정량적 위험도 평가를 통한 기존 노후 지하철역사 제연모드 개선에 관한 연구

A Study on the Improvement of Smoke Exhaust Mode at Old Subway Station through Quantitative Risk Assessment

지하철은 저공해, 에너지 효율성, 대량수송이 가능하다는 이점이 있고 철로와 역사의 지하화로 지상의 공간을 효율적으로 사용함으로써 교통난을 해결하기 위한 수단으로 평가되어 현재 대표적 교통수단으로 이용되고 있다. 지하철에서 화재가 발생할 경우 연기배출이 제한된 지하공간이라는 특수성으로 인해 화재 연기에 의한 피해가 우려되므로 제연설비를 통한 대피환경 확보의 중요성이 부각되고 있다. 그러나 시간 경과로 인한 지하철역사에 설치된 제연시설의 노후화로 기존 시스템의 제⋅배연 성능이 현저히 저하된 것이 선행연구를 통해 밝혀졌으며, 이로 인해 기존 노후 지하철 역사의 대피환경 확보 가능 여부가 불확실한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 연구에서 수행된 피난안전성 결과와 함께 기존 노후 지하철 역사의 제⋅배연모드 개선안을 제시하고자 지하철 역사에서 열차화재 발생 시 제연모드별로 열차 도착시간 및 화재발생열차의 위치에 따른 화재 시나리오를 작성하고, 시나리오별 화재 발생률(Frequency)을 산정하여 화재해석과 대피해석을 수행함으로써 사망자수(N:Fatalities)를 정량적으로 추정하였다. 이에 얻어진 사고 발생률(F)과 사망자수(N)를 F/N선도로 작성하고 이를 사회적 위험도 평가기준과 비교하여 제연모드별 안정성을 평가하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 대상 정거장인 노후 지하철 A역과 B역 모두 모든 시나리오에서 화재발생 60초 이내에 열차가 승강장에 도착할 경우 사망자가 발생하지 않는 것으로 나타났으며, 열차 도착시간이 지연될수록 사망자수는 증가하는 것으로 나타났다. 또한 A역의 경우 승강장 디퓨저를 배기로 작동하는 경우보다 급기로 작동하여 승강장 가압을 하는 경우가 위험도가 낮았으며, 대배기구 가동시에도 승강장의 디퓨저를 배기로 작동하는 경우보다 급기로 작동하는 것이 대피안전성 확보에 유리한 것으로 나타났다. B역의 경우 선로부 상⋅하부 레지스터와 승강장 가압(급기)을 같이 작동할 경우 ALARP구간을 만족하며, 대배기구 및 본선환기구를 작동하지 않을 경우에도 평가 기준을 만족하는 것으로 나타났다.