최근 급속한 경제성장에 따른 인구의 도시 집중화 현상이 발생하고 있으며 이로 인해 도시 건물의 밀집화, 고층화, 용도의 다변화에 따라서 화재 및 사고 범죄의 위험이 상당히 증가하는 추세이다. 이런 협소거주공간은 무창층의 특성을 가지고 있어 화재 발생시 급격한 연기확산 속도에 따른 거주자의 피해가 큰 게 현실이며 소방작전에 사용되는 무선통신의 전파 투과율 및 송달거리 또한 건축자재 및 건축물의 형태에 따라 통신 성능의 차이가 발생한다. 따라서 효율적인 소방작전을 위해 본 논문에서는 협소거주 공간의 건물 자재(철근콘크리트벽체, 샌드위치 패널 벽체, 경량칸막이 석고보드 벽체, 유리 출입문, 방화철문) 및 구조 특성을 분석하고 이에 따른 무선 통신의 전파(주파수 대역424MHz, 2.4GHz) 투과율 및 송달거리 측정실험을 통해 최적의 소방작전을 위한 협소거주 공간의 통신 환경 솔루션을 도출하였다.
최근 급속한 경제성장에 따른 인구의 도시 집중화 현상이 발생하고 있으며 이로 인해 도시 건물의 밀집화, 고층화, 용도의 다변화에 따라서 화재 및 사고 범죄의 위험이 상당히 증가하는 추세이다. 이런 협소거주공간은 무창층의 특성을 가지고 있어 화재 발생시 급격한 연기확산 속도에 따른 거주자의 피해가 큰 게 현실이며 소방작전에 사용되는 무선통신의 전파 투과율 및 송달거리 또한 건축자재 및 건축물의 형태에 따라 통신 성능의 차이가 발생한다. 따라서 효율적인 소방작전을 위해 본 논문에서는 협소거주 공간의 건물 자재(철근콘크리트벽체, 샌드위치 패널 벽체, 경량칸막이 석고보드 벽체, 유리 출입문, 방화철문) 및 구조 특성을 분석하고 이에 따른 무선 통신의 전파(주파수 대역 424MHz, 2.4GHz) 투과율 및 송달거리 측정실험을 통해 최적의 소방작전을 위한 협소거주 공간의 통신 환경 솔루션을 도출하였다.
Recently, Population has been concentrated in cities due to rapid economic growth. As a result, urban buildings are becoming more dense, high-rise, and diversified. The shape of these urban buildings increases the risk of fire, accidents and crime. The narrow living space has the characteristic of t...
Recently, Population has been concentrated in cities due to rapid economic growth. As a result, urban buildings are becoming more dense, high-rise, and diversified. The shape of these urban buildings increases the risk of fire, accidents and crime. The narrow living space has the characteristic of the unchanged floor. In case of a fire, the living space of the narrow residence is large in the damage because the smoke diffusion rate is fast. The radio wave transmittance and transmission distance of wireless communication used in fire fighting operations vary depending on the type of building materials and buildings. Therefore, this paper analyzes the building materials and structural characteristics of the narrow residential space for efficient fire fighting operations. We have developed a communication environment solution for a narrow residential space for the optimal fire fighting operation through the measurement of the radio wave transmittance and the transmission distance of the wireless communication.
Recently, Population has been concentrated in cities due to rapid economic growth. As a result, urban buildings are becoming more dense, high-rise, and diversified. The shape of these urban buildings increases the risk of fire, accidents and crime. The narrow living space has the characteristic of the unchanged floor. In case of a fire, the living space of the narrow residence is large in the damage because the smoke diffusion rate is fast. The radio wave transmittance and transmission distance of wireless communication used in fire fighting operations vary depending on the type of building materials and buildings. Therefore, this paper analyzes the building materials and structural characteristics of the narrow residential space for efficient fire fighting operations. We have developed a communication environment solution for a narrow residential space for the optimal fire fighting operation through the measurement of the radio wave transmittance and the transmission distance of the wireless communication.
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문제 정의
따라서 본 연구는 협소거주공간(고시원, 지하노래방 등)의 건물 자재 및 구조 특성을 분석하고 이에 따른 무선 통신의 전파 투과율 및 송달거리 측정실험을 통해 최적의 소방작전을 위한 협소거주 공간의 통신 환경 솔루션 도출을 목표로 한다.
