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표제지
목차
Abstract 9
초록 11
제1장 서론 12
1.1. 연구 배경 및 목적 12
1.2. 연구 방법 14
1.2.1. 지배방정식 14
1.2.2. 난류 모델 15
제2장 철도 터널의 현황과 화재 안전시설 18
2.1. 국내 · 외 철도 터널 현황과 화재 위험성 19
2.2. 구난 시설 및 제연 설비 20
2.3. 대피 공간 안전기준 22
제3장 터널 화재 특성 인자 23
3.1. 화재 열차 비상 정차 위치 구분 23
3.2. 열차 화원 및 발열량 24
3.3. 교통환기력과 부력방향에 따른 터널내 기류 특성 25
제4장 수치해석 26
4.1. 터널 및 제연설비 모델링 26
4.2. 제연 해석 조건 및 화재 시나리오 28
4.3. 화재 시뮬레이션 30
4.3.1. 수치해석 조건 30
4.3.2. 열 및 오염물질 표현 기법 30
4.3.3. 제트 팬의 환기 속도 적용 31
4.4. 피난 루트 산출 및 제연 설비 안전성 진단 31
4.4.1. Case A : 구난역 비상정차 화재 31
4.4.2. Case B : 사갱 비상정차 화재(화재강도 및 터널내 기류특성 고찰) 33
4.4.3. Case C : 사갱 비상정차 화재(사갱 연결부 형태에 따른 제연 효과) 35
제5장 결론 39
References 40
감사의 글 93
Table 1. Instance s for fire accide nts in Railroad tunnel 42
Table 2. Ve ntilation syste m in long railway tunnel 43
Table 3. Ve ntilation syste m in long railway tunnel 44
Table 4. Computational cases 45
Table 5. Sche matic vie w of computational case s 46
Fig. 1. Heat release curve in tunnel fire 47
Fig. 2. Jet-fan operation curve in tunnel fire 48
Fig. 3. Maximum CO concentration of the fire train 49
Fig. 4. CAD data and computational mesh 50
Fig. 5. Computational mesh of the tunnel 51
Fig. 6. Connecting scheme between the rescue route and the main tunnel 52
Fig. 7. Scheme of the ventilation system in tunnel 53
Fig. 8. Operation of ventilation system in tunnel fire 54
Fig. 9. Temp. distribution inside the rescue station (t=120 sec) 55
Fig. 10. Temp. distribution inside the rescue station (t=300 sec) 56
Fig. 11. Temp. distribution inside the rescue station (t=600 sec) 57
Fig. 12. Temp. distribution inside the rescue station (t=900 sec) 58
Fig. 13. Temp. distribution in front of the fire door at rescue station 59
Fig. 14. CO concentration inside the rescue station (t=120 sec) 60
Fig. 15. CO concentration inside the rescue station (t=300 sec) 61
Fig. 16. CO concentration inside the rescue station (t=600 sec) 62
Fig. 17. CO concentration inside the rescue station (t=900 sec) 63
Fig. 18. CO concentration in front of the fire door at rescue station 64
Fig. 19. Temp. distribution in front of the escape route (t=60 sec) 65
Fig. 20. Temp. distribution in front of the escape route (t=300 sec) 66
Fig. 21. Temp. distribution in front of the escape route (t=600 sec) 67
Fig. 22. Temp. distributionin front of the escape route (t=900 sec) 68
Fig. 23. Temp. distribution in front of the escape route 69
Fig. 24. Temp. distribution in front of the cross passage 70
Fig. 25. Temp. distribution near the rescue station 71
Fig. 26. CO concentrationin front of the escape route (t=60 sec) 72
Fig. 27. CO concentrationin front of the escape route (t=300 sec) 73
Fig. 28. CO concentration in front of the escape route (t=600 sec) 74
Fig. 29. CO concentration in front of the escape route (t=900 sec) 75
Fig. 30. CO concentration in front of the escape route 76
Fig. 31. CO concentrationin front of the cross passage 77
Fig. 32. CO concentration near the rescue station 78
Fig. 33. Temp. distribution in front of the escape route (t=60 sec) 79
Fig. 34. Temp. distribution in front of the escape route (t=300 sec) 80
Fig. 35. Temp. distribution in front of the escape route (t=600 sec) 81
Fig. 36. Temp. distribution in front of the escape route (t=900 sec) 82
Fig. 37. Temp. distribution in front of the escape route 83
Fig. 38. Temp. distribution in front of the cross passage 84
Fig. 39. Temp. distribution near the rescue station 85
Fig. 40. CO concentration in front of the escape route (t=60 sec) 86
Fig. 41. CO concentration in front of the escape route (t=300 sec) 87
Fig. 42. CO concentration in front of the escape route (t=600 sec) 88
Fig. 43. CO concentration in front of the escape route (t=900 sec) 89
Fig. 44. CO concentration in front of the escape route 90
Fig. 45. CO concentration in front of the cross passage 91
Fig. 46. CO concentration near the rescue station 92
초록보기 더보기
본 연구에서는 건설 예정중인 대관령 터널을 모델로서 400m 길이의 구난역과 8개의 횡갱을 주 관심 영역으로 터널 내 화재 특성에 영향을 미치는 여러 인자들을 분석해 화재 시나리오를 정립하였다. 객차 화재를 반영하는 35MW의 화재 강도와 연료탱크 누설 화재를 반영하는 100MW의 화재강도를 고려하였고 제트팬과 방화문을 사실적으로 모사해 화재 터널에서 비화재 터널로 오염물질이 침투하지 못하도록 하는 적절한 제연속도를 제안하였으며, 교통환기력과 자연환기력의 방향에 따른 터널 내 기류 특성이 제연 효과에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 사갱 근처에서 비상 정차하게 되는 위급 상황을 고려하여 사갱과 본선터널의 연결부 각도(45˚, 90˚, 135˚)와 경사도(0˚, 10˚)가 제연특성에 미치는 영향성을 검토하였다. 본 연구를 통하여 화재 터널 쪽에서 적절한 배기로 오염물질을 외부로 방출시키고 비화재 터널 쪽에서의 배연과 신선한 외부 공기를 가압하는 방식의 제연 팬 운용이 터널 내 제연에 효과가 있음을 진단하였고, 사갱의 연결형태및 경사도에 따른 제연 특성에서는 팬의 제연 방향이 교통환기력과 부력방향으로 향하는 것이 효율적임을 검토하였다.
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