터널내 화재발생시 구난역 환기 조건에 따른 연기거동에 대한 실험적 연구 = Experimental Study on the Smoke Behaviors for Rescue Station Ventilation Condition in Tunnel Fire

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 구난역 축소모형 실험을 통하여 초장대 터널내 열차 화재발생시 환기 조건에 따른 연기거동에 대해 실험을 수행하였다. 축소된 모형터널은 Froude 수 상사법칙을 적용하여 실제 터널 크기의 1/35로 축소하였고 0.002 m인 철을 사용하여 총 길이 10 m, 높이 0.19 m, 폭 0.26 m으로 제작되었다. 화재가 발생한 터널과 구난 터널 사이에 교차통로가 연결되고 교차통로 중앙에는 방화문이 설치되어 있다. 실험에 사용된 화원의 연료는 n-heptane이며, 높이가 0.02 m인0.04 m의 정사각형 Pool을 이용하였다. 환기가 없는 경우, 화원의 발열량은 698.97 W 이다. 화원 위치는 터널 중앙과 터널 입구와 근접한 곳으로 나누어 설치하였다. 환기 조건시 제연량은 0.015 ㎥/s이고 화원과 가장 인접한 곳에서만 배기하는 대배기 방식이다. 화재발생시 구난역내 연기거동을 파악하기 위해 온도와 CO가스 농도를 예측하였다. 화재실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 터널 중앙에 화재가 발생한 경우, 환기 조건이 없어도 구난 터널로 연기가 전파되지 않았다. 둘째, 터널 입구 부근에 화재가 발생한 경우, 환기 조건이 없으면 연기가 구난 터널로 침투하지만, 설계된 제연량으로 배기를 작동하면 연기는 구난 터널로 전파되지 않았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the 1/35 reduced-scale model experiments were conducted to investigate designed ventilation system performance at rescue station in tunnel fire. A model tunnel with 0.002 m thick of steel, 10 m long, 0.19 m high and 0.26 m width was made by using Froude number scaling law. The cross passages installing escape door at the center were connected between incident tunnel and rescue tunnel. The n-heptane pool fire with heat release rate 698.97 W were used as fire source. The fire source was located at the center and portal of accident tunnel as worst case. A operating ventilation system extracted smoke amount of 0.015 ㎥/s. The smoke temperature and carbon monoxide concentration in cross passage were measured to verify designed ventilation system. The results showed that, at center fire case without ventilation in accident tunnel, smoke did not propagate to rescue station. In portal fire case, smoke spreaded to rescue station without ventilation. But smoke did not propagate to rescue station with designed ventilation.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구의 배경 및 필요성 = 1
• 1.2 연구동향 = 3
• 1.3 연구의 목적 = 5
• 제2장 구난역 축소모델 실험 = 8
• 2.1 상사 법칙 = 8
• 2.2 구난역 실험장치 = 8
• 2.3 환기 조건 및 실험 방법 = 12
• 제3장 실험결과 및 고찰 = 20
• 제4장 결론 = 42
• 참고문헌 = 44
• 국문초록 = 47
• ABSTRACT = 48