지하도상가의 판매대가 피난안전에 미치는 영향

김지훈 부산대학교 대학원 2022 국내석사

As various functions were concentrated in cities due to industrialization and urbanization since the 1960s, rising real estate prices in cities and urban transportation and environmental problems began to emerge. Since there is a limit to solving urban problems only with vertical development of ground space, underground space development was carried out as part of measures to efficiently solve them. Initially, the underground space was used as an underground crosswalk and evacuation facility for simple passage, but as commercial elements such as stores were added to the space, it developed into an underground shopping Center with the aspect of commercial facilities. Starting with the "New Seoul Underground Shopping Center" in front of the Seoul City Hall Plaza in 1967, 70 are currently operating in local governments nationwide, and it has established itself as a representative space for convenience for users. However, it is difficult to completely guarantee the safety of users in the underground shopping center due to the risk of fire and evacuation due to the spatial characteristics of the underground shopping center and the fact that it is used by an unspecified number of people. Preparing measures to secure the safety of users of underground shopping centers is still indispensable, and for this purpose, fire and evacuation studies reflecting the current status of underground shopping centers need to be conducted. It is predicted that it will be possible to identify and cope with life safety threats in the current situation only when areview is conducted based on the characteristics of the use and space of underground shopping center at this point, not simply interpretation of fire and evacuation results at the design stage and completion stage. In the event of a fire in an underground shopping mall, it was confirmed that the time to reach the limit of visibility near the corridor and entrance stairs was reduced by about 0.52 to 8.43%, and the rate of visibility reduction increased in proportion to the distance to the fire point. Based on the results, it is judged that the sales stand protruding from the hallway in the event of a fire in the underground shopping mall is an obstacle in terms of securing evacuation allowance time. If the width of the passage (8.6m) and the width of the stairs (6.0m) connected to the entrance stairs are wide, the sale stand installed in the hallway reduces the width of the hallway so that evacuation personnel can form a long congested section in the hallway. This interferes with the flow of evacuation personnel in the hallway and increases the evacuation completion time to 4.46~10.77%. If the width (4.3m) of the passage connected to the entrance stairs is narrow and the width of the stairs (6.0m) is wide, the sales stand installed in the hallway in contact with the fire-prone shopping mall will form a long congested section in the hallway and increase the evacuation completion time by 3.37~5.70%. In addition, it reduces the time for people in the hallway to start to be exposed to smoke, and the number of deaths (119 people) in the area also increases by 1.48 times compared to the number of deaths (80 people) before the sale stand installation. When the width (4.3m) of the passage connected to the entrance stairs and the width of the stairs (4.3m) are narrow, the sale stand not only shortens the start time of congestion in the hallway and entrance stairs, but also expands the congestion section. In addition, evacuation completion time was increased by 5.00% from 4.35 to 5.76% stairs in the hallway, and no deaths occurred in the area before the sale stand was installed, but 34 deaths were confirmed after the stand was installed. Finally, in the event of a fire in the underground shopping center, the sale stand protruding from the hallway formed a long evacuation matrix in the hallway and shortened the time they began to be exposed to smoke, causing more casualties than before the sale stand was installed. Therefore, it is judged that the sale stand is an obstacle to securing evacuation safety for users of underground shopping center. The results of this study have limitations in analyzing the effect of sale stand installed in corridors on the evacuation safety of users in the event of a fire in a straight-line underground shopping center among straight, radial, and complex underground shopping centers. In terms of future social development, the demand for developing underground spaces with high utilization value is expected to continue to increase, and underground shopping malls with more advanced concepts are expected to emerge than at this point. Accordingly, additional studies on fires occurring in various types of underground shopping malls are needed to ensure evacuation safety for users in underground shopping malls. 1960년대 이후 이루어진 산업화와 도시화로 인해 각종 기능이 도시로 집중됨에 따라 도시 내 부동산 가격의 상승, 도시교통 및 환경문제 등이 대두되기 시작하였다. 도시 문제를 지상공간의 수직적 개발만으로 해결하는 것에 한계가 있어 이를 효율적으로 해결하기 위한 대책의 일환으로 지하공간 개발이 진행되었다. 초기 지하공간은 단순 통행을 위한 지하횡단보도 및 대피시설로 이용되었으나 해당 공간에 매점 등의 상업요소를 추가함에 따라 상업시설의 면모를 갖춘 지하도상가로 발전 하게 되었다. 1967년 서울시청광장 앞 “새서울 지하쇼핑센터”를 시작으로 현재 전국 지자체에서 70여개 소가 운영되고 있으며, 이용객들의 편의성을 도모할 수 있는 대표공간으로 자리매김하게 되었다. 그러나 지하도상가의 공간적 특성으로 인한 화재 및 피난의 위험성, 불특정 다수의 인원이 이용한다는 점들로 인해 지하도상가 내 이용객들의 안전을 완전히 보장하기 어려운 실정이다. 지하도상가 이용객들의 인명안전 확보를 위한 대책 마련은 현재에도 필수불가결한 사항이며, 이를 위해 현시점에서의 지하도상가 현황을 반영한 화재 및 피난연구가 진행될 필요가 있다. 단순히 설계 단계 및 준공 단계에서의 화재·피난결과 해석이 아닌 현시점에서의 지하도상가 이용특성과 공간특성을 토대로 검토가 이루어져야만 현 상황에서 생명안전을 위협하는 인자들을 파악하고 이에 대한 대처가 가능할 것으로 예측된다. 이에 본 연구는 지하도상가의 현재 이용특성 및 공간특성을 반영하여 화재 발생 시 지하도상가 복도에 돌출 설치된 판매대가 이용객들의 피난안전에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 수행을 위해 부산광역시에 위치한 부전몰을 대상으로 선정하였으며, 방사형, 직선형, 복합형으로 구분되는 지하도상가 형태 중 직선형 지하도상가에서 발행하는 화재 상황 속 이용객 피난안전에 판매대가 미치는 영향을 분석하는 것으로 한하였다. 또한, 지하도상가 내 설치된 소방시설이 제대로 작동하지 않는 최악의 상황을 가정하여 소방시설이 미치는 영향은 제외하였으며, 환기조건은 오직 자연환기만 이루어지는 상황으로 가정하였다. 최종적으로 이와 같은 조건에서의 이용객 피난안전성 평가를 위해 복도 내 형성되는 정체 구간, 복도 및 계단에서의 피난완료시간, 지상으로의 피난완료시간, 사망자 수에 관한 결과를 분석하였다. 이를 토대로 도출한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 지하도상가 화재 시 판매대는 복도 및 출입계단 인근에서의 가시거리 한계 도달시간을 약 0.52~8.43% 정도 감소시키는 것으로 확인되었으며, 가시거리 감소율은 화재 발생지점과의 거리에 비례하여 증가하는 것으로 나타난다. 해당 결과를 통해 지하도상가 화 재 시 복도에 돌출 설치된 판매대는 피난허용시간 확보 측면에 있어 장애 요인인 것으로 판단된다. 출입계단과 연결된 통로의 폭(8.6m)과 계단 폭(6.0m)이 넓을 경우, 복도에 설치된 판매대는 복도의 폭을 감소시켜 대피 인원들로 하여 복도에 긴 정체 구간을 형성하게 한다. 이로 인해 복도 내 대피 인원들의 유동을 방해하고, 피난완료시간을 4.46~10.77%까지 증가시킨다. 출입계단과 연결된 통로의 폭(4.3m)이 좁고 계단 폭(6.0m)이 넓을 경우, 화재 발생 상가와 접한 복도에 설치된 판매대는 대피 인원들로 하여 복도 내 긴 정체 구간을 형성하게 하며 피난완료시간을 3.37~5.70% 정도 증가시킨다. 또한, 복도 내 인원들이 연기에 노출되기 시작하는 시간을 단축시키며, 해당 구역 내에서의 사망자 수(119명) 또한 판매대 설치 이전 사망자 수(80명)와 비교하여 1.48배 정도 증가시킨다. 출입계단과 연결된 통로의 폭(4.3m)과 계단 폭(4.3m)이 좁을 경우, 판매대는 복도 및 출입계단 입구에서의 정체 시작 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 정체 구간을 확장시킨다. 또한, 피난완료시간의 경우 복도에서 4.35~5.76% 계단에서 5.00% 정도 증가시켰으며, 판매대 설치 이전 해당 구역에서 발생하는 사망자는 없었으나 판매대 설치 이후 34명의 사망자를 발생시키는 것으로 확인되었다. 최종적으로 지하도상가 화재 시 복도에 돌출 설치된 판매대는 이용객들로 하여 복도 내 긴 피난 행렬을 형성하게 하고 이들이 연기에 노출되기 시작하는 시간을 단축시켜 판매대 설치 이전보다 더 많은 인명피해를 유발하였다. 따라서 판매대는 지하도상가 이용객들의 피난안전 확보에 있어 장애 요인인 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 직선형, 방사형, 복합형태의 지하도상가 중 직선 형태의 지하도상가에서 발생한 화재에 대하여 복도에 설치된 판매대가 이용객들의 피난안전에 미치는 영향을 분석한 것에 그 한계를 두고 있다. 미래사회 발전 측면에서 활용가치가 높은 지하공간을 개발하는 것에 대한 요구는 지속적으로 증가할 것으로 사료되며, 현시점보다 더 발전된 개념의 지하도상가들이 등장할 것으로 예측된다. 이에 따라 지하도상가 내 이용객들의 피난안전을 확보하기 위해서는 다양한 형태의 지하도상가에서 발생하는 화재에 대한 추가적인 연구들이 필요할 것으로 판단된다

