[표지]
제출문
보고서 초록
목차
제1장 적층형 창고 통합 스마트 소방시스템 구조 설계 21
1.1. 적층형 창고 형태별 스마트 소방시스템 21
1.1.1. 개발환경 21
1.1.2. 적층형 창고 형태별 스마트 소방시스템 적용 성능지표 작성 24
1.1.3. 적층형 창고 무선화재 경보기 25
1.1.4. 적층형 창고 통합 스마트 소방시스템 구축 전략 27
1.2. 시스템 구축 30
1.2.1. 적층형 창고 통합 스마트 소방시스템 체계 및 구조 30
1.2.2. 적층형 창고 통합 스마트 소방시스템 UI 개발 31
1.2.3. 실시간 정보 전달 시스템의 구성 31
1.3. 적층형 창고 적용 피난 시스템 개발 33
1.3.1. 기존 개발 피난유도 시스템 이론 및 체계 검토 33
1.3.2. 적층형 물류창고 피난유도 시스템 체계 구성 35
제2장 적층형 창고 적용 피난시스템 설계 42
2.1. 실내 공간 피난인지특성 조사 및 정립 42
2.1.1. 개요 42
2.1.2. 피난인지특성 조사 43
2.2. 대공간 피난유도 인지 관련 이론 조사 및 정립 49
2.2.1. 대공간 피난유도 인지 관련 이론 49
2.2.2. 관련 이론 정립 50
2.3. 피난인지특성 정립 및 피난유도설비 성능지표 선정 51
2.3.1. 피난인지특성 정립 51
2.3.2. 피난유도설비 성능지표 선정 56
제3장 적층형 창고 적용 피난시스템 개발 및 검증실험 67
3.1. 피난시스템 개발 67
3.1.1. 적층형 창고에 적용된 피난시스템 67
3.1.2. 랙 창고용 비상유도등(1안) 69
3.1.3. 랙 창고용 비상유도등(2안) 71
3.2. 피난시스템 검증실험 79
3.2.1. 실험 시나리오 설계 79
3.2.2. 실험장소와 피실험자 특성 83
3.2.3. 시나리오별 불투명안경 적용 87
3.2.4. 실험결과분석 92
제4장 화재확산 저감을 위한 랙크 내 차단막 적용 110
4.1. 연구배경 및 목적 110
4.2. 차단막 관련 연구사례 112
4.2.1. 국외사례 112
4.2.2. 국내사례 116
4.3. 실험개요 119
4.3.1. 표준랙크의 구성 및 차단막 119
4.3.2. 축소모델 화재시험 124
4.3.3. 차단막의 설치패턴 127
4.3.4. 분석 방법 129
4.4. 실험결과 및 분석 129
4.5. 차단막 설치 지침안 제시 139
제5장 적층형 대형창고 복합 화재감지시스템 개발 141
5.1. 연구개발 필요성 및 목적 141
5.1.1. 연구개발 필요성 141
5.1.2. 연구개발 목적 142
5.1.3. 3차년도 연구목표 및 내용 142
5.2. 복합 화재감지시스템 개발 143
5.2.1. 지능형 화재감지 알고리즘 143
5.2.2. 퍼지 추론 시스템 144
5.3. 복합형 화재감지기 설계 및 제작 159
5.3.1. 개요 159
5.3.2. 회로설계 및 제작 159
5.3.3. Control Panel 제작 167
5.3.4. 전기적 안정성 검증 169
제6장 적층형 대형창고 화재 고정형 진압장치 성능검증 173
6.1. 1단 랙크 구조물 화재실험 173
6.1.1. 실험장치 및 방법 173
6.1.2. 실험결과 및 분석 176
6.1.3. 소결 185
6.2. 3단 랙크 구조물 화재실험 186
6.2.1. 실험장치 및 방법 186
6.2.2. 실험결과 및 분석 189
6.3. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 195
6.3.1. 실험장치 및 방법 196
6.3.2. 실험결과 및 분석 200
6.3.3. 소결 207
제7장 적층형 창고 이동식 소화시스템 개발 208
7.1. 시스템 개발 배경 208
7.2. 이동식 소화장치 설계조건설정 209
7.3. 기본설계 수행 210
7.3.1. 물/강화액 소화장치 시험모듈 설계 및 제작 211
7.3.2. 분말 소화장치 시험모듈 설계 및 제작 216
7.3.3. 포 소화장치 시험모듈 설계 및 제작 217
7.3.4. 원격 모니터링 및 조정 모듈 설계 및 제작 219
7.4. 화재시험 223
7.4.1. 소화장치 화재노출실험 223
7.4.2. 물 소화약제 진압실험 227
7.4.3. 강화액 소화약제 진압실험 227
제8장 대형 창고용 스프링클러 헤드 설계 233
8.1. 연구개발 필요성 및 목적 233
8.1.1. 기술적 측면의 효과 234
8.1.2. 경제적 측면의 효과 234
8.1.3. 사회적 측면의 효과 234
8.2. 최종 및 3차년도 연구목표 및 내용 235
8.2.1. 연구개발 최종목표 235
제9장 샌드위치패널 벽면 방호를 위한 스프링클러 적용 243
9.1. 샌드위치 패널 벽면방호기준 조사 분석 243
9.1.1. 국내 관련기준 243
9.1.2. 국외 관련기준 249
9.2. 적층형 창고 샌드위치 패널 화재위험 시나리오 구성 및 방호전략수립 252
9.2.1. 화재위험 시나리오 252
