본 연구에서는 화재로부터 가장 효과적인 소화설비로 평가받고 있는 스프링클러 시스템에 대해 화재 시뮬레이션과 수리계획법에 기반을 한 최적 배치방법을 제안하였다. 사례연구로, $5.2m(L){ imes}5.4m(W){ imes}2.4m(H)$ 크기의 일반 주거지 형태를 대상공간으로 설정하고, 부주의로 폴리우레탄 소재의 소파에 불이 인화되어 화재가 전이되는 시나리오를 구성하였다. 그리고 스프링클러의 종류와 개수에 따른 소화속도, 온도변화, 표면 열방출률을 시뮬레이션을 통해 분석하고, 공간 균등배분 방법으로 설치된 스프링클러의 설치비와 화재 피해액의 정형화를 바탕으로, 수리계획법을 이용하여 최적 소화성능의 스프링클러 배치시스템을 얻을 수 있었다.
The sprinkler system is regarded as the most effective fire extinguishing system. In this study, we proposed a sprinkler layout optimization framework based on fire simulation and mathematical programming. As a case study, the target space in the form of ordinary residence was set up with the size of $5.2m(L){ imes}5.4m(W){ imes}2.4m(H)$, and we constructed the fire scenario that polyurethane couch was ignited through carelessness. And we simulated and analyzed fire speed, temperature change and heat release rate according to the type and number of sprinklers installed. Through the formulation of installation and damage costs depending on sprinklers, the sprinkler layout showing optimal performance was resulted from mathematical programming.