시뮬레이션을 이용한 지하가 피난성능 검토에 관한 연구

박기정 서울시립대학교 2017 국내석사

본 연구는 시뮬레이션을 활용하여 실제 공간의 이용현황 및 변화상황을 고려한 피난검토 방법을 제시하고자 하였다. 그 대상으로는 위험특성이 높고 실제 설계시와 이용현황 및 공간상황의 변화가 큰 지하가를 대상으로 하였다. 지하공간 및 지하가의 위험특성을 문헌적으로 분석하고, 이를 확인하기 위해 서울시내 지하상가 3개소에 대한 실사를 통해 사용특성 및 위험특성을 확인하였다. 그리고, 이러한 사용특성과 위험특성을 고려하여, 피난시뮬레이션을 이용하여 피난검토를 수행하였다. 현재 사용중인 지하상가 3개소에 대해서 각각의 이용특성을 반영한 시뮬레이션 조건 및 시뮬레이션 시나리오를 작성하고, 각각의 경우 피난성능 확인 및 피난성능의 변화를 분석하였다. 종각역 지하상가의 경우 매대의 설치, 지상출입게단의 에스컬레이터 설치에 따른 피난성능 변화를 시뮬레이션을 통해 확인하였으며, 고속터미널 지하상가의 경우 이용인원의 변화에 따른 피난성능 변화를 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 강남역의 경우 방화구획 형성 및 화재발생 장소 변화에 피난성능 차이를 확인하였다. 본 논문에서 제시한 3개의 case study를 통해 지하가 뿐 만 아니라 일반 건축물에서도 사용특성 및 공간환경 변화에 따른 피난성능의 검토가 필요하며 이를 바탕으로 효율 적인 피난계획의 수립의 필요성도 함께 제시하고자 하였다. 본 논문에서 제시한 시뮬레이션 조건 및 시나리오 구성 방법 등은 고려 및 적용가능한 하나의 방법으로, 다양한 공간에 맞는 현장고려조건 및 영향요소에 대한 검토 및 검증에 대한 연구가 지속적으로 필요하며, 이러한 피난검토가 단순한 성능확인이 아닌 보다 효율적인 피난성능 확보를 위한 시설적 보완 및 피난대피 및 훈련 계획 및 교육에 활용되기를 기대한다. 핵심어 : 지하가, 지하공간, 피난시뮬레이션, 피난시나리오 In this study, we propose an evacuation review method considering the use situation and change situation of actual space using simulation. The subjects of this study were underground garages with high risk characteristics and large changes in actual design, usage and spatial situation. In order to analyze the risk characteristics of underground space and underground space, we analyzed the characteristics and risk characteristics of three subterranean shopping malls in Seoul. In addition, evacuation studies were conducted using evacuation simulations in consideration of such use characteristics and risk characteristics. Simulation conditions and simulation scenarios that reflect the characteristics of each underground shopping mall are analyzed and analyzed for evacuation performance and evacuation performance in each case. In the case of underground shopping malls in Jonggak Station, the evacuation performance changes by escalator installation on the ground exit gate were confirmed by simulation. In the case of the underground shopping mall in the express terminal, evacuation performance changes were observed through simulation. In case of Gangnam Station, evacuation performance difference was confirmed by fire protection zone formation and fire occurrence place change. The three case studies presented in this paper are required to examine the evacuation performance according to the characteristics of use and spatial environment in not only the underground but also the general buildings, The simulation conditions and the scenario composition method proposed in this paper are considered and applicable. Therefore, it is necessary to continuously study and verify the site consideration conditions and influential factors for various spaces. It is hoped that it will be utilized not only for simple performance check but also for facility enhancement to secure more effective evacuation performance, evacuation evacuation and training planning and education. Key words : underground street, evacuation simulation, evacuation performance, evacuation scenarion

