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B도시지역 고층 주상복합건축물 성능위주설계도서 분석을 통한 화재 시뮬레이션 분야 개선방안에 관한 연구
A Study on Improvement Way of Fire Simulation Modelling Field through Analysis of Performance-Based Design Reports of High-rise Residential Complex Building in B Metropolitan City 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.31 no.4, 2017년, pp.80 - 85  

서민지 (부경대학교 대학원) ,  이양주 (부경대학교 대학원) ,  안성호 (대전대학교 대학원) ,  황철홍 (대전대학교 소방방재학과) ,  최준호 (부경대학교 소방공학과)

초록
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최근 우리나라에서는 초고층 건축물의 신축이 급증하고 있어 화재 발생 시 인명 및 재산피해를 최소화하기 위해 현행 법규와 동등 이상의 성능을 요구하는 '성능위주설계'를 의무적으로 시행하고 있다. 그러나 성능위주설계에서 큰 비중을 차지하고 있는 화재 및 피난 시뮬레이션 분야는 아직 세부적인 기술적 가이드라인이 제정되지 않아 설계자들이 앞서 수행했던 여러 설계도서들을 참고하여 그와 유사하게 진행하고 있는 실정이다. 그 중에서도 화재시뮬레이션의 경우에는 설계자의 판단에 따라 시나리오 유형을 선정하고 임의로 입력값을 설정하고 있어 같은 용도의 건축물이라 하더라도 누가 어떻게 설계했느냐에 따라 다른 결과가 도출되고 있는 것도 사실이다. 이에 본 논문에서는 실제 B도시지역에 접수된 성능위주설계(건축심의 전 단계) 도서 7건을 무작위로 조사하여 화재시나리오 유형과 시나리오별 입력조건 현황을 파악하고 합리적인 화재시뮬레이션의 수행을 위한 개선방안을 제시하여 기술적 가이드라인 제정에 대한 초석을 다지고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, in Korea, construction of high-rise buildings has been rapidly increasing. Therefore, in order to minimize the loss of life and property in the event of a fire, "performance-based design" which requires performance equal to or better than current regulations is obligatorily required. Howev...

주제어

#Performance Based Design (PBD)   #FDS   #Fire Simulation   #Fire Scenario   #High-rise Building  

표/그림 (2)

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

문제 정의

  • 성능위주 설계에서는 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션을 사용하는데, 이는 화재의 성상을 예측하여 건축물의 화재안전성능을 합리적으로 평가할 수 있지만 설계자에 따라 다른 입력값으로 인한 상이한 결과 값이 도출되는 오류를 범하고 있기도 한다. 이에 본 연구에서는 현행 성능위주 설계 시 화재시뮬레이션 수행의 문제점과 개선방안을 제시하기 위해 B도시의 소방본부에서 평가한 주상복합아파트 성능위주 설계도서 7건을 무작위로 입수하여 화재시뮬레이션 시나리오 유형의 적정성과 입력 요소를 분석하였다.

가설 설정

  • 구획실 내부 연소가 급격히 진행되어 플래시 오버가 발생하면 화원 특성과 환기 조건에 영향을 받아 열방출율이 감소하게 되는데, 조사한 모든 프로젝트의 화재시나리오에서는 가연물이 연소되어 소실됨이 없고 내부 기류속도를 0 m/s 로 두어 최대 열방출율이 지속되는 것으로 가정하였다. 일반적으로 열방출율은 내부에서 배출되고 외부로부터 유입되는 공기의 양에 의해 결정되는 만큼 화재실의 위치 및 화재실 출입문 크기가 또한 열방출율을 좌우하는 중요한 요소가 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
성능위주설계를 의무적으로 시행하는 이유는? 최근 우리나라에서는 초고층 건축물의 신축이 급증하고 있어 화재 발생 시 인명 및 재산피해를 최소화하기 위해 현행 법규와 동등 이상의 성능을 요구하는 '성능위주설계'를 의무적으로 시행하고 있다. 그러나 성능위주설계에서 큰 비중을 차지하고 있는 화재 및 피난 시뮬레이션 분야는 아직 세부적인 기술적 가이드라인이 제정되지 않아 설계자들이 앞서 수행했던 여러 설계도서들을 참고하여 그와 유사하게 진행하고 있는 실정이다.
현실과 거리가 먼시나리오를 토대로 화재 시뮬레이션들이 수행되고 있는 이유는? 그러나 이 화재 시나리오를 설정할 때 설계자의 배경지식이나 경험 등 개인의 판단에 따라 다른 시나리오나 화재시뮬레이션 모델 내 정량적 입력값을 설정하고 있어 설계자마다 동일 대상물을 토대로 설계를 하더라도 다른 결과가 도출될 가능성이 크다. 이는 화재 시뮬레이션을 수행할 때 반드시 고려되어야 하는 필수요소인 발화물질, 연소물질 등의 물성치와 구체적인 시나리오 유형 설정방식 등에 관한 기술적 기준이 명확하지 않기 때문이다. 특히, 각종가구나 마감재 등에 대한 물성치를 알기 위해 매번 고비용의 연소실험을 할 수도 없을뿐더러, 그만큼 그 결과값들을 공개 또는 공유하지도 않고 있어 사실상 현실과 거리가 먼시나리오를 토대로 화재 시뮬레이션들이 수행되고 있다.
성능위주설계란? 성능위주설계는 ｢소방시설법｣에 따라 제도화된 설계를 대체하여 과학적이고 수학적인 계산을 통해 건축물의 화재안전을 확보하기 위한 최적설계법을 일컫는다. 호주나 구미(歐美)등 해외에서 사용되고 있는 개념이나 국내에 도입될 당시 취지와는 조금 거리가 있으나, ｢소방시설 등의 성능위주설계 방법 및 기준｣에 따르면 성능위주설계 대상물에 대해 소방시설법이나 화재안전기준에 따른 설계보다 동등 이상의 안전성을 확보하도록 그 정의를 명확히 하고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. H. J. Kim, "A Study on Evacuation Simulation Scenario Evaluation of High-rise Apartment", Master's Thesis, Kyungpook National University (2014). 

  2. M. J. Seo, Y. H. Bae, J. H. Choi and W. H. Hong, "A Study on the Way of Improving for Performing Fire Simulation Based on the analysis of Performance-based Design Reports", Proceedings of 2015 Fall Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 91-92 (2015). 

  3. M. J. Seo, J. H. Choi, Y. H. Bae and W. H. Hong, "A Study on the Way of Improving Fire Simulation Modelling Based on the Analysis of Performance-Based Design Report", Conference Proceeding of Asia Institute of Urban Environment (AIUE) 2015, pp. 411-416 (2015). 

  4. E. B. Park, J. H. Choi, S. H. Lee and W. H. Hong, "A Study on Systematic Improvement Plans for High-rise Apartment Buildings in Busan as an Object of Performance Based Design by Investigating FPE's Fire and Evacuation Simulation Scenario Choice Pattern", Proceedings of 2015 Spring Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 51-52 (2015). 

  5. H. J. Shin, J. H. Choi and W. H. Hong, "Guidelines on Performance-based Egress Design Criteria Considering the Risk Factors of a High-rise Building", Journal of The Architectural Institute of Korea Planning & Design, Vol. 25, No. 7, pp. 139-148 (2009). 

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