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1. |
개요 |
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경제발전에 따라 인명에 대한 안전 의식 고취와 병행하여 인간에 대한 건강의 관심이 고조되고 있는 추세와 더불어 방재엔지니어링 부문에 대해서도 많은 변화가 이루어지고 있다. 그중 소화설비 약제인 화론가스의 오존층 파괴에 따른 피해는 급속적으로 전 세계에 확산 이미 선진 사에서는 하론 가스의 사용을 금지하는 등 새로이 개발된 대체 물질인 청정소화약제를 사용하고 있는 실정이다.
또한 최근 개발된 청정소화약제가 화론가스에 비해 소화성능에 있어 많은 차이가 있어 종전 개발을 중지하였던 Water mist설비가 현재 미국, 핀란드, 일본 등에서 활발히 재연구. 개발하고 있으며 선박의 엔진 등에 이미 이를 활용하고 있고 밀폐된 건축물의 통신실, 전자기기실 등에 대한 활용이 머지않아 가능할 것으로 전망하고 있다.
국내에서 이미 몇 년 전부터 하론 대체물질로 청정소화약제가 일부 도입 사용되어 설치 시공하고 있으나 아직 기설치 된 하론 설비가 대부분으로 이에 대한 유지관리도 소홀히 할 수는 없는 시설이라 하겠다.
따라서 국내에 설치된 많은 하론 설비가 시공 겅 관리적인 측면에서 몇 개의 건축물에 설치된 하론 설비의 시설물을 고찰, 그 문제점을 파악, 조사한 결과를 소방실무에 근무하는 관계자에게 조금이나마 도움이 되었으면 하는 취지하에 정리하여 보았다. | |
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2. |
하론 설비의 관리 실태 |
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본 자료는 12개 사업장의 하론 설비(전역방출장치) 설치대상으로 파악한 것으로 전체적인 통계가 아님을 알려 드리며 그간의 소방관련 실무와 경험을 토대로 하론 설비의 효율적인 시공, 유지관리를 위해 문제점을 분석 및 개선안을 고찰하여 보았다.
아래의 소화설비 통계는 설치년도별 약간의 차이는 있지만 하론 설비 관리상 기본적인 시공, 관리에 있어 많은 문제점이 도출되어(저장 겅 기동용기 불량이 각각 5.6% 및 49%로 나타남) 하론 설비가 설치된 사업장에 대해 재확인하는 차원과 현 시공되는 현장에 이를 검토 겅 반영하는 입장에서 가스계 소화설비를 포함 하론 1301설비 중 주요 Check Point에 대해 국내 소방법, NFPA 기준과 아울러 실무위주로 이를 열거하였다. |
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2-1.저장용기의 불량률(5.6%) |
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| 구분＼사업장 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
계 |
| 용기수 |
26 |
24 |
12 |
11 |
12 |
22 |
20 |
20 |
21 |
18 |
16 |
13 |
215 |
| 분량 |
0 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
12 |
| 비고 |
불량용기의 중량(kg) ① 10.42 ② 42.48 ③ 40.88 ④ 41.68 ⑤ 41.68 ⑥ 40.47 ⑦ 42.08 ⑧ 공병 ⑨ 41.79 ⑩ 41.79 ⑪ 41.28 ⑫ 40.47 | |
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2-2.기동용기의 불량률(49%) |
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| 구분＼사업장 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
계 |
| 용기수 |
24 |
23 |
14 |
8 |
13 |
18 |
16 |
14 |
19 |
12 |
9 |
9 |
179 |
| 분량 |
23 |
18 |
11 |
0 |
3 |
8 |
3 |
0 |
6 |
8 |
7 |
1 |
88 |
| 비고 |
불량기준은 CO₂중량이 0.6kg 이하인 것을 기준으로 함 | |
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※ 점검시 측정기기는 저장용기 Level meter(일산)를, 기동용기의 측정은 교정검사 후 30kg용의 저울을 사용하였음 상기와 같이 저장용기동용기에 대한 불량이 예상외로 높아 기존 설치된 모든 사업장에 대해 정밀진단 및 이에 대한 대책이 강구되어야 하겠다. | |
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3. |
문제점 분석 및 대책 |
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3-1. 저장용기내 압력확인 등 |
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저장용기별 다소차이가 있으나 대부분이 용기 내 압력게이지가 부착되어 있지 않아 내부에 충만된 질소의 압력을 확인 할 수 없는 바 이에 대한 점검은 사실 불가능하다고 하겠다. 물론 압력게이지를 부착하는 방법은 있겠으나 점검시 오히려 압력이 누설될 우려가 있어 재작시부터 자체 내 압력게이지 부착을 의무화함이 바람직하다고 본다.
※참고 1)
저장용기는 70℉에서 건조질소(N2) 가압 시 용기 내 압력은 360psig ±5% 나 600psig ±5% (21℃에서 25.64bars ±5% 나 42.38bars ±5% ) 까지 가압되어야 한다.
a.저장용기 과중전시의 위험 70℉(21℃)에서 97.8 1b/ft3 (1566kg/㎥)로 하론 1301을 충전시킨 저장용기를 600psi(42.35bar) 까지 가압시킨 후 이를 130℉(54℃)까지 가열시의 압력은 3000psig(207.8bars)이며 70 1b/ft3 (1121kg/㎥)의 밀도로 가열시의 충전압력은 1040psig(72.72bars)가 된다.
따라서 저장용기는 70 1b/ft3(1121kg/㎥)이하의 밀도에서 축약하여야 한다. | |
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3-2. 저장용기실 공간확보 |
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하론용기 저장실을 소방설계시 건축과 충분한 협의를 않거나 건축공간의 협소등으로 인해 저장용기 보관장소가 너무 협소하여 점검, 보수가 곤란한 경우가 있다. 따라서 하론용기 저장소는 점검 및 보수가 용이하도록 아래와 같은 충분한 공간이 필요하다 하겠다. | |
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3-3. 용기의 고정등 |
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가스계 저장용기는 반드시 완전히 고정하여야 한다. 보통 용기내 압력이 약 42㎏/㎠로 고압이 걸려 있어 방출시 흔들림등으로 이를 반드시 고정시켜야 하나 고정불량등으로 저장용기의 이탈현상등이 발생하는 사례가 있다.
어떤사업장의 경우 청정소화약제의 PACKAGE TYPE의 경우 방출시 흔들림과 굉음으로 인해 창문이 파손된 사례가 있는바 특히 PACKAGE의 경우는 케비넷을 바닥이나 벽에 고정하여야 하겠다. 또한 저장용기후단의 배관은 거의 누설검사를 실시하지 않으나 기밀시험은 150pisg에서 N₂를 투입하여 10분 경과시 압력감소가 20%를 넘지 않아야 한다. | |
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3-4. 저장용기실의 위치 |
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화재발생시 감지기 불량, 단선 기동용기 불량등으로 인해 저장용기가 동작하지 않을 경우 근무자가 수동으로 이를 동작하여야 하는바 대개 저장용기가 각 구역의 구석 등에 위치해 있어 화재시 근무자가 접근이 어려운바 가급적 저장용기는 외부와 통하거나 또는 별도의 방화구획상에서 접근하여 용이한 곳에 설치하여 화재시 수동 조작이 가능토록 하여야 하겠다.
또한 저장용기는 화재에 노출되어서는 아니되며 저장장소 온도는 -20℉이하 및 130℉를 초과하지 않아야하며 최대한 방호구역과 근접하여 설치함이 바람직하다 | |
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3-5. 타이머 설치 개수 선정 |
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하론 수신기별 다소 차이가 있지만 여러 방호구역이 있는데도 불구하고 수신기내 1개의 타이머가 설치되어있는반면 방호구역별 1개씩 여러개가 설치되어 있는 경우가 있다. 전역방출방식의 개념에 있어 다수의 방호구역에 대해 최대의 방호구역을 기준으로 약제량을 산출한다.
다수의 방호구역내 연쇄적인 화재가 발생하였다고 가정하여 보자. 수신기내에 1개의 타이머가 설치되어 있다면 2차화재 구역에는 타이머의 지연없이 동작되므로 인명대피 시간이 부족하다는 단점이 있고, 구역별로 타이머를 설치할 경우에는 인명대피 시간이 주어졌다고는 하나 연쇄적인 화재시는 타이머로 인한 지연으로 초기진압이 어렵다는 단점이있다.
또한 하론방호구역 감지기 동작시 해당구역만 싸이렌이 발하므로 해당층의 타구역의 인명대피를 위하여 화재층 전체에 싸이렌이 발하도록 함이 바람직하겠다.
(지하층이 2이상인 대상물에 자동화재탐지설비의 전층 경종발화와 같이 전역방출의 싸이렌이 전층에 발화하도록 하여야 한다.) 따라서 용도별, 층간방화구획별, 위험성 등을 감안 타이머 개수를 몇 개로 설치할 것인지에 대해서는 신중히 검토해 보아야 할 것이다. | |
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3-6. 축척형 감지기 설치등 |
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감지기 동작후 인명의 안전을 위해 피난 등을 고려, 타이머를 설치하여 30초 후 하론가스가 방출하도록 관리하고 있다. 그러나 오동작 방지를 위해 수신기내 오동작방지기를 설치한 상태에서 감지기를 축적형으로 설치하는 경우가 많다.
이는 화재발생시 감지기 A,B 회로 동작후 수신기에서 시그날을 받아 오동작방지기를 재확인과정의 지연은 초기 화재 진압이 어려운바 감지기를 비축적형으로 설치하여야 하겠다. | |
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3-7. 개구부의 차단 |
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소화설비 설계시 하론 1301의 경우 약제량은 체적당 0.32 ∼ 0.52 ㎏으로 규정되어있으나 거의 0.32㎏로 설계한다. 물론 여유율을 10%를 가산하고 있으나 개보수공사, 또는 칸막이 변경등으로 개구부 발생 및 면적구획이 증가되는 경우가 있다.
그러나 이를 관리자가 무심코 지나쳐 버리는 경우가 대부분으로 당초 건축물 설계시의 설계도서에만 신뢰하는 경우가 대부분이다.
