피난 모델을 이용한 대형할인매장의 화재시 피난에 관한 연구(피난계산 수록)

목차

피난 모델을 이용한 대형할인매장의 화재시 피난에 관한 연구(피난계산 수록)

본문내용

컬레이터 부분과
통로를 포함, 매장의
유효부분 전체에 대한
밀도
여기서, Al
: 발화실이 면적(㎡)
다만, A1
이 작으므로 a
To
가 30초 미만이 되는 경우에는 a
To
를 30초로 한다.
2.2.3거실 피난시간(T1
)
화재가 발생한 경우에 그 거실의 전원이 실외로 대피완료하기까지 요하는 시간으로 각 실마다 산출한다.
a
T1
: 발화실 피난자의 출구통과시간
b
T2
: 비 발화실 피난자의 출구통과시간
a
T2
: 발화실 피난자의 거실보행시간
b
T2
: 비 발화실 피난자의 거실보행시간
여기서 t11
: P명이 출구를 통과하는데 필요한 시간(sec)
t12
: 최후의 피난자 출구에 도착하는 시간(sec)
P : 피난자의 수(인), Wl
: 피난문 폭,
Lx+y
: 실내 보행거리, V : 보행속도(m/sec)
3.대상선정 및 시나리오 구성
서울시에 위치한 지상 8층에서 지하 2층의 대형할인 마트에서의 화재를 가정한다. 이곳은 시간당 인구밀집도가 높고, 사람들은 대부분이 인근에서 쇼핑을 하러 온 불특정 다수이다. 층마다 전문화된 매장으로 구성되며 매장인 1∼5층까지 피난수치모사를 실시 한다.
그림 2. 1층과 2∼5층의 도면(EXODUS)
○ 시나리오 구성
(1) 화재 시 전 층에 피난방송이 일제히 발하고 대상건물의 모든 재실자가 일시적으로 피난을 실시한다고 가정한다.
(2) EXODUS에서는 화재 시 연기의 발생이 없다고 가정하였으며, 일본의 피난계산법에서는 연기나 유독물질의 발생이 있어 피난 시 행동에 지장을 주게 된다.
(3) 인구분포는 고르게 분포되고 모두 지형에 친숙하지 않다.
(4) 1층에 출입문은 모두 Open되어 있고 피난계단은 3곳에 위치해 있으며 피난은 이 3곳에서 이루어진다.
(5) 피난시간의 측정은 대상건물의 모든 사람이 빠져 나을 때까지의 시간을 측정한다.
화재 시 전 층에 피난방송이 일제히 발하고 대상건물의 모든 재실자가 일시적으로 피난을 실시하며 재실자는 가장 가까운 비상구로 피난한다고 가정하였다. 피난통로는 매장과 매장사이에 이동통로 및 전실, 피난계단, 중앙에 위치한 에스컬레이터가 위치해 있고 재실자는 충마다 집중되어 있지 않고 고르게 분포한다. 모든 문은 Open되어 있는 상태에서 피난계단은 3곳에 위치해 있으며, 중앙에 에스컬레이터가 위치해 있다. 피난시간의 측정은 대상건물의 모든 사람이 빠져 나올 때까지의 시간을 측정하기로 한다. 시뮬레이션은 5층까지만 실시하고 어느 한 층에 집중되어 있지 않고 고르게 분포한다.
4.결과 및 분석
4.1EXODUS
(1) 인구설정 : 총 1815명으로 설정(363명/층, NFC 101 Life Safety Code)
(3) 보행속도
보행속도는 1 m/sec 로 수계산의 유동속도와 같게 했음. 1m/sec는 "건축방재계획지침"에서 제시한 백화점에서의 피난 속도이다.
(4) 피난로에 대한 입력
재실자는 자신의 위치에서 가장 가까운 곳으로 대피함. 수계산의 Zone 개념과도 일치시켰다
(5) 연기 및 유독성 고려
EXODUS에서 대상건물의 화재 시 연기 및 유독 물질의 발생을 고려하지 않았다. 화재 시 재실자는 서로간의 행동에 제약을 받을 뿐이다(예 : 충돌, 병목구간).
EXODUS를 사용해서 시뮬레이션을 실시한 결과 마지막 사람이 피난하기까지 걸린 시간은 1000초가 되었다.
그림 3. 피난전의 5층의 모습
그림 4. 피난후 8분 14초후의 5층의 모습
그림 5. 5층 계단전실에서의 병목 현상(EXODUS)
그림 6. 피난시간별 피난자수(EXODUS)
그림 7. 피난계산을 위한 구획 나눔(일본 피난계산법)
4.2피난계산
먼저 거실피난계산을 구해 각각의 구획별로 허용시간과 비교·평가한다. 거실피난계산을 구해보면 각 층을 하나의 거실, 층과 층 사이 계단은 복도로 보고 피난계산을 실시해 보았다.
표 2.거실피난 평가표(일본 피난계산법)
그림 8. 층 사이의 구획 나눔과 길이(일본 피난계산법)
그림 9. 피난계산 bar chart(일본 피난계산법)
피난계산결과 5층의 마지막 사람이 1층의 출입구로 피난하기까지 걸린 시간은 총 2176초가 나왔다. 수계산은 독성 및 연기에 대한 지연이 고려된 점에 있어 EXODUS보다 2배나 더 긴 시간이 나왔다. 그러나 피난계산과 EXODUS모두 꽤 높은 피난시간이 나왔다. 이는 대상건물의 피난로가 설정된 재실자들의 피난을 수용할 수 없음을 나타낸다.
5.결론
본 연구에서 대상으로 선택한 대형 할인 마트에 대해서 피난 모델링을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
1. 수 계산에 의한 피난계산 결과 총 피난 시간은 2176초였다.
2. 피난 모델 프로그램인 EXODUS로 시뮬레이션한 결과 대상건물로부터 재실자가 모두 빠져 나오기까지의 총 피난시간은 1000초의 시간이 나오는 결론을 얻었다.
3. 수 계산 및 EXODUS의 시뮬레이션 결과 나타난 피난시간은 설정된 재실자수나 그 이상의 수에서는 피난을 수용할 수 없는 부적절한 피난로임을 알 수 있었다. 그러므로 대상 건물은 실제적 재실자 용량을 수용할 수 있는 피난로를 확보하거나 보조 피난수단의 강구가 있어야 하겠다.
4. 피난 모델링을 실시하는 중 정체현상을 보이는 곳은 피난계산 앞쪽에 많이 나타나있고,특히 4층과 5층 피난계단에서 많은 정체를 보인다. 그 이유는 건물전체의 피난경로로 전 층에서 피난이 실시를 가정하였기 때문에 대상의 건물에서의 피난로는 그 수를 수용치 못한 결과이다. 따라서 화재 시 먼저 발화층과 그 이상의 층에서 경보가 발하여 피난이 이루어지도록 유도할 필요가 있다.
참고문헌
1. University of Greenwich "building EXODUS 2.0 On-line Manual Revision 2.0", 1999
한국화재보험협회, "건축방재계획지침", 화재보험협회, 1997. 11. 5
2. NFPA, "NFPA 101 Life Safety Code", 1994
3. Thomson. P. A. "modeling and Measurement of Escape Movement" CIBW14, International Symposium and Workshop. 1992. 10

키워드

화재경보,   피난계산법