2018년도에 한국에서 발생한 화재 인명피해는 주거시설을 제외하고 의료시설에서 가장 많은 인명피해가 나타났다. 의료시설은 자력으로 대피하지 못하는 보조기구 이용자가 많아 재난이 발생할 경우 피해가 크다. 의료시설은 이용자의 신속하고 안전한 피난 계획을 종합적으로 고려할 필요가 있다. 그러나 기존의 의료시설에서의 피난 연구는 분석 과정에서 보조기구 이용자를 고려하지 않고 전체 피난 시간과 개별 변수만을 이용하고 있다. 이러한 연구는 병원의 피난 성능을 전역적으로 분석하고 있지만, 국지적으로 분석하는 연구는 미흡하다. 이에 본 연구는 보조기구 이용자, 공간의 가시 특성, 개별 공간의 Specific flow와 Calculated Flow를 종합적으로 고려하여 피난 시간과의 관련성을 알아보고 이를 통해 종합병원 외래진료부의 행위자 기반 대피 공간 분석 모델을 제시하였다. 분석 모델을 제시하기 위한 연구의 절차는 이론 고찰을 통해 의료시설에서의 피난 법령과 피난 성능 분석 방법을 파악한다. 피난 성능 분석 방법은 가시성 그래프 분석, SFPE 핸드북 방법, 피난시뮬레이션 분석이며 이 방법들의 개념을 고찰하였다. 가시성 그래프 분석은 분석 대상 공간의 가시특성을 도출하였다. SFPE 핸드북 방법은 분석 대상 공간에서 Specific flow(Fs)와 개별 공간의 Calculated flow(Fc)를 계산하였다. 피난시뮬레이션은 개별 이용자의 피난 경로와 피난 시간, 단위 시간당 개별공간의 이용자 수를 산출하였다. 피난시뮬레이션의 이용자 수는 분석 대상 병원에서의 통행 밀도 조사를 통해 설정하였다. 피난시뮬레이션을 통해 도출된 개별 이용자의 피난 경로에 따른 가시성 그래프 분석값, Specific flow(Fs)와 Calculated flow(Fc)를 산출하였다. 또한 피난 시간과의 관련성을 종합적으로 파악하기 위해 가시성 그래프 분석값, Specific flow(Fs), Calculated flow(Fc), 개별 공간의 보조기구 이용자 수, 보조기구를 사용하지 않는 이용자 수를 종합하여 하나의 변수를 도출하였다. 도출된 변수와 피난 시간과의 관련성을 파악하였다. 관계가 나타난 변수를 이용하여 대피 공간 분석 모델을 구축하고 구축된 모델을 통하여 분석 대상 공간의 건축 계획적 개선 방향을 도출하는 모델을 제시한다. 이상으로 본 연구의 결과는 다음과 같이 도출하였다. 첫째, 단위 시간당 개별 이용자의 피난 경로에 따른 공간의 가시특성, 개별 공간의 Specific flow(Fs) 및 Calculated flow(Fc), 보조기구 이용자 수, 보조기구를 사용하지 않는 이용자 수를 종합적으로 고려한 변수와 피난 시간 간의 상관관계 분석을 통해 분석 대상 병원에서 공통적으로 유의미한 관계를 나타내는 변수를 도출하였다. 둘째, 보조기구 이용자와 VGA Control, Calculated flow(Fc)를 종합적으로 반영한 변수가 피난 시간과 유의미한 관계가 나타났으며 이는 피난 상황에서 가시적으로 광범위한 영역을 통제할 수 있고 출입구의 유효 폭이 넓어 통과할 수 있는 인원수가 많은 공간을 보조기구 이용자가 피난 상황에서 경유한다면 피난 시간이 감소할 수 있다고 말할 수 있다. 셋째, 보조기구를 사용하지 않는 이용자와 VGA Control, Specific flow(Fs)를 종합적으로 반영한 변수가 피난 시간과 유의미한 관계가 나타났다. 이는 피난 상황에서 가시적으로 광범위한 영역을 통제할 수 있고 공간의 면적이 넓어 피난 인구의 이동이 자유로운 공간을 보조기구를 사용하지 않는 이용자가 피난 상황에서 경유한다면 피난 시간이 감소할 수 있다고 말할 수 있다. 넷째, 제시된 분석 모델의 결과와 가시성 그래프 분석 결과, 분석 대상 공간에서 개별 공간의 Calculated flow(Fc)의 다이어그램, 보조기구 이용자의 통행 밀도 조사 결과 다이어그램, 개별 공간의 탈출구 및 계단실까지의 거리를 나타낸 그림을 비교하여 보면 보조기구 이용자의 통행 밀도가 높은 공간에서 탈출구까지의 거리가 가깝고 VGA Control과 Calculated flow의 값이 높다면 변수의 값이 높게 나타났다. 따라서 의료시설에서 보조기구 이용자의 이용 빈도가 높을 것으로 예상되는 공간은 탈출구와의 거리와 해당 공간의 출입구 유효 폭, 공간의 가시적 연결 관계를 사전에 고려하여 계획할 필요가 있다. 다섯째, 제시된 분석 모델의 결과와 가시성 그래프 분석 결과, 분석 대상 공간에서 개별 공간의 Specific flow(Fs)의 다이어그램, 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 통행 밀도 조사 결과 다이어그램, 개별 공간의 탈출구 및 계단실까지의 거리를 나타낸 그림을 비교 분석한 결과는 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 통행 밀도가 높은 공간에서 VGA Control과 Specific flow(Fs)의 값이 높다면 변수의 값이 높게 나타났다. 또한 가시적 연결이 많은 홀 또는 복도와 연결된 탈출구 또는 계단실은 보조기구 이용자와 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 피난 경로가 집중적으로 나타났으며 상대적으로 가시적 연결이 적고 외진 곳에 있는 탈출구 또는 계단실은 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 변수값이 높게 나타났다는 점에서 의료시설의 피난 상황에서 보조기구 이용자와 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 피난 동선을 사전에 계획하여 피난 동선의 집중을 완화하는 방안이 요구된다. 여섯째, 보조기구 이용자와 보조기구를 사용하지 않는 이용자의 피난 경로가 VGA Control의 값이 높은 출입구 또는 계단실에서 집중되어 나타나는 점은 이용자가 피난 상황에서 가시적으로 인지하기 쉽고 접근성이 좋아 출입구 또는 계단실을 시각적으로 넓고 많은 방향으로 개방된 공간과 연계하여 건축 설계 단계에서 사전에 고려될 필요가 있다고 사료된다. 일곱째, 도출된 분석 결과를 종합하여 건축 계획적 개선 방향 제시 및 제언을 하였다. 이는 제시된 모델을 통해 나타난 결과로써 시뮬레이션을 통해 피난 상황에서 개별 이용자의 피난 경로에 따른 공간의 가시적 특성, 개별 공간의 Specific flow(Fs) 및 Calculated Flow(Fc), 보조기구 이용자를 종합적으로 고려한 다각적 분석 방법이다.
