성능위주설계 법령 상향 및 화재 피난시뮬레이션의 신기능 - 2

 

국가화재평가원

노재현 대리

 

지난 저널에서 성능위주설계 관련 법령에 대해 알아봤습니다. 이번에는 성능위주설계에서 사용하는 프로그램인 ‘Pyrosim’과 ‘Path Finder’의 새로운 기능에 대해 알아보겠습니다.

 

『소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행규칙』이 2022년 12월 1일 분법 및 개정됐습니다. 개정된 시행규칙 제5조 제3항에서 “제4조 제1항에 따라 성능위주설계 신고를 받은 소방서장은 제1항에도 불구하고 신기술〮신공법 등 검토〮평가에 고도의 기술이 필요한 경우에는 중앙위원회에 심의를 요청할 수 있다.”라고 규정하고 있습니다. 이 항목에서 말하는 시뮬레이션의 신기술에 대한 내용을 말하고자 합니다.

 

현재 성능위주설계에서 사용하는 시뮬레이션을 통한 인명안전성평가 방법은 크게 3가지가 있습니다.

 1. 논커플링방식(Non Coupling) : 화재〮피난시뮬레이션을 각각 독립 수행하여 특정지점에서의 ASET과 RSET을 겹쳐보는 방식

 2. 세미커플링방식(Semi Coupling) : 화재〮피난시뮬레이션 결과값 화면을 겹쳐보는 방식

 3. 커플링수행방식(Coupling) : 화재시뮬레이션의 결과인 화재의 영향을 피난시뮬레이션에 연동하여 수행하는 방식

이 중 국내에서는 세미커플링방식을 가장 많이 사용하고 있습니다.

 

2015년도 이전까지의 Pyrosim에는 EVAC 이라는 기능이 있었습니다. EVAC 기능은 FED(Fractional Effective Dose)를 활용해 인명의 생사 여부를 Agent 색상을 바꿔 시뮬레이션 상에서 사망자 등의 표현이 가능합니다.

기능>

 

2015년부터 EVAC기능이 삭제되어 더 이상 쓸 수 없는 기능이 됐지만 Thunderhead사에서 EVAC 기능과 유사한 기능인 PLOT 3D 기능을 추가시켰습니다. PLOT 3D 기능은 온도, 유속, 기체 흐름, 독성, 기체 농도, 가시도 등 다양한 데이터를 기록하여 시뮬레이션 상에서 3D 화면으로 나타내 줍니다. 해당 기능은 3D Slice와 매우 비슷하지만 구역 설정은 따로 못하며 Mesh 범위 내라면 모두 계산을 진행하게 됩니다.

기록 데이터>

 

그리고 FED 기능 사용을 위해 데이터 (▲온도, ▲가시도, ▲일산화탄소, ▲이산화탄소, ▲산소) 수치를 기록합니다. 기록한 FED 데이터는 Path Finder에서 생성된 ‘Occupants’ 개개인의 위치와 시간에 따라 해당 데이터의 수치를 기록하여 사망하거나 위험 정도를 더 자세하게 알려줍니다.

 

FED Data>

 

 

FED 기능의 5가지 데이터 중 가시도에 대한 데이터는 Occupants 사망 여부가 아닌 보행속도에 영향을 주는 데이터입니다. Path Finder에서 계산되는 Occupants에 경로에서 Pyrosim 데이터인 연기와 Occupants가 닿는 순간 그 연기의 가시거리에 따라 보행속도가 느려지는 기능입니다. 이 기능으로 Occupants가 사망한다고 판단할 순 없지만 속도가 느려지며 독성가스에 더 노출되고, 이로 인해 독성수치가 더 축적됩니다.

 

다음 편에서 이번 편에서 알아본 FED 기능을 실제로 프로그램상에서 설정하여 기록하는 방법에 대해 설명드리겠습니다.

 

-본 칼럼은 국가화재안전저널 제 31호에 기고된 글입니다.