피난시뮬레이션을 통한 실내 스포츠경기장 내 장애인의 피난 안전성 평가 연구

A Study on the Evaluation the Safety of Evacuation in Indoor Sports Stadium through Evacuation Simulation

Abstract

연구목적: 최근 장애인의 스포츠관람권을 보장하기 위한 움직임이 나타나고 있다. 하지만 휠체어 사용자를 고려하지 않은 경기장 설계로, 경기장 내 이동권이 확보되지 않은 실정이다. 장애인의 이동 제약은 비상시 대피를 취약하게 만든다. 본 연구에서는 실내 스포츠경기장을 대상으로 피난시뮬레이션을 실행하여 휠체어 탑승 관중의 이동 및 피난 안전성 확보 방안을 마련하고자 한다. 연구방법: 관중석 형태를 변수로 시나리오를 구성하여 시뮬레이션을 실행하였다. 휠체어 좌석 설치가 피난에 미치는 영향을 확인하였다. 연구결과: 휠체어 좌석의 설치 여부, 휠체어 이동 대피 경로, 휠체어 좌석의 분리 배치 여부 등에 따른 결과를 비교하였다. 휠체어 좌석 설치가 피난에 미치는 영향과 그 특징을 도출하였다. 그 결과, 상부진입 및 분리형 좌석이 피난에 가장 취약하였다. 결론: 상부진입 및 분리형 좌석의 최상층을 대상으로 한 피난 성능 확보 방안을 도출하였다. 해당 내용이 스포츠경기장 내 장애인의 이동 및 피난 안전성 확보 방안으로 활용될 수 있다고 판단한다.

Purpose: Recently, there has been a movement to guarantee the right to watch sports for the disabled. However, the sports stadium is designed without considering the wheelchair users, so the right to move in the stadium is not secured. Restrictions on the movement of the disabled make the evacuation vulnerable in an emergency. This study aims to develop a plan to ensure the safety of movement and evacuation of wheelchair users by conducting simulations targeting indoor sports stadiums. Method: The simulation was performed by constructing a scenario with the shape of the stands as a variable. The effect of the installation of wheelchair seats on evacuation was confirmed. Result: The results according to whether wheelchair seats are installed, the evacuation route of wheelchair movement, and whether wheelchair seats are separately arranged were compared. The impact of wheelchair seat installation on evacuation and its characteristics were derived. As a result, upward and separation seat was the most vulnerable to evacuation. Conclusion: A plan to secure evacuation performance was derived for the top floors of upward and separation seat. It is judged that the content can be use as a way to secure the safety of movement and evacuation of the disabled in sports stadiums.

서론

한국장애인고용공단에서 공개한 ‘한 눈에 보는 2022 장애인 통계’에 따르면, Fig. 1과 같이 2021년 등록장애인의 비율은 전체 인구의 5.1%를 차지하며, 장애인 수가 2007년에 비해 약 25.6%(약 56만 명) 증가하였다. 또한, 2022 장애인 통계집에 따르면, 2020년 장애 발생 원인은 Fig. 2에 나타낸 것과 같이 질환 및 사고로 인한 후천적 원인이 선천적 원인에 비해 약 10배 크게 나타났다. 2020년 후천적 장애 발생자 수는 2008년에 비해 약 50만 명 증가하였다. 장애는 후천적으로 누구에게나 발생할 수 있다. 장애인의 권리를 요구하는 목소리에 사회적인 관심과 움직임이 필요하다(Song, 2021).

Fig. 1. The number of people with disabilities

Fig. 2. The cause of disability

최근 장애인의 스포츠관람권을 보장하는 내용을 담은 스포츠산업 진흥법이 개정되었다. 스포츠산업의 진흥에 필요한 시책 마련 시 장애인의 스포츠관람권을 보장하기 위한 사업이 원활하게 수행될 수 있도록 행정적, 재정적으로 특별한 지원을 하기 위해 노력하도록 규정한다. 하지만 장애인의 스포츠관람권 보장을 위한 구체적인 법적 규제가 미비하다. 특히, 경기장 내 휠체어 탑승 관중의 이동이 고려되지 않은 설계로 경기장 내 이동권이 확보되지 않은 실정이다.

