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논문 기본 정보

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학위논문
저자정보

오천영 (가천대학교, 嘉泉大學校)

지도교수
孫鳳世
발행연도
2019
저작권
가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수43

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

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건물의 지하주차장이 대형 지하공간으로 계획되고 심층화, 대형화 되면서 밀폐된 지하 공간의 특성으로 차량화재가 발생할 경우 다량의 연기와 함께 발생하는 독성 가스는 주차장 전체로 확대될 뿐만 아니라 연돌효과(Stack effect)에 의해서 건물 전체로 확산 하면서 피난 및 소화활동에 큰 지장을 초래하고, 인명안전에 큰 위협이 되고 있어, 연기의 제어를 위한 제연설비가 필요하다. 지하주차장은 평상시에는 주차장 내부의 CO농도에 의해 팬의 풍량과 수량을 제어하여 환기설비에 의한 환기를 하고 있지만, 화재가 발생할 경우 환기설비가 차단되어 외부로 연기를 배출할 방법이 없다. 또한, 대규모 지하주차장에서 화재 시 가장 큰 피해를 주는 다량의 연기 및 독성가스 발생의 문제점을 해결하기 위해서는 제연설비를 설치하여야 한다.

본 연구는 지하주차장의 경우 연기 배출에 대한 법적기준이 없고, 일부 건물에 한해서 성능위주 심의 등의 절차에 의해서 주차장에는 환기설비를 이용한 연기배출설비를 설치하도록 하고 있다. 이에 제연 및 환기겸용 시스템이 적용된 건축물을 대상으로 대규모 지하주차장 화재 시 연기 및 화재 확산을 방지하고, 성능개선과 유인 팬의 내열성능 확인을 위해 유럽 EN12101-3 (2015)의 고온을 이용한 내열성능 시험과 제연 급배기 팬의 작동유무에 따른 건물을 모델링하여 FDS 5로 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.

1) 유인 팬의 고온의 공기를 이용한 내열시험방법에 의해 국내기준 이상에서도 내열성능에 문제가 없는 것으로 분석 되었고, 이에 내열성능 시간을 강화할 필요가 있다.

2) 지하주차장에 제연 및 환기겸용 시스템으로 평상시에는 환기로 사용하다가 화재 발생시 감지기 작동에 의해 주차장 상부에 설치된 유인 팬에 의해 배기 방향으로 유도된 연기는 배기 팬에 의해 배출 되는 것을 확인할 수 있었다. 다만 급배기 팬룸 및 유인 팬 설치 위치에 따라 피난출입구 측정지점에서 연기의 유동현상이 다르게 나타나게 분석 되었으며 원활한 연기제어 및 피난동선 확보를 위하여 유인 팬을 추가설치 하여야 한다. 따라서 제연 시스템 설계 시 시뮬레이션을 통한 설계 시공이 되어야 한다.

3) 지하1, 2층 주차장 층고가 다른 피난출입구 측정 근접 지점에서 시뮬레이션을 통해 비교분석한 결과 온도와 가시거리가 큰 차이를 나타냈고 연기의 유동 현상을 확인 하였다. 현재의 건축물의 지하주차장은 층고가 다르게 설계 및 시공되고 있다. 따라서 지하주차장 층고를 적정높이 이상으로 설계가 되어야 한다.

4) 지하주차장 화재 시 초기진화가 어렵고 장시간 고온의 연기를 배출하기 위해 제연설비의 구성품인 유인 팬, 급배기 팬, 댐퍼, 비상전원 등 내열성을 확보 하여 제연설비의 성능에 영향이 없어야 한다.

앞으로 위의 연구 토대로 대규모 주차장 면적이 넓고 밀폐된 대 공간에서 화재가 발생할 경우, 이용객의 화재에 대한 인명안전성을 확보하기 위해서는 건축 계획 시부터 Passive System과 Active System을 유동적으로 배치하여야 제연설비 성능 향상이 가능할 것으로 판단된다.