본 연구에서 제시한 대피 공간 분석 모델은 의료시설을 이용하는 환자와 이용자 측면에서 외래진료부를 개선할 경우 한정된 자원을 합리적이고 정량적으로 분배할 수 있는 근거를 마련하고 신속하고 안전한 피난을 위한 건축 계획적 개선 방향으로 활용되기를 기대한다.
Damage of human life from fire happened in South Korea in 2018 occurred in the medical facilities most except residential facilities. The damage in medical facilities is huge because the users of the aids cannot escape by themselves when disaster happens. The medical facilities need to consider the prompt and safe evacuation plan for the users in general way. But, the evacuation studies in the existing medical facilities used the whole evacuation time and individual factor without considering the users of the aids in their analysis process. Such studies analyze evacuation performance across the entire hospital, but studies that derive space with low evacuation performance are insufficient. So, this study investigated the correlation between the users of aids, visual characteristics of space, specific and calculated flow of individual space and evacuation time by considering them all in general and suggested the Evacuation Space Model in the Outpatient Department of General Hospital. The process of study to offer the analysis model investigated the law of evacuation and analysis method of evacuation efficiency in medical facilities through the theoretical consideration. The analysis method of evacuation efficiency are visibility graph analysis, SFPE handbook method and evacuation simulation analysis and their concept were investigated. Visibility graph analysis elicited the visibility characteristics of the space under analysis. SFPE handbook method calculated specific flow (Fs) and calculated flow (Fc) in the object space. Evacuation simulation produced the evacuation route and time of the individual user and the number of users in individual space for each time unit. The number of evacuation simulation users was set from the survey of Traffic density in the target hospital. Visibility graph analysis results, specific flow (Fs) and Calculated flow (Fc) were produced along the evacuation route of individual user drawn from evacuation simulation. And, one variable was produced to investigate the relation of evacuation time in general by putting together visibility graph analysis results, specific flow (Fs), calculated flow (Fc), number of users of aids in individual space and the number of person who does not use the aids. The relation between the produced variable and time was checked. It established the evacuation space analysis model using the variable that shows the relation and suggested the model that produces the architectural direction of improvement of analytic object space through the established model. The results of this study were produced as follows.
