R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129866-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 지하철역 화재에 의한 재난발생 시 시인성이 높은 피난유도사인시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 김광일 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 74,000,000 원 계 : 294,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 124,000,000 원 계 : 494,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 동의대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
최근 지진, 화재, 방사능 등의 재난안전에 대한 사회적 인식이 새롭게 이슈로 화재가 되고 있다. 특히, 지하철은 승강장은 평균 지하 3~4층 깊이에 위치하고 있어 지진과 화재발생에 의한 정전의 경우, 암흑과 유독가스 발생 등으로 대형사고로 번질 위험이 너무나 높다. 2003년 발생한 대구지하철의 경우 화재가 발생한지 10 여분만에 전역으로 확산되었고 사상자들의 대부분이 연기와 유독가스에 의한 사망이 많았으며 비상구와 피난유도 사인의 기능성·시인성·인지성의 저하와 피난 골든타임의 초기 대처 미숙이 대형사고로 이어지는 원인으로 제기되었다. 일반적으로 화재가 처음 발생한지 3~5분 사이에 흰연기가 발생하고, 이후 10분안에 검은 연기와 함께 유독가스가 발생하여, 피난자들의 시야 확보는 물론이고 호흡 불능을 초래해 죽음에 이르게 한다. 이런 이유로, 서울시는 지하철역 화재의 골든타임을 3분으로 규정하고 시정운영 방향과 주요업무계획을 운영하고 있다. 이와 같이, 재난발생 초기 피난을 위한 골든타임에 대한 대처의 중요성은 나날이 부각되고 있다. 2016년 10월 서울 지하철 5~8호선 역에서 화재가 발생했을 때 탈출시간을 측정한 결과에 의하면 145개 역사 중 51%(74곳)가 4분을 초과하는 것으로 조사되었으며, 출근 시간 등 혼잡한 경우에는 심도가 깊은 역사일수록 “골든타임”에 맞춰 탈출 경로를 찾는 것은 불가능한 것으로 밝혀졌다. 그러므로, 지하철에서 화재·지진 등의 재난이 발생했을 때, 인명피해를 최소화하기 위해서는 피난자의 피난 행동과 시인성·인지성·피난 골든타임에 효과적인 피난유도사인시스템의 개발이 필요하다. [최종목표] 지하철역에서 화재, 지진 등의 재난이 발생했을 경우, 비상구유도사인의 기능성과 시인성 저하로 피난유도의 초기 대처가 매우 어려우며, 화재로 인한 연기와 유도가스에 의한 사망자수가 많이 발생한다는 사실을 잘 알고 있다. 이에, 본 연구에서는 피난자들의 피난 행동과 심리, 인지성을 고려하여 기존 비상구사인의 시인성을 높이기 위해 색상, 설치위치, 밝기, 유도 방향성에 관한 문제점과 개선점을 고찰하고, 초기대응에 효과적인 피난유도사인시스템의 개발을 통해 피난자들의 인명 피해를 최대한 줄이는 것을 연구개발의 최종 목표로 하고 있다.01. 화재나 지진 등으로 정전과 유독가스가 발생하게 되면 피난 방향이나 비상구를 찾기란 매우 어렵다. 기존의 비상구사인이나 피난유도등의 경우 재난발생시 피난자들을 위한 기능보다 평사 시 비상구의 위치와 유도 방향을 인지하도록 제작·설치 되어있다. 그러므로 재난 발생 시에는 비상구사인의 역할을 기대할 수가 없으므로 피난자의 관점에서 안전하고 쾌속한 피난유도가 가능하며 시인성과 인지성, 유도성의 효과를 발휘할 수 있는 피난유도사인시스템의 연구·개발이 절실하게 필요하다. 02. 기존의 비상구사인과 유도사인은 연기 속에서 색상과 밝기의 기능이 저하되고 피난자들이 제대로 인지를 할 수 없어 화재발생 시에는 재 기능을 하지 못한다. 그러므로 연기 속에서 시인성이 높은 피난유도사인시스템의 휘도와 색상에 관한 연구가 이루어져야 하며 그 기능을 충분히 발휘할 수 있는 피난유도용 제품의 개발이 이루어져야 한다. 03. 현재의 비상구사인과 유도사인은 화재에 의한 연기 발생 시, 시인성과 유도성의 기능이 떨어진다. 위로 상승하는 연기의 특성상, 출입구 위쪽에 위치한 비상구 사인을 피난자의 시선으로는 인지 할 수가 없다. 