본 논문에서는 협소거주 공간의 건물 자재 및 구조 특성을 분석하고 이에 따른 무선 통신의 전파 투과율 및 송달거리 측정실험을 통해 최적의 소방작전을 위한 협소거주 공간의 통신 환경 솔루션을 도출하였다.
제안 방법
국내에는 아직 전파의 벽체 투과실험에 대한 기준이 없기에 TTA의 전자파 방사성능(Over the air Performance)에 따른 전파 손실율 측정방법을 기준으로 실험을 실시하였다. 실험벽체에서 1.
먼저 협소거주공간의 실내는 콘크리트, 조벽, 샌드위치패널 및 문의 특성이 목조, 합성수지, 철재방화문 등으로 구성되어 있기에 협소거주공간의 무선통신의 구조적, 공간적 특성을 정의하였으며 이를 바탕으로 424MHz, 2.4GHz 주파수 대역의 전파의 투과손실율과 투과 손실 량을 실험을 통해 도출하였다. 이 결과는 향후 협소 거주공간의 무선 통신시스템을 개발하는 연구에 무선통신환경에 대한 분석 자료로 활용이 될 수 있다.
국내에는 아직 전파의 벽체 투과실험에 대한 기준이 없기에 TTA의 전자파 방사성능(Over the air Performance)에 따른 전파 손실율 측정방법을 기준으로 실험을 실시하였다. 실험벽체에서 1.0m떨어진 곳에서 전파를 발신, 수신안테나의 위치도 벽체에서 1.0m떨어진 곳에 설치하여 그림 3의 송신기와 수신기기를 이용하여 주파수 투과손실을 비교하였고 사용 주파수의 투과손실이 일정한지를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 실험의 결과 값은 10회 측정하여 평균값을 이용하여 분석하였다.
협소거주공간에 적합한 통신모듈을 선택하고자 전파의 감쇠와 투과손실을 중심으로 실험을 실시하였다. 다양한 주파수의 전파들 중에서 424MHz와 2.
대상 데이터
각 벽체의 투과실험은 그림 2와 같이 서울 구로구에 소재한 마리오타워 건물 내부를 대상으로 실시하였다. 전파의 벽체 투과 실험을 위해 사용한 송수신기의 사양은 아래 표 5와 같다.
협소거주공간에 적합한 통신모듈을 선택하고자 전파의 감쇠와 투과손실을 중심으로 실험을 실시하였다. 다양한 주파수의 전파들 중에서 424MHz와 2.4GHz의 전파를 협소거주공간의 기준 전파로 정의하고 본 실험에서 채용하도록 한다.
실험의 모델은 그림 1의 협소거주공간 대표자재로 이루어진 벽체를 기준으로 실시하였으며, 실험의 벽체들은 철근콘크리트벽체, 샌드위치 패널 벽체, 경량칸막이(석고보드)벽체, 출입문(유리문, 방화철문)등 5가지 재료를 선정하였다.
데이터처리
0m떨어진 곳에 설치하여 그림 3의 송신기와 수신기기를 이용하여 주파수 투과손실을 비교하였고 사용 주파수의 투과손실이 일정한지를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 실험의 결과 값은 10회 측정하여 평균값을 이용하여 분석하였다.
성능/효과
마찬가지로 철제 방화문의 경우 또한 투과 손실이 많음을 확인할 수 있었다. 2.4GHz의 전파의 경우 장애물에 의한 투과손실이 424MHz에 비해 작은 것 또한 확인할 수 있었다. 실내 구조물이 있는 공간 및 송달거리 시험에서는 2.
다양한 벽체에서의 전파 투과손실의 경향과 주파수의 크기에 따른 특성을 확인하였으며, 강화유리 출입문과 석고보드 벽체는 전파의 투과에 의한 손실이 거의 없음을 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다.
또한 시멘트 벽체는 철근콘크리트 벽체에 비해 비교적 전파 투과 손실이 적은 결과를 보여주었으며 철근콘크리트의 경우는 투과 손실이 많음을 확인할 수 있었다. 마찬가지로 철제 방화문의 경우 또한 투과 손실이 많음을 확인할 수 있었다.
