현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어 있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 또한, 전투시스템의 경우, 외부 충격탄과 폭발물에 의한 충격으로 순간 화재의 위험성 및 사고 가능성이 매우 높기 때문에 이와 같은 화재 및 폭발에 의한 사고예방을 위하여 체계적이고 종합적인 원인 분석과 시스템의 취약성 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 전투시스템의 외부충격에 의한 순간화재의 발생예측프로그램을 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 연구방법은 각종 수송수단에서 사용되는 차량 내장재 및 오일을 대상으로 연소특성 및 화재하중을 분석하였으며, 실제 사격에 의한 착화유무를 확인하고자 실제 소총사격 실험 및 실내사격장의 사격실험도 병행하였다. 전투시스템의 순간화재발생에 대한 예측프로그램을 개발하기 위해서 실험을 통해 확보한 데이터들로부터 물성 DB를 구축하였고, FTA 방법을 이용하여 순간화재의 발생확률을 산출하였는데 최종적으로 이러한 결과들을 반영하여 Microsoft Visual Studio 2008을 도구로 Microsoft Windows 7의 운영체제에서 실행되는 순간화재 발생 예측프로그램을 개발하였다.

최근 건설 기술의 발달과 더불어 긴 지간을 갖는 사장교나 현수교의 건설이 증가되어 왔다. 긴 지간을 이용하는 이런 형태의 교량들은 해안이나 산간벽지의 교량을 건설하는데 적합하다. 그러나, 이러한 교량들의 케이블이나 상판들은 차량 충돌에 기인된 화재로 인하여 가끔 손상을 받아왔다. 화재에 노출된 케이블은 대형 참사를 야기시킬 수 있고, 구조요소로서의 중요한 역할을 할 수 없게 된다. 본 논문의 목적은 교량위의 차량 화재로 인한 사장교 케이블 안전성을 예측하고 평가하는데 있으며, 교량의 3차원 모델링에 있어서는 상용소프트웨어인 Solid-Works를 사용하였고, 사장교 케이블의 열전달해석과 유동해석에는 Cosmos-FloWorks를 이용하였다. 간편 해석을 위해, 방호책과 열원사이의 거리, 풍속, 케이블을 싸고 있는 파이프 끝단 높이는 고정 상태로 악조건으로 하고, 시간과 함께 변동되는 열원에 의한 케이블의 열전달해석과 유동해석을 하였다.

전통시장은 노후화된 시설의 관리 미흡, 상인들의 안전 의식 부족으로 인해 사고 발생의 위험이 높으며, 특히 화재 발생 시 고밀도로 집중된 상가와 인화성 높은 물품의 대량 적재 등 시장의 구조적인 문제점과 건축형태로 인해 짧은 시간에 대형 화재로 번져 많은 인명피해와 재산 피해가 발생할 가능성이 높아 안전 문제에 대한 우려가 증가하고 있다. 더욱이 2005년 발생한 대구 서문시장 화재는 노후화되고 밀집된 건물과 인화성 높은 취급 물품 등으로 인해 화재에 대한 근본적인 취약성을 내포하고 있는 전통시장에 대한 화재예방 실태 재점검, 시설 안전관리 및 대책마련 등의 필요성을 대두 시켰다. 전통시장 화재의 경우 무질서하게 자리 잡은 노점상과 좁은 통로, 진입로 주변의 불법 주정차 차량으로 인해 화재 발생 시 소방차량의 접근이 어려워 초기진압에 실패하여 대형화재로 번지는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 전통시장의 화재 대응 방안을 마련하기 위해 전통시장의 현황과 화재 발생 현황을 조사하고 화재 취약요인을 분석하여 화재 대응방안을 제시하였다. 또한 화재의 초기진압이 늦어지는 원인을 알아보기 위해 진주시의 전통시장을 대상지로 설정하여 소방서(119안전센터)의 출동 거리와 시간을 분석하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 전통시장 화재 발생 시 효율적인 초기진압과 대응방안을 마련하여 시장의 안전성을 높이고 상인들과 시민들의 안전 증진에 기여할 것으로 기대 된다.