또한 샷다 설치시 감지기에의한 연동으로는 샷다 차단 시간이 30초이상 초과 되는 경우도 있어 하론 방출시 소화약제의 외부방출로 화재시 초기진압이 실패되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서 필히 정밀점검시는 작동점검도 중요하지만 개구부의 증가등 시설의 변경 등에 대한 재확인과 공사시 현장여건들을 감안 정확한 엔지니어링에의한 시공감리가 이루어져야하겠다. | |
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3-8. 기동용기의 점검 |
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저장용기와 동일하게 기동용기는 화재에 의해 감지기가 동작되면 전자변이 동작 기동용기내의 고압의 CO2로 저장용기를 동작하여 주는 중요한 부속기기라 하겠다. 그러나 기동용기의 점검시 점검 방법은 용기별로 분해하여 저울로 무게를 측정하는 방법뿐인데(저장용기는 레벨메타로 측정가능) 기동용기의 중량은 용기내 표기되어 있으나 용기의 부속기기의 무게는 제작사별 각각 상이한 관계로 기동용기내 정확한 CO2량을 측정하기가 어렵다.
(기동용기내 CO2량은 0.6KG 이상이나 대개 동일제품일시 여려개 용기를 측정 후 무게 차이로 약제량을 추정하고 있는 실정임) 각 제품사별 용기 및 부속기기 무게를 통일시켜 정확한 약제를 측정할 수 있도록함이 바람직하다고 본다. | |
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3-9. 유도등 연동관계 |
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건축물 소화설비내 종전 스프링클러 설비가 설치되어 있으나 용도변경등으로 전산실, 통신실등 펙케이지형 하론설비를 설치를 많이 하고있으나 주로 방출등· 싸이렌이 수신반 확인에만 확인되고 있으나 이와 연계된 방호구획내의 유도등과의 연동관계를 전혀 고려치 않고 시공되고 있다.
따라서 신축 또는 개보수시 실내의(가스계 소화압력) 감지기 동작시 필히 방호구역내의 유도등과 연동되게 시공하여야 하겠다. | |
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3-10. 배관의 재질 |
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압력배관용 탄소강관(KSD 3562) 중 이음이 없고 스케줄 40이상 또는 이와 동등이상의 강도를 가진것으로서 아연도금에 의하여 방식 처리된 것이나 동관을 사용하는 경우 이음이 없는 동 및 동합금관(KSD5301)것으로 시공하도록 되어있으나 배관의 소량구입등으로 인해 대개 이음이 있는 일반배관용 탄소강관을 사용하고 있어 이에대한 사전검수가 요구된다.
※참고
배관두께는 ANSI에 따라 설계하되 내압을 360Psig 충전압력에서 620Psig (130。F) 600Psig 충전압력에서 1000Psig (130。K)의 내압에 견딜수 있어야하며 최고 저장 밀도는 70lb/fg³를 초과하여서는 안된다. | |
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3-11. 방출 S/W와 경보관계등 |
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하론설비의 수신기의 경우 교차회로중 1개의 회로만 동작하거나 수동조작S/W 조작시에도 싸이렌이 발하여야 한다. 그러나 저장용기실에서 용기를 수동 동작시키거나 조작함내 빗물 투입 등의 오동작으로 가스가 방출될 경우 아예 수신반에서 전혀 확인이 안되는 경우와 방출표시등은 확인 되어도 싸이렌이 발하지 않는 경우가 있다.
전자의 경우는 압력S/W를 선택변 1차측에 설치한 경우이며, 후자의 경우는 압력S/W를 선택변 2차측에 설치하였으나 싸이렌과는 연동을 시키지 않은 경우라 하겠다. 따라서 압력S/W는 필히 선택변 2차측에 설치하고 싸이렌과 연동회로를 구성하여야 한다. | |
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3-12. CHECK V/V의 문제 |
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해당 방호구역의 하론용 check v/v는 기동용기 동작시 선택변이 개방되고 해당구역의 저장용기만을 작동시켜 가스를 방출, 소화 작동의 기능을 정상적으로 동작시켜주는 중요한 부속기기의 하나이다. 그러나 내부의 고무패킹이 순간적인 압력의 작동으로 발브가 막혀 가스가 통과하지 못하는 제조상의 문제와 역지변의 설치방향 불량으로 인한 시공불량 등의 사례가 발생되었다.
따라서 하론설비는 고가의 초기투자로 유사시 대비 단 1회 사용할 수 있는 설비로서 조그마한 부속기기의 불량으로 인해 화재가 지연, 확산되어 막대한 인·물적 손실을 입힌다면 하론시설도 무용지물의 기기라 하겠다. 따라서 조그만한 각 부속기기의 제작 및 시공에 있어 세밀한 주의가 요구된다 하겠다. | |
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3-13. 방호구역 면적별 감지기 설치 개수 |
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소방법에 의하면 하론설비에 대한 감지기 설치개수를 자동화재탐지설비의 기준면적2배로 하였으나 98년 5월 개정된 기술기준에 의하면 감지면적을 동일하게 변경하였다.
그러나 열 겅 연 감지기별 포용할 수 있는 면적은 제한되어 있으나 A,B의 교차회로를 열 겅 연감지기로 회로구성시 1개의 감지기 포용 최소면적을 기준으로하여 각 구역내의 감지기를 배치함이 바람직하다.
즉, 열겅연감지기 사용할 때 소방법에서 의거 차동식의 경우 90M², 연기식은 150M²일때 A,B교차회로시 정상적으로 감지기가 동작되려면 2개의 감지기 면적을 합산한 면적을 적용한는바, 이는 차동식, 연기식의 포용면적중 적은 면적 90M²를 기준면적으로하여 1개의 교차회로로 구성함이 바람직하다고 본다. | |
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3-14. 항온 항습기내의 하론설비 |
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전산실 및 고가 전자기계실에는 항시 일정한 온도, 습도를 유지, 기기의 정상적인 운전을 위해 항온항습기를 24시간 계속 운전하고 있다. 따라서 고가장비의 설치로 인해 수손의 방지로 대부분 가스계 소화설비를 설치하고 있는 실정이다.
항온 항습기실은 천정부분, 악세스후로워 상(기계장치부분)·하부로 구성되어 하부로 공기를 흡입하여 악세스후로로서 상부로 토출하여 적정의 온, 습도를 유지한다.(CLEAN ROOM과 동일)
그러나 대부분 감지기가 천정택스부에만 설치되고 또한 소화약제도 악세스후로워 상부에만 공급되도록 설치되어 있다. 따라서 약제 방출 및 감지기는 천정 및 악세스후로워 하부내도 설치하여 유사시 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하고 또한 감지기와 연동하여 항온항습기가 정지되도록 회로를 구성하는등 사전 충분한 검토가 요구된다. | |
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3-15. 설계농도와 인체에 미치는 영향 |
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가연물에 따라 설계농도의 차이로 가스량이 증,감이 되므로 설계에 있어 신중을 기하여야 한다. 보통 표면화재의 경우 보통 최소 5%로 설계하고 있으나 인화성액체 및 심부화재의 경우는 이보다 높은 설계농도를 요구하고 있다.
심부화재는 1301의 경우 하론가스 5%농도 하였을때 10분내 진화되지 않았을 경우를 기준으로하고 있다.
하론 농도의 노출한계에 따라 인명의 대피 시간에 영향을 주는바, 노출의 한계는 7%미만의 경우 15분, 7∼10%는 1분, 7∼10% 30초, 15% 노출 금지장소로하여 설계되고 있다.
즉 근무자가 정상 근무하는 장소는 하론농도 10%를 초과하지 않으며, 1분이내 피난이 불가능한 지역은 7%의 초과농도로 정상주거지역에 사용을 금하며, 15∼10%의 농도지역은 주거지역이 아니며 30초이내 피난이 가능한 곳에, 15%이상의 지역은 30초이내에 피난이 어려운 지역으로 출입이 금지된 곳에만 사용해야 한다. 따라서 설계농도와 인간의 인체에 미치는 영향을 현장 여건을 고려하여 설계농도를 충분히 검토하여야 한다. | |
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3-16. 기 타 |
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1)정전기 발생
하론가스가 약제를 방출시 접지되지 않은 전도체가 정전기 발생 현상을 초래할 수 있다. 따라서 다른 물체와 방전하면서 발생된 에너지가 스파크를 일으켜 폭발을 야기시킬수 있으므로 이에 대 예방대책이 요구된다 하겠다.
2)하론 방호구역의 주위온도는 170℉와 900℉(-57℃∼482℃) 범위내의 방호구역에서만 사용되어 져야 한다.
3)하론 헤드는 근무자와 충분한 거리를 두어 유사시 방출액체가 직접 닿지 않게 하여야 한다.
4)옥외가스 주입구 설치시 배관을 각 구역별 선택변 2차측에 연결하여 유사시 기동용기 불량시 대 비토록 할 것.
5)오동작등으로 인한 방출사고 사례 - 수동조작함내 빗물투입으로인한 방출 - 수신기 조작 미숙으로인한 방출 - 제 3자에의한 수동조작함 조작 - 전자변 불량으로 기동용기 결합시 동작으로 인한 방출 - 감지기 오동작으로 인한 방출 - 공사중 감지기 및 수동기동 전선 단선시 동작 사고등
※ 점검 및 보수시는 필히 동관을 분리후 점검하고 점검완료 후에는 전자변등을 완전 결합후 동 관을 연결할 것. | |
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4. |
맺음말 |
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최근 하론 대체물질의 청정소화약제가 개발, 생산하여 사용하고 있으나 이또한 상기 처럼 유사한 현상을 초래할수 없다고는 볼수없다. 따라서 모든 가스계 소화설비에 있어서는 설계에서부터 시공, 감리 유지관리에 있어 신중을 기하여야 하며, 공동의 안전으로 생각하는 책임감있는 소방인의 의식이 고조되어야 하겠다.
이에따라 완벽한 가스소화약제의 SYSTEM을 구축하기 위해 설계시 제작사에 의한 충분한 정보를 요구하고 또한 풍부한 경험있는 자로서 소방대상물의 특성과 위험도 등을 감안 감지기 선정등 정확한 설계가 작성 되어야 하며, 시공자는 인명과 재산을 보호한다는 차원에서 책임을 가지고 부실공사가 되지 않도록 하며 또한 가스계 소화설비의 동작원리, 방법 등을 충분히 인지하고 도면을 이해할수 있는 자가 시공해야 한다.
