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[국내논문] 터널 화재시 수분무 소화설비의 효용성 평가
Assessment of the Usefulness of the Water Spray for Fire Extinguishing in Case of Fire in Tunnels 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.22 no.5, 2008년, pp.55 - 60  

이동호 (인천대학교 안전공학과) ,  임경범 (한국소방안전협회) ,  유지오 (신흥대학 건축설비디자인과)

초록
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본 연구는 수분무 소화설비의 효용성에 대한 기초평가를 수행할 목적으로 FDS 수치시뮬레이션을 수행하였다. 화재강도(20MW, 50MW) 및 풍속의 변화에 따른 화재시 온도 및 연기농도에 대한 안전성 확보 효과를 분석하였다. 터널내 풍속이 없는 경우 수분무는 냉각효과에 의한 온도 및 연기농도 감소효과가 아주 우수하여 대피자의 안전성 확보에 효과적이었다. 화재강도가 커질수록 연기이동 억제효과는 감소한 결과를 나타났다. 또한 터널내 기류가 존재하는 경우에는 냉각효과에 의해서 연기의 성층화를 교란하며, 대피시 가시도를 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 수분무 소화설비는 화재발생시 대피자가 대피한 후에 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we conducted an FDS numerical simulation for the purpose of carrying out a basic assessment of the usefulness of the water spray for fire extinguishing. We analyzed the effect of securing the stability in temperature and smoke density in case of fire according to fire intensities (20M...

주제어

#FDS   #Water spray system   #Tunnels   #Smoke density  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 터널 화재시 화재구간의 수분무설비 작동에 따른 수치시뮬레이션을 통해 터널내 풍속의 유무(0 m/s, 2.5 m/s)에 따른 화재시 온도 및 연기농도에 대한 특성 분석을 수행하여 수분무설비의 효용성에 대한 기초적인 평가를 제공하는데 있다.
  • 본 연구에서는 수분무 소화설비가 터널내 화재특성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수치시뮬레이션에 의하여 기류에 따르는 수분무 소화설비의 효용성에 대해 분석한 결과 다음의 결론을 얻었다.
  • 터널내 화재발생시 수분무 소화설비의 안전성 평가를 위해 화재강도 20 MW 및 50 MW에서 수분무 소화설비를 가동하는 경우와 가동하지 않는 경우에 있어 온도 및 연기농도를 분석하여 화재발생시 수분무 소화설비에 대한 효용성 평가를 위해 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
도로터널의 특성은 무엇인가? 도로터널은 일반건물 구조물과는 달리 반밀폐 공간으로 화재 발생에 따른 연기 제배연 및 대피의 용이성이 매우 낮은 구조적 특성을 갖는다. 터널의 이러한 구조적 특성의 심각성으로 우리나라에서도 2006년도부터 지하터널의 방재기능 강화와 화재시 지하역사의 신속한 화재진압 및 대피를 위해 제연시스템과 자동제어설비 등 소방설비를 연차적으로 보강해 나가고 있다.
터널내 풍속이 없는 경우 수분무는 어떤 이유로 대피자의 안정성 확보에 효과적인가? 화재강도(20MW, 50MW) 및 풍속의 변화에 따른 화재시 온도 및 연기농도에 대한 안전성 확보 효과를 분석하였다. 터널내 풍속이 없는 경우 수분무는 냉각효과에 의한 온도 및 연기농도 감소효과가 아주 우수하여 대피자의 안전성 확보에 효과적이었다. 화재강도가 커질수록 연기이동 억제효과는 감소한 결과를 나타났다.
터널화재 소화설비로 스프링클러의 단점은 무엇인가? 대표적인 수계화재 제어 장치인 스프링클러는 화원 및 화염의 냉각효과에 주로 의존하는 반면, 수분무는 마이크로 이하의 입자 크기로 분사되어 액체 표면적의 증가로 인한 냉각효과의 증가 및 수증기로 기화될 때 부피팽창으로 인한 질식효과 등의 증가를 가져올 수 있다.2) 그러나 스프링클러의 사용은 연기의 성층화를 교란하여 공기와 혼합되므로 화재구간 내에 있는 대피자의 충분한 대피가 확보되지 않은 상황에서 작동함으로서 원활한 대피가 이루어지지 못하는 단점이 있다. 따라서, 터널의 특성상 화재발생을 자동감지하여 소화하는 스프링클러 설비보다 수분무설비가 도입되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (9)

  1. Y. Wu, "Assessment of the Impact of Jet Flame Hazard from Hydrogen Cars in Road Tunnels", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Vol.16, Issue 2, pp.246-254(2008) 

    상세보기 crossref

  2. 김운형, 김종훈, 박승민, 김태수, 민인홍, 전동일, 김상욱, "지하구 미분무수 소화설비 적용에 관한 연구", 한국화재.소방학회, Vol.16, No.1, pp.66-76(2002) 

  3. Haukur Ingason, "Model Scale Tunnel Tests with Water Spray", Fire Safety Journal, Vol.43, Issue 7, pp.512-528(2008) 

    상세보기 crossref

  4. 황철홍, 김한수, 이창언, 장영남, 신현준, "도로터널에서 자연풍에 의한 미세물분무의 화재제어 특성에 관한 수치해석 연구", 한국화재소방학회논문지, Vol.22, No.3, pp.221-227(2008) 

    원문보기 상세보기

  5. 건설교통부, "도로터널 방재시설 설치지침"(2004) 

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

  7. 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

  8. 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) 

  9. V. Novozhilov, D.J.E. Harvie, J.H. Kent, V.B. Apte, and D. Pearson, "A Computational Fluid Dynamics study of Wood Fire Extinguishment by Water Sprinkler", Fire Safety Journal, Vol.29, pp.259-282(1997) 

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