초록 ▼

□ 연구목적
장대 터널, 대심도 및 지하공간등과 같은 초기 화재 진압에 어려움이 따르는 지역에서 발생하는 화재분석을 통해 화재 확산 방지 및 신속한 화재진압을 위한 소화 장치를 장착한 오토레일시스템을 이용하여 화재 진압 기술 개발
◆ 터널 및 지하공간(주차장)화재 자가탐지장비 및 방수시스템 개발
◆ 지하공간(주차장)차량 연소 확대 저지 및 조기 소하를 위한 소방시설 설계 기준 제시
◆ 오토레일시스템 이용 지속적으로 화재 감시 및 소화 장치를 장착한 국내 지하공간 화재 진압 및 감시용 자동화 시스템 개발
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□ 연구목적
장대 터널, 대심도 및 지하공간등과 같은 초기 화재 진압에 어려움이 따르는 지역에서 발생하는 화재분석을 통해 화재 확산 방지 및 신속한 화재진압을 위한 소화 장치를 장착한 오토레일시스템을 이용하여 화재 진압 기술 개발
◆ 터널 및 지하공간(주차장)화재 자가탐지장비 및 방수시스템 개발
◆ 지하공간(주차장)차량 연소 확대 저지 및 조기 소하를 위한 소방시설 설계 기준 제시
◆ 오토레일시스템 이용 지속적으로 화재 감시 및 소화 장치를 장착한 국내 지하공간 화재 진압 및 감시용 자동화 시스템 개발

□ 연구내용
◆ 대심도 및 장대 터널, 지하공간(주차장) 현황 및 화재 특성 분석
✔ 국내, 외 터널 및 지하공간(주차장) 화재 사고사례 조사 및 분석
✔ 시뮬레이션을 이용한 대심도 및 장대터널, 지하공간 화재 초기 특성에 대한 수치해석
- 시뮬레이션을 이용한 터널의 크기에 따른 초기 유동 특성에 대한 연구
- 화재 강도에 의한 초기 유동 특성에 대한 연구
✔ 감지 및 소화시스템(스프링클러 등) 조사 및 취약성 분석
◆ 차량 간 화재확산 및 소화시설 효과에 대한 화재시뮬레이션 적용기법연구
✔ 차량 간 화재확산 현상에 대한 CFD해석 적용성 평가
- 화재 강도에 따른 화재 확산 현상에 대한 해석
- 터널 폭 및 지하공간의 크기에 따른 화재 현상에 대한 해석
✔ 차량 간 화재확산에 대한 소화시설 효과 구현 및 문제점 분석
- 화재 발생 시 노즐의 최적화된 위치 선정을 통해 화재 진압 속도 증대
- 화재 발생 시 적절한 유량 선정을 통해 적절한 설계　기준 제시
✔ 지하공간에서의 화재확산 및 소화설비 효용성 화재시뮬레이션 분석 지침 개발
◆ 터널 화재감지 및 진압 자동화 시스템의 안정화 및 운영매뉴얼 작성
✔ 자동화 시스템의 실증시험 결과분석으로 영상검출, 오토레일 이동, 원격제어 등에 대한 문제점에 대한 보완 및 안정화

□ 기대효과 및 활용방안
◆ 터널 및 지하공간(주차장)에서 발생된 화재 및 그 확산 특성을 시험 및 분석하여,해당공간의 화재 안전성평가에 활용
◆ 터널화재를 대비한 소방시설 설계기법구축 및 향후 현장적용을 통한 피해감소 기여
◆ 화재발생 시 적절한 소방수 유량 선정을 통해 최적의 배관치수 및 길이 그리고 밸브시스템 최적화 기여
◆ 화재진압을 위한 분무기의 자동화 선로시스템 설계기준 제시
◆ 화재 강도, 터널 폭 및 지하공간의 크기에 따른 화재의 특성 및 현상에 대한 자료를 구축하고 해석에 기반을 둔 터널 및 지하공간 내 안전 설계기준 제시
◆ 수치해석 기반 터널 및 지하공간의 내부 화재의 진압에 대한 연구기반을 구축함으로써, 현장의 특성에 따른 화재방재시스템 설계의 최적 기준제시.

