▲ 노주현 박사(철도연 공인시험인증실(우))가 철도연 오송분원에서 모의화재실험 시연회 수행 [출처=한국철도기술연구원]
한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 사공명)에 따르면 오송분원에서 대장~홍대 광역철도 터널의 안전성 검증을 위해 이 구간 건설관계자와 소방·방재 관계자 등을 대상으로 축소모형 모의화재실험 시연회를 성공적으로 수행했다.

대장~홍대 광역철도 사업은 대장-홍대선으로 알려진 민간투자사업이댜. 경기도 부천 대장지구에서 서울특별시 마포구 홍대입구역까지 연결하는 총 연장 20.029킬로미터(km)의 광역철도 사업이다.

▲ 대장~홍대 광역철도 구간 중 모의화재실험 검증 구간(네모 표시) [출처=한국철도기술연구원]

철도연은 대장~홍대 광역철도 터널의 화재 안전성 검증 대상 구간 약 11.6km(차량기지 포함)를 50분의 1의 축소모형 실험을 통해 화재 시 제·배연 성능검증을 시행했다.

철도시설의 기술기준[국토교통부고시 제2023-434호, 2023. 7. 18.]에 따라 10km 이상의 터널에 제연설비 또는 배연설비를 설치할 때에는 터널의 축소모형을 이용한 모의화재실험을 반드시 실시해야 한다. 결과분석을 통해 철도 터널 역사 및 터널의 피난, 화재설비 성능에 대한 안정성을 확보해야 한다.

모의화재실험은 10km 이상의 장대 터널을 축소해 철도차량의 화재를 모사하기 때문에 실험의 높은 정밀도를 요구한다. 이 실험에서는 유체역학적, 열역학적 특성을 재현하기 위한 물리적 상사에 따라 50분의 1 축소비를 기준으로 했다.

▲ 철도연이 제작한 대장~홍대 광역철도 터널의 1/50 축소 모형 [출처=한국철도기술연구원]
최대한의 신뢰성을 확보하기 위해 최소 임계풍속실험, 등가터널 압력실험 등 여러 단계의 검증 절차와 실험방법을 마련해 높은 재현성 실험 결과를 통해 화재 시나리오에 대한 검증을 수행했다.

철도연은 시연회를 통해 발주기관 및 사업 관계자 등을 대상으로 모의화재실험에 적용된 무선 통신 실험장비와 검증 실험 절차 및 방법을 선보였다. 실제 연기의 제·배연 흐름을 보기 위해 레이저를 활용해 상황을 묘사했다.

▲ 1/50 터널 축소모형에서 터널 화재 시 연기의 흐름을 시험하는 모습 [출처=한국철도기술연구원]

연구책임자인 노주현 책임기술원은 “철도연은 신뢰성 높은 터널축소모형 모의화재실험 결과를 바탕으로 대장~홍대 광역철도 터널구간의 송풍팬 가동 방법을 개선하고 터널 화재에 안전하게 대응할 수 있는 최적의 제·배연 설비 운영시나리오를 마련했다”고 말했다.

사공명 철도연 원장은 “철도연은 국가철도산업의 경쟁력 강화에 더해 국민의 안전을 위한 기술 개발에도 힘쓰겠다”며 “앞으로도 철도안전 및 성능인증 실험기술 확보에 최선을 다하는 연구원을 만들겠다”고 전했다.

▲ 노주현 박사(철도연 공인시험인증실(우))가 대장~홍대 광역철도 터널축소모형에 대해 설명 중이다. [출처=한국철도기술연구원]

[참고사항]

철도연은 대장 홍대 구간의 터널 화재 안전성 분석에 대한 검증을 위해 민간수탁사업으로 ‘대장~홍대 광역철도 터널축소모형 모의화재실험’ 과제를 수행했다.

※ 과제명: 대장~홍대 광역철도 터널축소모형 모의화재실험
연구기간: 2024. 09 ~ 2025. 08(총 1년)
발주기관: 현대건설
연구책임자: 노주현 책임기술원(철도연 공인시험인증실)