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[국내논문] 지하철 승강장 급배기 조건에 따른 화재 위험성 평가
Fire Risk Assessment for Subway Station According to Supply and Exhaust Conditions 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.22 no.5, 2008년, pp.29 - 34  

김하영 (인천대학교 안전공학과 대학원) ,  이동호 (인천대학교 안전공학과) ,  김정엽 (한국건설기술연구원)

초록
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본 연구에서는 대피자의 최적 배연조건 확립을 위하여 CFD모델을 이용한 수치해석을 통해 지하철 승강장 내에서의 화재 시 다양한 배연조건에서의 화재 위험성을 검토하였다. 결과로 스크린도어를 설치한 경우가 설치하지 않은 경우보다 온도의 상승폭이 최대 $65.37%{\sim}74.97%$ 낮게 나타났다. 또한 급기나 압인배기시 승강장에 난류가 발생함에 따라 온도 및 연기층이 교란되어 하락됨에 따라 탈출시 위험을 유발할 수 있는 것으로 판단되었다. 따라서 배연용량 및 승강장 공간 설정시 배연조건에 따른 화재 특성을 고려한 설계가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this research, to establish the emission for the people who are clearing out, through the numerical analysis using the CFD model, the dangerousness has been investigated in the various emission conditions in a station platform. As a result of research, it is found out that the temperature variati...

주제어

#Subway station   #CFD   #Fire risk assesment   #Screen door  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 CFD모델을 이용한 수치해석을 통해 지하철 승강장 내에서의 화재 시 다양한 배연조건에서의 화재 위험성을 평가함으로서 대피자의 최적 배연조건 확립에 그 목표를 두고 있다.
  • 승강장부의 급배기 시설은 평상시의 쾌적한 환경을 유지하는 역할과 화재 발생시 제배연을 통해 대피자의 대피로 확보에 기여하게 된다. 본 절에서는 승강장 급배기 유무와 급배기 조건에 따른 위험성을 평가하였다. Figure 6~8은 승강장부 급배기 조건에 따른 터널 승강장부의 위치별 온도를 도식한 결과이며 Table 5는 구역별 평균치를 나타낸다.
  • TES(승강장 터널부 급배기 시설)는 지하철 승강장의 터널부에 위치하여 지하철 차량풍을 막아주며 지하철의 차량 과열을 방지해주는 역할을 한다. 본 절에서는 이러한 TES를 제배연 시설로 사용할 경우 발생하는 효과에 대해 평가하였다.
  • 최근 신설되는 지하철 승강장에는 스크린도어를 기본적으로 설치하고 있는 추세이며 모든 지하철 역사에 스크린도어의 설치가 추진되고 있다. 본 절에서는 이러한 스크린도어의 설치여부에 따른 위험성을 평가하였다.
  • 터널부의 급배기 시설은 기존의 열차풍의 제어를 위해 설치되었지만 터널부의 급배기 여부도 화재시 제배연에 영향을 미칠 수 있는 연구결과로 인해 신규역사 건설시 중요하게 고려되고 있는 사항이다. 본 절에서는 이러한 터널부의 급배기 조건에 따른 화재 위험성을 평가하였으며 조건에 따른 단순비교를 위해 TES 및 승강장 제배연은 고려하지 않았다. Figure 9와 Table 6은 터널부 제배연 조건에 따른 수치해석 결과이다.
  • 수치해석을 통한 지하철 승강장 급배기조건에 따른 화재 위험성 평가를 통해 다음의 결론을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지하철 역사에서의 화재 발생 시에 어떤 어려움이 있는가? 지하철 역사에서의 화재 발생 시 밀폐된 공간적 특성으로 인해 화재 초기의 진화작업에 많은 어려움이 있다. 또한, 공간내의 충분한 방재시설이나 통풍 등의 제연시스템의 설치가 미비하거나 제연운전 방식이 적절하지 않을 경우 공간 내 대피자의 피난경로가 굴뚝 효과로 인한 연기의 확산경로가 될 가능성이 매우 높다.
지하철은 어떠한 이유에서 활발히 건설되어 왔는가? 지하철은 1843년 영국의 화린던 스트리트와 비숍로드간 6.03 km 구간의 건설을 시작으로 세계의 주요 도시에서 대량인구의 집중, 활발한 도시활동, 운송수요의 증대, 자동차 폭증 등의 이유로 활발히 건설되어 왔다. 또한 최근 들어 단순히 이동수단 뿐만 아닌 문화 및 생활공간 등의 지하철 역사 활용도가 높아짐에 따라 인구의 밀집 및 유동이 증가하여 이에 대한 지하공간 내 쾌적한 환경 유지와 화재 등 유사시에 신속히 대처하기 위한 시스템 개발 및 연구가 활발히 이루어지고 있다.
배연용량 및 승강장 공간 설정시 배연조건에 따른 화재 특성을 고려한 설계가 필요한 이유는 무엇인가? 97%$ 낮게 나타났다. 또한 급기나 압인배기시 승강장에 난류가 발생함에 따라 온도 및 연기층이 교란되어 하락됨에 따라 탈출시 위험을 유발할 수 있는 것으로 판단되었다. 따라서 배연용량 및 승강장 공간 설정시 배연조건에 따른 화재 특성을 고려한 설계가 필요하다.
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참고문헌 (12)

  1. 인천광역시 도시철도건설본부, "인천도시철도 1호선 송도 연장건설사업 기본설계보고서(토목/궤도)"(2004.8) 

  2. Kevin McGrattan and Glenn Forney, "Fire Dynamics Simulator(Version 4) User's Guide", NIST(2005. 2) 

  3. T.G. Ma and J.G. Quintiere, "Numerical Simulation of Axi-symmetric Fire Plumes: Accuracy and Limitations", Fire Safety Journal, Vol.38, pp.467-492(2003) 

    상세보기 crossref

  4. H.R. Baum and B.J. MaCaffery, "Fire Insuced Flow Field-Theory and Experiment", Fire Safety Science Proceedings of the Second International Symposium, pp.129-148(1989) 

  5. James A. Milke, "NFPA 92B, Guide For Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas, 2000 Edition", NFPA, pp.47-48(2000) 

  6. W.K. Chow, W.Y. Hung, Y. Gao, G. Zou and H. Dong, "Experimental Stusy on Smoke Movement Leading to Glass Damages in Double-skinned Facade", Construction and Building Materials, (2005) 

  7. William D. Kennedy, "NFPA 130, Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems, 2003 Edition", NFPA(2003) 

  8. G.W. Mulholland, "The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Chapter Smoke Production and Properties", Third Edition, National Fire Protection Association, pp.2-265-266(2002) 

  9. John H. Klote and James A. Milke, "Principles of Smoke Managemen", ASHRAE, SFPE(2002) 

  10. David A. Purser, "The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Chapter Toxicity Assessment of Combustion Products", Third Edition, National Fire Protection Association, pp.2-83-171(2002) 

  11. D.-H. Rie, M.-W. Hwang, S.-J. Kim, S.-W. Yoon, J.-W. Ko, and H.-Y. Kim, "A Sudy of Optimal Vent Mode for the Smoke Conrtrol of Subway Station Fire", Tunnelling and Underground Space Technology, Vol.21/3-4, pp.302-303(2006) 

    상세보기 crossref

  12. 이동호, 유지오, "지하철 화재시 본선터널 환기시스템에 따른 열 및 연기배출 특성", 한국소방학회논문지, Vol.17, No.2, pp.62-69(2003) 

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