감리자는 설계도면을 철저히 검토하고 또한 시방서에 의한 공사가 되었는가 필히 확인하고 공사완료후에는 필히 CO2 등의 저렴한 가스로 동작 TEST를 시행하고, 관리자는 가스계의 원리를 습득 유사시 대처방법을 이해하고 필히 6개월을 주기로 정밀 검사를 공인업체에 의뢰 방호구역의 개구부, 약제량산출, 약제량 측정을 실시하여야 한다.
아울러 이러한 완벽한 소화시설의 유지관리를 위해 시설에 대한 설계, 시공, 감리에 대한 실명제를 도입하고 소방법 등의 기준을 떠나 소방의 안전을 재조명하는 차원에서 종합적인 방화엔지니어링 기법이 활용되어야 한다고 본다.
※ 참고문헌
1. 1992년 NAPA (National Fire Protction Association ) 12A 하론 1301 기술기준
2. 일진사 겁소방설비 기계
3. 1995 청정소화약재 및 한국화재 소방학회시설기준
4. 소방안전협회 소방설비 기술기준 | |
 선진 소방기술에 대한 국내 소방발전 방향 |
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1. |
서론 |
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1-1.개요 |
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선진국은 오래전부터 기업의 위험관리를 중요시하여 각 기업간 위험을 분산하기 위해 대 기업을 중심으로 위험관리 전문가를 중점양성, 신위험에 대한 관리기법 및 소프트웨어를 지속 개발하고 있으나, 국내에서는 선진국의 신기술 도입 및 제품의 대량 생산에 급급하 여 이에대한 안전관리가 다소 미흡하는등 위험에 대한 중요성을 인지하지 못하고 대부분 위험을 보험으로만 전가시키고 있는 실정이었다.
따라서 국내에서의 안전사고가 대형화 되면서 재해발생시 인·물적 손실은 물론, 경우에 따라서는 기업 이미지 손실로 인한 경영상의 과대로 기업의 존폐여부가 결정되고 나아가 사회적 문제로까지 확산되고 있다.
성수대교 붕괴, 아현동 가스폭발, 화학공장의 폭발, 고층건물의 화재사고 사례에서 보듯이 기계·전기설비의 자동화, 대형화, 고기술화에 따른 안전에 대한 대응책 미흡과 선진사의 기술 도입시 안전 경시로, 잠재되어 있는 위험을 정확하게 진단하고 대책을 제시할 수 있 는 전문기술인력의 부족등이 지적되었고, 또한 U.R에 따른 시장 개방과 병행하여 일부 장치산업의 경우 외국 엔지니어가 국내 Project에 직접 참여 하는등 일부 기업에서는 국내 엔지니어의 기술진을 불신하는 경우까 지 발생하고 있으며,
또한 국내의 잦은 대형사고로 인해 외국 재보험사의 보험인수 기피 현상과 보험료 대폭상승으로 기업의 경제적 부담을 가중시키는 등 이러한 국내의 열악한 현실을 감안할 때, 대형 장치산업을 중심으로 안전에 대한 투자의 비용차원을 넘어선 확 고한 안전확보의 측면에서 리스크(Risk)의 중요성을 인식하고 또한 이에대한 시설투자 및 각 분야별 전문 인력 양성은 물론 국내 안전에 대한 국제적 경쟁력 강화를 위해 재조명해 야 하는 중요한 시점이라 하겠다. | |
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1-2.위험관리의 중요성 |
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위험관리는 1992년 미국에서 보험의 수요자인 기업이 기업보험의 공동연구시 사용하기 시작한 용어로서 기업 경영상 수반되는 제반위험을 사전에 최저의 비용과 합리적인 안전 관리 및 진단으로 위험발생시 기업경영에 미치는 악영향과 비효율적인 요소를 극소화 시 키는 기술을 일컫는다 하겠다.
최근의 위험관리는 종전과는 달리 과학적인 방법을 근거로하여 실제 긴급한 상황과 근접 하게 접근하여 이에 따른 방향을 수립하고 있는 추세로 과거 위험관리와는 많은 차이가 있다.
위험관리에는 많은 종류의 기법이 활용되고 있으나 아직 국내에 일부 중요산업을 제외하고는 다소 미흡한 실정이라 하겠다. 또한 과거 국내 대부분의 기업들이 대량 생산 에만 치우치는등 환경부문의 경시와 시설의 노후에도 불구하고 안전에 대한 투자가 따르 지 않아 대형사고가 빈번히 발생, 기업에 막대한 손실을 주었다는 것을 알고 있다.
국내의 L공장 ABS 분진폭발 사고(1989년)를 비롯하여 광주 H도시 가스폭발사고(1991년), K정유사의 두차례에 걸친 화재폭발사고, C방직공장화재사고 등으로 한국에 대한 해외 보 험사의 한국에대한 인식이 사고 다발지역으로 보험인수를 기피하고 또한 K정유의 경우, 2 회의 폭발사고로 인해 보험혜택을 받지못한 관계도 경영에 치명적인 타격을 입어 타사로 흡수된 경우를 기억하고 있다.
그리고 최근 C랜드 및 인천 모 호프집의 참악한 화재사고 는 국내 소방시설의 열악한 실정을 보여주었고, 반면 경제적 측면에서의 경우 미국 및 태 국등에서 발생한 화학공장의 대형사고는 그 나라의 경제까지 파급효과가 미쳐 국가경제에 많은 손실을 입혔으나 반면 동종업계의 국내·외 타 화학업계는 호황 이었음을 볼때 위험 관리가 얼마나 중요한가를 우리에게 입증해준 좋은 사례라할 수 있다.
국제적 여건으로는 먼저 U.R에 따른 시장개방 정책으로 국내보험시장의 개방이 예측되고 있다는 점이다. 즉, 정부의 통제범위에서 벗어나 각 보험시간의 보험요율 경쟁이 예상되 며, 이에따른 보험물건의 위험경감을 위한 각 보험사의 Risk Survey 부문이 강화되고 위 험성의 평가, 분석 기능을 갖춘 전문업체 활용의 필요성이 증대되는 한편, 소방시설의 기 준도 국제화됨에 따라 선진국에서 보편화되고 있는 위험조사.분석.평가등 위험관리 관련 전문회사의 국내진출이 예상되고 있다는 점이다.
이렇게 위험관리는 손해보험사업와 밀접한 관계를 갖고 있으며 보험사에서 보험종목의 선 택, 보험요율 및 보험료의 결정등은 해당 기업의 위험도에 의해 좌우됨에 따라 더욱 위험 관리의 중요성이 강조되고 있다.
따라서 위험관리는 위험요인의 조기발견, 위험영향이 미치는 영향 분석·평가 및 측정, 예 상되는 위험으로부터 대처할 수 있는 적절한 방안의 연구수립, 결과의 재평가로 기존방법 의 수정 및 효율적인 방안 강구하여 기업의 경영손실을 최소화하는 것이 선행되어야 하겠 으며 이러한 부문을 감안 국제화 및 개방화가 가속화되고 있는 현 시점에서 국내의 소방 발전을 위해 전문적인 방화엔지니어링 기법의 도입에 보다 적극적 대응을해야 할 시기라 하겠다. | |
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2. |
선진국의 방화엔지니어링 기법 |
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2-1.화재 모델링 |
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화재모형작업은 실제 화재를 경험치 않고 특정장소(화학공장, 건물등)의 화재성장 및 진행 과정을 예측해 보고 이에대한 결과치로 대책방안을 모색, 보완함으로써 소중한 인적, 물 적피해를 줄이고자 하는 목적으로 선진방화 공학자들에 의해 연구·발전되어 왔다.
(1950 년 후반 시작) 이러한 화재모델에서는 실제의 화재현상 자체를 표현하는 것은 불가능하다.
따라서 실제 크기의 화재를 표현하는 수학적모델을 이용한 시뮬레이션이 필요하게 되고 컴퓨터의 발전과 함께 현실화 되고 있다. 화재의 위험분석을 지원하기 위해서는 컴퓨터 프로그램을 활용하며 이 프로그램들은 격리 된 실내에서의 화재, 불꽃, 가연성 액체의 화재, 방화시스템의 반응속도 그리고 비상탈출 시간 등을 정량 분석하는데 사용된다. 이와함께 화재시 연기의 발생과 확산을 분석하여 연기 제어장치의 효율성을 평가하며, 철구조물의 화재노출정도를 분석하고, 이에따른 철 구조물의 내화도를 평가한다.
따라서 이 컴퓨터 프로그램은 철구조물에 대한 내화성을 산 출하는 데에도 사용된다.
또한 화재안전 이격거리 및 방화기준을 정하기 위하여 각종 화재 성상으로 부터의 복사열 전달을 정량분석하며 고객의 특별한 요구에 맞는 새로운 프로그램의 개발도 하고 있으며 아울러 공정과 생산과정을 검토하여 화재의 규모 및 확률을 예측하며 HAZOP이나 Event Tree 등을 활용하여 공정과 단위조작이 화재, 폭발에 미치는 영향 및 화재시 효율성을 평 가한다. | |
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2-2.방화설계 및 평가 (Fire Protection Design and Evaluation) |
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방화시스템에 대한 개념설계는 실행기준, 설계구속사항, 예비도면 및 계산 등이 포함되며, 개념 설계치는 관리자 혹은 설계사무소나 엔지니어링사에서 방화시스템의 공사예산등 소 방설비 제품선정 등을 위해 주로 시행된다. 이 개념설계는 고객의 요청에 따라서 상세설계로 이어지며 설계기준은 국내 소방법은 물 론 보험할인 및 국제기준(NFPA, FM) 등을 적용할 수 있다.
또한 방화시스템의 기본설계의 평가는 현재 설비가 국제적으로 통용되고 있는 규격에 적 합하게 설계되었는가를 검토하고 최대 소화용수량 등을 공학적인 분석 기법을 통해 진단 하고 이를 통해 사업장의 방화설계를 개선함에 있어서 기본적인 자료가 될 뿐만 아니라 증설시에도 참고할 수 있는 중요한 자료가 된다.