최근 초고층 건축물과 지하연계 복합건축물 등의 증가로 건축물의 형태가 다양화, 복합화, 대형화되고 있다. 이러한 건축물 형태의 변화는 화재와 같은 인적재난 발생 시 초기대응 및 자력대피가 곤란해 대규모 인명피해가 우려되고 있다. 실제 2010년 10월에는 부산 해운대구에서 지상 38층짜리 주거용 오피스텔에서 화재가 발생, 5명이 부상을 당하는 사건이 발생하기도 했다. 이에 따라 국토해양부는 고층건축물 화재안전 기준을 강화한 ‘건축법’ 개정으로, 30층 이상 건축물에 피난안전구역 등 대피공간을 설치하고, 구조·피난·내화 등의 안전기준을 강화 적용할 수 있는 근거 규정을 마련하였다. 또한, 소방방재청에서는 ‘소방시설설치유지 및 안전관리에 관한 법률’ 개정을 통해 화재에 따른 재난 발생 시 대규모 인명·재난 피해를 줄이기 위해 소방시설의 설치기준을 강화하고 고층건축물에 대한 방화관리대상의 분류 기준 및 자격기준을 개선하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 화재안전관리 기준을 적용할 화재취약시설을 취약성 분석을 통해 도출하고 도출된 시설물을 검증하고자 한다. 본 연구의 주요 내용은 첫째, 국가화재정보시스템, 도시연감, 예방소방행정 통계자료를 활용하여 28개 시설물 용도 분류에 따른 130여개 시설에 대한 4년(‘07-’10)간의 화재발생현황, 재산피해, 인명피해 규모에 대한 DB를 구축하였다. 둘째, 안전관리측면에서 시설물에 대한 화재취약성은 발생빈도, 인명피해, 재산피해를 고려하여 5단계 등급으로 구별하는 취약성 평가방법을 선정하였다. 셋째, 취약 단계를 리스크매트릭스를 활용하여 화재발생빈도와 인명피해(명/건), 화재발생빈도와 재산피해(천원/건)로 구별하여 취약등급을 Ⅰ~Ⅴ등급으로 분석하고 안전관리대상 시설물을 도출하였다. 넷째, 분석된 취약등급에 대한 적절성은 상관성 분석을 활용하여 검증하고, 재실자 특성을 고려한 보완사항을 제시하였다.

최근 건축물이 대규모화 되어가고 건축 내장 재료로 쓰이는 물품의 종류가 다양해지고 있어서 화재의 발생 및 확산 형태도 예측하기가 더욱 복잡해졌으며 이로 인한 피해도 현격하게 증가하고 있는 실정이다. 이러한 변화 중에서도, 최근 발생하는 화재들은 막대한 재산상 손실뿐만 아니라 인명 피해를 초래하고 있다. 따라서, 미리 화재의 피해를 예측하기 위해서는 실제 규모의 화재실험을 하여야 하나, 막대한 비용이 필요하고 현실적으로 실험을 하는데 어려움이 많다. 그리하여 그에 대한 대안으로 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션과 실제를 모사하는 축소모형 실험 방법이 있으며 본 연구에서는 컴퓨터를 이용한 화재 시뮬레이션(CFAST)을 이용하여 공동주택의 배연설비 구축에 대한 적합성을 검토하였다.

본 연구에서는 전단보강근 비율이 다양한 철근콘크리트 보에 대하여 가열시간을 각각 달리한 후 그 구조성능변화를 실험적으로 연구하였다. 또한 기존의 기준에서 적용하고 있는 부재의 내력산정방법에 대한 검증을 통하여 화재손상된 철근콘크리트 강도예측을 위한 자료를 제공하고자 한다. 이를 위하여 9개의 철근콘크리트 보를 제작하여 표준가열곡선에 따라 가열로에서 가열시험을 실시하고, 이들 손상된 보에 대한 파괴실험을 통하여 구조성능의 변화를 관찰하였다. 또한 부재와 동일한 피복을 가진 철근에 대하여 가열후 철근강도변화를 관찰하여 가열에 따른 철근의 물성변화를 파악하였다. ACI기준과 Eurocode 기준을 분석하고 실험결과와의 비교를 통하여 화재손상된 RC부재의 구조성능변화를 평가하였다. 연구결과, 1시간과 2시간 가열된 실험체가 무가열실험체들에 비하여 매우 취성적인 파괴양상을 보였고, 이러한 양상은 전단보강근비가 작아질수록 그리고 가열시간이 증가할 수록 심하게 나타났으며, 화재에 의한 재료손상의 정확한 예측이 가능할 경우, 부재의 구조성능변화는 충분히 평가가능한 것으로 나타났다.