그러므로 유독가스와 연기를 피하기 위한 피난자의 시인성과 행동유형, 심리를 충분히 고려하여 지표면 30cm 이하의 바닥부분에 적용할 수 있는 설치 위치를 고려한 유도사인시스템의 개발이 필요하다. 04. 또한, 출근 시간 등 혼잡한 시간대와 심도 깊은 지하철역사에서 화재가 발생했을 때 “3분의 골든타임”에 맞춰 지하철역 구조를 이해하며 피난자 스스로가 탈출 경로를 찾는 것은 불가능하다. 특히, 피난자들은 갑자기 발생한 재난의 경우 대부분 안전한 곳에 대한 정보를 얻을 수 없어서 우와좌왕 할 수 밖에 없게 된다, 그러므로 화재와 연기의 발생위치와 반대 방향으로 안전한 유도가 이루어지는 시스템의 개발이 필요하다 이상과 같이, 지하철역사에서 지진, 화재 등의 재난이 발생했을 때 연기 속에서의 시인성이 높은 피난유도사인의 색, 휘도, 설치 위치, 동적요소의 추출을 통해 피난자들을 빠른 시간 내에 안전한 장소까지 유도할 수 있는 효과적인 피난유도사인시스템에 적용할 수 있도록 한다. 이에 본 과제에서는 지하철역사에서 화재와 지진 등의 재난 발생 때, 단 한사람의 소중한 생명을 더 구할 수 있는 효율성을 지닌 피난유도사인시스템의 개발을 제안한다. [연구내용 및 범위] 01. 현 비상구사인의 실태 조사를 통한 피난유도사인시스템의 제작 방향 제시 : 지하철역사, 백화점, 대형마트, 백화점 등의 다중이용시설에서 재난으로 인한 화재 발생 시 정전과 연기로 인해 행동의 제약과 시인성 저하로 안전한 장소와 출구를 찾기가 곤란하다. 특히 연기와 유독가스로 인해 천장쪽에 설치 된 기존 비상구사인의 확인이 불가능하게 되어 피난유도 방향과 출구방향을 알지 못해 더욱 큰 인명피해를 초래하는 경우가 발생하게 된다. 이에 피난자의 피난행동 요령과 상승하는 연기를 피해 피난자가 인지 할 수 있는 피난유도사인의 위치에 대한 조사와 분석 연구를 통해 피난 시 인지가 잘 이루어질 수 있는 바닥 설치용 피난유도사인시스템을 개발한다. 02. 실험Ⅰ- 분광방사계 측정을 통한 “연기 속에서 시인성이 높은 색상 투과성 실험” : 또한, 골드타임 대처 시, 기존 비상구의 녹색은 연기 속에서 잘 보이지 않는다는 선행연구에 의해 가시광선 중 연기 속에서 시인성이 높은 색상과 휘도 추출을 위한 실험을 실시한다. 실험을 통해, 비상구사인의 기능을 향상시킬 수 있는 색상과 휘도를 사용하여 기존 형광등 위주의 비상구사인 구조에서 벗어나 구조물의 모서리부분과 계단,바닥 등 구조와 환경에 맞추어 변형·설치가 가능도록 하며 고휘도 LED소재와 발광 다이오드 패널을 사용한 시인성 높은 피난유도사인시스템의 시제품을 제안한다. 03. 피난유도 정보를 인식하기 쉬운 동적 요소로 이루어진 디자인 제안 : 연구개발 시제품은 화재 발생을 인한 연기 속과 암흑에서의 초기 휘도를 확보하기 위해 기존 다양한 고휘도 LED조명 소재와 자유로운 형태 변형과 발기 조절이 가능한 발광 다이오드 패널 소재를 이용하여 피난유도시스템을 디자인한다. 그리고 재난 발생 시 피난자들의 피난행동 유발과 현재의 위치, 피난 방향 설정, 피난유도에 관한 정보의 이해가 충분히 전달될 수 있는 동적요소가 가미된 벽면 부착용과 바닥용 유도사인디자인을 2종 제안하고 실험용 시제품으로 제작한다. 04. 실험 Ⅱ - T형과, 미로형구조 탈출 시간 측정 실험을 통한 “피난유도 효과 실험” 본 실험의 최종 목적은 현재 설치 된 비상구사인과 기존의 LED조명과 발광 다이오드 패널 소재로 피난유도 효과를 높인 시제품의 성능을 비교분석하는 실험이다. 기존 비상구사인의 문제점으로 제시 된 색상, 휘도, 설치 위치의 해결 방안 제시와 더불어, 동적요소의 기능 추가로 제작 된 시제품이 디자인적 시인성과 심미성에만 치우치지 않고, “재난 발생의 현장에서 기능적으로 작동할 수 있을 것인가?”를 실험자의 인지과정을 통해 증명하는 실험이다. 이 실험 데이터를 통해 제안 된 피난유도사인시스템의 디자인과 실 제품 생산과 현장 적용과 활용에 관한 사항의 검토가 가능할 것이다. |
|||||
| 색인어 | 한글 | 피난유도 | 비상구사인 | 피난자 | 사인시스템 | 재난 |
| 영문 | Evacuation guidance | Emergency exit sign | Evacuee | Sign system | Disaster | |
| 최종보고서 | (최종보고서)지하철역 화재에 의한 재난발생 시 시인성이 높은 피난유도사인시스템 개발.pdf | |||||