고시원 피난계단 폭의 변화에 따른 피난 안전성 평가

오수철 우석대학교 일반대학원 2024 국내석사

이 연구의 목적은 다중이용업소법에서 정하는 고시원과 건축법에서 정하는 다중생활시설에 대한 피난 안전성 평가에 있다. 이를 위해 건축법과 주차장법이 정하는 주차장 확보 면적이 적은 고시원을 대상으로 인명안전기준에 따라 피난가능시간과 피난소요시 간을 분석하였다. 먼저 소방청에서 발간한 소방시설등 성능위주설계 평가 운영 표준 가이드라인(2021)을 활용하여 시나리오를 작성하고 화재시뮬레이션 및 피난시뮬레이션 프로그램을 적용하였다. 그리고 고시원의 피난계단 폭의 변화에 따라 피난가능 인원과 불가능 인원을 산정하였다. 이에 따른 분석 결과, 피난훈련이 실행된 집단과 피난계단의 폭을 2m로 확장한 시나리오 6의 경우에 피난소요시간이 296.3초로 가장 적 게 나타났다. 이는 기존 건물에 대한 계단 폭의 변화와 소방훈련 없 이 피난시뮬레이션을 실시한 결과의 피난소요시간 461.5초 보다 165.2 초가 단축되는 결과를 보였다. 고시원의 피난 안전성 개선을 위한 피 난계단의 폭을 다중이용업소법 안전시설등 종류에 추가와 화재예방법 에서 정하는 소방훈련과 교육대상에 11층 이상 고시원을 추가할 필요 성을 제안하였다. 소방기관과 합동으로 훈련을 실시 할 수 있도록 함 으로써 피난 안전성 확보와 관련 법령 개정에 활용할 수 있는 근거를 마련했다는 점에 의의가 있다. The purpose of this study is to evaluate the safety of evacuation for Gosiwon prescribed by the Publicly Used Establishments Act and the and the publicly used living facilities prescribed by the Building Act. To this end, the Required Safe Egress Time(RSET) and the Available Safe Egress Time(ASET) were analyzed according to life safety standards for Gosiwon with a small parking lot area prescribed by the Building Act and the Parking Lot Act. First, a scenario was created using the standard guidelines for performance-oriented design evaluation and operation of fire facilities, etc(2021) published by the National Fire Agency, and fire simulation and evacuation simulation programs were applied. In addition, the number of people who can and cannot evacuate was calculated according to the change in the width of the evacuation stairs of the Gosiwon. As a result of this analysis, in the case of Scenario 6, where the evacuation training was conducted and the width of the evacuation staircase was extended to 2m, the evacuation time was the least at 296.3 seconds. This resulted in 165.2 seconds shorter than 461.5 seconds of evacuation time as a result of changing the width of the stairs and conducting evacuation simulations without fire training for existing buildings. It was suggested that the width of the evacuation stairs to improve the evacuation safety of Gosiwon should be added to the types of safety facilities under the Publicly Used Establishments Act, and that 11th floor or higher Gosiwons should be added to the fire training and education targets of the Fire Prevention Act. It is significant that this paper has provided a basis for securing evacuation safety and revising related laws by allowing training to be conducted jointly with fire fighting organizations.

