[표지]
제출문
보고서 초록
요약문
목차
제1장 연구배경 및 연구목적 13
제2장 터널화재 사례 및 터널화재의 특성 14
2.1. 터널화재 사례 및 분석 14
2.1.1. 국내 도로터널 관련 터널화재 사례 14
2.1.2. 국외 터널화재 사례 15
2.2. 터널화재의 특성 18
2.2.1. 터널화재의 특징 18
2.2.2. 터널에서의 화재성장특성 21
2.3. 국내외 터널 화재 사례 23
2.3.1. 국내 터널 화재 사례 23
2.3.2. 국외 터널 화재 사례 27
제3장 터널화재 확산 시뮬레이션 및 모니터(방수총) 유로 해석 35
3.1. 터널화재 확산 시뮬레이션 35
3.1.1. 모델링 조건 35
3.1.2. 단일차량 화재(화재 시나리오 Case 1) 38
3.1.3. 차량 2 대 화재(화재 시나리오 Case 2) 42
3.2. 모니터(방수총) 유로해석 45
3.2.1. 해석 목적 45
3.2.2. 모니터(방수총) 내부 유동해석 45
3.2.3. 해석 조건 46
3.2.4. 모니터 내부영역 모델링 50
3.2.5. KTKT 모니터 Original과 Modified 해석 결과 58
3.2.6. 수입 모니터 Original과 Modified 해석 결과 비교 65
3.2.7. 유로의 방향 변경(예정) 72
제4장 국외 터널 자동화재 진압장치의 최신 동향 74
4.1. 미국 74
4.1.1. 터널화재 자동진압장치 설치 사례 74
4.1.2. 터널화재 자동진압장치 관련 연구 동향 분석 77
4.2. 유럽 83
4.2.1. 터널화재 자동진압장치 설치 사례 83
4.2.2. 터널화재 자동진압장치 관련 연구 동향 분석 84
4.3. 일본 88
4.3.1. 터널화재 자동진압장치 설치 사례 88
4.3.2. 터널화재 자동진압장치 관련 연구 동향 분석 89
4.4. 터널화재진압을 위한 포소화설비 적용 가능성 91
4.4.1. 일본 지하주차장의 소화설비 기준 분석 91
4.4.2. 포소화설비의 도로터널 화재 적용 가능성 92
제5장 영상신호 분석 화재감지 카메라 93
5.1. 화재감지 카메라 개발 93
5.1.1. 개발 목표 93
5.1.2. 연구 수행내용 93
5.1.3. 오토레일 시스템 컨트롤러 개발 100
5.1.4. 화재감지 카메라 케이스 개발 100
5.1.5. 정밀 화재감지 분석 프로그램 개발 102
제6장 이동식 방수모니터의 제작 및 성능평가 104
6.1. 이동식 방수모니터의 설계 및 제작 104
6.1.1. 설계 104
6.1.2. 제작 110
6.2. 성능평가항목 113
6.3. 항목별 성능시험방법 및 시험결과 분석 117
6.3.1. 작동성능시험 117
6.3.2. 방수성능시험 120
6.3.3. 화재감지성능시험 123
6.3.4. 연동성능시험 127
6.3.5. 화재진압성능시험 129
6.4. 개선 및 보완 사항 검토 134
제7장 추후과제 136
표 1. 국외 도로터널의 화재사례(Handbook of tunnel fire safety, 2nd ed.) 17
표 2. 종방향 길이 100m인 터널 35
표 3. Impact of FFFS on Class-A tunnel fires 78
표 4. Impact of FFFS on Class-B tunnel fires 79
표 5. 각 국의 도로터널 방재시설 관련 기준 79
표 6. 설계속도별 최소 평면곡선 반지름 107
표 7. 전동방수총의 주요사양[표없음] 114
표 8. 주행속도 측정 117
표 9. 방수포트 결합시간 측정 118
표 10. 방수소요시간 측정 119
표 11. 방수압에 따른 방수거리 121
표 12. 방사각도에 따른 방수거리 122
표 13. 화재감지시간 124
표 14. 화재감지 성공률 5m 125
표 15. 화재감지 성공률 25m 125
표 16. 화재위치 정확도 126
표 17. 연동성능시험 127
그림 1. 최근 10년간 국내터널화재 발생건수[원문불량;p.2] 14
그림 2. 최근 10년간 국내 터널화재 발화요인[원문불량;p.3] 15
그림 3. 터널화재 시 연기의 성층화 20
그림 4. 터널에서의 연료지배형 및 환기지배형 화재성상 21
그림 5. 환기지배형 터널화재의 연소과정 개략도 22
그림 6. 상주터널 화재사고 현장 24
그림 7. 황령터널 화재사고 현장 25
그림 8. 창원터널 화재사고 현장 25
그림 9. 홍지문터널 화재사고 현장 27
그림 10. 니혼자키 터널 사고 개략도 28
그림 11. 몽블랑터널 화재사고 현장 30
그림 12. 고타드터널 화재사고 현장 32
그림 13. 카프룬터널 화재사고 개요도와 화재현장 33
그림 14. 터널 및 차량 모델 36
그림 15. 해석 영역 별 격자 크기 36
그림 16. 단일 차량 화재(Case1) 37
그림 17. 차량 2대 화재(Case2) 37
그림 18. Case 1 : 분석 평면(좌), 분석 점(우) 38
