우선 앞에서 계속 특정소방대상물이라는 단어가 나오는데 궁금하시지 않나요?

이러한 “특정소방대상물” 중 최근 이슈가 된 “노유자시설”을 사례로 화재·피난시뮬레이션을 활용한 “성능위주 화재안전진단”을 살펴보도록 하겠습니다.

노유자 시설의 특성

사례로 보는 노유자 시설은 경기도 성남시에 위치한 지하 1층~지상 3층의 교육연구 및 복지시설(노유자시설)로서 장애인(지적, 지체, 뇌병변, 발달장애)이 24시간 생활하는 시설입니다.

시설 이용 장애인은 총 52명이며 그 중 31%인 17명이 피난 시 자력피난이 어려운 장애인으로 확인되었는데요.

장애인 위주 이동수단이 엘리베이터이지만 화재 시 엘리베이터는 사용이 제한되므로 피난약자의 신속한 피난이 어렵고 특히 야간 근무인원이 3인으로 야간 시간대 화재대응에 취약합니다. 또한 겨울철에는 경사진 소방차 진입로의 결빙으로 인해 소방차 진입이 용이하지 않아 특히 건물 내부 화재안전 시설의 강화가 필요합니다.

시설관리자의 요청 사항은 피난에 취약한 2층 이상 층의 중증환자 병동 화재 안전성 확보였는데 진단팀은 문제해결 방법으로 화재 시 연기배출을 위한 거실 및 복도 배연창 설치를 제안하였고 그 효과를 화재·피난 시뮬레이션으로 증명하였습니다.

성능위주 화재안전진단

최근 성능위주 소방설계 시행으로 인하여 화재·피난시뮬레이션에 의한 인명안전성 평가가 대규모 신축 건축물에서 활용되고 있는데요.

“성능위주 화재안전진단”은 평가대상 공간 선정 후 화재시나리오를 설정하고 화재· 피난모델링을 실시하여 해당 공간 재실자의 피난안정성을 분석하는데, 최근 많이 활용되는 화재시뮬레이션 프로그램은 NIST NIST : National Institude of Standards and Technology 에서 개발한 FDS이며, 피난시뮬레이션 프로그램은 영국 IES社 SIMULEX와 미국 THUNDERHEAD ENGINEERING社의 PATHFINDER 프로그램이 일반적으로 사용됩니다. 또한 성능이 대외적으로 증명된 기타 프로그램도 사용이 가능합니다.

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  [ 업무추진 FLOW ]

화재·피난시뮬레이션에 의한 “성능위주 화재안전진단”은 “소방시설 등의 성능위주 설계방법 및 기준 시행령 별표 1”에서 제시된 인명안전 기준 및 피난 지연시간 기준을 적용합니다.

화재모델링의 일반적 분석방법은 인체호흡선 기준인 바닥에서 1.8m 높이에서 대류열에 의한 온도 60℃와 가시도 5m이내의 위험도를 평가하며, 피난모델링의 경우는 건축물 용도에 따른 지연시간 등을 고려하여 화재모델링 결과와 비교합니다.

이번 첫 시간에서는 “성능위주 화재안전진단” 업무추진 FLOW 중 “사전검토” 단계에 대해 알아보도록 하겠습니다.

시설 관계자 인터뷰 : 수용인원(OCCUPANT LOAD) 산정

수용인원은 건축물의 피난로 사이즈 및 피난시간 분석에 가장 중요한 요소이기 때문에 미국, 영국 등 선진국에서는 건축물의 용도에 따른 수용인원을 기준으로 피난로의 개수, 크기, 설치방법 등을 다양하게 제시하고 있지만 국내에서는 용도별 바닥면적으로만 관련 기준을 정하고 있습니다.

화재·피난시뮬레이션을 통한 “성능위주 화재안전진단”을 수행하기 위해 시설 관계자와 인터뷰를 하고 해당 시설의 수용인원을 산정하였는데요. 가장 많은 인원은 지상 2층 생활실에서 상주하고 있었지만 화재 발생 시 피난이 가장 어려울 것으로 예상되는 지상 3층 여성 생활실을 대상으로 선정하여 시뮬레이션을 실시하였습니다.

제5류 위험물의 특성 및 소화방법

구 분	용 도	근무자(명)	장애인(명)	계(명)
1층	사무실, 식당	10	0	10
2층	생활실	5	28	33
3층	생활실	4	24	28
계		19	52	71

[ 수용인원 산출 ]

도면검토 : 프로그램을 활용한 보행거리 평가

피난시뮬레이션 실시 전 건물 평면도를 활용하여 국내 기준에 맞게 피난로가 설치되었는지를 평가할 필요가 있었으며, 평가 방법은 컴퓨터프로그램을 활용한 보행거리의 평가인데요.

본 건물의 보행거리 적정성 검토를 위해 SIMULEX 프로그램과 AutoCad 평면도를 활용하여 보행거리를 측정한 결과 국내 기준 50m 이내인 14.6m로 관련 기준에 만족하는 것으로 확인되었습니다.

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  [ 지상 2층 보행거리 측정 (최대보행거리 14.6m, 보행거리 만족) ]

화재안전 대책 제안

노유자시설의 특성상 화재 시 장애자의 자력피난이 매우 어려우며, 야간시간대 피난 유도인력 부족에 따라 화재사고 시 인명피해가 우려되었습니다. 이에 진단팀은 생활실 복도 방화구획 강화 및 배연창 설치를 시설 개선방안으로 제안하였습니다.

방화구획 강화는 평상 시 개방되어 있는 생활실 내부에 연기감지기와 연동되는 생활실 입구 방화문 교체를 통해 생활실에서 복도, 계단실 공간으로 연기가 확대되는 것을 차단하는 역할을 합니다.

또한 배연창을 생활실의 각 실과 복도에 설치하여 화재 시 발생된 연기를 배출하게 되면 장애자가 피난 시 연기에 질식되는 것을 지연시키는 효과가 있습니다. 다음 그림은 관련 시설 강화 개념도를 보여줍니다.

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  [ 방화구획 및 배연창 추가 대책 개념도 ]

이렇게 관계자 인터뷰 및 도면검토를 통한 대책 제안이 실제 어느 정도의 효과가 나타는지 화재 및 피난 시뮬레이션으로 최종 확인하게 되면 맞춤형 “성능위주 화재안전진단”을 통한 개선방안이 도출되는 것입니다.

웹진 제7호 두 번째 시간에는 “노유자시설 사례로 살펴보는 성능위주 화재안전진단” 제2편으로 화재 및 피난시뮬레이션 결과 도출과 함께 생생한 동영상 자료를 준비하도록 하겠습니다. 다음 호를 기대해 주세요!