문화체육관광부에서 공개한 2022 국민여가활동조사에 따르면, 지난 1년 동안 1번 이상 참여한 여가활동을 묻는 문항에서 장애인의 스포츠 경기 간접관람은 47.4%, 직접관람은 2.7%로 조사됐다. 미디어를 통한 간접 관람에 비해 직접 관람한 장애인 비율이 현저히 적은 것을 확인하였다. 또한, 반복적 참여 여부를 묻는 문항에서 간접 관람은 12.8%가 반복적으로 참여했다고 응답한 반면에, 직접 관람의 경우 반복적으로 참여한 장애인은 없었다. 이처럼 스포츠경기장 내 장애인의 이동 제약은 스포츠관람권 보장을 저해한다. 특히 비상 상황 발생 시 장애인에게는 큰 어려움으로 작용하여 대피에 취약하게 하고 위험에 노출될 가능성이 현저하다(Jung et al., 2022). 따라서 장애인의 스포츠관람권을 보장하기 위해서는 스포츠경기장 내 장애인의 이동 및 피난 안전성이 확보되어야 한다.

최근, 과거와 달리 테러가 대중교통, 다중이용시설 등 일반인들이 운집된 장소에서 발생하며, 불특정 다수를 향한 무차별적인 공격이 감행되고 있다(Kwon, 2011). 스포츠경기장은 많은 인원을 수용하고 있어 테러 발생 가능성이 현저하며, 테러 발생 시 대규모 인명피해로 이어질 위험이 크다. 하지만 우리나라의 경우 불특정 다수가 운집한 공간에서의 안전사고에 대비한 준비가 전무하다(Min, 2013). 따라서 본 연구는 실내 스포츠경기장을 대상으로 장애인의 이동을 원활하게 하는 방안을 도출하고 대피 시 장애인의 안전을 확보하고자 한다. 이를 위해 실내 스포츠경기장을 모델로 선정하여 피난시뮬레이션을 진행한다. 시뮬레이션 결과를 활용하여 피난한계시간 내 피난 완료 및 몰림 현상 발생 여부를 확인한다. 최종적으로 평상시 또는 비상시 휠체어 탑승 관중의 혼잡도를 완화하고 이동권을 확보할 수 있는 방안을 제언하였다.

피난시뮬레이션 구성

대상 건물 개요

강원도에 위치한 A 경기장을 연구 대상 건물로 선정하여 피난시뮬레이션을 실행하였다. 해당 건물은 2018년에 개최된 평창 동계 올림픽의 경기장으로 사용되었다. 2017년 3월에 완공되었으며, 지하 2층 지상 2층에 연면적은 37,846 m²이다. 약 8,000석의 관람석을 가지는 문화 및 집회시설로 용도를 구분하고 있지만, 다기능 복합스포츠컨벤션센터, 가변형 경기장, 공연 및 박람회 등 다양한 용도로 사용된다. 본 연구 대상 건물의 전경을 다음 Fig. 3에 나타냈다.

Fig. 3. Panorama of the subject building

시뮬레이션 모델링

피난시뮬레이션의 개요

대규모 실내경기장의 피난 성능은 실험법, 수계산법 및 컴퓨터 프로그램 등을 이용하여 검토할 수 있다(Seok et al., 2009). 본 연구에서는 컴퓨터 프로그램인 Thunderhead Engineering의 Pathfinder 2020ver을 적용하였다. 이는 긴급피난 모델링 프로그램으로, 시뮬레이션 실행 시 재실자의 움직임을 실제와 유사하게 2차원 및 3차원으로 구현할 수 있다. Pathfinder는 Autodesk 형식의 DWG, DXF 등의 형식 파일 가져오기가 가능하여 실제 설계 과정에서 작성된 DWG 도면 파일을 이용한 공간 구현이 가능하다. 본 연구에서도 해당 기능을 토대로 실제 대상 건물과 유사한 환경을 구현하였다.

시뮬레이션 입력값 설정

대상 건물은 운동시설, 문화 및 집회시설로 구분된다. 소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령 별표7에서는 문화 및 집회시설, 운동시설에 대하여 관람석이 있는 경우에 고정식 의자를 설치한 부분은 그 부분의 의자 수를 수용인원으로 산정한다. 또한 장애인등편의법에서는 문화 및 집회시설의 관람장 내 휠체어 좌석은 전체 관람석의 1% 이상 설치하도록 규정한다. 따라서 대상 건물의 좌석 수는 일반 좌석 8,000석과 휠체어 좌석 80석을 합친8,080석으로, 총 수용인원은 8,080명이다.

