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피난실험을 통한 피난시간 지연요인 분석과 개선방안에 관한 연구
Study on Stagnation Factors Analysis and Improvement Methods through an Evacuation Experiment 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.32 no.2, 2018년, pp.57 - 66  

한운희 (서울시립대학교 일반대학원 재난과학과)

초록
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초고층건축물에서 재난 및 화재발생 시 가장 절실히 요구되는 것은 재실자가 안전하게 피난할 수 있는 체계를 구축하는 것이라 하겠다. 이는 물리적으로 피난 동선이 길어졌고, 동시에 상대적으로 많아진 재실자로 인해 피난자들이 느끼는 심리적 불안감을 해소시켜 피난에 대한 자신감을 심어줄 수 있는 구체적 방안이 필요하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 과제를 해결하기 위해서 3회에 걸쳐 대규모 인원이 참여한 피난실험을 하였으며, 실험 중 나타난 현상과 문제점을 파악하고, 피난시간에 지연을 초래할 수 있는 요인을 발굴하고 이의 개선 방안을 제안하였다. 이 논문의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 최근 발생한 초고층주상복합건축물 화재에서 방재시스템 운영미숙으로 많은 인명피해가 발생하였다. 이와 같은 사태를 사전에 예방하기 위하여 피난실험을 실시하여 적응력을 확보하였다. 둘째, 피난시뮬레이션 통계와 피난실험에서 수집된 Data 수치를 비교 분석 검증하였다. 셋째, 피난실험 과정에서 실험에 참여가 불가한 다수의 인원들이 있었으며, 이러한 참여 불가사유를 분석하고, 그 내용이 실제 피난시간에 어떠한 영향을 미치는지를 검증하였다. 넷째, 피난시간 지연 초래 요인에 대한 최적의 대응 방안을 수립하기 위하여 피난장비를 구입하고, 실험 전후 비교분석을 통하여 피난시간 지연을 최소화하기 위한 개선점을 도출, 피난자의 안전을 확보하는데 필요한 기준을 구체화하였다. 마지막으로 이 연구결과를 초고층건축물 소방안전관리에 활용될 수 있도록 하여 피난의 효율성을 확보할 수 있도록 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The most urgent requirement in the event of disaster and fire in a skyscraper is to establish a system that enables people inside to evacuate safely. Hence, a practical direction needs to give evacuees confidence in the evacuation by reducing the psychological anxiety caused by the relatively large ...

주제어

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • “63빌딩” 내에서 발생할 수 있는 화재에 대비하여 제1차 피난실험 Data 자료를 바탕으로 피난 시뮬레이션을 통한 요구피난시간을 예측하여 실제 피난시간과의 비교 검토를 통하여 피난안전성을 검증하고자 하였다.
  • 건축물 내에서 피난실험을 계획하고 지휘계통의 절차에 따라 전관대피 실험을 실행하고자 하였다. 하지만 재난상황 접수 후 단계별 보고와 대응단계 결정 과정을 거친 다음 피난이 이루어지기까지 상당한 시간이 소요되는 것이 확인되었다.
  • 이미 실험 결과에서 알 수 있듯이 자력 피난이 곤란한 피난자들을 건축물 내 구조원들이 별다른 장비 없이 구조하는 데는 많은 시간과 구조원들의 체력소모가 매우 심각한 상태였다. 따라서 이를 조금이나마 해결하기 위해 피난에 유용하게 적용할 수 있다고 판단되는 장비를 활용해서 시간단축 가능 여부를 실험해 보았다. Table 11는 피난보조장비를 활용한 피난 소요시간 측정 결과이다.
  • 따라서 피난실험을 통해서 건축물 관계자의 판단력을 제고하고, 피난시간지연 요소를 개선하였으며, 이의 효용성을 확대시켜 많은 건축물에서 적극 활용할 수 있도록 전파하여 재난으로부터 인명과 재산 피해를 최소화하는 것이 본 연구의 목적이다.
  • 본 연구의 주요 내용은 건축물 내의 재실자 전체를 피난시킨다면 어떤 준비가 필요하고, 어떻게 임무를 수행하여야 하며, 미흡한 사항은 무엇인지를 정확히 파악하고, 이에 대한 개선사항 및 대응책을 제시하고자 “63빌딩”을 대상으로 피난실험을 계획하고, 이번 연구를 수행 하였다.
  • 노약자에는 노인, 어린이, 임신부 등이 있다. 여기에서는 오피스 내에 상시 존재하는 임신부 및 노약자에 대한 피난 대책을 수립하고자 하였다. 노약자 및 임신부는 평상시 짧은 거리 이동은 일반인들과 별 차이가 없지만, 초고층부에서 피난할 때 이를 간과한다면 피난계단 정체 요인이 될 것이다.
  • 사무실 층의 업무수행, 전문식당가의 고객, 관람장의 관람객 등 수많은 재실자들을 단순히 사고가 발생하였다 하여 정확한 판단 과정 없이 전관 대피를 수행 한다면, 추후에 과잉 대응으로 밝혀질 경우 영업장 등에서 손해배상 청구를 할 수도 있다. 이것은 건축물관계자의 부담으로 작용하여 피난을 결정하는데 시간지연의 요소로 작용할 수 있으므로 이를 개선하였다.
  • 피난 불편자를 위한 피난보조 장비로 피난 지연시간을 단축하고자 하였다. 여러 장비들이 각각의 상황에 적합하게 적용될 수 있도록 하는 것이 관건이라 하겠다.

