[논문]지하 노래방 화재 시 배연차의 활용에 관한 연구

이성룡

지하 노래방 화재 시 배연차의 활용에 관한 연구
A Study on the Application of a Exhaust Engine in Basement Karaoke Fires 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.20 no.4 = no.87, 2010년, pp.277 - 283

이성룡 (중앙소방학교 소방과학연구실)

초록
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본 연구에서는 지하공간에서 화재 발생 시 배연장비의 연기배출 성능을 평가하기 위하여 실험을 실시하였다. 배연장비로는 일선 관서에서 사용 중인 배연차를 사용하였다. 실험은 재개발 예정 지하 노래방에서 수행되었다. 배연차의 가동에 따라 실내 온도분포 및 연기농도를 측정하였다. 배연차를 가동함으로 인하여 복도에서 온도가 $50^{\circ}C$ 이하로 감소하였으며 가시도 또한 향상되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, an experiment was conducted to evaluate the effectiveness of a exhaust engine in a basement karaoke fire. Exhaust engine was used as ventilation equipment in the experiment. Experiment was carried out in a basement karaoke for redevelopment. Temperature distribution and smoke concentration were evaluated according to the operation of an exhaust engine. Temperatures were decreased below $50^{\circ}C$ at the corridor due to the operation of the exhaust engine. Visibility was also improved.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 지하노래방 화재 시 고발포 배연차를 사용한 배연실험을 실시하였다. 본 연구를 통해 얻은 결론을 다음과 같이 정리할 수 있다.
본 연구에서는 현재 일선 소방관서에서 사용 중인 고발포 배연차를 사용하여 지하노래방 화재 발생 시 배연성능을 평가하기 위하여 실험을 실시하였다. 이를 통하여 배연차의 효용성 및 활용도 제고를 통하여 화재 시 효율적이고 효과적인 연기제거를 위한 화재진압 전술의 기초 데이터를 제공하고자 한다.
본 연구에서는 현재 일선 소방관서에서 사용 중인 고발포 배연차를 사용하여 지하노래방 화재 발생 시 배연성능을 평가하기 위하여 실험을 실시하였다. 이를 통하여 배연차의 효용성 및 활용도 제고를 통하여 화재 시 효율적이고 효과적인 연기제거를 위한 화재진압 전술의 기초 데이터를 제공하고자 한다.

제안 방법

0 m) 총 18개의 열전대를 설치하여 온도변화를 측정하였다. 1층으로 통하는 출입문 부근과 복도가 시작되는 위치에 광감지 센서를 부착(1.5 m 높이)하여 연기의 농도변화를 측정하였다. 열전대 및 연기센서의 위치는 그림 3에서 확인할 수 있다.
데이터 수집 장치의 각 채널에서 수집된 데이터는 RS-232를 통해 PC로 전송된다. 또한 실내 임의의 위치에서 연기의 농도를 측정하기 위하여 감광지 연기농도 측정장치를 사용하였다. 광원으로는 650 nm 파장의 레이저다이오드 모듈을 사용하였으며 광센서로 포토다이오드를 사용하였다.
재개발 예정인 지하 노래방에서 고발포 배연차를 이용한 배연실험을 실시하였다. 실험대상 노래방은 지하에 위치하고 있으며 내부공간의 면적은 206 m²로 12개의 방과 복도, 홀로 구성되어 있다.
화재가 노래방 전체로 확대되는 것을 방지하기 위하여 화재실 부근을 제외한 영역에 예비주수를 실시한 후 실험을 실시하였다. 점화 9분 후 비상출구를 개방하였으며 10분 10초 후 배연차를 가동하였다. 14분 후 배연차 가동을 종료하였다.
화재가 노래방 전체로 확대되는 것을 방지하기 위하여 화재실 부근을 제외한 영역에 예비주수를 실시한 후 실험을 실시하였다. 점화 9분 후 비상출구를 개방하였으며 10분 10초 후 배연차를 가동하였다.
화재실에 2개(Tree 1: 1 m, 2 m), 비상출구 부근에 4개(Tree 2: 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m), 복도공간에 8개(Tree 3, Tree 4: 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m), 홀에 4개(Tree 5: 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m) 총 18개의 열전대를 설치하여 온도변화를 측정하였다. 1층으로 통하는 출입문 부근과 복도가 시작되는 위치에 광감지 센서를 부착(1.

