아가 실질적인 피난안전성 확보를 목적으로 건축물의 설계단계에서부터 출구의 배치, 회전문의 설치개소 제한, 유도등의 수량 및 설치위치 등과 같은 건축적 측면의 개선방안과 수용인원, 피난경로 인지 등과 같은 운용적 측면의 개선방안을 동시에 고려하여야 한다.
본 연구의 진행과정 중 나타난 한계점과 추후 연구과제 및 제언은 다음과 같다.
1) 피난시뮬레이션 프로그램은 프로그램 사용자들의 수많은 가정을 바탕으로 결과를 도출하기 때문에 도출된 정보들은 경험과 공학적 판단하에 실제 건물에 적용 되어야한다. 특히 입력변수에 따른 결과의 편차가 크기 때문에 프로그램의 운용자는 프로그램의 특성에 관한 명확한 이해를 바탕으로 시뮬레이션 결과를 도출하고, 보고서로 작성하여야 한다. 또한 공신력 있는 결과물로 활용하기 위해서는 프로그램의 입력변수를 명시하고, 이를 검증할 수 있는 제도적 절차가 마련되어야 할 것이다.
2) 국내의 대표적 대규모 실내경기장을 해석 대상건물로 선정하여 피난성능을 검토하였다. 그러나 추후 최근 시공되어지는 다양한 형태 및 용도의 대규모 실내공간에서의 피난성능검토가 이루어져야 할 것이고, 화재시 발생 가능한 연기 및 유독성가스 등을 피난과 함께 고려하여 피난성능을 개선할 수 있는 구체적인 설계방안 수립을 위한 연구가 진행되어야 할 것이다.
본 연구에서는 대규모 실내경기장의 피난관련 이론 및 국내·외 피난시설 관련규정을 조사하고, 대규모 실내경기장을 대상으로 상용피난시뮬레이션 프로그램인 building-EXODUS를 사용하여 건축적·운용적 특성에 따른 누적대기시간과 피난소요거리 및 피난소요시간을 비교분석하였다. 이를 바탕으로 대규모 실내경기장의 피난성능 개선을 위한 건축적 개선방안과 운용적 개선방안 제시를 목적으로 연구를 진행하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
건축적 개선방안은 다음과 같다.
1) 회전문이나 자동개찰구 등과 같이 출구유동계수를 감소시킬 우려가 있는 형태의 출입구는 평균피난소요시간을 18∼43초(19%) 가량 증가시키므로 피난에 크게 영향을 미치는 장소에 설치시에는 설치개수를 제한하여야 하고, 대상건축물의 출구가 평면도상 한쪽으로 치우쳐 위치할 경우 출구에서의 병목현상을 증가시키므로 출구를 균등하게 분산 배치하여야 한다.
2) 옥외피난계단을 1∼4개 증가시키면서 시뮬레이션 한 결과 기타 주요 변수들에 비하여 평균피난소요시간 단축효과가 비교적 작은 3.4∼23.4초(0.7∼4.5%)인 것으로 나타났다. 따라서 옥외피난계단의 설치시에는 검증된 피난시뮬레이션을 이용하여 옥외피난계단의 실효성을 검토 후 설치하여야 한다. 또한 유도등 설치는 평균피난소요시간을 17.84초(8%)가량 단축시킬 수 있으므로 건축물의 내부구조에 따라 사각지대가 발생하지 않도록 설치하고, 유도등이 기능할 수 없는 상황에 대비하여 유도등의 기능을 보완할 수 있는 지향성스피커와 같은 청각유도장치 등의 설치가 필요할 것으로 판단된다. 운용적 개선방안은 다음과 같다.
1) 기록상 최대입장객인 9,974명이 입장한 경우의 피난결과와 좌석수에 따른 재실인원인 6,000명인 경우의 피난결과를 비교한 결과 평균피난소요시간은 135.41초(136.8%)가 증가하는 것으로 나타나 객석수를 초과하는 인원의 수용은 금지하여야 한다. 또한 재실자의 피난경로 인지여부에 따른 피난결과를 비교한 결과 피난경로 인지시 평균피난소요시간이 135.41초(36.8%) 단축되는 것으로 나타나 경기나 행사의 시작 전에 영상이나 방송을 통한 피난경로 안내와 같은 운용적 측면의 개선방안을 적극 활용하여야 한다.