기본 방화설계의 평가 대상은 아래와 같다. 1)Detection & Alarm System (탐지 및 경보 시스템) 2)Fire Suppession System (소화시스템 : 스프링클러, 스프레이 시스템, 이산화탄소 시 스템, 하론 시스템, 폼시스템, 드라이케미칼 시스템) 3)Passive Fire System (구조방화 시스템 : 방화벽, 방화문, 방화댐퍼, 방화피복, 관통부 위 방화밀폐등) | |
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2-3.화재위험 분석 (Fire Hazards Analysis) |
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화재위험분석은 각 건물내에 분포되어 있는 화재 위험요수(건물의 구조, 가연성 물질의 종류 및 량, 가연성 물질의 분포상태, 점화원의 종류 및 위치, 공정으로부터의 화재 위험 요소)들을 작성하고 화재시 발생하는 열에너지 및 연기 등의 발생 및 이로 인한 2차 화재 및 재해를 분석함으로써 위험물의 안전관리 및 종합적인 화재 예방을 기획하고 차후 화재 모델링 시행시 기초 자료로 활용하게 된다. 일반적으로 화재 위험 분석은 정해진 틀은 없 으나 오랜 경험을 통한 숙달된 엔지니어에 의해 분석된다. | |
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2-4.위험성평가 (Risk Assessments) |
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위험성 평가는 사업장내에 분포되어 있는 각종 위험을 정량평가하여 경영진이 위험관리를 과학적으로 수행할 수 있도록 한다.
각 사업장내에 잔재 되어 있는 위험을 발견하고 위험 의 크기를 정량평가한 후 순위를 부여함으로써 경영진으로 하여금 투자 우선 순위를 결정 할 수 있게 할 뿐만아니라 위험을 줄일수 있는 구체적인 방향을 제시함으로써 선택의 폭 을 넓혀준다. | |
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2-5.비상대응 계획 (Emergency Prepardness Planning) |
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비상대응 계획으로는 잠재적인 인명안전문제, 접근 및 탈출·내화·방화벽내의 개구부·환기 시스템 등 분야별 특성에 대한 것과 구조·인접부위·중요설비, 위험스러운 노출등의 화재노 출에 대한 계획과 안전조업 중단과 관련된 중요설비의 위치 및 형태에 대한 계획·가연물 질·연료관리저장·전기위험·환경위험·건강위험·방사능 위험 등의 위험에 대비한 계획, 조절 및 작동, 시스템특성 소화계획의 형태, 소화전략·통신·장비위치·특수장비·고정소화설비등 고정감지 및 소화설비 계획과 아울러 각 지역의 CAD 도면이 제공되어야 한다.
그리고 이와함께 방호와 위험물의 안전문제로서 위험에 대한 교육업무와 위험폐기물 운영 및 비상대응책을 제시야 하며 특히 위험화학물질로부터의 방화 적합성 검토를 통해 자동 탐지 및 소화, 수동소화, 누출계획 등을 수립하게 되며 화재, 가스방출 등의 현장 비상계 획의 작성도 하여야 한다. | |
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2-6.소방법 및 건축법등의 검토 (Fire and Building Code Service) |
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소방법 및 건축법등에 있어서 문제가 되는 점은 계속해서 개정되고 있는 실정으로 법규가 모든 상황을 만족시킬수 없다는 점이다.
법규의 변화에 민감하게 대처할 수 있을 뿐 아니 라 기술기준의 변경에 참여하는 것이 Key Point가 된다. 또한 법규에서 요구하는 사항뿐만 아니라 건축주의 요구에 따라 기술기준을 제공할 수있 으며, 설계 당시나 기존건물에서 법규의 예외사항은 공학적인 방법으로 보완할 수 있어야 한다.
아울러 법규는 최소한의 기준이며 특별한 시설의 목적에 따라서 변할 수도 있다는 점을 감안해야 하며, 건축, 화재에대한 법규검토, 설계기준 개발, 설계시방, 도면검토 및 법규준수여부등 광범위하게 방화엔지니어링 업무를 수행하여야 한다.
일단 방화설계의 기준이 설정되면 설계서류에 법규의 요구사항을 기록하는일이 중요하다 이들 세부사항이 준수되지 않으면 공사시 시공이 부실해 진다. 또한 건축, 구조, 기계, 전 기 시방의 방화측면에서의 검토는 이들 세부사항들이 서로 연관성을 확신할 수 있게 해주 며 아울러 심도 깊은 분석을 통하여 불필요한 투자를 제거함으로써 시공비를 절감할 수 있다.
법규준수여부 조사를 위해서는 시설 변경시 건물의 개.보수시 혹은 기존 시설물을 구매할 때에 각기 경우에 따른 법규의 적용 및 준수여부를 조사하게 된다. 이때 검토해야 할 가 장 중요한 사항은 인명안전, 소화용수공급, 구조방화, 화재감지, 화재경보, 소화설비등이 라 하겠다. | |
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2-7.교육 및 훈련 (Education and Traning) |
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교육 및 훈련의 분야로는 방화설계, 특수시설의 소화설비, 위험요소, 위험에 관한 교육 및 근로자들의 알권리, 방화기술 교육, 소방훈련, 감독자를 위한 훈련등 많은 프로그램들이 정규적으로 실시되어야 하며, 따라서는 회부강사를 초빙하여 전문적인교육 및 훈련도 시 행되어야 하며 정기적으로 방화전문인을 위한 해외교육 및 견학이 실시 및 방화에 대한 세미나, 강습회에 참여할 수 있도록 지원하여야 한다.
또한 여러분야의 엔지니어, 건축가, 설계자, 방화 안전 담당자 그리고 소방대원들에게 훈 련과 방화문제의 인식 및 방향 설정에 필요한 지침 등을 제공함으써 비상사태 발생시 인 명 및 재산상의 피해에 만전을 기할 수 있도록 한다.
a.Education (교육)
-화 설계 및 교육
-특수설비 방화 교육
-위험 요소발견 교육
-방화 기술 교육등
b.Training (훈련)
-소방 훈련
-비상 대응 훈련
-감독자를 위한 훈련등 | |
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3. |
소방안전의 대응안방 |
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최근 국내의 소방산업도 종전과는 달리 대기업에서부터 안전분야에 주력, 종전의 통합적인 안전관리 체제에서, 별도 소방 전문가를 양성하는가 하면 소방기기 제조업 및 엔지니어링에서도 선진사의 기술도입, 기술제휴를 통해 소방기술을 향상시키기 위해 많은 노력을 하고 있으며 아울러 소방법에서도 감리제도를 법으로 제정하는등 소방에 대한 인식이 점차 변화되는 과도기라 본다.
따라서 이러한 선진사의 동향과 현 실정을 감안할때 장기적인 안목에서 국내 소방산업의 발전을 위해 지속적인 노력과 투자가 선행되어야 하겠으며 이를 추진하기 위해 | |
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3-1.방재계획서 작성의 필요 |
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건축시공전 소방설비 적응성, 건축물의 피난관계, 제연설비등 전반적인 사항에 대해 안 전성을 분석, 평가하기 위한 방재 계획서 작성이 필요하다 하겠다. 물론 국내에서도 대형 Project에 대해서는 사전 안전성을 검토 하는등 일부 방재 안전 계획을 사전 검토 제작 하고 있는 실정이다.
이미 미국, 일본등 외국의 경우 오래전부터 이를 추진하고 있으나 국내에서 향후 안전 제일을 우선으로 하는 입장에서 건축물 신축시 사전 방재 계획서를 제출하여 안전성 타 당을 검토하는 제도가 마련되어야 하겠다. | |
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3-2.위험의 정도, 산업분야별 특수성 설비에 대한 소방설비의 기술기준 정립필요. |
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국내소방법은 모든 건축물을 대상으로 소화 및 경보설비 등의 설치 기준 명시되어 있으나 본 기준 적용이 화학공장이나 일반 위험도가 높은 건축물과는 무관 동일하게 적용되고 있 어 장기적으로 보아 건축물의 위험도 등을 감안 특수장소별 별도의 소방시설 설치 기준 마련이 필요하다고 본다. | |
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3-3.소방과 연관된 보험산업의 경쟁력 구축 필요. |
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U.R의 시장개방에 대비 국내에도 이에대한 경쟁력을 구축하기 위해서는 국내 보험사의 경쟁력 구축과 소방기술 향상을 위해 고객에 대한 Risk Survey의 서비스가 강화되어야 할 것이며, 보험사가 상호 이에 대한 협력체계 구성이 필요하다고 본다. | |
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3-4.분야별 전문가 양성을 위한 기술전문위원 구성. |
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소방분야는 기계·전기분야 차원을 넘어선 화재, 폭발에 관련된 종합적인 공학등의 통합된 분야로서 잠재적인 안목에서 보다 가가 분야별 위원회를 구성 산업 발전에 따른 위험성의 증가를 감안, 이를 연구·분석할수 있는 기술 전문위원회의 구성이 필요하다고 본다.
현재 국내엣 일부 추진하고 있으나 전세계적으로 소방안전에 대한 활동의 변화가 활발히 이루어 지고 있음을 볼 때 국내에서도 선진사의 방화 엔지니어링 기법을 도입, 이를 지속 적으로 연구, 개발하여 국내 실정에 적용 할 수 있도록 방화엔지니어링 기법을 도입함이 바람직하다고 본다.
우리나라도 현재 화재안전에 대해 많은 관심을 가지고 있는 실정으로 특수장소별 위험성 을 감안하여 향후 불특정자수인이 출입하는 호텔이나 나이트클럽, 백화점, 상업용빌딩 등 의 공공장소에는 필히 인명의 안전과 재산을 보호한다는 취지하에 건축전 화재모델링을 실시하고 특히 C랜드에서 보았듯이 스프링클러설비도 위험성 및 용도를 감안 설비의 압 력, 유량, 설치갯수 및 감지기 위치, 피난구 길이, 폭 등 다양한 방화엔지니어링 기법을 통해 문제점을 분석하여 이를 기초로 상세설계가 이루어져야 하겠다. | | |
| 최신 방화 엔지니어링 기법의 활용 |
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1. |
서론 |
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1.개요 |
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선진국은 오래전부터 기업의 위험관리를 중요시하여 각 기업간 위험을 분산하기 위해 대기업을 중심으로 위험관리 전문가를 중점양성, 신위험에 대한 관리기법 및 소프트웨어를 지속 개발하고 있으나, 국내에서는 선진국의 신기술 도입 및 제품의 대량 생산에 급급하여 이에대한 안전관리가 다소 미흡하는등 위험에 대한 중요성을 인지하지 못하고 대부분 위험을 보험으로만 전가시키고 있는 실정이다.