대상 데이터

노래방에서 화재 등의 사고가 발생하면 대형의 인명사고를 초래할 수 있다. 2009년 1월 부산의 지하 노래방에서 화재가 발생하여 9명이 사망하였다. 특히 지하에 위치한 노래방의 경우 그 위험성이 더 크다고 할 수 있다.
또한 실내 임의의 위치에서 연기의 농도를 측정하기 위하여 감광지 연기농도 측정장치를 사용하였다. 광원으로는 650 nm 파장의 레이저다이오드 모듈을 사용하였으며 광센서로 포토다이오드를 사용하였다.
배연장비로는 현재 일선관서에서 사용 중인 고발포 배연차를 사용하여 배연실험을 실시하였으며 이를 그림 5에 나타내었다. 고발포 배연차는 화재현장에 연기를 밀어내는 송풍기능과 지하화재, 유류화재 진압을 위한 발포기능, 화재현장의 소방관과 인명을 보호하기 위해 특수 제작된 워터미스트로 구성되어 있다.
실험공간의 온도 측정을 위하여 소선 지름 0.6 mm의 K-타입 열전대를 사용하였다. 열전대의 측정범위는 -200℃～1200℃이며 -20℃～120℃ 구간에서 ±2℃의 오차를 가진다.
재개발 예정인 지하 노래방에서 고발포 배연차를 이용한 배연실험을 실시하였다. 실험대상 노래방은 지하에 위치하고 있으며 내부공간의 면적은 206 m²로 12개의 방과 복도, 홀로 구성되어 있다. 노래방의 평면도를 그림 3에 나타내었다.
열전대의 측정범위는 -200℃～1200℃이며 -20℃～120℃ 구간에서 ±2℃의 오차를 가진다. 열전대에 발생된 신호는 Agilent 34970A data acquisition unit과 Agilent 34901A 채널을 통해 수집되었다. 데이터 수집 장치의 각 채널에서 수집된 데이터는 RS-232를 통해 PC로 전송된다.
점화원으로는 휘발유 50 mℓ에 적신 솜뭉치(10 cm× 10 cm)를 사용하였으며, 소파 한쪽 모서리에 위치시킨 후 점화하였다.

성능/효과

1) 일반음식점에서 142건, 다음으로 노래연습장에서 130건, 유흥주점 92건의 순으로 화재가 발생하였다. 주거시설의 경우 겨울철과 비교하여 여름철에는 상대적으로 화재가 덜 발생하지만 노래방, 유흥주점 등에서는 여름철에 화재가 많이 발생하고 있다.
2009년 노래방에서 발생한 화재발생통계를 그림 2에 나타내었다.¹⁾ 총 130건의 화재가 발생하였으며 7월에 23%, 8월에 13%의 화재가 발생하였다. 두 달을 합치면 36%로 연간 화재 발생의 3분의 1 이상이 두 달 동안에 일어난다.
1) 화재발생 5분 후 화재실이 최성기에 도달하였으며 약 6분 후 연기가 출입구를 통하여 배출되기 시작하였다.
2) 배연차 가동으로 인하여 신선한 외기의 공급 및 배연풍의 영향으로 인하여 화재실과 화재실 부근의 영역에서는 화재가 확대되고 내부의 온도가 증가하였다.
3) 화재발생으로 인하여 복도에서의 온도가 450℃이상 증가하였으며 배연을 실시함으로 인하여 화재실 상류 영역에서는 온도가 50℃ 이하로 감소하였다.
4) 배연을 실시함으로 인하여 센서의 전압이 약 0.13mV 증가하였다.
최고 약 800℃ 이상까지 온도가 증가하다가 600℃ 이상을 유지하면서 안정화 단계에 도달하였다. 비상출구를 개방하고 배연차를 가동함으로써 화재실 내부로 신선한 공기가 공급되고 이로 인하여 화재가 확대되는 것을 확인할 수 있다. 배연을 실시함으로 인하여 실내온도가 900℃ 이상까지 증가하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노래방이란?	자동 반주기계 같은 것을 갖추어 노래를 부를 수 있게 한 영업소를 노래방이라 한다. 주로 동남아시아, 동북아시아에 많으며 나라마다 다른 이름으로 불리고 있다.
	노래방에서의 화재 발생이 여름에 많이 일어나는 이유는?	두 달을 합치면 36%로 연간 화재 발생의 3분의 1 이상이 두 달 동안에 일어난다. 이는 무더위와 습한 날씨로 인해 냉방기기의 사용이 급증하면서 누전, 과부하 등으로 인한 화재 발생이 크게 늘기 때문으로 분석된다.
	노래방이 다른 나라에서 어떻게 불리고 있는가?	주로 동남아시아, 동북아시아에 많으며 나라마다 다른 이름으로 불리고 있다. 중국과 대만에서는 KTV, 일본에서는 가라오케, 필리핀에서는 비디오케로 불리고 있다.

참고문헌 (10)

국가화재정보시스템, www.firedata.go.kr.
S. Kerber and W. D. Walton, 2003, Characterizing Positive Pressure Ventilation using Computational Fluid Dynamics, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 7065.
S. Kerber and W. D. Walton, 2005, Effect of Positive Pressure Ventilation on a Room Fire, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 7213.
S. Kerber, 2006, Evaluation of the Ability of Fire Dynamics Simulator to Simulate Positive Pressure Ventilation in the Laboratory and Practical Scenarious, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 7315.
S. Kerber and W. D. Walton, 2006, Full-Scale Evaluation of Positive Pressure Ventilation in a Fire Fighter Training Building, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 7342.
S. kerber, D. Madrzykowski and David Stroup, 2007, Evaluating Positive Pressure Ventilation in Large Structures: High-rise Pressure Experiments, National Institute of Standards and Technology, NISTIR 7412.
이성룡, 한동훈, 2010, 지하공간 화재시 배연장비의 활용에 관한 연구, 터널과 지하공간 20.2, 92-96.

원문보기 상세보기
이성룡, 한동훈, 2010, 복도공간 화재시 배연차를 활용한 배연에 관한 실험적 연구, 한국화재소방학회논문지 24.3, 99-105.
Tempest Technology Corporation, www.tempest-edge.com
이성룡, 김충익, 유홍선, 2001, 터널 화재시 자연배기에 의한 연기 거동에 관한 실험적 연구, 한국화재소방학회논문지 15.1, 1-6.

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