2) 대규모 실내경기장의 적정 출구폭 산정시에는 기설치된 어느 하나의 출구라도 사용이 불가능한 경우에는 평균피난소요시간을 최대 87.74초(40.39%) 까지 증가시킬 수 있음을 고려하여야 출구의 폭을 확보하여야 한다.
상기 결과를 종합하면 대규모 실내경기장과 같은 불특정다수의 인원이 특정시간 동안 일시에 이용하는 건축물에서는 건축적·운용적 개선방안이 동시에 적용 될 경우 개선방안이 적용되기 이전의 경우에 비하여 평균피난소요시간을 147초(58.65%)가량 단축시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 현행 사양위주의 관련법규 준수를 목표로 하는 것에서 나아가 실질적인 피난안전성 확보를 목적으로 건축물의 설계단계에서부터 출구의 배치, 회전문의 설치개소 제한, 유도등의 수량 및 설치위치 등과 같은 건축적 측면의 개선방안과 수용인원, 피난경로 인지 등과 같은 운용적 측면의 개선방안을 동시에 고려하여야 한다.
본 연구의 진행과정 중 나타난 한계점과 추후 연구과제 및 제언은 다음과 같다.
1) 피난시뮬레이션 프로그램은 프로그램 사용자들의 수많은 가정을 바탕으로 결과를 도출하기 때문에 도출된 정보들은 경험과 공학적 판단하에 실제 건물에 적용 되어야한다. 특히 입력변수에 따른 결과의 편차가 크기 때문에 프로그램의 운용자는 프로그램의 특성에 관한 명확한 이해를 바탕으로 시뮬레이션 결과를 도출하고, 보고서로 작성하여야 한다. 또한 공신력 있는 결과물로 활용하기 위해서는 프로그램의 입력변수를 명시하고, 이를 검증할 수 있는 제도적 절차가 마련되어야 할 것이다.
2) 국내의 대표적 대규모 실내경기장을 해석 대상건물로 선정하여 피난성능을 검토하였다. 그러나 추후 최근 시공되어지는 다양한 형태 및 용도의 대규모 실내공간에서의 피난성능검토가 이루어져야 할 것이고, 화재시 발생 가능한 연기 및 유독성가스 등을 피난과 함께 고려하여 피난성능을 개선할 수 있는 구체적인 설계방안 수립을 위한 연구가 진행되어야 할 것이다.
In this study, the architectural features including the flow coefficient at the exit, effective entrance width, number of entrances, evacuation stairway width, outdoor evacuation stairway and exit lights, and the operational evacuation features including the number of occupants, recognition of evacu...
In this study, the architectural features including the flow coefficient at the exit, effective entrance width, number of entrances, evacuation stairway width, outdoor evacuation stairway and exit lights, and the operational evacuation features including the number of occupants, recognition of evacuation routes by occupants and limitations to exits were examined on the large-scale field house using a commercial evacuation simulation program “building-EXODUS”. The results of this study present the architectural and operational evacuation performance improvement plan to protect human lives from diverse disasters and accidents including fire and terrorism.
1) The entrances that can reduce the entrance flow coefficient, including revolving doors or automatic turnstiles, must be limited because they increase the average evacuation time by 18s to 43s (19 %). The entrance width must be secured considering the entrance flow coefficient. And since concentrated entrances increase the bottleneck effect, entrances have to be distributed uniformly. The structure must be designed and constructed so that no bottleneck effect can occur at the entrances, corridors and stair halls, where the flows of occupants meet.
2) As shown in the results from the cases wherein 1 - 4 outdoor evacuation stairways were added according to the provisions on the outdoor evacuation stairway installation of Enforcement Decree of the Building Act, the effect of the outdoor evacuation stairway might be insignificant. Therefore, the effectiveness of the outdoor evacuation stairways must be considered before their installation, using the verified evacuation simulation. And the installation of exit lights can reduce the average evacuation time by about 17.84s (8 %). Exit lights must be installed so that their visible area can be widened and there will be no blind spots. Auditory guiding devices including directional speakers are also required to support the performance of the exit lights.