도로터널 방재시설 설치기준에 관한 연구 : 도시부 대심도 장대터널을 중심으로

김정식 서울시립대학교 일반대학원 2020 국내박사

최근 5년(2014∼2018년)간 우리나라에서 발생한 교통사고의 치사율은 1.95명/건인 반면에 도로터널에서의 치사율은 3.99명/건으로 약 2배가 높은 것으로 나타났다. 그 럼에도 불구하고 우리나라의 지형적 특성과 보행자 중심, 친환경 중심 등의 도로건 설 정책으로 터널은 계속 증가하고 있다. 터널 내 교통사고는 치사율이 높으며 폐 쇄적인 환경으로 인한 2차사고 유발 가능성이 높아 피해가 크고, 교통사고가 화재 로 연결되면 대형 인명피해를 피할 수 없게 되므로 사고예방 대책이 매우 중요하다. 아울러, 교통사고 후 차량 승객들의 신속한 피난도 매우 중요하게 다루어져야 한다. 현재, 우리나라에서는 국토교통부에서 제정한 「도로터널 방재시설 설치 및 관리지 침」에 따라 위험도 평가를 시행하고 위험도 등급에 따라 다양한 방재시설물을 설 치하도록 하고 있다. 피난연결통로의 경우 소형차 전용터널과 일반 터널을 구분하여 설치간격을 제시 하고 있으나, 도시부 대심도 장대 터널의 기하구조와 교통특성을 고려하지 않고 진 출입 구간과 본선 구간에 동일한 기준을 적용하고 있다. 본 연구의 목적은 소형차 전용터널과 일반 터널, 진출입 구간과 본선 구간을 나누어 대피 안전성이 확보될 수 있는 피난연결통로 간격과 차단문 유효폭을 제시하는 것이다. 본 연구에서는 화재 및 피난 시뮬레이션 방법을 사용하여 대피 안전성을 검토하 였으며, 화재, 도로, 피난자들의 조건이 매우 다양하기 때문에 실험계획법을 이용하 여 최소한의 시뮬레이션 실험을 통해 결과를 도출하였다. 시뮬레이션은 소형차 전 용터널과 일반 터널로 구분하고, 터널별로 종단경사 6%인 진출입부와 종단경사 0% 인 본선부로 구분하여 수행하였다. 시뮬레이션 결과에 영향을 주는 다양한 변수들 은 통계자료와 기존 연구를 참고하여 현실에 가장 근접하게 설정하였으며, 본 연구 의 목적이라고 할 수 있는 피난연결통로 간격과 차단문 유효폭에 따라 시나리오를 구성하였다. 실험의 특성치는 “피난완료시간”과 “연기확산시간”으로 정하고, 시뮬레이션 결과 피난완료시간이 연기확산시간보다 작은 경우를 안전한 조건으로 판단하였다. 또한 “안전”과 “위험”으로 판단된 간격의 중간 경계지점에 대해서는 추가로 시뮬레이션 을 시행하고, 통계적 검증도 수행하여 적정 적용 범위를 제시하였다. 분석결과, 소형차 전용터널의 종단경사 6%인 진출입부에서는 피난연결통로 간격 180m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 통계적으로 유의한 차이가 없는 피난연 결통로 210m_차단문 유효폭 0.9m까지는 경제성 등을 고려하여 확대 적용할 수 있 다. 일반 터널의 종단경사 6%인 진출입부에서는 피난연결통로 간격 150m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 피난연결통로 간격 160m_차단문 유효폭 0.9m 또는 피난연결통로 간격 170m_차단문 유효폭 1.2m도 확대 적용 가능한 것으로 나타났다. 소형차 전용터널의 종단경사 0%인 본선부에서는 피난연결통로 간격 150m∼250m 구간 모두 안전한 것으로 나타났으며, 일반 터널의 종단경사 0%인 본선부에서는 피 난연결통로 간격 190m_차단문 유효폭 0.9m가 설치기준이며, 피난연결통로 간격 210m_차단문 유효폭 1.2m까지 확대 적용이 가능한 것으로 나타났다. 본 연구의 분석결과를 바탕으로 「도로터널 방재시설 설치 및 관리지침」과 「소 형차 전용터널 방재시설 설치 및 관리지침」의 위험도지수에 통행차종(소형차 전용 : 1.0, 일반 : 4.0)과 진출입부 종단경사(5%미만 : 1.0, 5%이상 : 2.0)를 추가할 것을 제언하였다. 또한 위험도지수에 따른 방재등급별 피난연결통로 간격과 차단문 유효 폭의 설치기준 개선안을 제시하였다. The traffic accident fatality on road tunnels is 1.95 persons per accident, and it is higher than 200% of the overall rate on roads as to be 3.99. In spite of the high fatalities, tunnel roads are increasing due to the mountainous topography in Korea and the policies for pedestrian-oriented and eco-friendly road construction. Traffic accidents in tunnels may result in high fatality and secondary accidents by the closed space. The accidents may cause fires, and it may cause large casualties. It is then important to prevent traffic accident on tunnel roads, and provide measures for rapid evacuation of drivers and passengers in case of accident. The evacuation facilities of tunnels are facilitated according to the “Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines (2019)” in Korea, and recently constructed tunnels satisfy the safety criteria regulated on the guideline. The guideline presents the interval of the cross passage by tunnel class such as passenger-car-only tunnel and heavy-vehicle-permitted tunnel. However, it hardly gives special considerations for the entry/exit sections, the geometry of main roadway and traffic characteristics of long and deep underground in urban area. The purpose of this study is to derive the appropriate interval of and the width of cross passage door by tunnel class and road section type in order to ensure the evacuation safety. This study evaluated the evacuation safety by the fire and evacuation simulation. The experimental design method was applied to simplify the various conditions of fires, roads and evacuees. The tunnel type was classified into two such as passenger-car-only and heavy-vehicle-permitted tunnels, and the section was done into the entry/exit section with the gradient of 6.0% and the mainline on level grade. The values of variables for the simulations were determined to be close to the actual situation with the statistics and the results of previous studies. The simulation scenario was designed the interval of cross passage and width of cross passage door. The evacuation safety was evaluated by comparing the “evacuation completion time” and the “smoke diffusion time”. The evacuation safety can be desirable when the evacuation completion time is shorter than the smoke diffusion time. The additional simulations were executed for the passage intervals and door widths which were between the “safe” and “unsafe” to clarify the threshold interval and width. According to the results of the simulation, the desirable interval of cross passage and the width of cross passage door are 180m and 0.9m respectively for the entry/exit sections with 6% gradient in passenger-car-only tunnels. This criterion may be relaxed to the interval of 210m and the width of 0.9m for the construction reduction according to the result of statistical analysis. For entry/exit sections in the heavy-vehicle-permitted tunnels with 6% gradient, the desirable interval of cross passage and the width of cross passage door are 160m and 0.9m respectively, and those may also be relaxed to 170m and 1.2m. The evacuation safety may be desirable with the cross passage interval of 150m to 200m in the passenger-car-only tunnels, and the desirable cross passage interval and door width for the heavy-vehicle-permitted tunnels on level grade are 190m and 0.9m which may be relaxed to 210m and 1.2m, respectively. According to the results of this study, the risk indices of “Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines” and the “Small Vehicles Road Tunnel Fire Safety Facility Installation and Management Guidelines” may be supplemented by the tunnel class and the gradient of entry/exit section. In addition, the guideline may provide the improved interval of evacuation cross passage and the width of cross passage door by the safety index.