9.2.2. 방호전략수립 265
9.2.3. 적층형 창고 샌드위치패널 스프링클러 방호 기준 개발 268
제10장 적층형 창고 고정형 소화설비 급수 시스템 270
10.1. 개요 270
10.2. 적층형 창고에 대한 화재조기진압용 스프링클러설비 적용 272
10.3. 적층형 창고에 대한 집중식 소화시스템 적용 272
10.3.1. 소화설비의 구성 272
10.3.2. 적층형 창고 고정형 소화설비 급수시스템 설계 276
참고문헌 300
표 1.1. 정량적 목표 항목 25
표 1.2. 무선화재 경보기, 센코 SP-12F7 26
표 1.3. 피난유도 시스템 관련 연구 34
표 2.1. 각 분류에 따른 11가지 세부 인지영향요인 43
표 2.2. 설문조사 참가자(50명)의 항목 별 개요 43
표 2.3. 각 화재상황 지각별 인지영향요인의 중요도 조사 결과 44
표 3.1. 창고에 적용되는 유도등종류 67
표 3.2. 피실험자 인적사항 81
표 3.3. 피실험자 1인이 수행해야 하는 실험 케이스 82
표 3.4. 실물실험 대상지 선정 시 고려해야할 조건 83
표 3.5. 제작된 불투명안경의 개요 90
표 3.6. 불투명 안경을 통해 구현한 연기의 농도 차이에 따른 감광계수 91
표 3.7. 설문조사 종합결과 109
표 4.1. 국가별 랙크식 창고의 소화설비 규정 분류 115
표 4.2. 국내 랙크식 창고의 현장조사 결과 118
표 4.3. 시험체의 구분 128
표 5.1. 퍼지규칙 150
표 5.2. 절연저항시험 결과 170
표 6.1. 개발 인랙 SP헤드 소화성능실험 시나리오 요약 175
표 6.2. 3단 랙크 구조물 화재실험 시나리오 요약 188
표 6.3. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 199
표 7.1. 실험결과 최대온도 223
표 8.1. 3차년도 연구개발내용 235
표 9.1. 건축법령에 의한 내부마감재료 규제 246
표 9.2. 방화에 지장이 없는 외벽마감재 규제 건축물 248
표 9.3. 실험 세트의 제원 253
표 10.1. 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC103)과 화재조기진압용 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC103B)의 비교 271
표 10.2. 집중식 소화설비시스템과 화재조기 진압용 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC103B)의 비교 275
그림 1.1. IoT의 주요 구성 요소 22
그림 1.2. 무선 화재 경보기 26
그림 1.3. 시스템 체계 구성 31
그림 1.4. IEGS(Integrated Egress Guide System)의 개념도 38
그림 1.5. IEGS와 PEGS의 정보흐름 39
그림 1.6. 피난경로선택의 알고리즘 41
그림 2.1. 각 지각별 "매우 그렇다" 응답자 수 45
그림 3.1. 적층형 창고 피난유도설비 적용사례 68
그림 3.2. 랙 창고용 비상유도등(1안) 69
그림 3.3. 랙 창고용 비상유도등(2안) 73
그림 3.4. 비상유도등(2안)의 내부 배치 75
그림 3.5. 피난유도설비 개발품 78
그림 3.6. 피난인지실험 설문조사 80
그림 3.7. CCTV 장비 및 실험장소개략도 85
그림 3.8. 피실험자의 평균시력 86
그림 3.9. 반투명비닐의 평균투과율 89
그림 3.10. 불투명안경의 모습 90
그림 3.11. 불투명 안경 착용 시 시야제한 상황 91
그림 3.12. 실험영상(유도등) 92
그림 3.13. 실험영상(유도등+백색안경) 93
그림 3.14. 실험영상(유도등+흑색안경) 94
그림 3.15. 실험영상(레이저) 95
그림 3.16. 실험영상(두루마리) 96
그림 3.17. 실험영상(레이저+두루마리) 97
그림 3.18. 실험영상(레이저+두루마리+백색안경) 98
그림 3.19. 실험영상(레이저+두루마리+흑색안경) 99
그림 3.20. 시나리오 1 설문결과 100
그림 3.21. 시나리오 2 설문결과 101
그림 3.22. 시나리오 3 설문결과 102
그림 3.23. 시나리오 4 설문결과 103
그림 3.24. 시나리오 5 설문결과 104
그림 3.25. 시나리오 6 설문결과 105
그림 3.26. 시나리오 7 설문결과 106
그림 3.27. 시나리오 8 설문결과 107
그림 4.1. 국내 6개 지역의 랙크식 창고 117
그림 4.2. FM Global의 표준물품에 근거하여 한국에서 제작된 표준물품 120
그림 4.3. 파렛트단위 적재물품과 규격 121
그림 4.4. 수평차단막과 유사한 형태의 선반 부분 123
그림 4.5. 실물 크기의 1/3로 축소한 표준랙크 규격 126
그림 4.6. 구획화를 위한 차단막의 설치패턴 127
그림 4.7. 시간경과에 따른 화염확산 성상 131