3) It must be noted that the maximum occupant accommodation may lead to a large number of casualties by increasing the average evacuation time by 65.68s (43 %), and a systematic measure is required to address this problem. And the occupants’ recognition of the evacuation routes can reduce the average evacuation time by about 135.41s (36.8 %). It is necessary to have an emergency evacuation route recognition system that includes evacuation route guidance announcement and guiding videos to increase the recognition of evacuation routes.
4) If any one of the exits is not available, the average evacuation time increases by up to 87.74s (40.39 %). The exit width in the large-scale field house must be determined considering the case where some exits are not available. And to minimize the bottleneck effect at the evacuation stairways or entrances, the evacuation routes must be determined based on the seat positions instead of on the nearest exits.
Limitations and further study subjects resulting from this study are as follows.
1) Since the evacuation simulation program is based on a lot of assumptions by program users, the derived data must be applied to the actual structure under the experimental and technical consideration. When deriving and reporting the simulation results, program users must clearly understand the features of the program because the deviations of the results significantly depend on the input variables. For the results to be used as reliable data, the input variables of the program must be presented and systematic procedures must be prepared to verify them.
2) For large-scale indoor structures of various types and usages, further studies are necessary to establish a detailed design plan that can improve the evacuation performance by considering smoke and toxic gases along with evacuation in case of fire
In this study, the architectural features including the flow coefficient at the exit, effective entrance width, number of entrances, evacuation stairway width, outdoor evacuation stairway and exit lights, and the operational evacuation features including the number of occupants, recognition of evacuation routes by occupants and limitations to exits were examined on the large-scale field house using a commercial evacuation simulation program “building-EXODUS”. The results of this study present the architectural and operational evacuation performance improvement plan to protect human lives from diverse disasters and accidents including fire and terrorism.
1) The entrances that can reduce the entrance flow coefficient, including revolving doors or automatic turnstiles, must be limited because they increase the average evacuation time by 18s to 43s (19 %). The entrance width must be secured considering the entrance flow coefficient. And since concentrated entrances increase the bottleneck effect, entrances have to be distributed uniformly. The structure must be designed and constructed so that no bottleneck effect can occur at the entrances, corridors and stair halls, where the flows of occupants meet.
2) As shown in the results from the cases wherein 1 - 4 outdoor evacuation stairways were added according to the provisions on the outdoor evacuation stairway installation of Enforcement Decree of the Building Act, the effect of the outdoor evacuation stairway might be insignificant. Therefore, the effectiveness of the outdoor evacuation stairways must be considered before their installation, using the verified evacuation simulation. And the installation of exit lights can reduce the average evacuation time by about 17.84s (8 %). Exit lights must be installed so that their visible area can be widened and there will be no blind spots. Auditory guiding devices including directional speakers are also required to support the performance of the exit lights.
3) It must be noted that the maximum occupant accommodation may lead to a large number of casualties by increasing the average evacuation time by 65.68s (43 %), and a systematic measure is required to address this problem. And the occupants’ recognition of the evacuation routes can reduce the average evacuation time by about 135.41s (36.8 %). It is necessary to have an emergency evacuation route recognition system that includes evacuation route guidance announcement and guiding videos to increase the recognition of evacuation routes.
4) If any one of the exits is not available, the average evacuation time increases by up to 87.74s (40.39 %). The exit width in the large-scale field house must be determined considering the case where some exits are not available. And to minimize the bottleneck effect at the evacuation stairways or entrances, the evacuation routes must be determined based on the seat positions instead of on the nearest exits.
Limitations and further study subjects resulting from this study are as follows.
1) Since the evacuation simulation program is based on a lot of assumptions by program users, the derived data must be applied to the actual structure under the experimental and technical consideration. When deriving and reporting the simulation results, program users must clearly understand the features of the program because the deviations of the results significantly depend on the input variables. For the results to be used as reliable data, the input variables of the program must be presented and systematic procedures must be prepared to verify them.
2) For large-scale indoor structures of various types and usages, further studies are necessary to establish a detailed design plan that can improve the evacuation performance by considering smoke and toxic gases along with evacuation in case of fire
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