그림 19. 온도분포 : YZ평면-X=0m(상), XZ평면-Y=-5, 0, +5m(하) 38
그림 20. 속도분포 : YZ평면-X=0m(상), XZ평면-Y=-5, 0, +5m(하) 39
그림 21. 시간에 따른 종방향 분석 점에서의 온도변화 : Case 1 39
그림 22. 수평방향 온도변화 : Y=0m[그림없음] 40
그림 23. 수평방향 온도변화 : Z=5m[그림없음] 40
그림 24. 수평방향 온도변화 : Z=10m[그림없음] 40
그림 25. 수평방향 온도변화 : Z=20m[그림없음] 40
그림 26. 수평방향 온도분포 : XZ평면-Y=0m[그림없음] 41
그림 27. 수평방향 온도분포 : XZ평면-Y=-5m[그림없음] 41
그림 28. 수평방향 온도분포 : XZ평면-Y=5m[그림없음] 41
그림 29. Case 2 : 분석 평면(좌), 분석 점(우) 42
그림 30. 온도분포 : YZ평면-X=3.8m(상), XZ평면-Y=-5, 0, +5m(하) 42
그림 31. 속도분포 : YZ평면-X=3.8m(상), XZ평면-Y=-5, 0, +5m(하) 43
그림 32. 시간에 따른 종방향 분석 점에서의 온도변화 : Case 1 44
그림 33. 수평방향 온도분포 XZ평면-Y=0m : Car 1 상층(좌), Car 2 상층(우)[그림없음] 44
그림 34. Wall yplus Analysis of KTKT Monitor 45
그림 35. Examples of Fluent Analysis 46
그림 36. KTKT 모델 서브파이프 분포 48
그림 37. 수입 모델 서브파이프 분포 48
그림 38. KTKT 내부 유동영역의 방향 변경 49
그림 39. KTKT 모델 50
그림 40. 수입 모델(미국) 50
그림 41. KTKT 모니터 Original 모델 내부유체영역 전체 모습 51
그림 42. KTKT 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section A 51
그림 43. KTKT 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section B 52
그림 44. KTKT 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section C 52
그림 45. KTKT 모니터 Modified 모델 내부유체영역 전체 모습 53
그림 46. KTKT 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section A 53
그림 47. KTKT 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section B 54
그림 48. KTKT 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section C 54
그림 49. 수입 모니터 Original 모델 내부유체영역 전체 모습 55
그림 50. 수입 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section A 55
그림 51. 수입 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section B 56
그림 52. 수입 모니터 Original 모델 내부유체영역 Section C 56
그림 53. 수입 모니터 Modified 모델 내부유체영역 전체 모습 57
그림 54. 수입 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section A 57
그림 55. 수입 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section B 58
그림 56. 수입 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Section C 58
그림 57. KTKT 모니터 Original 모델 내부유체영역 Meshing 결과 59
그림 58. KTKT 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Meshing 결과 60
그림 59. KTKT 모니터 Original 과 Modified 모델의 Pressure 비교 61
그림 60. KTKT 모니터 Original 과 Modified 모델의 Velocity 비교 61
그림 61. KTKT 모니터 Original 모델 Pressure 62
그림 62. KTKT 모니터 Modified 모델 Pressure 62
그림 63. KTKT 모니터 Original 모델 Velocity 62
그림 64. KTKT 모니터 Modified 모델 Velocity 63
그림 65. KTKT 모니터 Original 모델 Velocity Plot 63