총 수용인원에 대한 성별 및 연령별 구성비율은 한국프로스포츠협회 KPSA에서 공개한 2022 프로 스포츠 관람객 성향조사 종합보고서에 따라 그 비율을 산정하였다. 연령 및 성별에 따른 인구의 비율은 다음 Table 1과 같다. 본 연구에서는 비상시 관중을 대상으로 피난 시뮬레이션을 진행하였으며, 경기 진행요원, 코칭스태프 등은 시뮬레이션에 반영하지 않았다.

Table 1. Occupants properties

시뮬레이션에서 보행자들의 보행속도는 피난 상황 시 대피 시간에 가장 큰 영향을 미친다(Lee et al., 2021). 그 외에도 키, 어깨너비 등 재실자의 특성은 시뮬레이션 수행에 영향을 미치기 때문에 중요한 입력값이다. 어깨너비와 키는 한국인 인체치수조사(Size Korea)의 제6차 인체치수데이터 조사결과 보고서 및 제8차 인체치수데이터 조사결과 보고서를 토대로 설정하였다. 보행속도는 한국건설기술연구원(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, KICT)(2012)에서 제안한 표준 치수를 반영하였다. 이때 성인은 20~50대, 청소년은 14~19세, 노인은 60대 이상으로 구분한다. 재실자의 특성에 관한 입력값은 Table 1과 같다.

휠체어 사용자의 보행속도는 휠체어 표준크기인 70~80cm를 기준으로 측정된 0.57~0.91m/s으로 설정하였다. 휠체어는 수동휠체어로 한정한다. 휠체어의 전폭 및 전장은 각각 1.040mm, 700mm로 규정하였다.

대상 건물 설정 입력값

경기장 내 관중 이동은 통로, 계단, 문 등으로 이루어진다. 재실자 이동에 많은 부분을 차지하기 때문에 해당 구성의 너비, 폭, 높이 등은 대피 시간에 영향을 미친다. 시뮬레이션에서 출입구로 사용한 문은 총12개이다. 문의 유효너비는 도면의 수치와 동일하게 입력하였다. 통로 및 계단의 높이, 폭역시 설계된 도면상의 수치와 일치하는 값으로 설정하였다. 위 내용들을 토대로 모델링한 건물은 다음 Fig. 4와 같다.

Fig. 4. Modeling to simulation the subject building

시뮬레이션 실행 및 분석

피난한계시간 설정

본 연구에서는 피난시뮬레이션을 진행하여 위험성을 판단한다. 비상 상황 발생과 동시에 피난이 이루어졌다고 가정하여, 감지시간, 경보시간, 피난개시시간은 배제하고 피난이동시간만 고려한다. 대피 완료 시간에 대해 피난 안전성 확보 여부를 판단할 수 있는 피난한계시간은 NFPA 101 기준을 근거로 설정하였다.

미국 NFPA 101 : Life Safety Code 2021 Edition 부록에서는 좌석 수와 공칭 유동시간 사이의 선형 관계를 토대로 피난한 계시간을 규정한다. 공칭 유동시간은 한 지점의 출구를 통과할 때까지 걸리는 시간을 말한다. 좌석 2,000개에 대해 최소 200초(3.3분)이며, 최대 25,000개까지 좌석 50개당 1초를 추가한다.

\(\begin{align}200 s+\frac{6080}{50} \cdot 1 s=321.6 s\end{align}\)       (1)

식 (1)을 토대로 피난한계시간은 321.6초로 설정하였다. 피난시뮬레이션을 수행하여 얻은 필요안전피난시간(RSET)과 비교하여 안전성 확보 여부를 확인한다. 피난한계시간보다 RSET이 클 경우, 피난한계시간 내에 피난을 실패한 것으로 안전성이 확보되지 않았다고 판단한다. 반대의 경우는 피난한계시간 내에 피난을 완료한 것으로, 안전성이 확보되었다고 본다. 따라서 피난 안전성 확보를 위해서는 피난한계시간보다 적게 되도록 RSET을 줄이는 대책이 요구된다(Yang, 2022).