따라서 최근 국내에서의 안전사고가 대형화 되면서 재해발생시 인·물적 손실은 물론, 경우에 따라서는 기업 이미지 손실로 인한 경영상의 과대로 기업의 존폐여부가 결정되고 나아가 사회적 문제로까지 확산되고 있다.
성수대교 붕괴, 아현동 가스폭발, 화학공장의 폭발, 고층건물의 화재사고 사례에서 보듯이 기계·전기설비의 자동화, 대형화, 고기술화에 따른 안전에 대한 대응책 미흡과 선진사의 기술 도입시 안전 경시로, 잠재되어 있는 위험을 정확하게 진단하고 대책을 제시할 수 있는 전문기술인력의 부족등이 지적되었고, 또한 U.R에 따른 시장 개방과 병행하여 일부 장치산업의 경우 외국 엔지니어가 국내 Project에 직접 참여 하는등 일부 기업에서는 국내 엔지니어의 기술진을 불신하는 경우까지 발생하고 있으며,
또한 국내의 잦은 대형사고로 인해 외국 재보험사의 보험인수 기피 현상과 보험료 대폭상승으로 기업의 경제적 부담을 가중시키는 등 이러한 국내의 열악한 현실을 감안할 때, 대형 장치산업을 중심으로 안전에 대한 투자의 비용차원을 넘어선 확고한 안전확보의 측면에서 리스크(Risk)의 중요성을 인식하고 또한 이에대한 시설투자 및 각 분야별 전문 인력 양성은 물론 국내 안전에 대한 국제적 경쟁력 강화를 위해 재조명해야 하는 중요한 시점이라 하겠다.
위험관리는 1992년 미국에서 보험의 수요자인 기업이 기업보험의 공동연구시 사용하기 시작한 용어로서 기업 경영상 수반되는 제반위험을 사전에 최저의 비용과 합리적인 안전관리 및 진단으로 위험발생시 기업경영에 미치는 악영향과 비효율적인 요소를 극소화 시키는 기술을 일컫는다 하겠다.
최근의 위험관리는 종전과는 달리 과학적인 방법을 근거로하여 실제 긴급한 상황과 근접하게 접근하여 이에 따른 방향을 수립하고 있는 추세로 과거 위험관리와는 많은 차이가 있다. 위험관리에는 많은 종류의 기법이 활용되고 있으나 아직 국내에 일부 중요산업을 제외하고는 다소 미흡한 실정이라 하겠다. 또한 과거 국내 대부분의 기업들이 대량 생산에만 치우치는등 환경부문의 경시와 시설의 노후에도 불구하고 안전에 대한 투자가 따르지 않아 대형사고가 빈번히 발생, 기업에 막대한 손실을 주었다는 것을 알고 있다.
국내의 L공장 ABS 분진폭발 사고(1989년)를 비롯하여 광주 H도시 가스폭발사고(1991년), K정유사의 두차례에 걸친 화재폭발사고, C방직공장화재사고 등으로 한국에 대한 해외 보험사의 한국에대한 인식이 사고 다발지역으로 보험인수를 기피하고 또한 K정유의 경우, 2회의 폭발사고로 인해 보험혜택을 받지못한 관계도 경영에 치명적인 타격을 입어 타사로 흡수된 경우를 기억하고 있다.
또한 미국 및 태국등에서 발생한 화학공장의 대형사고는 그 나라의 경제까지 파급효과가 미쳐 국가경제에 많은 손실을 입혔으나 반면 동종업계의 국내·외 타 화학업계는 호황 이었음을 볼때 위험관리가 얼마나 중요한가를 우리에게 입증해준 좋은 사례라할 수 있다.
국제적 여건으로는 먼저 U.R에 따른 시장개방 정책으로 국내보험시장의 개방이 예측되고 있다는 점이다. 즉, 정부의 통제범위에서 벗어나 각 보험시간의 보험 요율 경쟁이 예상되며, 이에따른 보험물건의 위험경감을 위한 각 보험사의 Risk Survey 부문이 강화되고 위험성의 평가, 분석 기능을 갖춘 전문업체 활용의 필요성이 증대되는 한편, 소방시설의 기준도 국제화됨에 따라 선진국에서 보편화되고 있는 위험조사.분석.평가등 위험관리 관련 전문회사의 국내진출이 예상되고 있다는 점이다.
이렇게 위험관리는 손해보험사업와 밀접한 관계를 갖고 있으며 보험사에서 보험종목의 선택, 보험요율 및 보험료의 결정등은 해당 기업의 위험도에 의해 좌우됨에 따라 더욱 위험관리의 중요성이 강조되고 있다.
따라서 위험관리는 위험요인의 조기발견, 위험영향이 미치는 영향 분석·평가 및 측정, 예상되는 위험으로부터 대처할 수 있는 적절한 방안의 연구수립, 결과의 재평가로 기존방법의 수정 및 효율적인 방안 강구하여 기업의 경영손실을 최소화하는 것이 선행되어야 하겠으며 이러한 부문을 감안 국제화 및 개방화가 가속화되고 있는 현 시점에서 국내의 소방발전을 위해 전문적인 방화엔지니어링 기법의 도입에 보다 적극적 대응을해야 할 시기라 하겠다. |
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| 국외 |
-1974년, 영국의 Flixborough, 사이클로핵산 폭발, 사망 29명
-1976년, 이태리의 Seveso, 디이옥신 누출, 가축 2176두 몰살 주민강제 퇴거, 22만여명 증상호소(EC에서 Seveso 지령 하달→지정된 위험 물을 취급하는 화학공장에서는 안전조업을 위한 방책을 강구, 관할관청에 신고 및 주민설명회 의무화)
-1984년 맥시코의 Maxico City, LPG폭발, 사상자 500인 이상
-1984년 인도의 Bhopal, 이소시안산 메틸(MIC) 누출, 사망 2000명 추정 20만~30만여명 부상
-1989년, 美 텍사스주 Philliphs社, 석유화학제품(폴리엔틸렌)폭발, 사망 23명, 부상자 314명, 10시간동안 폭발 지속→OSHA에서 PSM 시행규정 공포
-1990년, 美 찬넬뷰 아코社, 석유화학제품 사망 17명
-1994년, 11. 이집트 드롱카, 원유탱크 폭발(폭우로 인한 누전) 사망 69명 이상, 폭우로 63명 이상
-기타, 태국의 고층빌딩 화재사고 등
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| 국내 |
-1970년, 대연각 및 대왕코너 화재사고
-1980년, 빌딩(지상30층, 지하5층), EPS 화재사고
-1989년, ABS 분진폭발사고
-1992년, 광주도시가스 폭발사고
-1992년, 부산 K시장 화재사고
-1994년, 서울 종로통신구 화재사고 서울 아현동 가스시설 폭발사고
-기타 , C방직공장 화재사고등
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2. |
본론 |
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1.방화엔지니어링 기법 |
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1-1.방화엔지니어링 이란? |
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방화엔지니어링은 화재로부터의 손실을 줄이기 위한 과학과 기술의 응용으로 여기서의 손실이란 인명과 재산, 생산성(기업의 휴지, 고객감소, 기업 이미지손상) 등에 대한 영향을 뜻하며,
손실을 줄이는 방법에는 화재가 일어날 수 있는 확률을 줄여주는 방법과 화재로 인한 피해의 크기를 줄여 주는 방법으로서 기본골자로는 공정안전관리 업무지원 점검 및 위험관리업무지원, 공학적 분석적인 설계 및 평가, 소방 및 건축법규검토, 연구 및 시험, 훈련 및 비상대책수립, 시뮬레이션 등을 기본으로 전문성이 부여된 엔지니어링을 일컫는다 하겠다. | |
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1-2.방화공학의 이해 |
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방화에 있어서는 많은 문제해결이 관련법규 및 규칙에 의거한 Check List와 주관적인 경험에 의해서 이루어졌으며 또한 객관성과 공학적인 분석방법이 결여되어 왔다. 이러한 주관적인 방법은 정량적인 공학적 방법이 부재했던 과거에는 아무런 문제없이 사용되어 왔으나 현대 기술은 경험에 의한 시행착오를 절대 범하지 않아야 한다.
다행스럽게도 방화공학의 급속한 발전은 방화문제에 있어서 보다 많은 정량적인 접근과 공학적 분석을 가능케 하였고, 오래전부터 공학적분석 방법을 실제 업무에 도입하여 많은 문제를 해결하고 있다. | |
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1-3.화재 모델의 이해 |
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화재모형작업은 실제 화재를 경험치 않고 특정장소(화학공장, 건물등)의 화재성장 및 진행과정을 예측해 보고 이에대한 결과치로 대책방안을 모색, 보완함으로써 소중한 인적, 물적피해를 줄이고자 하는 목적으로 선진방화 공학자들에 의해 연구·발전되어 왔다.
(1950년 후반 시작) 이러한 화재모델에서는 실제의 화재현상 자체를 표현하는 것은 불가능하다. 따라서 실제 크기의 화재를 표현하는 수학적모델을 이용한 시뮬레이션이 필요하게 되고 컴퓨터의 발전과 함께 현실화 되고 있다.
화재의 위험분석을 지원하기 위해서는 컴퓨터 프로그램을 활용하며 이 프로그램들은 격리된 실내에서의 화재, 불꽃, 가연성 액체의 화재, 방화시스템의 반응속도 그리고 비상탈출시간 등을 정량 분석하는데 사용된다.
이와함께 화재시 연기의 발생과 확산을 분석하여 연기 제어장치의 효율성을 평가하며, 철구조물의 화재노출정도를 분석하고, 이에따른 철구조물의 내화도를 평가한다. 따라서 이 컴퓨터 프로그램은 철구조물에 대한 내화성을 산출하는 데에도 사용된다.
