터널 내 차량 화재에 따른 연기 거동 예측 및 제연 성능 확보 방안 마련

Study of Prediction of Smoke Behavior and Securing Smoke Control Performance by Vehicle Fires in Road Tunnel

터널과 같이 부분적으로 밀폐된 공간 내에서의 화재가 발생했을 경우 화염과 연소가스의 발생으로 많은 인명피해를 주고 있으며, 터널 구체를 붕괴하거나 훼손하는 경우도 발생하고 있다. 해외에서는 몽블랑 터널화재, 타우에른 터널화재, 고타드 터널화재 사고 등 대형화재가 많이 발생했고, 국내에서는 대형화재가 발생하지는 않았으나, 국내에도 많은 터널이 존재하며 환경친화적인 고속도로망 구축과 선형개량등을 위하여 장대터널 건설이 증가하는 추세이므로 대형사고로 이어질 수 있는 잠재 위험성을 가지고 있다. 따라서, 터널 내 화재로 인한 인명 및 재산피해를 줄이기 위해 화염, 연소가스 거동을 예측하고 제어할 수 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 화재역학 이론을 기반으로 하여 터널화재 시 연료에 따른 화재 거동을 예측하고 이를 기반으로 연기 거동 예측을 위해 화재시뮬레이션을 수행하였다. 실제 터널 상황을 고려하여 화재 시나리오(Scenario)를 설정하였고, FDS(Fire Dynamics Simulator)를 이용하여 실제로 부산에 존재하는 터널에 대해 화재시뮬레이션을 진행하여 온도, 연기 생성량, 가시도, CO2 및 CO 생성량 등을 측정 및 분석하였다. 또한, 비상시 연기를 배출하는 적절한 제연설비를 확보하기 위해 제연설비 용량, 대수, 위치에 따라 시뮬레이션을 진행하였다. 화재시뮬레이션 결과, 각 연료에 따라 값이 다양하게 나타났고 제연설비의 용량, 대수, 위치에 따라 결과가 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.