휠체어 좌석 위치 선정

휠체어 좌석의 위치는 실내 스포츠경기장의 관중석 형태와 휠체어 좌석의 특징을 반영하여 선정하였다. 현재 프로경기가 진행되는 국내 실내 스포츠경기장 6곳을 대상으로 어프로치와 관람석 형태 유형을 분석하였다. 국내 스포츠경기장의 관중석 형태는 크게 4가지로 구분되며, Fig. 5와 같다(Um et al., 2023). 이때, 어프로치는 경기장 외부에서 관중석까지의 진입 유형을 말하며, Sinking Bowl(이하 싱킹보울)은 평지였던 땅을 아래로 파서 만드는 방식의 경기장을 말한다.

Fig. 5. Approach and shape of the grandstand

휠체어는 계단, 높은 경사로를 이용한 수직이동에 어려움이 있다. 장애인의 수직방향 피난의 한계는 많은 인명피해로 이어진다(Hwang et al., 2016). 스포츠경기장의 관중석은 시야 확보를 위해 큰 경사를 두고 밀집되어 휠체어의 관중석 내 이동은 특히 제한된다. 따라서 휠체어 좌석은 관중석의 최전방 혹은 최후방에 위치한다. 또한, 좌석이 길게 이어진 구역의 끝부분에 설치되어 이동 및 접근에 유리하게 한다. 하지만 휠체어 좌석이 길게 이어진 구역의 끝부분에 설치될 경우, 시야 확보가 어렵다는 한계가 있다. 또한 휠체어 좌석이 설치되는 외곽은 관중의 이동통로로 사용되는 공간이기 때문에 휠체어 탑승 관객의 이동에 제약이 발생한다.

휠체어 좌석은 관중석 형태별 접근이 가능하고 시야가 확보된 최전방 혹은 최후방 위치에 배치하였다. 위치는 크게 피난층에 설치된 경우(d･c), 경사로 이용이 필요한 경우(a･b･c), 승강기를 이용하여 이동해야 하는 경우(c)로 구분된다. 관중석 형태별 휠체어 좌석의 위치를 Fig. 5에 표현하였다. 휠체어 좌석은 경기장의 N석에만 설치하였다.

시나리오 구성 및 실행

시나리오는 관중석 형태를 변수로 4가지로 구성하였다. 앞서 언급한 것처럼 스포츠경기장 내 관중석 형태는 4가지로 구성되며, 그 형태에 따라 휠체어 좌석의 설치 공간이 상이하다. 시뮬레이션을 실행하여 관중석의 형태와 그에 따른 휠체어 좌석 설치가 피난 안전성 및 몰림 현상 발생에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 시나리오 구성 및 결과는 Table 2와 같다.

Table 2. Scenario configuration and results

상부진입 및 일체형 관중석(시나리오1)의 피난완료시간은 323초로 피난한계시간보다 0.3% 크게 나타났다. 상부진입 및 분리형 관중석(시나리오2)의 피난완료시간은 445초로 피난한계시간에 비해 38.2% 더 소요되었다. 이는 Table 3을 통해 확인할 수 있다. 시나리오2는 다른 시나리오와 달리 관중석의 형태가 분리형이다. 따라서 앞서 Fig. 5(b)에 표현된 것과 같이 최상층에 배치된 휠체어는 대피 시 승강기 사용이 필요하다. 승강기 이용을 위한 승강장 내 기다림은 승강장 부근에서 이동하는 관중과 충돌 및 몰림 현상으로 이어져 피난 지연이 발생한다. 시나리오2는 Table 2에 표현된 것과 같이 다른 시나리오와 평균 이동 거리는 비슷하지만, 최종 대피 시간 및 지연 시간이 크게 나타난 것을 확인할 수 있다.

Table 3. Compare with evacuation limit time

상하부진입 및 일체형 관중석(시나리오3)과 싱킹보울형 및 일체형 관중석(시나리오4)의 경우 각각 282초, 319초에 피난을 완료하였으며, 피난한계시간 내에 대피를 완료하였다. 시나리오3은 관중석이 상하부진입형으로 휠체어 좌석의 분리 배치가 가능하다. 또한 관중석 상부와 하부 두곳에 탈출구가 설치됨에 따라 이동 경로가 다양하게 확보되어 가장 빠른 시간 내에 피난을 완료하였다.

시뮬레이션 결과 비교분석

시뮬레이션의 피난완료시간, 총 지연 시간, 이동 거리 등을 비교·분석하여 실내 스포츠경기장 내 휠체어 좌석 설치가 피난에 미치는 영향과 그 특징을 도출하고자 하였다. 이를 위해 시뮬레이션 결과를 토대로 휠체어 좌석 설치 여부에 따른 비교, 휠체어 이동 대피 경로에 따른 비교와 휠체어 좌석의 분리 배치에 따른 비교를 진행하였다.

