철도 터널 화재시 다양한 화재 시나리오에 따른 구난역 및 대피로 제연을 위한 수치해석 연구 : A Numerical Study of Effect of Ventilation System on Various Fire Scenarios in Railroad Tunnel Fire
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 허남건
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 기계공학
- 식별자(기타) 000000107660
- 본문언어 한국어
목차
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 연결형태 및 경사도에 따른 제연 특성에서는 팬의 제연 방향이 교통환기력과 부력방향으로 향하는 것이 효율적임을 검토하였다.
목차
For long railway tunnels, although the fire accidents in the tunnel ara rare, the consequence can be devastating disaster. In this paper, in order to examine the fire safety in long railway tunnel. Various factors which affect on the fire characteristics were investigated. Those are could be classified into three categories, i.e. the fire size(Heat Release Rate), the emergency stop location of the fire train, and the relation with the piston effect between the buoyancy effect. Each fire scenarios based on factors above mentioned were considered to reflect realistic fire accidents. A transient 3-D numerical simulation was performed to analyze the fire safety in a railway tunnel equipped with a mechanical ventilation system. The behavior of pollutants was studied for the emergency operation mode of ventilation system in case of fire in the center of the rescue station and near the escape route. HRR of 35 MW and 100 MW were considered under the same ventilation fan operation. The tunnel flow according to the relation with direction of the piston effect between the buoyancy effect was also considered to evaluate the efficiency of ventilation system. Various schemes of escape route construction for connection angle(45˚, 90˚, 135˚) and slope(10˚) were evaluated for the ventilation efficiency in the fire near the escape route. From the results, it was shown that the mode of the ventilation fan operation which pressurizes the tunnel not under the fire and ventilates the smoke from the tunnel under the fire is most effective for the smoke control in the tunnel in case of the fire occurrence. It was also shown that the blowing of jet fan from the rescue tunnel to the main tunnel should be in the same direction as the flow direction in the main tunnel arising from the traffic and the buoyancy.