또, 화재안전 이격거리 및 방화기준을 정하기 위하여 각종 화재 성상으로 부터의 복사열 전달을 정량분석하며 고객의 특별한 요구에 맞는 새로운 프로그램의 개발도 하게 되며, 공정과 생산과정을 검토하며 화재의 규모 및 확률을 예측한다.
HAZOP이나 Event Tree 등을 활용하여 공정과 단위조작이 화재, 폭발에 미치는 영향 및 화재시 효율성을 평가하게 된다. | |
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1-4.화재 모델의 종류 |
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"화재 모델"을 말할 때 보통 의미하는 것은 화재에 의한 건축공간내의 온도상승 및 연기의 유동등의 환경변화를 예측하는 수치적 모델이며 Field Model과 Zone Model 2종류로 구분한다.
Field Model은 공간내 임의의 점에 대해 유체 밀도, 속도, 온도, 압력 등을 고려하여 그 사이에서 성립하는 질량보존식(연속식), 운동방정식 및 에너지 보존식 등의 방정식을 기초로 화재상태를 분석한다. Field Model 의 기초방정식은 다른 야의 유체해석과 거의 동일하며 화재시 흐름의 해석도 유체의 수치해석과 함께 발전해 왔다.
반면 Zone Model은 건물내의 최소한의 검사체적(Zone)을 정의하고 그 내부는 동일한 것으로 간주하며 Zone 의 경계를 통하여 출입하는 흐름을 조사하면서 물질수지(질량 및 에너지보존)등의 평균값을 도출한다. Zone Model은 Field Model에 비해 주어야 할 변수가 적으므로 단시간의 노력으로 좋은 결과를 얻을 수 있어 실용성이 뛰어나며 Zone Model은 건물의 공간을 동일하게 간주하는 1층 모델과 상부고온층(열기층)과 하부고온층(냉기층)으로 분리가정하는 2층 모델로 대별할 수 있는데 일반적으로 2층 모델을 활용하고 있다.
이렇게 방화공학은 화재 모델링까지 발전하였으며 또한 인명안전 피난에 대한 시뮬레이션등이 활발히 연구되고 있으며 인명 및 재산보호·예방 차원에서 선진사에서는 아직도 많은 연구와 투자가 지속적으로 이루어지고 있다. | |
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2.방화엔지니어링의 업무절차 |
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2-1.방화설계 및 평가 (Fire Protection Design and Evaluation) |
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방화시스템에 대한 개념설계는 실행기준, 설계구속사항, 예비도면 및 계산 등이 포함되며, 개념 설계치는 관리자 혹은 설계사무소나 엔지니어링사에서 방화시스템의 공사예산등 소방설비 제품선정 등을 위해 주로 시행된다. 이 개념설계는 고객의 요청에 따라서 상세설계로 이어지며 설계기준은 국내 소방법은 물론 보험할인 및 국제기준(NFPA, FM) 등을 적용할 수 있다.
또한 방화시스템의 기본설계의 평가는 현재 설비가 국제적으로 통용되고 있는 규격에 적합하게 설계되었는가를 검토하고 최대 소화용수량 등을 공학적인 분석 기법을 통해 진단하고 이를 통해 사업장의 방화설계를 개선함에 있어서 기본적인 자료가 될 뿐만 아니라 증설시에도 참고할 수 있는 중요한 자료가 된다.
기본 방화설계의 평가 대상은 아래와 같다.
| 1 |
Detection & Alarm System (탐지 및 경보 시스템) |
| 2 |
Fire Suppession System (소화시스템 : 스프링클러, 스프레이 시스템, 이 산화탄소 시스템, 하론 시스템, 폼시스템, 드라이케미칼 시스템) |
| 3 |
Passive Fire System (구조방화 시스템 : 방화벽, 방화문, 방화댐퍼, 방화 피복, 관통부위 방화밀폐등) |
| 4 |
Maximum Fire Water Demand (최대소화용수량) |
| 5 |
Fire Water Supply (소화용수 공급)등 | | |
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2-2.화재위험 분석 (Fire Hazards Analysis) |
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화재위험분석은 각 건물내에 분포되어 있는 화재 위험요수(건물의 구조, 가연성 물질의 종류 및 량, 가연성 물질의 분포상태, 점화원의 종류 및 위치, 공정으로부터의 화재 위험요소)들을 작성하고 화재시 발생하는 열에너지 및 연기 등의 발생 및 이로 인한 2차 화재 및 재해를 분석함으로써 위험물의 안전관리 및 종합적인 화재 예방을 기획하고 차후 화재 모델링 시행시 기초 자료로 활용하게 된다.
일반적으로 화재 위험 분석은 정해진 틀은 없으나 오랜 경험을 통한 숙달된 엔지니어에 의해 분석된다.
화재위험 분석은 다음과 같은 세부사항으로 진행된다.
| 1 |
화재노출평가: 위에서 언급한 화재 위험요소를 건물별로 확인하여 정해진 양식에 따라 기록한다. |
| 2 |
노출대상확인:
1차 화재시 화재에 노출되는 대상을 위험도 별로 구분하여 기록한다. |
| 3 |
노출대상의 화재시 반응에 대한 정량분석 :
1차화재의 형상을 정량분석하여 노출되어 있는 2차 화재 대상물에 대한 화재발전을 분석한다. 이러한 분석 작업은 위험도가 높은 방화대상물의 정밀분석을 가능케 하며 이러한 정밀분 석을 통하여 대상물의 화재 안전도를 높일 수 있는 방법의 개발을 가능하게 한다. | | |
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2-3.위험성평가 (Risk Assessments) |
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위험성 평가는 사업장내에 분포되어 있는 각종 위험을 정량평가하여 경영진이 위험관리를 과학적으로 수행할 수 있도록 한다. 각 사업장내에 잔재 되어 있는 위험을 발견하고 위험의 크기를 정량평가한 후 순위를 부여함으로써 경영진으로 하여금 투자 우선 순위를 결정할 수 있게 할 뿐만아니라 위험을 줄일수 있는 구체적인 방향을 제시함으로써 선택의 폭을 넓혀준다.
위험성 평가를 구성하고 있는 요소는 아래와 같다.
| 1 |
Hazard Identification (잠재위험의 발견) |
| 2 |
Estimate Severity (피해크기 예상) |
| 3 |
Estimate Probability (위험발생 빈도수의 추정) |
| 4 |
Find Alternative (위험을 줄일수 있는 대안의 발견) | |
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| Radiant heat flux(kw/㎡) |
Observed effect |
| 0.67 |
Summer sunshine in UKａ |
| 1 |
Maximum for indefinite skin exposure. |
| 6.4 |
Pain after 8s skin exposureｂ |
| 10.4 |
Pain after 8s skin exposureｂ |
| 12.5 |
Volatiles from wood may be ignited by pilot after prolonged exposure(see Section 6.3) |
| 16 |
Blistering of after 5 sb |
| 29 |
Wood ignites spontaneously after prolonged exposurea (see Section 6.4) |
| 52 |
Fibreboard ignites spontaneously in 5 sa | | |
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<복사열에의해 미치는 영향> |
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2-4.화재 모델링 (Fire Modeling) |
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화재 모델링은 위험도가 높은 대상물을 선정하여 화재 상황을 시뮬레이션 해 봄으로써 화재시 실내의 온도상승, 연기의 생성 및 이동, 안전거리계산, 작업원들의 안전대피시간 계산, 스프링클러헤드 및 연감지기 등의 작동 시간 등을 계산해 봄으로써 최종적으로 대상물의 화재 안전을 점검하고 모델링의 기술자료는 차후에 방화설비의 개선시 기초자료로 활용된다.
시행할 화재 모델링의 종류는 아래와 같다.
| 1 |
Celing Jet Temperature (화재시 시간에 다른 실내온도의 상승계산) |
| 2 |
Egress Time Estimate ( 화재시 안전 대피시간 계산) |
| 3 |
Safety Distance (주요 방화대상물간의 안전가리 계산) |
| 4 |
Smoke Flow (연기의 생성 및 이동) |
| 5 |
Sprinkler Detector Response (스프링클러의 열감지기의 작동시간 계산) | ※ 부인선언
미국 상무부에서는 화재 모델 프로그램인 HAZARD I 화재위험 평가방법과 그 관련 컴퓨터 프로그램의 사용자에게 어떤 명시 또는 무시적 보장도 제공하지 않으며 그 사용에 대한 어떤 책임도지지 않는다.
HAZARD I 의 사용자는 모든 특정 응용에서 그 사용의 적절성 결정, 사용 결과로부터 도출된 결론등, HAZARD I 을 사용하여 수행된 분석결과로서 취하거나 취하지 않은 모든 조치 등에 대해서 연방 및 주법하에서 모든 책임을 진다.
또한 사용자는 HAZARD I 이 화재 안전 분야에 유능한 사람에 의해서만 사용되도록 의도 되어 있으며, 자격있는 사용자의 지각 있는 판단을 보완하는 데에만 목적이 있음을 유념하여야 한다. 광범한 HAZARD I 인 화재 위험 평가방법 밖에서 사용될 경우 HAZARD I 소프트웨어 팩케이지 특정의 실제적 여건에 적용될 때 예측적인 가치를 가질 수도 그렇지 않을 수도 있는 컴퓨터 모델이며 지각 있는 사용자에 의해 적절히 평가되지 않을 경우 잘못된 결론에 도달할 수 있을수 있다고 명시하였다. | |
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2-5.소방법 및 건축법등의 검토 (Fire and Building Code Service) |
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소방법 및 건축법등에 있어서 문제가 되는 점은 계속해서 개정되고 있는 실정으로 법규가 모든 상황을 만족시킬수 없다는 점이다. 법규의 변화에 민감하게 대처할 수 있을 뿐 아니라 기술기준의 변경에 참여하는 것이 Key Point가 된다.
또한 법규에서 요구하는 사항뿐만 아니라 건축주의 요구에 따라 기술기준을 제공할 수있으며, 설계 당시나 기존건물에서 법규의 예외사항은 공학적인 방법으로 보완할 수 있어야 한다.
