지하주차장 내 전기자동차 화재 시 화재·피난시뮬레이션을 통한 인명안전성 확보를 위한 연구 = Research on protecting human life through fire and evacuation simulation in case of electric vehicle fire in underground parking lot

국문 초록 (Abstract)

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.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구 배경 및 목적 1
• 제2절 연구 절차 3
• 제2장 이론 배경 및 고찰 4
• 제1절 전기자동차 개요 4
• 1. 전기자동차 구조 및 종류 4
• 2. 전기자동차 배터리 7
• 제2절 전기자동차 충전구역 10
• 1. 전기자동차 충전구역 설치기준 10
• 2. 전기자동차 충전구역 설치현황 17
• 제3절 전기자동차 화재위험성 19
• 1. 전기자동차 화재통계 19
• 2. 전기자동차 화재발생 주요 요인 22
• 3. 전기자동차 지하주차장 화재위험성 29
• 4. 전기자동차와 내연기관차의 화재위험성 비교 33
• 제3장 연구 방법 35
• 제1절 인명안전성평가를 위한 시나리오 설정 35
• 1. 대상지 선정과 건축적 환경 35
• 제2절 화재시뮬레이션 시나리오 설정과 입력 조건 38
• 1. 화재시뮬레이션 시나리오 설정 38
• 2. 화재시뮬레이션 입력조건 40
• 제3절 피난시뮬레이션 시나리오 설정과 입력 조건 45
• 1. 피난시뮬레이션 시나리오 설정 45
• 2. 피난시뮬레이션 입력조건 46
• 제4장 연구 결과 51
• 제1절 화재 및 피난시뮬레이션 결과 51
• 1. 화재시뮬레이션 결과 51
• 2. 피난시뮬레이션 결과 56
• 3. 인명안전성 평가 58
• 제2절 인명안전성 확보를 위한 개선 방안 65
• 1. 법규적 접근 65
• 2. 구조적 접근 66
• 3. 설비적 접근 67
• 제5장 결론 70
• 참고문헌 72
• Abstract 74
• 감사의 글 76