(출처 : 초록 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• 목차 ... 7
• 그림목차 ... 15
• 표목차 ... 25
• 제 1 장 연구배경 및 연구목적 ... 28
• 제 2 장 국내외 지하주차장 관련 화재통계 분석 및 화재사례 조사 ... 31
• 2.1 국내외 지하주차장 관련 화재통계 분석 ... 31
• 2.1.1 국내 지하주차장 관련 화재통계 ... 31
• 2.1.2 일본(동경도)의 지하주차장 관련 화재통계 ... 38
• 2.1.3 국내외 지하주차장 화재 시 소화설비 작동통계 ... 40
• 2.1.4 국내외 지하주차장 화재통계 고찰 ... 45
• 2.2 국내외 지하주차장 화재사례 ... 46
• 2.2.1 국내 지하주차장 화재사례 ... 48
• 2.2.2 일본(동경도)의 지하주차장 화재사례 ... 55
• 2.2.3 국내외 지하주차장 화재사례 고찰 ... 59
• 제 3 장 국내외 지하주차장의 소방시설 현황 ... 60
• 3.1 국내외 지하주차장 소방시설의 종류 및 설치대상 ... 60
• 3.1.1 국내의 경우 ... 60
• 3.1.2 일본의 경우 ... 62
• 3.1.3 미국의 경우 ... 63
• 3.2 국내 지하주차장 소방시설의 운용현황 ... 64
• 3.2.1 지하주차장의 스프링클러설비 운용 현황 ... 65
• 3.2.2 지하주차장의 감지기 운용 현황 ... 68
• 3.2.3 지하주차장 제연설비의 운용 현황 ... 69
• 제 4 장 지하주차장 소방시설의 개선점 및 성능향상방안 ... 71
• 4.1 지하주차장 스프링클러설비 성능향상방안 도출을 위한 기술검토 ... 72
• 4.1.1 화재감지성능 향상을 위한 기술검토 ... 72
• 4.1.2 방사성능 향상을 위한 기술검토 ... 81
• 4.1.3 유지관리능력 향상을 위한 기술검토 ... 84
• 4.1.4 그 밖의 성능향상방안 검토 ... 85
• 4.2. 지하주차장 스프링클러설비 성능향상방안 요약 ... 90
• 4.2.1 시스템 운용상 성능향상방안 ... 90
• 4.2.2 설치 및 관리상 성능향상방안 ... 91
• 제 5 장 지하주차장 소방시설의 개선을 위한 효율화 실험 ... 93
• 5.1 라지 콘 칼로리미터 실물 차량 화재 시험 ... 93
• 5.1.1 시험 조건 ... 93
• 5.1.2 차량 1대 화재 시험 ... 98
• 5.1.3. 차량 2대 화재 전이 시험 ... 103
• 5.1.4 차량간 화재확산 시뮬레이션 기법 확보 ... 108
• 5.2 화원에 따른 소화 설비 종류별 동작 실험 ... 112
• 5.2.1 목재 화재 ... 113
• 5.2.2 유류 화재 ... 118
• 5.3 보를 고려한 화재감지기 동작실험 ... 120
• 5.3.1 실험 개요 ... 120
• 5.3.2 실험장치 및 실험방법 ... 120
• 5.3.3 실험결과 및 고찰 ... 124
• 5.4 스프링클러헤드 이격거리에 따른 동작시간 비교실험 ... 130
• 5.4.1 실험 개요 ... 130
• 5.4.2 실험장치 및 실험방법 ... 130
• 5.4.3 실험결과 및 고찰 ... 132
• 5.5 스프링클러헤드 감열체 종류에 따른 동작시간 비교실험 ... 138
• 5.5.1 실험 개요 ... 138
• 5.5.2 실험장치 및 실험방법 ... 138
• 5.5.3 실험결과 및 고찰 ... 139
• 5.6. 실물차량 화재실증실험 ... 142
