지하주차장 내 수소방출시 연소영역에 대한 수치해석 연구

A Study on the Numerical Analysis of the Combustion Area during Hydrogen Release in Underground Parking-Lot

최근 온실가스 저감과 더불어 저탄소배출 정책 등 환경오염에 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 탄소배출을 저감할 수 있는 수소전지자동차를 비롯한 친환경 자동차의 보급률이 증가하고 있어 이에 대한 방재 및 안전관련 대책에 요구되고 있는 실정이다. 한편, 수소연료전지차(FCEV)의 보급 확대와 함께 유사시 방재⋅안전적인 측면에서의 대책 마련이 필요하다. 만약, 수소저장탱크에서 TPRD가 개방되어 수소가 방출될 경우 주변 상황에 따라 발화, 폭발, 화재 등의 사고로 이어질 수 있는 만큼 이에 대한 안전대책마련이 강구되고 있는 실정이다. 더욱이 터널, 지하주차장 등과 같은 반밀폐공간에서 수소연료전지차의 TPRD가 개방될 경우 주변 차량 및 구조체에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 본 연구에서는 지하주차장의 장소에 국한하여 환기조건에 따라 수소연료자동차의 방출 시 수소의 농도분포에 대한 위험정도를 수치해석을 통해 분석하였다. 그 결과, 수소탱크가 1개만 방출 될 경우 지하주차장 내 수소의 가연체적비는 최대 8.6%로 나타났으며, 환기가 지속적으로 이루어짐에 따라 연소가능한 수소의 체적비율은 150초 이후 1%미만으로 감소되는 것으로 분석되어 기계적인 환기가 필수적인 것으로 분석되었다. 수소탱크 3개가 동시방출 또는 단계방출의 경우 최종적인 수소의 가연체적비율은 유사하지만 단계적으로 지연 방출함에 따라 방출 초기 수소의 가연체적비율의 증가폭이 낮은 것으로 나타났으며, 이에 따른 수소탱크 방출 시나리오의 추가적인 연구가 필요한 것으로 예상된다.