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과업지시서

“지하공간 수소 기반시설 실증 테스트베드 운영 및 안전성능 최적화를 위한 시뮬레이션 평가”

2026. 07.

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과 업 지 시 서

1. 과 업 명

지하공간 수소 기반시설 실증 테스트베드 운영 및 안전성능 최적화를 위한 시뮬레이션 평가

2. 과업 배경 및 목적

수소경제 활성화에 따라 수소 충전 시설의 보급이 확대될 것으로 예상되나 지상 공간 확보에 애로가 있음

수소 충전소의 저장탱크나 압축기 등의 설비를 지하공간에 설치하면 지상 공간을 더욱 효율적으로 사용함과 동시에 주민 수용성을 확보할 수 있으며, 지하공간 자체로서 방호 기능의 이점이 있어 다양한 연구를 수행하고 있음

수소 시설의 안전한 운영을 위해 여러 기준이 적용되고 있는데, 이때 환기로 인해 지하 설비에 결로가 발생하거나 여름철 온도 상승 등으로 인해 운영 효율이 떨어질 가능성이 존재함

본 과업에서는 수소 설비 지하화 실증 테스트베드에서 계절에 따른 온습도 변화를 고려한 지하공간 열유동해석을 통해 최적 운전 환경을 제시하고, 지하 시설 내에서 수소 가스 누출 시나리오에 대한 CFD 해석을 수행하여 지하공간 내 수소 설비 운영 기준과 가이드라인을 도출하여 수소 기반 시설의 입체화 설계 기술에 활용하고자 함

3. 과업의 범위

본 과업에서는 수소설비 지하화 실증 테스트베드의 안정적인 운전을 위하여 환기 및 계절에 따른 온습도 변화를 고려한 지하공간의 열유동 해석과 수소 가스의 누출 시 안전성 평가를 위한 시뮬레이션을 수행하여 지하공간에서 수소설비 운영 시 온도 및 습도로 인한 결로나 운전 취약 사항을 분석하고 개선점을 확인하고자 함

세부적인 과업 범위는 다음과 같이 설정함

- 반밀폐 공간, 지하공간에 대한 수소 가스 누출, 환기 성능 평가 관련 시뮬레이션 선행 연구 조사

- 해당 지역의 연평균 최고 및 최저 온도, 지중 온도, 습도 조건을 반영한 실증 테스트베드 열유동 해석 모델링 및 환경성능 평가 시뮬레이션 수행

- 실증 테스트베드 내 수소설비 형상 및 위치 변경에 따른 수소 누출 기반 확산현상 및 환기 성능 분석

- 지하공간 내 환경성능을 고려한 수소설비의 운영 기준 및 가이드라인 제공

- 실증 테스트베드 열유동해석 기반 상용급 지하 수소 기반시설 누출 및 환경성능 해석 수행 및 해석결과 기반 운영 가이드라인 확립

- 최종 해석 결과 정리 및 분석 보고서 작성

4. 과업수행기간 및 예산 규모

◦ 수행기간 : 계약일로부터 2026년 10월 31일 이내

※ 착수보고 : 계약일로부터 30일 이내

※ 중간보고 : 계약일로부터 3개월 이내

※ 최종보고 : 과업 종료일로부터 15일 이내

※ 다음의 경우 그 기간을 조정할 수 있음

- 천재지변 등 불가피한 상황이 발생하여 정상적인 과업수행이 어려울 경우

- 한국건설기술연구원의 방침 또는 계획변경으로 과업내용이 변경 또는 중단될 경우

◦ 예산규모 : 39,721,000원(부가세 포함)