지하철 승강장의 피난한계시간 기준 정립에 관한 연구

김민재 가천대학교 일반대학원 2017 국내석사

본 연구는 지하철 승강장의 국토교통부 고시에서 정한 도시철도 승강장의 피난 규정 시간에 대한 타당성을 분석하고, 피난과 관련된 규정의 재정립 필요성을 제안하고자 연구를 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위해 국내 도시철도의 승강장 형태 및 스크린도어시스템(PSD)와 피난 영향성에 대해 분석하였고, 국내·외에서 발생한 지하철 관련 사고 사례를 분석하였다. 또한 화재시뮬레이션을 위한 이론적 고찰 및 관련 선행 연구 분석을 통해 최적의 화재시나리오를 수행하였고, 그에 따른 결과를 피난시뮬레이션과 연계하여 피난 안전성 판단 및 관련 기준과 비교하여 개선방안을 제시하였다. 본 연구 결과를 요약하자면 다음과 같다. 1) 국내의 승강장 피난 관련 지침은 국토교통부 고시 「도시철도 정거장 및 환승·편의시설 설계지침」 3.6.5.2에 따라 승강장을 벗어나는데 4분, 연기나 유독가스로부터 안전한 외부출입구를 벗어나는데 6분이며, 이는 2003년 대구지하철 참사 이후 미국의 NFPA 130 코드를 그대로 적용한 것이다. 2) 기(旣) 설치된 대다수의 스크린도어 모듈은 대형 광고판이 설치되는 고정문을 포함하고 있으며, 열차가 정위치에 정차하지 못하였을 시, 특히, 7 m 위치에서 최대 42%의 개폐율 밖에 확보하지 못하며, 이는 열차 내 화재 사고 등 신속한 피난이 요구되는 상황에서 승객의 원활한 피난을 저해하는 요소로 작용하게 된다. 3) 전동차 화재 시뮬레이션을 통해 피난 Golden Time을 산정한 결과, 신형전동차 설계화재선도를 적용한 모델에서 128초라는 값을 도출하였으며, 이를 스크린도어 개폐율 변화에 따른 전동차 탈출 소요시간 변화와 비교한 결과 현재 스크린도어에 설치된 광고판 철거 및 고정문을 비상문으로 개선함으로써 안전성을 확보할 수 있다고 판단된다. 4) 피난 안전성 판단을 위한 시뮬레이션의 피난인원 산정은 실제 2년에 1회 시행되고 있는 정기 교통량 조사의 각 역사별 이용 승객현황과 해당 역사의 배차 시격 등을 고려하여 가장 인원이 많이 몰리는 Worst case를 고려하여 수행되어야 할 것이다. 또한, 열차 탑승 인원뿐만 아닌 국토교통부 고시에서 제시하는 절차를 통해 산정된 승강장 대기 인원도 함께 고려하여야 한다. 5) 대표역사에 대한 승강장 피난시뮬레이션 결과 「도시철도 정거장 및 환승·편의시설 설계지침」에서 정한 4분의 피난 한계시간에 대한 기준을 만족하지 못하고 있었으며, 이는 단순히 해당 역사의 안전성에 문제가 있다고 판단할 것이 아니라 기준 자체를 재정립할 필요성이 있다고 사료된다.

종합병원 외래진료부에서의 행위자 기반 대피 공간 분석 모델에 관한 연구

정기현 계명대학교 일반대학원 2019 국내석사

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.

초고층 주상복합 아파트의 피난시뮬레이션 시나리오 평가에 관한 연구

김혜진 경북대학교 대학원 2014 국내석사

성능위주 설계의 한 부분으로서, 화재 시 고층 및 대형건축물의 안정성을 검증하기 위해서 피난시뮬레이션 모델 검증이 의무화 되었다. 하지만, 시뮬레이션에 대한 기본적인 소방 인프라와 시나리오 부재로 인해 시뮬레이션 사용자의 기본적인 역량과 경험에 따라 상이한 결과가 나타나게 된다. 본 연구에서는 초고층건축물의 정의와 화재 위험성, 국내에서 발생한 화재 사례에 대해 살펴보았으며, 성능위주설계의 내용과 마지막 평가단계에서 사용되는 피난시뮬레이션(SIMULEX, buildingEXODUS, Pahtfinder)의 입력요소에 대해 분석하였다. 다음으로, 현재 사용자의 경향을 알아보기 위해 시뮬레이션 사용 전처리 단계에서 가정하게 되는 판단 근거에 대해 조사하였다. 설문 결과는 사용자에 따라 다른 설정이 이루어지고 있다는 것을 알 수 있었다. 이런 설문 결과와 시뮬레이션 입력요소를 바탕으로 크게 화재시나리오와 피난시나리오의 항목을 계층화 하여 각 요소의 쌍대비교를 통해 중요도를 도출하는 AHP(Analytic Hierarchy Process)을 진행하였다. 도출 된 중요도 값을 평가지수화 하여 각 시나리오 요소를 평가할 수 있는 기준을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 평가기준은 상대적인 평가 기준으로서 기존의 피난시뮬레이션의 결과값의 신뢰성을 높이기 위한 것이다. 각 시나리오 평가점수의 비교를 통해 우선순위를 결정할 수 있으며, 이를 통해 적절한 화재 및 피난시나리오 설정이 이루어질 것이라 사료된다. As a part of the performance based design, egress modelling should be conducted to check whether the architectural design and plan phase of large-scale building can be safe in case of fire. However, an egress simulation has been used to create a fire/egress scenario without the formal guideline and standard. Therefore, the safety performance of building depends on user’s own judgement. The purpose of this study is to establish the evaluation index on fire/egress scenario factors through AHP(Analytic Hierarchy Process) analysis. Prior to this, setting trend of creating fire/egress scenario was investigated in order to draw scenario factors. The survey result shows that different scenarios are set by users. Based on prior survey, specific factors are separated by fire/ egress scenario and are stratified. To index stratified factors, second survey is conducted to establish objective data by experts, each evaluation index is set depending on survey results. Finally, each scenario can be evaluated based on evaluation index proposed through indexing importance of the value derived. In this study, evaluation standard is relative and to increase the reliability of evacuation simulation result. Scenarios priorities are determined through the comparison each score, and setting the appropriate fire and evacuation scenarios will be made.