본 연구에서는 철도터널내 화재시 터널내 구조체의 내화성능을 평가하기 위한 시간-온도곡선의 기준을 제시하고자 실시하였다. 현재 국내에서는 철도터널건설과 터널의 수가 빠른 속도로 증가하고 있으며, 터널연장이 길어짐에 따라 터널 내 화재사고가 갈수록 높아지고 있는 상황이다. 철도터널의 화재빈도수는 적지만 화재시 인명과 교통차단으로 인한 사회적 피해는 막대하다. 하지만 우리나라에서는 철도터널 화재에 대한 적합한 시간-온도 곡선을 규정하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 철도의 통행량, 차량 종류 등을 고려한 열방출율을 기초로 외국에서 제시된 시간-온도 곡선을 검토해 보았으며 국재 실정에 가장 적합한 설계화재 모델을 제시하였다. 탄화수소(HC)시간-온도 곡선이 국내 철도터널의 설계화재모델로 가장 적합하였으며, 탄화수소 시간-온도곡선에 의한 철도터널 구조체의 온도분포를 예측하기 위하여 유한요소해석을 통하여 콘크리트터널 구조체의 구조성능을 검토하였다.

기존 연구에서 살펴보면, 철근콘크리트구조물에 발생한 화재로 인해 경화된 시멘트 페이스트와 골재의 수축과 팽창의 차이에 따라 조직이 와해되고, 열응력에 의해 균열이 발생하여 내구성이 저하한다. 그래서 성능저하의 정확한 진단은 일반적인 콘크리트구조물에서 방화성능저하의 매커니즘에 관한 기초가 요구되며, 고온에 노출된 콘크리트의 특성에 대한 기초 정보와 데이터는 성능저하의 정확한 진단을 위해 필요하다. 따라서, 본 연구는 다양한 콘크리트 시험체를 제작하여, 고온 환경에서 노출시켜, 폭열을 관찰하고, 공학적인 특성을 평가함으로서 화재피해를 입은 콘크리트구조물 성능저하의 빠르고 정확한 진단을 위한 기초적인 데이터를 제공하고자 한다.

본 연구는 한국과 일본의 특정 도시내 주거녹지의 미기후개선 및 CO2 농도저감 효과를 계량화하였다. 또한, 도시수목에 의한 화재방지의 효과를 검토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위한 녹지계획 및 관리 전략을 제시하였다. 수목 생장기간 중 평균 온도는 수목피도 12% 및 22%인 지구에서 녹지부재의 지구보다 각각 0.5℃, 1.2℃ 더 낮았다. 수목의 호당 연간 CO2, 흡수량과 O2, 생산량은 수목피도가 2배 더 높은 지구에서 3배 더 많았다. 수목피도 22% 지구의 수목은 광합성과 에너지 절약을 통해 지구 총 CO2배출량의 약 3%를 해마다 상쇄시켰고, 지구내 거주민 모두가 연간 필요로 하는 산소량의 약 10%를 생산하는 중요한 역할을 담당하였다. 흉고직경 15cm인 느티나무 한 그루의 8월 하루 증산량은 7,100kca1/h(사무실 24평용) 냉방능력을 가진 냉방기를 12시간 동안 약 3대 가동하는 효과와 같았다. 또한, 그 수목은 해마다 32리터의 휘발유 소비에 따른 CO2, 배출량을 상쇄시켰고, 한 사람이 68일간 호흡하는데 필요한 산소량을 생산하였다. 화재 방지를 비롯한 미기후개선 및 CO2 농도저감의 효과를 증진하기 위해, 수종선정 , 건물주변 식재기법, 녹지확충, 식생관리 등과 관련된 도시 주거녹지의 적정한 계획 및 관리전략을 제시하였다. 제안한 전략은 현존 단독주거지에서는 물론 새로운 주거단지를 조성하는데 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대한다.