휠체어 좌석 설치 여부에 따른 비교

휠체어 좌석 설치가 재실자와 피난에 미치는 영향을 확인하기 위하여 휠체어 좌석이 배치된 관중석(N석)과 그렇지 않은 좌석(S･W･E석)의 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 결과는 Table 4와 같다. 이때, 각좌석은 위치는 Fig. 6에 나타냈다. S･W･E석은 모든 시나리오에서 유사한 결과값을 도출하였으므로 그 값들의 평균으로 나타냈다. S･W･E석은 최대 71.1m, 평균 41.1m를 이동하여 피난을 완료하는데 250.5초가 소요되었으며, 시나리오1~4의 N석보다 빠른 시간에 피난을 완료하였다. S･W･E석과 N석의 인구 밀도는 각각 2.0pers/m², 1.4pers/m²로 S･W･E석이 N석에 비해 인구밀도가 높다. 그럼에도 모든 시나리오에서 휠체어가 설치되지 않은 S･W･E석이 휠체어가 설치된 N석보다 빠르게 피난을 완료하였다. 따라서 휠체어 좌석 설치가 피난 지연으로 이어질 수 있음을 확인하였다.

Table 4. Results of wheelchair seat installation

Fig. 6. Seating position of the sports stadium

휠체어 이동 대피 경로에 따른 비교

휠체어의 이동 경로는 수평이동과 경사로, 승강기 등을 이용한 수직이동으로 분류되며, Fig. 7에 나타냈다. 이동 대피 경로별 피난 결과는 Table 5와 같다. 최종 대피 시간은 수평이동이 140.0초로 가장 빠르게 피난을 완료하였으며, 승강기를 이용한 수직이동이 444.7초로 가장 많은 시간이 소요되었다.

Fig. 7. Moving route

Table 5. Results of wheelchair moving route

먼저 수평이동과 경사로를 사용한 수직이동의 결과를 비교하였다. 최종 대피 시간은 수평이동과 경사로를 이용한 수직이동 174.3초, 140.0초로 약 30초 차이가 났다. 평균 이동 거리는 각각 42.4m, 37.5m이고, 총 지연 시간 평균은 각각 26.1초, 17.2초이다. 휠체어는 수직이동보다는 수평이동에서 정체현상이 저하되며 피난에 효과적인 것을 확인하였다.

경사로와 승강기를 사용한 수직이동의 대피 결과를 비교하였다. 경사로의 경우 대피 시 기다림 없이 이동이 가능하다. 하지만, 승강기는 승강장에서 대기하는 시간의 영향을 받는다. 경사로와 승강기를 이용한 이동 시 최종 대피 시간은 각각174.3초, 444.7초로 약 2배 정도 차이가 났다. 이는 수평이동과 경사로를 이용한 수직이동의 비교와 달리 차이가 크게 나타난다.

위 내용에 따르면, 휠체어 대피 시 수평이동이 피난에 가장 효과적이며, 휠체어 좌석의 설치 위치가 높아질수록 피난 시 지연 발생 정도가 커졌다. 하지만 스포츠경기장의 관중석 배치 시 휠체어 좌석을 피난층에 설치하기에는 제약이 있다. 따라서 경사로 또는 승강기를 사용한 수직이동 시에도 안전성을 확보할 수 있는 방안이 요구된다. 특히, 상부진입 및 분리형 좌석(시나리오2)의 승강기 사용에 있어 대피 시간 감소 방안에 대한 고찰이 필요하다.

휠체어 좌석의 분리 배치에 따른 비교

Fig. 8과 같이, 시나리오2와 시나리오3은 각각 분리형, 상하부진입형의 관중석으로 피난층이 관중석 내 2개 이상의 층과 연결되어 있다. 따라서 휠체어 좌석이 두 공간으로 분리 배치가 가능하다. 그와 달리 시나리오1과 시나리오4는 관중석의 한층만 피난층과 연결되며, 관중석 입구 부근에 휠체어 좌석을 설치할 수 있다. 분리 배치한 휠체어 좌석과 그렇지 않은 좌석으로 나누어 결과를 도출하였다. 승강기를 사용하는 휠체어 좌석은 배제하였다. 휠체어 좌석의 분리 배치 여부에 따른 피난 결과는 Table 6과 같다.