그림 4.8. 영상분석을 통한 각 시험체별 화염확산속도 132
그림 4.9. 캔틸레버형 수평차단막을 적용한 랙크의 화염확산 성상 133
그림 4.10. 화재시험 후 적재물품의 상태 135
그림 4.11. Model scale Rack의 평균온도(측정위치 3단 높이) 136
그림 4.12. 시간경과별 열방출율 136
그림 5.1. 퍼지추론시스템 145
그림 5.2. 온도에 대한 멤버쉽 함수 151
그림 5.3. 연기농도에 대한 멤버쉽 함수 151
그림 5.4. CO에 대한 멤버쉽함수 152
그림 5.5. 화재가능성에 대한 멤버쉽함수 152
그림 5.6. CO 센서 출력특성 평균값 153
그림 5.7. Power Part 회로도 161
그림 5.8. 카메라 MCU Part 161
그림 5.9. 카메라 인터페이스 Part 162
그림 5.10. HUB 인터페이스 Part 162
그림 5.11. HUB 전원 Part 163
그림 5.12. RJ45 인터페이스 회로 163
그림 5.13. Pattern 배치도 164
그림 5.14. Pattern Top, Bottom(1차) 165
그림 5.15. 복합 감지기 보드 165
그림 5.16. 복합 감지기 시작품 166
그림 5.17. 복합 감지기 완성품 166
그림 5.18. Control Panel 168
그림 5.19. 절연저항 시험 장면 169
그림 5.20. 절연내력 시험 장면 171
그림 5.21. 전압변동 시험 장면 172
그림 6.1. 헤드 및 화원 배치 174
그림 6.2. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case I) 176
그림 6.3. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case II) 177
그림 6.4. Case I, II 온도분포(SP헤드 개방시간 4분) 178
그림 6.5. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case III) 179
그림 6.6. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case IV) 180
그림 6.7. Case III, IV 온도분포(SP헤드 개방시간 3분 30초) 181
그림 6.8. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case V) 181
그림 6.9. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case VI) 182
그림 6.10. 인랙 SP헤드 소화실험 장면(Case VII) 183
그림 6.11. Case V, VI, VII 온도분포(SP 헤드 개방시간 4분 30초) 185
그림 6.12. 3단 랙크 구조물 화재실험 개략도 187
그림 6.13. 실험에 사용된 개발 헤드 188
그림 6.14. 3단 랙크 화재실험 장면 – Case A 190
그림 6.15. 화재실험 온도 데이터(1단) – Case A 191
그림 6.16. 화재실험 온도 데이터(2단) – Case A 191
그림 6.17. 3단 랙크 화재실험 장면 – Case B 192
그림 6.18. 3단 랙크 화재실험 열화상 영상 193
그림 6.19. 화재실험 온도 데이터(1단) – Case B 194
그림 6.20. 화재실험 온도 데이터(2단) – Case B 195
그림 6.21. SP헤드 설치위치 196
그림 6.22. 샌드위치 패널조 구조물 화재실험 개략도 197
그림 6.23. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case A – 가연물 구석, 1.2m 이격) 200
그림 6.24. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case B – 가연물 구석, 0.6m 이격) 201
그림 6.25. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case C – 가연물 헤드사이, 1.2m 이격) 202
그림 6.26. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case D – 가연물 헤드사이, 0.6m 이격) 203
그림 6.27. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case E – 가연물 헤드 하부, 1.2m 이격) 204
그림 6.28. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case F – 가연물 헤드 하부, 0.6m 이격) 205
그림 6.29. 샌드위치패널조 구조물 화재실험 장면(Case G – 가연물 구석, 0.6m 이격) 206
그림 7.1. 적층형 창고의 새로운 화재진압시스템 개념 208