표 2를 기준으로 업소별 내부 구조형태를 분석하건대, 고시원의 경우 방의 개수를 많이 만들 수 있는 I형의 구조가 많은 것으로 분석되었고, 노래방이나 유흥주점의 경우도 I형과 L자 구조가 많은 것으로 나타났다. 특히 노래방이나 유흥주점의 경우 L자 구조가 많다는 것은 구조가 단순하지 않다는 뜻이며, NLOS환경은 LOS 환경에 비해 장애물로 인한 전파의 반사나 회절, 굴절 등으로 인해 다중경로(multipath)의 발생이 예상된다.
후속연구
4GHz 주파수 대역의 전파의 투과손실율과 투과 손실 량을 실험을 통해 도출하였다. 이 결과는 향후 협소 거주공간의 무선 통신시스템을 개발하는 연구에 무선통신환경에 대한 분석 자료로 활용이 될 수 있다.ㅇ
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
협소거주공간의 특징은 무엇인가?
협소거주공간은 무창층의 특성을 가지므로, 급격한 연기확산 속도에 따른 거주자의 피난허용 시간이 매우 짧은 실정이다. 작은 화재중 하나인 쓰레기통 화재에 의해서도 주거공간의 연기 충전이 발생되어 지는 특징이 있다.
무선통신의 특성은 무엇으로 나눌수 있는가?
무선통신의 특성은 크게 발신기와 수신기사이에 장애물이 없는 환경(LOS : Line of Sight)과 장애물이 있는 환경(NLOS : Non Line of Sight)으로 나눌 수 있다. 협소거주공간은 위치상으로는 지상 및 지하, 공간 내에 장애물이 있는 NLOS 환경이 많다.
협소거주공간의 화재로 인한 피해가 큰 이유는?
협소거주공간은 무창층의 특성을 가지므로, 급격한 연기확산 속도에 따른 거주자의 피난허용 시간이 매우 짧은 실정이다. 작은 화재중 하나인 쓰레기통 화재에 의해서도 주거공간의 연기 충전이 발생되어 지는 특징이 있다. 또한 피난경로와 연기의 유출 방향이 동일하여 피난자의 연기흡인 가능성이 매우 높은 실정이다[1,2,4].
참고문헌 (9)
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Kang Soon-Joo, Choi Jung Min, Kim Yu Na, Kim Jin Young, "Residential Needs and Characteristics of Space Usage according to the Lifecycle of Residents in Flexible Apartment Housing," Journal of the Architectural Institute of Korea Planning & Design, 32(4), pp.41-48, 2016
Kweon Oh Sang, Yoo Yong Ho, "Real Scale Experiment For Assessing Fire Model of Office Compartment," Korean Society Of Hazard Mitigation, Vol.12 No.6, pp.61-65, 2012, Dec.
Tae Kwon Kim, Jong Choel Park, "Analysis of fire hazard of karaoke utilizing the fire simulation," Journal of the Korea Academia Industrial cooperation Society, Vol. 15, No. 5 pp. 2533-2538, 2014
Yoo Yong Ho, 신현준 외, "Development of Fire Spread Prevention and Escape Safety Design Technique According to Standard Fire Model," Korea Institute Of Construction Technology, 2009, 12.
Yoo Yong Ho, Choi Young Hwa, Kweon Oh Sang, "Real Scale Fire Test for the Karaoke Fire Risk Analysis," Journal of The Korean Society of Hazard Mitigation, Vol.12 No.6, 2012, Dec
Lee, Eui Cheol , Lee, Byung Kon , Jung, Gil Soon, "Fire Analysis of the Refrigeration Warehouse by Fire Simulation Program," Journal of The Korean Society of Hazard Mitigation, Vol.12 No.6, 2012, Dec
Choi Minji, Park Moonseo, Lee Hyunsoo, Hwang Sungjoo, "Analysis of Building Emergency Evacuation Process with Interactions in Human Behaviors," Korea Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 4, No. 6, 2013, Nov.
Choi Jung Min, Kang Soon-Joo, Kim Yu Na, Kim Soo Am, "Analysis of Space Preference for Long-life Housing Based on the Characteristics of Residents." Journal of the Architectural Institute of Korea Planning & Design, 32(4), pp.21-32, 2016
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