구난역을 갖는 철도 터널 내부의 연기거동 특성

Characteristics of Smoke Propagation in Railway Tunnels with Rescue Station

본 연구의 목적은 구난역을 갖는 철도 터널 내부의 연기 거동 특성을 분석하는 것이다. 특히 화재 위치 변화에 따른 연기 전파 특성에 대해 수치해석을 수행하고 이때 해석 조건으로 사용되는 발열량은 터널내 풀 화재(pool fire) 실험을 통해 결정된다. 사용된 연료는 n-heptane(<TEX>$C_7H_{16}$</TEX>)이고, 각 변의 길이가 4cm인 정사각형 풀을 이용하였다. 본 연구에서는 상용코드인 FLUENT(Ver.6.3) 를 사용하여 수치해석을 수행하였고 화원 생성 현상은 MVHS(Modified Volumetric Heat Source) 모델을 통해 모사되었다. 해석 결과, 연기가 터널을 따라 전파되면서 구난역까지 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 따라서 배연시스템의 설치가 요구됨을 알 수 있다. 또한 교행로와 방화벽이 연기 제어에 기여함을 확인하였다.

The main objective of the present study is to investigate smoke propagation in railway tunnels with rescue stations. In particular, based on measurement of HRR (heat release rate) for pool fires formed at different locations, the influence of fire source location on smoke behavior is examined. The fuel is n-heptane and pool fires are generated with a square length 4cm. With the use of MVHS (Modified Volumetric Heat Source) model for fire source, extensive numerical simulations are performed by using the commercial code FLUENT (Ver.6.3) Predicted smoke temperatures and smoke propagation are discussed. From numerical predictions, it is found that ventilation systems may be necessary in the railway tunnels because the smoke moves along the tunnel, and consequently it enters the non-accident tunnel. It is also confirmed that the cross-passage and fire protection wall systems contribute to control the smoke.