보행 및 시지각 행동 특성을 반영한 피난시뮬레이션의 그룹이동 알고리즘 개발

이수호 경북대학교 대학원 2016 국내박사

2009년부터 특정소방대상물에 성능위주설계의 적용이 법적으로 의무화되면서, Life safety를 확보하기 위한 피난시뮬레이션 툴이 사용되기 시작했다. 화재에 대하여 사람들의 피난행동을 예측하는 피난시뮬레이션 툴은 알고리즘의 종류와 구성, 그리고 입력이 가능한 피난행동 요소에 따라 성능이 판별되며, V&V (Validation and Verification)를 통해 시뮬레이션 결과의 예측력을 평가한다. 하지만 현재 국내 성능위주설계에서 사용하는 피난 시뮬레이션 툴은 모두 외산 프로그램이며, 적용된 알고리즘의 기반 데이터는 외국인의 행동 데이터를 대상으로 하기 때문에 국내 실정과 맞지 않다. 더욱이 피난시뮬레이션 툴의 에이전트는 단순히 출구까지 최단거리를 이동하는 알고리즘을 전제로 실행되며, 실제 사람의 시지각(visual perception) 행동이나 그룹이동의 현상에 대하여 적용하지 않기 때문에 예측성에 대하여 의문을 가질 수 밖에 없다. 따라서 본 학위논문은 기존의 피난시뮬레이션에서 고려하지 못하는 사람의 보행 및 시지각 행동 특성을 피난시뮬레이션에 적용하는 알고리즘 개발을 목적으로 수행하였으며, 이를 위해 각 실험 요소에 대한 실험과 결과에 대한 통계분석을 실시하여 데이터를 구축하고 알고리즘을 개발하였다. 피난안전성을 평가하는 피난시뮬레이션의 툴은 피난모델 중 하나로서 그 밖에 수계산, 흐름모델 등이 있다. 컴퓨터의 발전에 따라 피난모델은 고도화되기 시작하였으며, 컴퓨터를 사용하여 다양한 입력요소를 개입시킬 수 있는 피난시뮬레이션 툴이 현재 주를 이루고 있다. 국내에서 대표적으로 사용되고 있는 피난 시뮬레이션 툴은 Simulex, buildingEXODUS, Pathfinder가 있으며, 알고리즘이 상이하기 때문에 피난환경과 에이전트의 특성을 반영하는 정도가 다르다. 따라서 각 피난시뮬레이션 툴에 대한 정량적 평가를 수행하기 이전에 각각의 특성을 분석하였으며, IMO(International Maritime Organization)에서 제시하는 V&V를 통해 기본 성능을 검증하였다. 반면, IMO에서 제시하는 피난시뮬레이션 툴의 성능평가는 에이전트의 기본적인 움직임에만 한정하고 있기 때문에 실험데이터와의 비교가 불가피하며, 이를 위해 유클리디언 함수를 사용하여 결과 그래프의 오차를 산정하였다. 그 결과 ERD(Euclidean Relative Difference)와 EPC(Euclidean Projection Coefficient)에서 buildingEXODUS가 실험데이터의 결과와 가장 유사하게 나타났다. 그럼에도 불구하고 buildingEXODUS에서는 보행 특성과 시지각 행동 특성을 일부만 채용하고 있기 때문에 그 한계성은 여전하므로 이러한 특성을 적용시키기 위해 보행특성과 시지각 행동에 관한 그룹이동 실험을 실시하였다. 사람이 피난하는 동안 보행특성 요소는 공간의 형태와 개인의 보행속력, 그룹원 간 친밀도에 따라 보행속력의 변화에 초점을 맞추고 실험을 진행하였다. 먼저 공간의 형태에 따른 보행속력의 변화 실험은 실험세트로 구성된 5가지 형태의 복도에 대하여 실험 참가자를 투입하여 그 변화양상을 분석하였으며, 실험 결과를 분산분석을 실시한 결과 유형별로 속력 변화에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그리고 일변량 분산분석을 추가로 수행한 결과 막힌 형태의 복도가 보행속력에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 다음으로 개인의 보행속력이 그룹의 보행속력의 변화 실험은 그룹원의 수를 실험변인으로 설정하고 그룹 보행속력을 측정하였다. 실험 결과 그룹의 선두의 보행속력이 그룹 보행속력에 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 각 개인의 자유보행속력과의 상관성이 없는 것으로 나타났다. 더불어 실험 참가자간의 거리를 대상으로 그룹의 크기를 산정한 결과 10명 이상부터 그룹의 크기가 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 마지막으로 Closeness에 따른 보행속력 변화 실험은 실험 참가자들의 closeness 여부를 실험변인으로 설정하고 실험을 실시하였으며, 그 결과 closeness group은 친밀하지 않은 그룹에 비하여 보행속력이 빠르고 보행밀도가 높았다. 그룹의 선형적인 크기부분에서도 친밀한 그룹은 크기가 작았으며, 이러한 결과는 그룹원 간의 거리에 기인한 것으로 판단할 수 있다. 모든 건물에는 피난출구를 알려주는 시각정보물이 제공되며, 피난자는 이러한 정보를 토대로 경로를 설정하고 이동한다. 하지만 연기로 인해 제한된 시야는 이러한 정보의 접근을 막기 때문에 이러한 상황에 대한 사람의 시지각 행동 특성과 관련된 3개의 실험을 수행하였다. 먼저 사람의 기본적인 시지각행동을 분석하기 위해 공간 조명의 여부에 따른 실험 참가자의 행동을 측정하는 실험을 실시하였다. 그 결과 어두운 상황에서 사람은 정보를 획득하기 위해 정면을 주시하는 경향이 높아지고, 머리의 회전 움직임이 둔해지는 것으로 나타났다. 또한 주시 측면에서 정면보다 바닥을 바라보는 경향이 높으며, 이로 인해 점자블럭(축광형)에 응시하는 비율이 매우 높게 나타났다. 이러한 환경에서 그룹의 이동을 분석한 결과 어두운 상황에서 사람들이 길게 줄지어 이동하는 현상이 나타났다. 다음으로 공간의 친숙도에 따라 시지각 행동을 분석하는 실험을 실시하였으며, 실험 변인으로는 실험 공간에 친숙한 사람과 그렇지 않은 사람으로 설정하였다. 공간에 친숙(familiar)한 그룹은 최종 출구까지 최단거리로 이동하는 것으로 나타났으며, 표지판에 시각을 집중하지 않는 것으로 나타났다. 그와 반대로 친숙하지 않은 사람은 경로가 다양하고, 표지판 앞에서 머무르는 시간과 정보를 처리하는 동안 보행속력의 감소가 나타났으며, 이로 인해 전반적인 보행속력이 감소하는 것으로 나타났다. 마지막으로 유도등에 대한 지각(perception) 및 인지(cognition) 거리에 대한 실험을 실시하였다. 실험 변인은 공간 조명의 조도(illuminance)와 유도등의 배경 조명의 여부이며, 예비실험으로 지각 및 인지거리를 측정하고, 본실험으로 탐색시간 및 보행속력을 측정하였다. 실험 결과 조도가 낮아질수록 유도등을 지각 및 인지하기 위해 지근거리로 이동해야 하는 것으로 나타났으며, 유도등을 주변의 조명 휘도(brightness)가 높을 때일수록 역시 지근거리로 이동해야 하는 것으로 나타났다. 탐색시간은 지각 및 인지거리에 영향을 받아서 공간 조명이 밝을 경우 탐색시간이 짧게 나타나는 것으로 나타났으며, 공간 조명이 어둡고, 배경 조명의 휘도가 높을 때 탐색시간이 길게 나타났다. 보행 및 시지각 행동 특성에 대한 실험을 알고리즘으로 개발하기 위해서는 각각의 실험 결과를 동일한 차원으로 원단위하여 분석하여야 한다. 이에 실험 참가자의 자유보행속력을 기반으로 실험 요소가 적용되었을 때 나타나는 보행속력 감속 데이터를 중심으로 원단위화를 하였다. 그 결과 보행특성의 실험요소가 시지각 행동 특성의 실험요소보다 자유보행속력을 더욱 크게 감소시키는 것으로 나타났으며, 보행특성에서는 공간의 형태가 시지각 행동 특성에서는 공간 조명이 없는 유도등 인지구간에서 자유보행속력을 가장 크게 변화시키는 영향계수를 지니는 것으로 나타났다. 피난시뮬레이션의 알고리즘은 크게 에이전트에 적용하는 수정보행속력 부분과 지에메트리에 적용하는 구간별 보행속력 변화로 구분되며, 이와 관련된 실험요소를 구분하였다. 그리고 행동의 다양성으로 인해 정규분포로 나타나는 피난 사례를 적용하기 위해 가우시안랜덤변수를 적용하는 알고리즘을 개발하였다. 다음으로 지오메트리에 보행속력 변화구간을 지정하기 위해서 buildingEXODUS의 감광계수 K와 유동계수 M을 수정하여 적용하는 알고리즘을 개발하였으며, 기존의 K와 M을 대체하는 수정식을 제안하였다. 이러한 알고리즘에 대한 검증을 위해 실험데이터와 비교를 실시한 결과 오차확률이 10%내외로 감소하는 것으로 나타났다.

