국내에서는 업무시설, 상업시설 및 판매시설과 같이 다양한 용도로 이용되는 대형 복합건축물이 크게 증가하고 있다. 이러한 대형 복합건축물에서 화재가 발생하는 경우에는 연기 및 화염의 진행방향과 피난방향이 유사하고 재실자의 밀도가 매우 높기 때문에 피난 시 특정 구획에 병목현상이 발생하여 상당히 큰 인명피해를 초래할 우려가 있다. 따라서, 이런 대형 인명피해를 최소화하기 위해서 재실자에게 안전한 피난을 보장할 수 있는 피난경로 도출 알고리즘 개발이 선행되어야 한다.
최근 사회적으로 주목받고 있는 성능기반 피난설계를 위해서는 각 건축물별로 복잡한 화재 및 피난 시뮬레이션을 수행해야만 하며, 이러한 과정을 상당한 인력과 시간을 필요로 한다는 단점이 있다. 만약, 건축물별 피난안전성 평가방법이 제시된다면, 보완책을 마련하는 용도로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
이 연구에서는 배연설비 용량 및 피난지연시간에 따른 일반적인 대형 복합건축물의 피난안전성을 평가하였다. 화재지속시간에 따른 가시거리, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 및 온도의 변화를 분석하였으며, 허용피난시간(Available Safe Egress Time, ASET)을 산정하였다. 또한, 피난지연시간을 변수로 피난시뮬레이션을 수행하고 소요피난시간(Required Safe Egress Time, RSET)을 산정하였다. 이를 바탕으로 일반적인 대형 복합건축물의 피난안전성을 평가하였으며, 정규화된 배연설비의 배출속도 및 피난지연시간을 변수로 하는 일반적인 복합건축물의 피난안전성을 평가할 수 있는 방법을 제안하였다.
대형 복합건축물에 대한 화재시뮬레이션을 수행하여 화재온도와 가시거리 화재온도와 유독가스 농도의 , 상관관계를 규명하였으며, 이에 대한 데이터베이스(Database, DB)를 구축하였다. 이를 기반으로 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)을 이용하여 센서 기반 'i' 번째 위치에서 실시간 허용피난시간인 피난가능시간(Safe time, ASETi)을 도출할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며, 제안모델은 피난가능시간(ASETi)을 매우 우수한 정확도로 추정하는 것으로 나타났다. 또한, 병목현상의 정도를 파악하기 위하여 재실자 컨투어링 알고리즘을 개발하였다. 화재 시 발생되는 유독가스뿐만 아니라, 피난자가 특정 구획에 몰리는 병목현상을 고려할 수 있는 최적 피나경로 도출시스템을 제안하고 제안모델의 합리성을 상세히 검증하였다.