Fig. 8. Seating separation

Table 6. Results of wheelchair seating separation

분리 배치한 휠체어는 최대 97.5m, 평균63.0m를 이동했으며 피난을 완료하는데 최대 144.1초, 평균72.6초가 각각 소요되었다. 총 지연 시간은 최대 58.5초, 평균10.6초이다. 분리 배치하지 않은 휠체어의 경우, 최대 65.2m, 평균40.0m를 이동하여 최대 174.3초, 평균79.8초 소요되었다. 총 지연 시간은 최대 77.6초, 평균21.6초이다. 분리 배치한 휠체어의 평균 이동 거리가 20m 이상 길게 나타났음에도 피난 지연 시간이 현저히 적었으며, 분리 배치하지 않은 좌석에 비해 빠르게 피난을 완료하였다.

앞선 이동 대피 경로에 따른 비교에서 수평이동이 피난에 가장 효과적인 것을 도출하였다. 하지만, 시나리오3과 같이 휠체어 좌석을 분리하여 배치할 경우 경사로를 이용한 수직이동 시에도 대피 지연을 크게 감소시킬 수 있었다. 이를 토대로 휠체어 좌석의 분리 배치가 피난 안전성을 확보하고 지연을 방지하는 데효과적인 것을 확인하였다.

휠체어 사용자 피난 성능 개선 방안

앞선 시뮬레이션을 결과에 토대로 휠체어 좌석 설치 시 피난 성능 개선 방안을 도출하고자 한다. 시나리오 1, 2는 피난한계 시간 내에 피난을 완료하지 못했으며, 시나리오 3, 4는 피난을 완료하였다. 시나리오 1의 경우에는 피난 완료 시간의 차이가 0.3%(2초)라는 점과 본 연구에서는 진행 요원, 보호자 등의 도움을 배제했다는 점에 토대로 피난 안전성이 확보되지 못했다고 단정하기에는 한계가 있다. 반면, 시나리오2는 피난 지연 정도가 크게 나타났기 때문에 피난 성능 개선 방안이 요구된다. 따라서 해당 파트에서는 시나리오2의 최상층 좌석을 중심으로 피난 안전성 확보 방안을 도출하였다. 피난 성능 개선 방안은 Table 7와 같이 각각 시나리오5와 시나리오6으로 설정하였으며, 시뮬레이션을 통해 도출 방안의 효과성을 검증하였다.

Table 7. Improvements to scenario 2

계단 및 승강기 배치 개선

시나리오2에서는 승강장과 계단실 입구가 동일한 공간에 위치되어 정체가 크게 나타났다. 승강장 입구와 계단실 입구 부근에서 몰림 현상이 발생하였다. 승강기 이용을 위해 대기 중인 휠체어 사용자와 계단실로 향하는 관중이 충돌 및 병목 되면서, 평균 지연 시간이 다른 시나리오에 비해 크게 나타났다. 따라서 최상층의 피난 성능을 개선하기 위해서는 계단과 승강기의 배치를 고려할 필요가 있다고 판단된다.

시나리오5는 앞서 언급한 한계를 개선하기 위한 방안으로, 계단과 승강기를 분리하여 배치하였다. 시나리오2와 시나리오 5의 결과를 비교한 내용은 Table 8과 같다. 시나리오2와 비교하면 시나리오5의 최종 대피 시간이 22.9%(102초) 감소하였다. 특히, 이동 거리에는 큰 차이가 없음에도 지연 시간과 대피완료시간이 감소하였다. Fig. 9에서 계단 및 승강기 배치 개선 전후 대피자의 몰림 정도를 나타냈다. 계단실 입구와 승강장을 분리하는 것이 재실자의 충돌을 줄이고 피난을 원활하게 하는 데 효과적인 것을 확인하였다.

Table 8. Comparison scenario 2 and 5

Fig. 9. Modeling to simulation the subject building

최상층 휠체어 이동 경로 개선

시나리오6은 최상층에 위치한 휠체어의 대피 성능 개선을 위한 방안으로, 이동 거리를 단축하였다. 최상층 휠체어의 경우 승강기 사용으로 대기 및 지연 시간이 발생한다. 따라서 관중석에서부터 승강장까지 그리고 승강장에서 출구까지의 이동 거리를 줄이는 것이 피난에 가장 효과적일 것이라고 판단하였다. 시나리오6은 승강기 위치를 출구 부근으로 수정한 내용으로, 시나리오5 내용을 포함한다. 바뀐 승강기의 위치는 Fig. 10에 표현된 것과 같다.