5. 과업내용

반밀폐 공간, 지하공간에 대한 수소 가스 누출, 환기 성능 평가 관련 시뮬레이션 선행 연구 조사

- 실험실, 지하 주차장, 터널 등 반밀폐 공간에서 기후 조건을 고려한 환기 성능 평가 선행 연구 분석

반밀폐 공간의 수소 가스 누출에 따른 공간 내 확산, 배기 관련 선행 연구 문헌 분석

수소 가스 물성치 및 해석 경계조건 등 수치해석 입력 조건 검토

지하공간 환기 특성 및 기상 조건에 대한 지하공간 내 설비 운전 변수 확인

- 해석 대상 실증 테스트베드의 계절별 외기 온도, 지중 온도, 습도 등 외부 경계조건 확인 및 검토

- 테스트베드 설계 변수에 따른 지하공간의 환기 특성 확인

- 실험 및 수치해석 문헌, 선행 연구 결과 등 데이터를 활용한 해석 모델 검증

지하공간 내 수소 가스 누출에 따른 확산 및 배기 열유동해석 수행

- 방호벽, 수소 발전기, 압력기 등의 내부 설비를 반영한 지하-지상 공간 3D 모델링 및 격자 작업 수행

- 실증 테스트베드 지하공간 환기 특성 분석

* 계절 데이터를 반영한 해석을 통해 내부 공간의 환기 성능 및 내부 설비 영향 확인

* 극한 기후 조건 등을 반영한 CFD 해석을 통해 취약 지점을 파악하여 설비 운영 가이드라인 제공

- 수소 가스 누출 시나리오(누출 위치, 누출공 크기, 작동 압력 등)를 반영한 CFD 해석

* 방호벽, 수소 발전기, 저장탱크, 압축기 등의 내부 설비의 운전조건을 반영하여 누출 시나리오 선정

* CFD 해석 결과를 반영한 지상-지하 수소 설비 운영조건 확립

상용급 수소 기반 시설의 설비 운영 및 가이드라인 제공을 위한 열유동해석 수행

* 실증 테스트베드의 해석 결과를 반영하여 확장된 지하공간에 대한 수치해석 수행

* 상용급 지하 수소 기반시설 최적 운영을 위한 가이드라인 확립

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<참고 : 위험성 평가 기반 지상-지하 입체화 설계 레이아웃 개념도>

결과 분석 및 보고서 작성

- 시뮬레이션 결과(온도·압력·기류분포, 체류시간, 결로 위치 등) 정성·정량 차트화 분석

지하공간 내 환기 및 수소 가스 배출 성능 지표 산출

지하공간 내 온/습도 해석 결과를 반영한 내부 설비, 환기팬 배치 등 개선안 제시

지하공간 누출 수소 제거 성능 지표 산출

지하공간 수소 설비 배치 및 공간 최적안 제시

상용급 지하 수소 기반시설 수소누출 및 환경성능 해석결과 기반 운영 가이드라인 제안

- 용역보고서 작성 및 동영상(지하공간 내 기류 및 누출 시 가스 확산 양상 가시화) 제작

漠杳

<참고 : 시간 경과에 따른 실험실 내 결로 해석>

6. 보고서 작성

◦ 용역세부추진계획서는 착수 후 15일 이내 제출하며, 준공 15일 전까지 최종보고서(안)을 작성하여 감독관의 검토 후 준공 일까지 제출한다. 용역세부추진계획서는 과업수행 방법, 절차, 분야별 과업책임자, 참여자별 과업수행담당 업무 등을 포함시켜야 한다.

◦ 연구기간 중, 한국건설기술연구원에 월간 진도보고를 수행하며, 그 시기 및 방법은 발주처와 협의 하에 결정한다.

◦ 용어는 국어사용을 원칙으로 하되 전문용어 또는 뜻이 혼동되어 불명확한 경우에는 영문, 한문 등으로 표기하며, 교육부 제정 한글 맞춤법 및 외래어 표기법에 따른다. 숫자는 아라비아 숫자를 사용하고 기호는 로마자로 한다.

◦ 최종보고서의 규격 및 작성방법은, 한국건설기술연구원 위탁용역보고서 작성요령을 기준으로 한다.

◦ 최종보고서(안) 및 최종보고서 제출 시, 그 내용을 워드프로세스 (한글 2010 이상)으로 제출한다.

7. 과업수행 예정공정표

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추정일정

과업내용

시 행 기 간(월)

계

(%)

8

9

10

착수 보고

5

지하공간 내 환기 시설 CFD 해석 선행문헌 조사·분석

10

지하시설 내 CFD 시뮬레이션을 통한 환기 특성 및 온습도 특성 확인

25

중간보고

5

실제 기상 조건을 반영한 시뮬레이션을 통해 지하시설 내 운전 특성 확인

30

결과 분석 및 보고서 작성

20

최종 보고/제출

5

과업진도율 (%)

월별 (%)

45

30

25

浵╦ 浵ࡦ 100

누적 (%)

45

75

100

100

8. 성과품 제출

본 과업은 아래 표에서 제시된 최종산출물을 과제종료 7일 이전에 제출하여야 하며, 성과품과 관련하여 중요 결정사항은 감독원과 협의 후 결정한다.

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구분

제출기일

수량

비고

시뮬레이션 파일 일체

협의하에 제출

1부

USB 또는 CD 제출

결과 보고서

준공일 전 7일

2부

9. 기타

이 사업과 관련하여 발생하는 분쟁 조정은 국가계약법 제28조 2에 따라 동법 제29조에 따른 국가계약분쟁조정위원회 조정결정에 따라 해결하는 것으로 정함(동법 제28조에서 정한 이의신청 대상에 해당하는 경우로 한정한다)