지하주차장 내 전기자동차 화재 시 화재·피난시뮬레이션을 통한 인명안전성 확보를 위한 연구

서효원 서울시립대학교 도시과학대학원 2024 국내석사

지구온난화와 기후위기 등 급격한 환경적 요인으로 인해 세계 각국에서는 기존 내연기관 자동차의 사용을 규제로 인하여 친환경자동차 중 전기자동차가 빠르게 보급됨에 따라 전기자동차 충전 또는 주행 중 화재위험이 증가하고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 전기자동차 충전구역이 건물 지하에 설치된 경우 화재위험성과 위험요인을 통계자료를 통해 분석하였고, 지하주차장 내 전기자동차 화재 시 재실자의 인명안전성 확보를 위해 허용피난시간(ASET)의 개선방안을 마련하기 위해 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 지하주차장 내 전기자동차 충전 중 화재 시 인명안전성 판단을 위해 화재시뮬레이션과 피난시뮬레이션을 통해 허용가능시간과 요구피난시간을 계산하였다. 지하주차장 내 전기자동차 화재 시 인명안전기준에 도달하는 요소는 가시거리와 온도로 가장 중요한 요소는 가시거리로 확인되었으며, 가시거리 확보를 위해 추가적으로 충전구역 3면을 구획하고 제연경계벽을 설치하여 추가적인 화재시뮬레이션을 진행하였다. 화재 및 피난시뮬레이션의 커플링을 통한 인명안전성 평가결과 지하주차장 전기자동차 화재 시 충전구역 구획과 같은 구조적인 요소만으로 인명안전성을 확보하기 어렵기 때문에 충전구역에 대한 설치기준 수립과 배연설비와 같은 소방설비 설치가 추가적으로 확보되어야 함을 확인하였다. 추후 연구에서는 전기자동차 화재 시 발생되는 연소물질에 대한 조성비 연구와 실제 실험을 통해 화재 및 피난시뮬레이션의 결과의 유사성 검증을 통한 신뢰성 확보가 필요할 것이다. Due to rapid environmental factors such as global warming and climate crisis, countries around the world are regulating the use of conventional internal combustion engine vehicles, and as electric vehicles are rapidly spreading among eco-friendly vehicles, the risk of fire while charging or driving electric vehicles is increasing. Therefore, this study analyzed the fire risk and risk factors of electric vehicle charging areas installed in the basement of buildings through statistical data, and analyzed them through simulation to prepare an improvement plan for the allowable evacuation time (ASET) to secure the life safety of occupants in the event of an electric vehicle fire in an underground parking lot. The allowable time and required evacuation time were calculated through fire simulation and evacuation simulation to determine the safety of human life in the event of a fire while charging an electric vehicle in an underground parking lot. The most important factors for reaching the life safety standard in the event of a fire in an underground parking lot are visibility and temperature, and the most important factor is visibility, and additional fire simulations were conducted by dividing the three sides of the charging area and installing a smoke perimeter wall to secure visibility. As a result of the evaluation of life safety through the coupling of fire and evacuation simulation, it was confirmed that it is difficult to secure life safety in the event of an electric vehicle fire in an underground parking lot with only structural elements such as the charging area division, so it is necessary to establish installation standards for the charging area and install additional firefighting facilities such as exhaust facilities. In future research, it is necessary to secure reliability by studying the composition of combustion materials generated in electric vehicle fires and verifying the similarity of fire and evacuation simulation results through actual experiments.