Fig. 10. Modeling to simulation the subject building

결과는 이동 경로 개선 여부를 확인하기 위해 최상층 휠체어로 한정하여 도출하였으며 Table 9과 같다. 시나리오6은 시나리오2에 비해 최종 대피 시간이 28.1%(125초) 감소하였다. 시나리오5 결과와 비교해보면, 시나리오5의 대피 지연 시간은 평균134.9초이고, 이동 거리는 평균57.4m이다. 시나리오6은 대피 지연 시간이 평균127.9초이고, 이동 거리는 평균51.9m이다. 이동 거리가 줄어들면서 대피완료시간이 감소하였다. 다시 말해, 최상층에 위치한 휠체어의 경우 이동 거리를 단축할 수 있는 경로로 개선되었을 때, 피난 지연 정도가 줄어들며 피난 성능 개선에 가장 효과적인 것을 알 수 있다.

Table 9. Comparison scenario 2, 5 and 6

결론

본 연구에서는 장애인의 스포츠관람권 확립을 목적으로 실내 스포츠경기장 내 장애인의 이동 및 피난 안전성을 확보할 수 있는 방안을 제안하였다. 이를 위해 경기장 내 관중석 형태를 변수로 시뮬레이션을 진행하였고, 피난 안전성 확보 여부를 확인하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 최상층 휠체어 좌석을 중심으로 피난 성능 개선 방안을 확립하였으며 다음과 같은 결론을 확보하였다.

(1) 실내 스포츠경기장 관중석의 형태는 크게 4가지로 구분된다. 이러한 관중석 형태에 차이를 두고 피난시뮬레이션을 실행하였고 결과를 비교하였다. 상부진입 및 분리형 관중석은 대피 완료 시간은 445초로 피난한계시간보다 38.2% 더 소요되었다. 상부진입 및 분리형 관중석이 대피에 가장 취약함을 확인할 수 있었다.

(2) 휠체어 좌석 설치가 피난에 미치는 영향과 그 특징을 도출하기 위해 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 휠체어 좌석 설치 여부에 따른 비교에서는 휠체어 좌석이 설치되지 않은 S･W･E석이 휠체어 좌석이 설치된 N석에 비해 인구밀도가 높았음에도 빠르게 피난하였다. 휠체어 좌석 설치가 피난 지연으로 이어짐을 확인하였다. 휠체어의 이동 대피 경로에 따른 비교에서는 수평이동이 대피에 가장 효과적이었으며, 승강기를 이용한 수직이동이 승강장 내 대기 시간으로 피난에 제약이 있었다. 휠체어 좌석의 분리 배치에 따른 비교에서는 휠체어 좌석을 분리하여 배치하는 것이 피난에 효과적임을 확인하였다.

(3) 상부진입 및 분리형 관중석 내 최상층 좌석을 중심으로 피난 안전성 확보 방안을 도출하였다. 계단실 입구와 승강장을 분리하여 배치할 경우 기존에 해당 공간 부근에서 발생하였던병목현상이 완화되었다. 또한 안전성을 확보하기 위해서는 최상층 휠체어의 이동 경로 개선이 필요하다. 최상층에 위치한 휠체어는 승강기 이용 시 발생하는 대기 시간을 줄이기 위하여 이동 거리를 단축하는 방안이 요구된다. 승강기 위치를 수정하여 휠체어의 이동 거리를 단축하였을 때대피 지연이 크게 감소하여 피난 안전성이 확보되었다.

본 연구는 휠체어 사용자에 국한하지 않고, 객석 전체에서 일반 관중과 휠체어 사용자의 상호 유동성을 고려하였음을 강조한다. 이를 토대로 현실적인 피난 성능 개선 방안을 마련하였다. 또한 국내에 설치된 실내 스포츠경기장의 실제 관중석 형태를 반영하였다. 추후 실내 스포츠경기장 내 휠체어 좌석 설치 시 본 연구에서 도출된 내용이 장애인의 이동 및 피난 안전성 확보 방안으로 활용될 수 있다고 확언한다. 또한 이를 기반으로 장애인의 스포츠관람권이 보장될 수 있기를 기대하는 바이다.