가설 설정

  • 화재 발생 시 해석 공간 전체로 퍼지는 연기는 연기배출설비(제연설비, 배연창 등)가 작동되지 않고 층 전체로 확산되는 것으로 가정한다.
  • 화재 발생 시 화재실의 방화구획(방화셔터, 방화문)이 작동하였을 때 재실 자들은 화재 실을 벗어나면 연기에 의한 피해를 받지 않기 때문에 1차적인 안전성이 보장되지만, 본 해석에서는 재실 자들이 화재 실을 벗어나서 직통계단까지 피난하는 동안에도 연기에 의한 피해를 받는 것으로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
피난시뮬레이션에 적용한 수용인원의 피난속도의 크기는 얼마인가? 피난시뮬레이션에 적용한 수용인원의 피난속도는 일본의 연구논문인 「Classification of Behavioral Ability for Evacuation」을 참고하여 0.8∼1.2 m/s의 속도로 피난하도록 설정하였다.
초고층건축물에서 재난 및 화재발생 시 가장 절실히 요구되는 것은 무엇인가? 초고층건축물에서 재난 및 화재발생 시 가장 절실히 요구되는 것은 재실자가 안전하게 피난할 수 있는 체계를 구축하는 것이라 하겠다. 이는 물리적으로 피난 동선이 길어졌고, 동시에 상대적으로 많아진 재실자로 인해 피난자들이 느끼는 심리적 불안감을 해소시켜 피난에 대한 자신감을 심어줄 수 있는 구체적 방안이 필요하기 때문이다.
“63빌딩”을 “테스트 베드”화하여 피난안전을 확보하기 위해서 피난실험을 3차례 실시하였는데 컴퓨터 시뮬레이션결과 소요된 시간은 몇분인가? 초고층건축물인 “63빌딩”을 “테스트 베드”화하여 피난안전을 확보하기 위해서 피난실험을 3차례 실시하였다. 60F에서 1F 옥외 서프라자 집결지 까지 도착하는 데 24분에서 26분이 소요되었으며, 컴퓨터 피난시뮬레이션에서는 20분이 소요되는 것으로 나타났다. 피난실험은 긴장감이 없는 조건에서 실시되었고, 피난시뮬레이션은 실제 실험상황을 적용한 결과 4∼6분의 차이로 해석되었다.
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참고문헌 (4)

  1. S. M. Lee, "A Study on Method of Engineering Analysis about Architectural Elements for Evacuation Safety Assessment", Master's Thesis, University of Seoul, pp. 70-71 (2012). 

  2. B. H. Lee, "A Study Determinant Factor Analysis for Evacuation Time Prediction of Office Buildings", Master's Thesis, Pusan University, pp. 13-16 (2017). 

  3. J. H. Choi, "Development Performance Based Egress Design and Method through Analyzing Evacuation Characteristic of a High-rise Building", Master's Thesis, Kyungpook National University of Seoul, pp. 191-208 (2010). 

  4. T. Y. Choi, "A Study on the Fire Suppression & Evacuation of High-rise Buildings Considering the Characteristics of Fire Risk", Master's Thesis, University of Seoul, pp. 57-62 (2014). 

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