아울러 법규는 최소한의 기준이며 특별한 시설의 목적에 따라서 변할 수도 있다는 점을 감안해야 하며, 건축, 화재에대한 법규검토, 설계기준 개발, 설계시방, 도면검토 및 법규준수여부등 광범위하게 방화엔지니어링 업무를 수행하여야 한다.
일단 방화설계의 기준이 설정되면 설계서류에 법규의 요구사항을 기록하는일이 중요하다 이들 세부사항이 준수되지 않으면 공사시 시공이 부실해 진다. 또한 건축, 구조, 기계, 전기 시방의 방화측면에서의 검토는 이들 세부사항들 이 서로 연관성을 확신할 수 있게 해주며 아울러 심도 깊은 분석을 통하여 불필요한 투자를 제거함으로써 시공비를 절감할 수 있다.
법규준수여부 조사를 위해서는 시설 변경시 건물의 개.보수시 혹은 기존 시설물을 구매할 때에 각기 경우에 따른 법규의 적용 및 준수여부를 조사하게 된다. 이때 검토해야 할 가장 중요한 사항은 인명안전, 소화용수공급, 구조방화, 화재감지, 화재경보, 소화설비등이라 하겠다. | |
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2-6.비상대응 계획 (Emergency Prepardness Planning) |
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비상대응 계획으로는 잠재적인 인명안전문제, 접근 및 탈출·내화·방화벽내의 개구부·환기시스템 등 분야별 특성에 대한 것과 구조·인접부위·중요설비, 위험스러운 노출등의 화재노출에 대한 계획과 안전조업 중단과 관련된 중요설비의 위치 및 형태에 대한 계획·가연물질·연료관리저장·전기위험·환경위험·건강위험·방사능 위험 등의 위험에 대비한 계획, 조절 및 작동, 시스템특성 소화계획의 형태, 소화전략·통신·장비위치·특수장비·고정소화설비등 고정감지 및 소화설비 계획과 아울러 각 지역의 CAD 도면이 제공되어야 한다.
그리고 이와함께 방호와 위험물의 안전문제로서 위험에 대한 교육업무와 위험폐기물 운영 및 비상대응책을 제시야 하며 특히 위험화학물질로부터의 방화 적합성 검토를 통해 자동탐지 및 소화, 수동소화, 누출계획 등을 수립하게 되며 화재, 가스방출 등의 현장 비상계획의 작성도 하여야 한다. | |
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2-7.비상대응 계획 (Emergency Prepardness Planning) |
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- |
교육 및 훈련의 분야로는 방화설계, 특수시설의 소화설비, 위험요소, 위험에 관한 교육 및 근로자들의 알권리, 방화기술 교육, 소방훈련, 감독자를 위한 훈련등 많은 프로그램들이 정규적으로 실시되어야 하며, 따라서는 회부강사를 초빙하여 전문적인교육 및 훈련도 시행되어야 하며 정기적으로 방화전문인을 위한 해외교육 및 견학이 실시 및 방화에 대한 세미나, 강습회에 참여할 수 있도록 지원하여야 한다.
또한 여러분야의 엔지니어, 건축가, 설계자, 방화 안전 담당자 그리고 소방대원들에게 훈련과 방화문제의 인식 및 방향 설정에 필요한 지침 등을 제공함으써 비상사태 발생시 인명 및 재산상의 피해에 만전을 기할 수 있도록 한다.
| 1 |
Education (교육)
- 방화 설계 및 교육
- 특수설비 방화 교육
- 위험 요소발견 교육
- 방화 기술 교육등 |
| 2 |
Training (훈련)
- 소방 훈련
- 비상 대응 훈련
- 감독자를 위한 훈련등 | | |
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2-8.화재모델링의 소개 |
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1. 화재발생 시나리오 |
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본 시나리오는 주방내 식용유 화재에 대한 Fire Modeling으로서 화재시 후드에 연결된 방화댐퍼가 닫히고 연소로부터 발생되는 연기 및 열기가 주방만을 채우면서 화재가 발생된 것을 가상 모델링한 것이다. (시나리오는 상황에 따라 차이가 있지만 대체적으로 최경우로 함) | |
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2. 모델링 전개 |
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실내화재 모델링에서는 시나리오에 의거하여 Flash Over 까지의 진행여부와 이때까지의 시간을 측정한다.
일반적인 실내화재에서의 시간에 따른 온도상승을 설명하고 있다. 여기서 Flash Over 란 천정부의 연소기류 속도가 약 600℃까지 상승하게 되면 여기서 생성되는 복사열에 의해 방안에 있는 가연물질이 거의 모두 연소되기 시작하므로 방안 전체가 화염에 쌓이면서 실내 온도가 급격히 상승하게 된다.
대피 및 초기 소화활동이 모두 Flash Over 현상 이내에 이루어져야 한다. Flash Over이후에는 Fully Developed 화재로 발전하는데 이때의 시점은 시간에 따른 실내온도의 변화가 된다. 이과정은 건물의 내화 피복설계의 중요자료가 되며, 초기 화재 구역밖으로의 전파여부를 가늠할 수 있는 자료가 된다. 본 자료에서는 점화부터 Flash Over까지만 모델링을 하였다.
1976년 Marchant에 의해 발표된 이론에 의하면 안전대피에 필요한 시간의 개념은다음과 같다.
| tunt = td + tes +tee |
tunt : 사람이 견딜수 없는 정도의 조건까지의 시간
td : 화재가 감지되기까지의 시간
tes : 화재감지 후 대피를 시작하기 전까지의 시간
tee : 안전장소로 대피하는데 걸리는 시간 | 따라서 Flash Over까지 이르는 시간은 안전대피를 위해서 매우 중요한 요인으로 작용한다.
Flash Over 까지 이르는 시간이 길면 길수록 화재감지 및 진화(자동 또는 수동) 와 안전대피의 성공률은 높아지게 된다.
화재발전속도는 일반적으로 가연성물질 종류, 배열상태, 방의크기, 천정높이, 창문의 높이 및 크기에 따라 달라 진다. NFAP 72 National Fire Alarm Code에서는 화재로 인한 생성열 방출량이 1,000Btu/sec(1,055㎾)까지 걸리는 시간을 기준으로 Fast, Medium, Slow 세가지 범위로 나누고 있다. 본 실내화재 모델링에서는 식용유의 가열로 인한 화재를 예상하였으므로 화재발전속도는 Fast Fire(빠른속도의 화재)로 택하였다.
모델링 결과는 (그림 3, 4)와 같으며, 여기서 화재발생 후 200초가 경과하면 천정류의 온도는 600℃가 넘게 되어 Flash Over가 예상된다. 이때 연기 및 열기의 깊이는 바닥으로부터 약 1.4m 정도로 예상되며 이때 연소의 크기는 1.8㎿ 정도로 예측된다. 따라서 화재발생 후 200초 이내에 감지, 소화, 안전대피가 이루어져야 한다.
특히 안전대피는 거주가능 지역에 이루어져야 하며, 이 온도는 일반적으로 200℃로 규정하고 있다. 따라서 화재 발생 후 약 110초 내에 안전대피를 완료해야 하는 것이다.
주방이 구조상 화재시 주방요원들이 이토록 빠른 시간내에 대피할수 있을지는 의문시 되며 (그림 3)에서는 시간에 따른 온도의 상승을, (그림 4)에서는 시간에 따른 천정류의 깊이를, (그림 5)에서는 시간에 따른 화재의 크기를 그래프로 보여주고 있다. | |
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3. 스프링클러 작동시간 |
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- |
화재발생 직후 스프링클러가 작동하는데 까지 걸리는 시간을 모델링하여 보았다. 일반적으로 스프링클러 헤드는 작동시간 및 작동시간 지수(Response Time Index)를 제작자가 표시하게 되어 있으나, 작동온도밖에 알수가 없어 RTI 는 기존 설치거리에 의해 추측, 입력 시켰다.
모델링의 결과는 화재 발생후 약 150초 내에 화원에서 가장 가까운 스프링클러가 작동하게 된다. (그림 6)
| |
Time |
Temp |
Temp |
Layer |
Layer |
Fire |
Fire |
Heat lossn fraction = 6
Fire height = 3.28084 ft
Modeling ; scenario I
Room height = 7.545931 ft 2.3m
Room area = 2561.811
sq ft 238sq m |
sec
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
110.0
120.0
130.0
140.0
150.0
160.0
170.0
180.0
190.0
200.0 |
F
71.5
81.0
97.9
118.4
414.4
167.9
196.7
228.3
263.0
300.9
342.5
388.3
438.7
494.6
556.6
626.0
70.07
791.3
890.5
100.03
1311.6 |
C
22.0
27.2
36.5
48.0
61.0
75.5
91.5
109.1
128.3
149.4
172.5
197.9
225.9
257.0
291.5
330.0
373.2
421.8
476.9
539.5
610.9 |
ft
7.5
7.5
7.5
7.5
7.4
7.3
7.3
7.2
7.1
7.0
6.8
6.7
6.5
6.3
6.1
5.9
5.7
5.4
5.2
4.9
4.6 |
m
2.3
2.3
2.3
2.3
2.3
2.2
2.2
2.2
2.2
2.1
2.1
2.0
2.0
1.9
1.9
1.8
1.7
1.7
1.6
1.5
1.4 |
kw
0.1
4.7
18.6
41.9
74.6
116.5
167.8
228.3
298.2
377.5
466.0
563.9
671.0
787.5
913.4
1048.5
1193.0
1346.7
1509.8
1682.3
1864.0 |
BTU/s
0.1
4.4
17.7
39.8
70.7
110.5
159.1
216.6
282.9
358.0
442.0
534.8
636.5
747.0
866.3
994.5
1131.5
1277.4
1432.1
1595.6
1768.0 | | |
|
<그림 6. 실내화재 모델링 결과치> |
|
|
- |
모델링 결과에 의하면 스프링클러 작동후 50초 이후에 Flash Over가 일어나게 됨으로 화재상황이 너무 촉박하게 된다.
일단 Flash Over로 상태가 발전하면 실내의 연소가 급격히 진행되므로 스프링클러로 진압하기 어렵게 된다.
