‘정보 표준화’ ‘위험도 평가’ ‘모델 구축’ 등
재난 피해 분석·예측 기술개발 목표
초고층·복합시설의 지진, 화재, 침수 등 복합재난 대응 핵심 기술 개발을 통해 복합 재난에 대해 능동적인 대응을 위한 정확한 재해감지와 신속한 분석, 신뢰도 높은 정보 공유 기반의 복합 재난 분석과 피해 예측 기술 확보가 필요하다.
이에 재난 분석·예측 연구팀은 복합재난 수집 정보 표준화에서부터 재난유형별 위험도 평가, 분석 알고리즘 개발, 분석 DB 구축 및 슈퍼컴퓨터 기반 해석을 통한 예측 모델 구축, 재난 피해 분석·예측 기술(SW) 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다.
연구팀은 한국과학기술정보연구원의 표준화, HPC(high-performance computing) 및 데이터 분석 전문가와 한국건설기술연구원의 지반, 건축, 수자원·하천, 화재 분야 전문가들이 담당하고 있다.
표준화 및 분석 분야
초고층·복합시설의 재난·재해별 수집 데이터의 상호연동 체계가 부족하여 체계적인 관리·활용을 위한 통합 관리체계가 미흡하다.
따라서 복합재난 데이터의 무결성 확보와 품질 향상을 위한 표준화, 수집 분석을 위한 표준안-데이터 연동 기술 개발, 대규모 복합재난 분석·예측 기법 개발을 위한 HPC 기반 데이터 시뮬레이션 환경 지원 및 분석 SW 개발이 필요하다.
이에 연구단에서는 초고층·복합시설 관련 복합 재난 데이터의 메타데이터 표준을 정립하는 한편, 대상 시스템에 확대 적용함과 동시에 HPC 기반 복합 재난 데이터 응용 분석·예측 기술 개발을 목표로 연구를 수행하고 있다.
지진분야
최근 국내 초고층 건축물 건설 사례가 증가하면서 지진 등 자연재해로부터 대규모 피해 방지 가능한 재난대응 체계 구축이 요구되고 있다.
이로 인해 단순한 해석·설계 수준에서 벗어나 구조물에서 측정한 실 계측자료를 사용하여 현실에 근접한 재난피해 발생 여부와 그 가능성을 예측하는 연구가 필요하다.
그러나 초고층 복합건축물의 유형별 설계기법, 상태평가를 위한 핵심기술 분야 등 피해저감 및 유지 관리 측면에서의 연구는 미진한 실정이다.
또한, 지진 발생 시 초고층건축물 안정성에 대한 지반 및 기초구조물의 영향이 불명확하며, 초고층건축물-지하복합시설과 지반의 상호관계가 고려한 정밀해석 방법 개발을 통해 지진에 의한 위험도 평가기법의 개발이 필요하다.
이에 연구단에서는 초고층 건축물의 복합 재난 시나리오에 따른 재난 위험도 평가기법 구축 및 재난상황별 피해예측, 신속대응이 가능한 관리기준치 제시하고자 한다. 또한, 지반변화 추이를 고려한 지반-건축물 연계위험도 평가기법 및 관리기준을 개발하고자 한다.
침수분야
우리나라의 경우 지하공간의 활용 증가와 기후변화로 인한 지하 공간 치수안전 대책의 필요성이 증가하고 있다. 따라서 초고층·복합시설의 지하 공간 침수예측 기술 개발은 매우 필요한 부분이며, 지하 공간 침수방지 대책 수립을 위한 예상침수심 산정 기법의 개발이 필요하다.
연구단에서는 예측 침수심 오차 5mm 이하의 준3차원 수치모형 기반 지하 공간 침수예측 기술을 개발하여 도심지 침수 취약지역(지하 공간)에 대한 체계적인 침수방지 대책 근거 자료 구축 및 지하 복합시설 대상 고정확도 침수예측 기법 고도화 및 관련 기술을 선도하고자 한다.
화재분야
국내 초고층건물의 화재위험성 평가에 대한 연구는 초보단계에 머물러 있으며, 국내 초고층 건물 화재위험성 평가는 해외에 의존하고 있는 실정이다.
초고층·복합시설의 화재 위험요소를 사전 제거하기 위한 정량적 화재 위험요소 예측 및 신속하게 화재대응 정보제공이 가능한 피해규모 예측 시스템의 개발이 절실히 필요하다.
따라서 연구단에서는 초고층·복합시설에서 발생 가능한 화재의 위험요소를 건축 계획 단계에서 예측하고 유지관리 단계에서 화재발생에 의한 피해규모 예측을 위한 시뮬레이터 개발을 목표로 한다.
또한, 초고층 건축물의 화재 거동 평가 기술 부재에 따른 구조성능 예측 기준 마련 필요성이 대두되고 있어 연구단에서는 하이브리드 내화 시뮬레이션 기술 개발을 통한 화재 시 구조물의 거시적 거동 평가 소프트웨어 및 실시간 구조 안정성 예측 데이터베이스 구축을 진행하고 있다.
기대효과
초고층 건축물 및 복합시설의 지진, 침수, 화재 등의 복합재난 수집 데이터의 표준화 및 HPC 기반 연계 분석·예측 기술 개발, 재난 시나리오별 위험도 평가, 재난 시나리오 DB 구축, 구조물 상태평가, 침수예측 기법 개발, 하이브리드 내화 해석 분석 기술 개발 결과를 집대성하여 복합재난에 유연하게 대응 가능한 분석 기술 확보가 예상된다.