그림 66. KTKT 모니터 Modified 모델 Velocity Plot 64
그림 67. KTKT 모니터 Original 과 Modified 모델의 외부 Wall Shear Stress 비교 65
그림 68. 수입 모니터 Original 모델 내부유체영역 Meshing 결과 66
그림 69. 수입 모니터 Modified 모델 내부유체영역 Meshing 결과 66
그림 70. 수입 모니터 Original 과 Modified 모델의 Pressure 비교 67
그림 71. 수입 모니터 Original 과 Modified 모델의 Velocity 비교 68
그림 72. 수입 모니터 Original 모델 Pressure 68
그림 73. 수입 모니터 Modified 모델 Pressure 69
그림 74. 수입 모니터 Original 모델 Velocity 69
그림 75. 수입 모니터 Modified 모델 Velocity 70
그림 76. 수입 모니터 Original 모델 Velocity Plot 70
그림 77. 수입 모니터 Modified 모델 Velocity Plot 71
그림 78. 수입 모니터 Original 과 Modified 모델의 외부 Wall Shear Stress 비교 71
그림 79. KTKT 모니터 Modified Model의 내부유체영역 전체모습 73
그림 80. Presidio Parkway 터널 내부 74
그림 81. Fort Lauderdale Hollywood International Airport-Expansion 터널 내부 75
그림 82. NATO Tunnel Blast Suppression System 75
그림 83. NATO Tunnel Blast Suppression System 76
그림 84. 타이코(Tyco) deluge system 76
그림 85. HI-FOG water mist system 83
그림 86. AQUASYS Technik GmbH water mists system(Mona Lisa 터널) 84
그림 87. Fixed Fire Protection Systems in Tunnels: Issues and Directions 85
그림 88. Unfire AB 소방모니터 87
그림 89. 수도고속 요코하마키타선의 터널 내 설치된 물분무설비 88
그림 90. 독일의 Rosenbauer International에 의해 개발된 장치(자동으로 화점을 찾고 조준 방수 및 폼방수하는 장치) 90
그림 91. 포소화설비 계통도 및 개념도 91
그림 92. 화재감지 알고리즘 포팅을 위한 임베디드 모듈 기획 93
그림 93. Layer 1 - Top 94
그림 94. Layer 2 - Signal 1 95
그림 95. Layer 3 - GND 95
그림 96. Layer 4 - Signal 2 95
그림 97. Layer 5 - Signal 3 96
그림 98. Layer 6 - VCC 96
그림 99. Layer 7 - Signal 4 96
그림 100. Layer 8 - Bottom 97
그림 101. 제조 완료된 PCB Bare Board 97
그림 102. 7인치 LCD 구동 보드 제작 98
그림 103. LCD interface Board 98
그림 104. LCD 인터페이스를 이용하여 영상처리 결과를 확인 99
그림 105. 케이스 측면 도면 100
그림 106. 케이스 하단부 도면 101
그림 107. 케이스 정면 도면 101
그림 108. 화재 민감도 설정 화면 102
그림 109. 화점추적 소프트웨어 103
그림 110. 이동식 대차 3D 모형 104
그림 111. 이동식 대차 SIDE VIEW 105
그림 112. 이동식 대차 조립도 1 106
그림 113. 이동식 대차 조립도 2 106
그림 114. 트로리바 설계 108
그림 115. 컨트롤러 판넬 109
그림 116. 이동식 대차 제작 110
그림 117. 이동식 레일 제작 111
그림 118. 콘트롤러 제작 112
그림 119. 전동 방수모니터 외관[그림없음] 113
그림 120. 이동식 방수모니터 설치 모습 115
그림 121. 주행 레일 118
그림 122. 주행 장면 118
그림 123. 방수포트 119
그림 124. 포트결합 장면 119
그림 125. 방수모니터 이동 120
그림 126. 방수 개시 장면 120
그림 127. 직사방수시험(최소사용압력) 121
그림 128. 직사방수시험(최대사용압력) 121
그림 129. 방사시험장면 123
그림 130. 화재발생 124
그림 131. 화재감지장면 124
그림 132. 연동성능시험장면 128
그림 133. 화재진압성능시험 1차(화원거리 5m) 131
그림 134. 화재진압성능시험 2차(화원거리 25m) 132
그림 135. 화재제어시험 133