• 5.6.1 실험 개요 ... 142
• 5.6.2 실험장치 및 실험방법 ... 143
• 5.6.3 실험결과 및 고찰 ... 144
• 5.7 감지기 종류에 따른 응답특성 실험사례 ... 150
• 5.7.1. 실험 개요 ... 150
• 5.7.2 실험장치 및 시험방법 ... 151
• 5.7.3 실험결과 고찰 ... 152
• 5.8 지하주차장 화재실증실험 결론 ... 153
• 제 6 장 지하주차장 소방시설 기준 개선안 및 설계지침 제시 ... 155
• 6.1 지하주차장 소방시설 관련 화재안전기준 개선안 ... 156
• 6.1.1 스프링클러설비의 화재안전기준 개선안 ... 156
• 6.1.2 자동화재탐지설비의 화재안전기준 개선안 ... 158
• 6.2 지하주차장 소방시설기준 개선안의 설계지침 ... 159
• 6.2.1 지하주차장 준비작동식 스프링클러설비의 성능향상방안 관련 설계지침 ... 159
• 6.2.2 기타 설계지침 ... 161
• 제 7 장 도로터널 화재사례 및 화재특성 및방재시스템 ... 162
• 7.1 국내 도로터널 현황 ... 162
• 7.2 도로터널 화재사례 및 분석 ... 163
• 7.2.1 국내 도로터널 화재 사례 ... 164
• 7.2.2 국외 도로터널 화재사례 ... 170
• 7.2.3 국내외 도로터널 화재사례 고찰 ... 177
• 7.3 도로터널 화재의 특성 ... 178
• 7.3.1 도로터널 화재특징 ... 178
• 7.3.2 도로터널에서의 화재성장특성 ... 181
• 7.4 도로터널 방재시스템 기술개발 동향 ... 183
• 7.4.1 국내 도로터널 방재시스템 관련 기준 ... 183
• 7.4.2 국내‧외 도로터널 방재시스템 기술개발 동향 ... 184
• 제 8 장 국외 터널 자동화재 진압장치의 최신 동향 ... 188
• 8.1 미국 ... 188
• 8.1.1 터널화재 자동진압장치 설치 사례 및 연구동향 분석 ... 188
• 8.2 유럽 ... 195
• 8.2.1 터널화재 자동진압장치 설치 사례 및 연구동향 분석 ... 195
• 8.3 일본 ... 198
• 8.3.1 터널화재 자동진압장치 설치 사례 및 연구동향 분석 ... 198
• 제 9 장 터널화재에 적합한 최적 소화방식 선정 ... 201
• 9.1 수계소화설비의 특징 및 터널화재의 적용성 ... 201
• 9.1.1 조기진압용 스프링클러설비의 특징 및 터널화재 적용성 ... 201
• 9.1.2 터널의 고정식 소화설비(FFFs)의 적용성에 대한 세계도로협회 (PIARC)와 미국방화협회(NFPA)의 의견 ... 202
• 9.2 터널 수계소화설비의 화재방호원리 ... 204
• 9.2.1 적용 현황 ... 204
• 9.2.2 화재진압 기본 방식 ... 204
• 9.3 터널 수계소화설비의 실규모 화재시험 사례 ... 206
• 9.4 터널 고정식 수계소화설비의 효용성 평가 ... 209
• 9.5 터널화재에 적합한 최적 소화방식의 선정 ... 211
• 제 10 장 터널화재 확산 시뮬레이션 및 방수총 유로해석 ... 212
• 10.1 터널화재 확산 시뮬레이션 ... 212
• 10.2 방수총 유로해석 ... 218
• 제 11 장 차량간 화재 전파시 화재 특성 메커니즘 분석 ... 227
• 11.1 수치해석 설정 ... 227
• 11.1.1 수치해석 목적 ... 227
• 11.1.2 수치해석 조건 및 분석 방법 ... 228