建築物 內 避難徑路의 遲延要素를 反映한 移動時間 算定 알고리즘 開發

손종영 경북대학교 대학원 2020 국내박사

In Korea, the Act on Firefighting Facilities Construction Projects was amended in 2005 to prepare the legal basis for performance-oriented design, and in 2007, the Enforcement Decree of the Fire-Fighting Facilities Construction Business Act was amended to define the design target as a specific fire-fighting target, and the performance-oriented design was implemented in earnest from 2009. In 2011, performance-oriented design methods and standards for fire-fighting facilities were officially announced. Currently, the number of fire-fighting targets in Korea is increasing trend. Therefore, the importance of performance-oriented design is emerging. The term "special fire-fighting objects" here means those subject to fire-fighting, which are required to install fire-fighting facilities, as prescribed by Presidential Decree. Special fire-fighting targets include multi-family housing, neighborhood living facilities, cultural and assembly facilities, religious facilities, sales facilities, business facilities, educational research facilities, training facilities, factories, and complex buildings. Evacuation safety assessment of the target of performance-based design is carried out through evacuation simulation, which is a good tool for evaluating evacuation safety of buildings that are difficult to demonstrate through actual experiments or training. Evacuation simulation is similar to reality, but it does not reflect all the factors of the building, facilities and facilities, and the behavior of the occupants, so continuous improvement is needed. In this study, we wanted to enhance the reliability of evacuation simulation by developing algorithms for delay factors that have not yet been reflected in evacuation simulation. First of all, Chapter 2 conducted a theoretical review of the definition and characteristics of evacuation simulation and the method of calculating travel time and related prior studies. In addition, a survey of performance-oriented design experts was conducted to derive the factors of delay in evacuation. In Chapter 3, the difference between the direction of rotation of the stairs and the travel time according to the type of door layout in the stairwell was analyzed. According to the study, it was the fastest way to go down the stairs by turning right at 0.34m/s when turning left and 0.38m/s when turning right. The fastest way to go up was to turn left, turning left at 0.32m/s at walking speed when turning left and 0.28m/s when turning right. In addition, the simulation results based on the type of stairwell door layout indicated the fastest travel time of 36.8 seconds for case D with two doors perpendicular to the time of 40 people passing through. In Chapter 4, we examined the applicability of the evacuation delay factors through a walking experiment on the door opening and closing process. Studies have shown that the majority of people in real buildings are closed, but the process of opening and closing doors, which is not reflected in evacuation simulations, was significant compared to the other cases. The handle types were not statistically significant, and the opening and closing directions differed statistically significantly. The results indicated that the type of handle did not differ much in which one was installed, and that the direction of opening and closing was advantageous in a particular direction (open door/close direction). However, there was a difference in travel time, and Panic Bar was the most advantageous for pushing in the opening and closing doors and for pulling in the direction. However, the bar's handle was most advantageous when wearing an opaque eye patch assuming smoke, regardless of the opening and closing directions. The opening and closing directions of the doors are most advantageous, but depending on the evacuation situation, there is a possibility that the buildings will not be able to walk through the doors of a certain opening and closing direction. This requires consideration of all opening and closing directions. Chapter 5 conducted a study on the changes in the speed of walking according to the height of the walking space. The average walking speed of all participants was 1.42m/s at 1.8m, 1.42m/s at 1.7m, 1.41m/s at 1.6m, 1.43m/s at 1.5m, 1.41m/s at 1.4m, 1.36m/s at 1.3m, and 1.26m/s at 1.2m. The average walking speed of the participants did not increase or decelerate statistically significantly compared to the free walking speed. However, the average walking speed under the 1.2 m height of the walking space was significantly reduced compared to the free walking speed. In relation to the breathing limit line in the evacuation situation, there was a decrease in walking speed until the smoke layer came down to 1.2 meters, but no significant decrease occurred. However, 1.2m indicated a significant decrease in walking speed for participants. In Chapter 6, the evacuation delay element algorithm was developed based on the research results conducted in Chapter 3, 4, and 5. The algorithm consists of a formula to analyze the process of evacuating from a target site by setting up an arbitrary destination and calculating the required travel time in each process. At this time, the evacuation delay factor derived from this study was applied, and the existing formula was applied to the essential factors for calculating travel time. The algorithm developed was implemented as a mobile time calculation simulator through Python for verification, and the error rate and differentiation were recognized through comparison with the existing evacuation simulation.