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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 주택화재를 연구대상으로 하고 현행 소방법규에 적용을 받지 않는 주택에서 주택용화재경보기(단독경보형화재감지기)를 설치한 경우 화재경보기의 작동이 피난안전에 미치는 영향을 분석하는데 목적을 두었다.
가설 설정
- 연구에서는 대상건물인 주택의 거실에서 야간에 화재가 발생하여 화재발생 사실을 초기에 알지 못하여 연소가 계속 확대 된다고 가정하였다. 화재는 소파(sofa)에서 시작하여 20초 후에 커턴(curtain)으로 옮겨 붙고, 다시 30초 후에는 나무벽면(wood wall)으로 확대되며 최초 화재발생 후 100초 후에는 TV세트로 확산되는 것으로 가정하여 화재시나리오를 구성하였다.
- 이 프로그램은 화재실과 연기가 확산되는 해석공간을 상하 2개의 영역(zone)으로 나누고, 상부의 뜨거운 공기층(hot zone)과 하부의 차가운 공기층(cold zone)으로 구분시켜 각 층에서는 온도나 가스농도 등의 물리적 특성이 균일하다고 가정하는 대표적인 Zone Model이다.11-13) 화재시뮬레이션 시간은 CFAST의 초기값(default)인 900초로 하였다.
- Figure 4는 화재발생 60초 후에 거실(compartment 3)과 방으로 연기가 확산된 모습을 나타낸 것이다. 이번 연구에서는 주택형화재경보기의 작동이 피난안전에 미치는 영향을 분석하는 것이 연구의 목적이므로 거실과 주방 중간 위치의 천장에 주택형화재경보기를 설치한다고 가정하여 CFAST 시뮬레이션에서 화재감지기(fire alarm detector)작동시간을 측정하였다.
- 주택은 현행소방법의 적용대상이 아니므로 화재감지기나 스프링클러가 설치되어 있지 않고, 배연설비도 설치되어 있지 않으며 야간화재를 가정하여 모든 방문과 창문은 닫은 상태로 화재시뮬레이션을 하였다.
- 본 연구의 대상인 주택은 방이 4개이고 거실과 주방으로 구성되어 있다. 큰방에는 40대 부부가, 작은 방에는 10대 남여가 각각 1명씩 거주하는 것으로 하여 1세대 4인 가족인 경우를 가정하였다.
- 동일한 조건에서 화재피난시 피난개시시간(response time)을 변화시켜가며 피난해석을 수행하였다. 피난시뮬레이션에서는 Figure 1과 Figure 3에 나타낸 것처럼 화재가 발생한 거실과 현관을 통과하여 출구(door 1)로만 피난하는 것으로 가정하였고, 거실의 소파에서 화재가 먼저 발생하여 다른 가연물로 연소가 확대되고 현관과 방으로도 연기가 확산된다고 가정하여 화재와 피난시나리오를 구성하였다.
- 연구에서는 대상건물인 주택의 거실에서 야간에 화재가 발생하여 화재발생 사실을 초기에 알지 못하여 연소가 계속 확대 된다고 가정하였다. 화재는 소파(sofa)에서 시작하여 20초 후에 커턴(curtain)으로 옮겨 붙고, 다시 30초 후에는 나무벽면(wood wall)으로 확대되며 최초 화재발생 후 100초 후에는 TV세트로 확산되는 것으로 가정하여 화재시나리오를 구성하였다.
- 본 연구의 대상인 주택은 가로 14 m 세로 12 m 규모의 1층 건물이다. 화재발생시 피난에 대한 위험도가 가장 높은 조건을 만들기 위해 출구는 현관(door 1)으로만 한정하고, 거실에서 화재가 발생하여 피난의 주 통로가 되는 현관 그리고 방문의 상부 틈새를 통해 방안으로까지 연기가 확산된다고 가정하였다.
- 화재시뮬레이션에서 수평유동개구부(Horizontal flow vent)를 고려할 때 거실에서 주방과 현관으로는 바닥에서 천장까지 높이가 동일하다고 가정하고, 야간의 화재상황을 고려하여 방문을 닫은 방으로는 문 상부의 틈새로만 연기가 유입된다고 가정하여 CFAST의 수평 유동조건을 입력했다.
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