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2026년 6월 3일 (수) 00:46 판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 터널 내 화재 대응을 위한 제트팬 자동 제어 시스템
영문 : Automatic control system for jet fans to respond to fires in tunnels
과제 팀명
Z ZONE (제트존)
지도교수
서명원 교수님
개발기간
2026년 3월 ~ 2026년 6월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20XXXXX0** 김**(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20XXXXX0** 이**
서울시립대학교 환경공학부 20XXXXX0** 전**
서울시립대학교 환경공학부 20XXXXX0** 염**
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
본 과제는 터널 내 화재 발생 시 초기 대응력을 극대화하여 대형 화재로의 확산을 방지하고, 터널 이용자의 생명과 시설물을 보호하기 위한 ‘IoT 기반 터널 화재 정밀 감지 및 제트팬 자동 제어 시스템(Z-Zone)’ 구축을 목적으로 한다. 터널 내부에 CO, 적외선(IR) 등 복합 센서를 설치하여 화원의 위치를 실시간으로 정밀하게 감지한 후, 이를 바탕으로 터널 입구, 화원, 출구 등 구간별 최적의 제트팬 제어 기법을 설계하여 화재 상황에 따른 환기 제어를 수행한다. 또한, IoT 기술을 활용하여 제트팬의 자동 제어 및 원격 모니터링 시스템을 구축함으로써, 화재 발생 시 신속하게 대응할 수 있는 환경을 조성한다. 본 시스템을 통해 화재 초기 골든타임을 확보하여 인명 피해를 최소화하는 안전 구역인 ‘Z-ZONE(제트존)’을 실현하고, 나아가 스마트 터널 안전 관리 체계 확립에 기여하고자 한다.
개발 과제의 배경
도로터널은 차량 통행을 위한 제한된 반밀폐 구조적 특성을 지니고 있어, 화재 발생 시 연기와 유독가스가 열부력에 의해 상층부로 급격히 상승하여 층을 형성한다. 이렇게 집적된 오염 물질은 터널 종방향으로 점차 확산하며 피난자의 가시거리를 단축시키고, 유독가스 중독 및 저산소증을 유발하여 인명 피해를 가중시킨다. 따라서 화재 초기 단계에서 차량 탑승자들이 신속하고 안전하게 터널 입·출구나 인근 피난 공간으로 탈출할 수 있도록 최적의 대피 환경을 유지하는 제연 시스템의 가동이 필수적이다. 현행 방재관리 지침에 따르면, 터널 관리 주체는 각 터널의 특성에 맞춰 화재 위치와 사고 차량 종류에 따른 제트팬 운전 조건을 운영 매뉴얼에 명시하고 관리해야 한다. 그러나 최근 감사원의 민자 도시도로 터널 제연 설비 운영 실태 조사 결과에 따르면, 제트팬이 설치된 22개 터널 중 출구부 제트팬을 우선 가동하지 않는 등 운전 조건을 오설정하거나(6개소), 화재 위치별 세부 시나리오를 수립하지 않은(14개소) 사례가 다수 적발되었다. 이에 따라 지자체는 터널 특성을 반영한 구체적인 화재 시나리오를 설정하고, 제연 설비 운영 매뉴얼의 지도·감독을 강화하도록 지시했다.
이러한 기술적 한계와 매뉴얼의 공백을 해결하고자 연장 1,060m 규모로 제연 및 자동화재탐지설비 설치가 의무화된 방재 2등급 터널인 고정2터널을 대상지로 선정하였으며, 「도로터널의 화재안전기준(NFPC 603)」에 근거하여 경계 구역을 100m 이하로 세분화하고 일산화탄소(CO) 및 적외선(IR) 복합 센서 기반의 화원 위치 정밀 감지 기술과 구간별 제트팬 연동 기법을 유기적으로 결합한 'IoT 기반 터널 화재 정밀 감지 및 제트팬 자동 제어 시스템(Z-Zone)'을 구축함으로써 인명 피해를 최소화하는 독자적인 터널 안전 관리 모델을 제시하고자 한다.
개발 과제의 목표 및 내용
본 설계에서 제안하는 'Z-Zone' 시스템은 화재의 조기 감지부터 물리적인 제동 제어에 이르기까지 일련의 피난 안전 프로세스를 유기적으로 통합하도록 설계한다. 터널 내 화재 발생 시 실시간 데이터 흐름과 제어 알고리즘을 기반으로 최적의 제연 성능을 발휘하기 위해 다음과 같이 5가지 핵심 단계별 설계 내용을 구성한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
*전 세계적인 기술현황
1) 화재 감지 시스템
2) 자동 제어 시스템
3) 제트팬
*특허조사 및 특허 전략 분석
1) 화재 감지 및 자동 제어 시스템
2) 제트팬
*기술 로드맵
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