그림 7.2. 물/강화액 소화장치 시험모듈 사용 노즐 212
그림 7.3. 물/강화액 소화장치 시험모듈 계통도 213
그림 7.4. 물/강화액 소화장치 시험모듈 제작 214
그림 7.5. 소화장치 시험 동작 제어모듈 제작 215
그림 7.6. 분말 소화장치 시험모듈 계통도 216
그림 7.7. 분말 소화장치 시험모듈 제작 217
그림 7.8. 포소화 실험모듈의 계통도와 측면 구성 218
그림 7.9. 포소화 실험모듈 제작 219
그림 7.10. 원격 모니터링 및 조정 모듈 개념도 220
그림 7.11. 원격 모니터링 및 조정 모듈 회로도 220
그림 7.12. 원격 모니터링 및 조정 모듈 아트웍 221
그림 7.13. 원격 모니터링 및 조정 모듈 메인 화면 222
그림 7.14. 원격 모니터링 및 조정 모듈 개발품 222
그림 7.15. 화재노출실험체와 열전대설치 위치 224
그림 7.16. 화재실험 장면(보호용패널 X) 225
그림 7.17. 화재실험 장면(보호용패널 X) 226
그림 7.18. 물 소화 실험 장면(발화 후 119초) 228
그림 7.19. 물 소화 실험 완전소화장면(살수 후 246초) 229
그림 7.20. 강화액 소화 실험 완전소화장면(점화) 230
그림 7.21. 강화액 소화 실험 완전소화장면(살수 후 38초) 231
그림 7.22. 소화실험 완료 후 잔염이 남은 부분 232
그림 8.1. 스프링클러헤드 설치 간격 236
그림 8.2. 디프렉터 시제품 236
그림 8.3. 후레임 시제품 237
그림 8.4. 살수 각도 확인 시험 239
그림 8.5. 화재시험용 적재물 240
그림 8.6. 물류창고용 스프링클러헤드 240
그림 8.7. 화재 시험 241
그림 8.8. 화재 시험 후 적재물 242
그림 9.1. 스프링클러 미설치 실험 251
그림 9.2. 스프링클러 설치 실험 252
그림 9.3. 1차 실험 개략도 254
그림 9.4. 2차 실험 개략도 254
그림 9.5. 샌드위치 패널 착화 시험 전 모습 255
그림 9.6. 1차 샌드위치 패널 연소 장면 – SP헤드 작동한 경우 257
그림 9.7. 1차 실험 샌드위치 패널 연소 장면 – SP헤드 작동하지 않은 경우 259
그림 9.8. 실험 종료 후 모습 260
그림 9.9. 2차 실험 샌드위치 패널 연소 장면 262
그림 9.10. SP헤드 설치위치 263
그림 9.11. 화재 실험 위치 263
그림 9.12. 2차 실험 샌드위치 패널 실험 온도 그래프 265
그림 10.1. 화재발생 위치에 따른 전자밸브의 개방 277
그림 10.2. 적층형 창고 집중식 소화설비 계통도 1 280
그림 10.3. 적층형창고의 집중식 소화설비 계통도 2 281
그림 10.4. 이중 Rack 창고의 (주소형) 화재감지기 배치도 1 282
그림 10.5. 이중 Rack 창고의 (주소형) 화재감지기 배치도 2 283
그림 10.6. 이중 Rack 창고의 (주소형) 화재감지기 배치도 3 284
그림 10.7. 이중 Rack 창고의 (주소형) 화재감지기 배치도 4 285
그림 10.8. 이중 Rack 창고의 (주소형) 화재감지기 배치도 5 286
그림 10.9. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 1 287
그림 10.10. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 2 288
그림 10.11. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 3 289
그림 10.12. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 4 290
그림 10.13. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 5 291
그림 10.14. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 6 292
그림 10.15. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 7 293
그림 10.16. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 8 294
그림 10.17. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 9 295
그림 10.18. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 10 296
그림 10.19. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 11 297
그림 10.20. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 12 298
그림 10.21. 이중 Rack 창고의 스프링클러헤드 배치도 13 299