• 11.2 단일 차량화재에서 종횡비에 따른 화재 특성 ... 232
• 11.2.1 단일 차량화재 수치해석 결과 ... 232
• 11.2.2 단일 차량화재 수치해석 결론 ... 239
• 11.3 다중 차량화재에서 종횡비에 따른 화재 특성 ... 240
• 11.3.1 다중 차량화재 수치해석 결과 ... 240
• 11.3.2 다중 차량화재 수치해석 결론 ... 246
• 제 12 장 이상기류가 자동 소화 시스템에 미치는 영향 분석 ... 247
• 12.1 터널 내 환기/배연용 제트 팬 설치 및 운영 지침 조사 ... 247
• 12.1.1 제트팬 설계기준 ... 247
• 12.1.2 임계 환기 속도 (Critical velocity) ... 248
• 12.1.3 종류식 제연 설비에서의 제트 팬 운영 ... 249
• 12.2 터널 내 환기/배연용 제트 팬 영향 분석 ... 251
• 12.2.1 수치해석 목표 ... 251
• 12.2.2 수치해석 조건 및 분석 방법 ... 251
• 12.2.3 수치해석 결과 ... 261
• 12.2.4 수치해석 결론 ... 266
• 제 13 장 화점추적 화재감지 카메라 ... 267
• 13.1 화재감지 카메라 개발 필요성 및 목표 ... 267
• 13.2 영상신호의 분석 및 화재 판단 알고리즘 개발 ... 269
• 13.3 화점 추적 알고리즘 개발 ... 275
• 13.4 전동방수총 제어 및 화재감지 거리 계산 알고리즘 개발 ... 277
• 13.5 화재발생, 화재감지, 화점추적, 방수포 분사에 관한 결과 영상 ... 279
• 13.6 화재감지 카메라 개발 ... 281
• 13.7 화점추적 소프트웨어 개발 ... 286
• 제 14 장 자동 화점추적 이동식 자동소화장치의 개발 및 성능평가 ... 289
• 14.1 자동 화점추적 이동식 자동소화장치 ... 289
• 14.1.1 전동방수총 설계 및 제작 ... 289
• 14.1.2 대차 설계 및 제작 ... 291
• 14.1.3 이동식 전동방수총 제어시스템 ... 298
• 14.1.4 모형터널 및 모니터링 프로그램 ... 300
• 14.2 성능평가항목 ... 303
• 14.3 항목별 성능시험방법 ... 303
• 14.3.1 주행성능시험 ... 303
• 14.3.2 방수성능시험 ... 304
• 14.3.3 화재감지성능시험 ... 304
• 14.3.4 종합기능시험 ... 306
• 14.3.5 차량 화재진압성능시험 ... 306
• 14.4 자동 화점추적 이동식 전동방수총의 성능평가 및 분석 ... 311
• 14.4.1 주행성능시험 ... 313
• 14.4.2 방수성능시험 ... 315
• 14.4.3 화재감지성능시험 ... 317
• 14.4.4 종합기능시험 ... 320
• 14.4.5 차량 화재진압성능시험 ... 321
• 14.5 개선 및 보완 사항 검토 ... 335
• 14.6 사업성 검토 ... 336
• 제 15 장 결론 및 추후과제 ... 340
• 참고문헌 ... 341
• 부록 (Appendix) ... 342
• 부록1. “이동식소화장치 및 화재자가탐지장비” 운영매뉴얼 ... 343
• 부록2. “터널화재 진압용 자동 화점추적 이동식 전동방수총” 설계기준(안) ... 360
• 부록3. “자동 화점추적 이동식 전동방수총” 시험성적서 ... 362
• 부록4. “자동 화점추적 카메라” 성능인증 ... 367
• 끝페이지 ... 370