First, the variables that show the significant relation in common in analytic object hospital by the correlation analysis between the variables that consider spatial visibility graph analysis results, specific flow (Fs), calculated flow (Fc), number of users of aids in individual space and the number of person who does not use the aids along evacuation route of individual user for each time unit and evacuation time. Second, it showed the variables that applied the users of aids, VGA control and calculated flow (Fc) in general has the significant relation with evacuation time and it means that the wide range can be controled in evacuation situation visually and evacuation time can be reduced if the users of aids pass by the space where large number of person can go through due to efficiently-wide exit. Third, it appeared that the variable that applied the number of person who does not use the aids, VGA control and specific flow (Fs) in general has the significant relation with evacuation time. This means that the wide range can be controled in evacuation situation visually and evacuation time can be reduced if the non-users of aids pass by the space where large number of person can go through due to efficiently-wide exit. Fourth, as the results of suggested analysis model and visibility graph analysis, comparing diagram of individual space calculated flow (Fc) in the spatial object space, the diagram from the results of Traffic density investigation of aids-users and the figure that the distance between the emergency exit and stair case of individual space each other, it appeared that the value of variable was high if the distance to emergency exit is close in the space where Traffic density of aids-users is high and the values of VGA control and calculated flow are high. So, the space where the aids-users use frequently in medical facilities need to be planned by considering the distance to the emergency exit, efficient width of exit in the space and visual correlation of space in advance. Fifth, the value of variable appeared high if those of VGA control and specific flow (Fs) were high in the results of analyzing the suggested model and visibility graph, diagram of specific flow (Fs) of individual space in analysis object space, diagram of investigating Traffic density of non-users of aids and comparative analysis of emergency exit of individual space and the distance to stair case. And the evacuation route that the users of aids and non-users of that appeared intensively in the hall with a number of visual connection or emergency exit connected to the corridor or stair case and the plan of mitigating the concentration of evacuation traffic line by planning the evacuation traffic line of both users of aids and non-users of that in evacuation situation of medical facilities considering that the value of users of aids and non-users of that appeared high in emergency exit or stair case where visual connection is poor relatively and isolated. Sixth, it needs to be considered in advance at the stage of architectural design regarding that the evacuation route of the users of aids and non-users of that appears at the entrance or stair case with high value of VGA control by connecting the entrance or stair care to the multiple direction where it is visually-wide as it enables the users to recognize it visually and good accessibility in evacuation situation. Seventh, it suggested the architectural improvement plan by putting together the drawn analysis results. As the results from the suggested model, it is the multilateral analysis method that considers the visual characteristics of space, specific flow (Fs) and calculated flow (Fc) of individual space and the users of aids along the evacuation route of individual users in evacuation situation. It is expected that the evacuation space analysis model suggested in this study can be used to make the ground of providing the limited resources reasonably and quantitatively to the direction of architectural improvement plan for prompt and safe evacuation in case of improving the ambulatory care unit on behalf of patients and users who use the medical facilities.
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.1.1 연구의 배경 11.1.2 연구의 목적 31.2 연구의 범위 및 방법 51.2.1 연구의 범위 51.2.2 연구의 방법 6제 2 장 이론적 고찰 82.1 국내 의료시설의 피난 관련 규정 및 외래진료부의 구성 82.1.1 의료시설의 피난 관련 규정 82.1.2 외래진료부의 구성 112.2 피난 시간 분석 방법 122.3 가시성 그래프 이론 142.4 SFPE 핸드북 방법 162.5 피난시뮬레이션 182.6 소결 21제 3 장 현장 조사 및 시뮬레이션 분석 223.1 분석 대상 병원에서의 현장 조사 223.1.1 분석 대상 병원 외래진료부의 공간 구성 223.1.2 분석 대상 병원 외래진료부에서의 통행 밀도 조사 333.2 시뮬레이션 분석 463.2.1 가시성 그래프 분석 463.2.2 피난시뮬레이션 분석 553.2.3 이용자 피난 경로에 따른 분석값 산출 723.3 현장 조사와 시뮬레이션 분석 결과의 소결 75제 4 장 상관관계 분석과 대피 공간분석 모델 구축 774.1 상관관계 분석 784.1.1 가시성 그래프 분석값과 피난 시간 간 상관관계 분석 784.1.2 Fs, Fc 분석값과 피난 시간 간 상관관계 분석 834.1.3 Fs, Fc와 가시성 그래프 분석값의 곱한값과 피난 시간 간 상관관계 분석 884.1.4 종합된 변수와 피난 시간 간 상관관계 분석 964.1.5 상관관계 분석 결과의 소결 1024.2 대피 공간 분석 모델 구축 1044.2.1 상관관계 분석 결과에 따른 대피 공간 분석 모델의 구축 1044.2.2 대피 공간 분석 결과 1054.2.3 대피 공간 분석의 소결 1124.3 대피 공간 분석 결과를 통한 개선 방향 도출 1134.3.1 대피 공간 분석 및 이전 시뮬레이션 분석의 종합적 결과 1134.3.2 종합적 결과를 통한 개선 방향 제시 및 제언 125제 5 장 결 론 128참고문헌 132영 문 초 록 138국 문 초 록 145