목차

제1장 서 론 ....................................................................................1
제1절 연구의 배경 및 목적 ..............................................................1
제2절 연구의 범위 및 방법 ..............................................................4
1.1 연구의 범위 .........................................................................4
1.2 연구의 방법 .........................................................................7
1.3 연구의 흐름도 ......................................................................9
제2장 제연설비에 관한 고찰 .............................................................10
제1절 국내외 제연설비의 기준에 관한 고찰 ......................................10
1.1 국내 제연설비기준 ...............................................................10
1.2 국외 제연설비기준 .............................................................. 15
제2절 제연설비의 이론적 고찰 .......................................................18
2.1 연소생성물 ........................................................................ 18
2.2 연기농도 및 가시도 ............................................................. 19
2.3 연기발생량 및 환기량 이론.....................................................21
2.4 제연설비의 분류 ..................................................................31
제3장 지하주차장관련 국내외 기준의 비교분석 ...................................43
제1절 국내 지하주차장 관련 기준 ...................................................43
1.1 건축법 관련기준 .................................................................43
1.2 소방법 관련기준 .................................................................48
제2절 국외 주차장 관련기준 .........................................................49
제3절 기타 주차장 관련기준 .........................................................52
3.1 소방시설의 성능위주설계 대상 및 기준 ..................................52
3.2 주요 시도별 성능위주설계 심의 기준 .....................................54
3.3 국내외 배기팬 내열성능 관련기준 .........................................56
제4장 지하주차장의 화재위험 분석 ...................................................61
제1절 지하주차장 화재안전의 개요 ................................................61
1.1 건축공간적인 대응방안 ........................................................61
1.2 설비적인 대응방안 ..............................................................61
1.3 피난안전 대응방안 ..............................................................62
1.4 유지관리상 대응방안 ...........................................................62
제2절 주차장의 공간 및 소방 활동특성 ..........................................63
2.1 차량 화재의 특성 .................................................................63
2.2 지하주차장의 소방 활동특성 ................................................65
제3절 국내외 지하주차장의 화재사례분석 ......................................65
3.1 국내 주차장 화재사례...........................................................65
3.2 국외 주차장 화재사례...........................................................68
제5장 제연설비 유인 팬의 내열성능 시험 ..........................................70
제1절 내열온도 시험장치 및 제원 ..................................................70
1.1 유인 팬의 제원 ....................................................................70
1.2 내열온도 시험장치 ...............................................................72
제2절 내열성능 시험방법 ..............................................................76
제3절 시험결과 및 분석 ................................................................76
3.1 시험결과 .............................................................................76
3.2 분석 ...................................................................................77
제6장 CFD를 활용한 수치해석 연구 ....................................................79
제1절 프로그램에 대한 개요 ............................................................79
1.1 시뮬레이션 개요 ....................................................................79
1.2 Zone Model과 Field Model ....................................................80
1.3 시뮬레이션 구조 ......................................................................81
제2절 대상공간의 화재시뮬레이션 분석 ..............................................83
2.1 대상공간의 선정 및 분석방법 .....................................................83
2.2 시뮬레이션 모델링을 위한 입력자료 ..........................................83
2.3 대상공간의 시나리오 설정 ........................................................91
제3절 시뮬레이션 수행 및 결과분석 ...................................................94
3.1 Case별 온도 및 가시거리 변화분석 ............................................95
3.2 층고변화에 따른 온도 및 가시거리 변화분석 ..............................111
제7장 지하주차장 방화성능 개선대책 ................................................ 119
제1절 공간적 성능개선대책 ............................................................119
1.1 면적별 방화구획 ...................................................................119
1.2 층별 방화구획 ......................................................................120
1.3 피난로의 확보 ......................................................................120
제2절 설비적 성능개선대책 ............................................................121
2.1 준비작동식 스프링클러설비 개선 ..............................................121
2.2 포 소화설비 적용 ..................................................................121
2.3 제연설비 .............................................................................122
제3절 제도적 개선대책 ..................................................................122
3.1 제연설비 적용 .......................................................................122
제4절 유지관리 개선대책 ...............................................................123
4.1 유지관리 문제점 및 개선방안 ..................................................123
4.2 제연설비 문제점 및 개선방안 ..................................................124
4.3 포 소화설비의 적용방안 .........................................................125
제8장 결 론 .....................................................................................126
Reference ......................................................................................129
ABSTRACT .....................................................................................133

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