또한 조리대 바로 윗부분에는 후드가 설치되어 있어 가장 가까운 스프링클러의 열기류 흐름을 방해하고 있으므로, 스프링클러 작동까지는 더 많은 시간이 경과할 것으로 예상된다. 작동시간을 줄려면, 스프링클러의 설치간격을 줄이거나 RTI 수치가 낮은 것을 사용하면 된다.
(그림 7)에서 시간대에 따른 스프링클러 헤드의 온도 변화를 보여준다.
| Time(sec) |
RHR(kw) |
Jet(C) |
Heat/det.(C) |
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140 |
0
5
19
42
75
117
168
228
298
377
466
564
671
788
913 |
23
30
43
58
75
93
113
1347
156
179
202
227
252
278
305 |
23
23
23
24
26
28
31
35
40
46
53
61
70
80
92 | | |
|
<그림 7. 시간대에 따른 스프링클러 헤드의 온도변화> |
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4. 의견 |
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| - |
본 화재 모델링은 일반빌딩 주방을 샘플링하여 실행한 것이다. 상기 모델링에서는 단지, 연기 및 온도의 성상에 대해 논하였지만 소화를 위해 사람이 화재에 접근할 수 있는 복사열까지 산출이 가능하고, 또한 폭발시 거리별로 피해 상황에 의해서도 모델이 가능하다.
아직 국내에는 이러한 기법이 소개되지 않았지만 우리나라에도 향후 불특정자수인이 출입하는 호텔이나 나이트클럽, 백화점, 상업용빌딩 등의 공공장소에는 필히 인명의 안전과 재산을 보호한다는 취지하에 건축전 화재모델링을 실시하고 스프링클러 설비의 압력, 유량, 설치갯수 및 감지기 위치, 피난구 길이, 폭 등 다양한 방화엔지니어링 기법을 통해 문제점을 분석하여 이를 기초로 상세설계가 이루어져야 하겠다. | | |
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2-9.피난 분석 시뮬레이션 소개 |
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1. 개요 |
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- |
본 프로그램은 1995년 영국 Edinburgh 대학의 Dr. Thompson과 Dr. Marchant 개발한 것으로 MS윈도우 3.1이나 윈도우 95와 8Mb이상의 RAM을 갖춘 486/팬티엄 PC에서 설치 사용가능하다. 고층건물 및 특수장소등 다수의 인원이 근무 상주하는 곳에서 유사시 화재가 발생할 때 피난 상황을 컴퓨터를 통해 동화상으로 직접 볼 수 있는 시뮬레이션으로, 이를 통해 사전 분석으로 피난 및 훈련대책과 이결과를 또한 상세설계에 반영하는데 주 목적을 둔다. | |
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2. 시뮬레이션 방법 |
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1. |
피난의 방향을 결정하기 위한 피난로 지정
이는 피난계단에서 가장 가까운곳으로 인명이 피난할수 있도록 평면상에 사전 Program을 사전 입력시킨다. |
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2. |
축의 구조에 대한 CAD화된 도면에 악조건하에서의 상황을 도면에 표기 한다. 즉, 책상 등의 집기비품과 통로 사람이 평상시 근무하는 위치등, 작 업환경을 정확히 입력하여야 한다. |
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3. |
건물의 수용인원 지정 및 인원별 인적사항(남·여, 연령, 방향등)을 정 상적인 상황을 고려 도면에 입력하되 가능한 최대 수용인원을 적용한다. |
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4. |
보행자의 간격과 보행속도 수용자의 보행속도는 보행간의 간격에 따라 계산 되며 Frantsich의 연구에 따라 계단에서는 약 50%까지 감소 된다. | |
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3. 시뮬레이션 결과 |
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본 시뮬레이션 결과는 건축물내의 안전에 대한 대기시간 및 경로를 직접 동 화상으로 확인할 수 있으며 또한 특정인에 대해서는 피난시 움직임을 예상할 수 있다는 점이라 하겠다. 따라서 피난로내 피난의 군집정도를 파악, 피난 계획을 재수립할 수 있으며 또한 피난시간 지연시 피난기 설치 및 피난로 확인등 이에대한 대책 수립을 강구할 수 있다는 점이다.
※ 참조 일반 건축물의 경우 영국기준 B(HMSO -1992)에서는 피난시간을 2분 30초로 규정하고 있으며 여기에는 피난 반응시간을 반영하였으나 다만 피난 도중 예 측하지 못한 상황이나 유독가스로 인한 피난자의 행동에 대해 반영하지 못하 여 계속적인 연구가 진행되고 있는 실정이다. | | |
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3. |
결언 |
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최근 국내의 소방산업도 종전과는 달리 대기업에서부터 안전분야에 주력, 종전의 통합적인 안전관리 체제에서, 별도 소방 전문가를 양성하는가 하면 소방기기 제조업 및 엔지니어링에서도 선진사의 기술도입, 기술제휴를 통해 소방기술을 향상시키기 위해 많은 노력을 하고 있으며 아울러 소방법에서도 감리제도를 법으로 제정하는등 소방에 대한 인식이 점차 변화되는 과도기라 본다.
따라서 이러한 선진사의 동향과 현 실정을 감안할때 장기적인 안목에서 국내 소방산업의 발전을 위해 지속적인 노력과 투자가 선행되어야 하겠으며 이를 추진하기 위해
첫째, 방재계획서 작성의 필요
건축시공전 소방설비 적응성, 건축물의 피난관계, 제연설비등 전반적인 사항에 대해 안전성을 분석, 평가하기 위한 방재 계획서 작성이 필요하 다 하겠다.
물론 국내에서도 대형 Project에 대해서는 사전 안전성을 검토 하는등 일부 방재 안전 계획을 사전 검토 제작 하고 있는 실정이다.
이미 미국, 일본등 외국의 경우 오래전부터 이를 추진하고 있으나 국내에 서 향후 안전제일을 우선으로 하는 입장에서 건축물 신축시 사전 방재 계 획서를 제출하여 안전성 타당을 검토하는 제도가 마련되어야 하겠다.
둘째, 위험의 정도, 산업분야별 특수성 설비에 대한 소방설비의 기술기준 정립필요. 국내소방법은 모든 건축물을 대상으로 소화 및 경보설비 등의 설치 기준 명시되어 있으나 본 기준 적용이 화학공장이나 일반 위험도가 높은 건축물과는 무관 동일하게 적용되고 있어 장기적으로 보아 건축물의 위험 도 등을 감안 특수장소별 별도의 소방시설 설치 기준 마련이 필요하다고 본다.
세째, 소방과 연관된 보험산업의 경쟁력 구축 필요. U.R의 시장개방에 대비 국내에도 이에대한 경쟁력을 구축하기 위해서는 국내 보험사의 경쟁력 구축과 소방기술 향상을 위해 고객에 대한 Risk Survey의 서비스가 강화되어야 할 것이며, 보험사가 상호 이에 대한 협력 체계 구성이 필요하다고 본다.
넷째, 분야별 전문가 양성을 위한 기술전문위원 구성. 소방분야는 기계·전기분야 차원을 넘어선 화재, 폭발에 관련된 종합적인 공학등의 통합된 분야로서 잠재적인 안목에서 보다 가가 분야별 위원회를 구성 산업 발전에 따른 위험성의 증가를 감안, 이를 연구·분석할수 있는 기술 전문위원회의 구성이 필요하다고 본다.
따라서 이러한 전세계적으로 소방안전에 대한 활동의 변화가 활발히 이루 어 지고 있음을 볼 때 국내에서도 선진사의 방화 엔지니어링 기법을 도입, 이를 지속적으로 연구, 개발하여 국내 실정에 적용할 수 있도록 방화엔지 니어링 기법을 도입함이 바람직하다고 본다. | | |
| 방폭설비 |
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1. |
서론 |
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최근 석유화학 공업의 급속한 발달과 더불어 산업현장에서는 물론 생활 주변에서 사용하고있는 각종 인화성액체가 가연성가스등의 위험물질의 사용이 매년 급증함에 따라 크고 작은 폭발사고들이 빈번히 발생하여 많은 인명과 재산 재해를 초래하고 있는 실정이다.
그러나, 위험물제조· 취급 사업장에서의 방폭 전기 안전 대책은 아직 체계적인 관리가 이루어지지 않아 이에 대한 철저한 사전 대책 수립이 강구되어야 한다.
다행히 우리 나라도 산업안전 보건법 제 33조 및 1992. 7. 1부터 시행 되고 있으며 또한 공장방폭전기지침도 1993년 제정 고시함에따라 방폭전기안전에 대한 제도적 기반조성은 어느 정도 확보되어 가고 있다. | |
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2. |
화재 폭발 위험성이 있는 장소 |
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| 2-1 |
프로판등 액화 가연성가스를 용기에서 다른 용기로 충전하는 장치의부근 |
| 2-2. |
아세틸렌 가스발생기실 내부 |
| 2-3. |
가여성가스의 방출시험을 행하는 장소 |
| 2-4. |
알코올, 메타놀, 에틸알코올등의 안화성 액체 배기구 및 저장실, 이동장소 |
| 2-5. |
도료공장의 신나 제조실 |
| 2-6. |
엑기산, 벤젠등 인화성 액체를 사용하는 추출 작업장 특히 추출관, 증류관, 용접 탱크, 이송펌프부근 |
| 2-7. |
인화성 액체를 사용하는 드라이 크리닝공장의 세척조, 원심분리기등 부근 |
| 2-8. |
인화성 액체를 사용하는 고무제품 제조공장 |
| 2-9. |
크로리, 석유탱크, 가스탱크 등의 내부, 통풍 환기가 불충분한 상태에서 인화성 액체를 사용하며 도장, 청소등의 장소 | ※ 방폭구조 설정 및 등급관리 12종
전동기, 제어기, 차단기 및 개폐기류, 조명 기구류, 계측기류, 전열기, 접속기류(접속함포함), 배선용 기구 및 부속품, 전자변용 전자석, 차량용 축전기, 신호기, 불꽃 또는 높은 열을 수반하는 전기기계기구등
※ 국제 방폭전기 안전기준
국제 전기 기술 위원회
IEC ( International ㄸlectroteclienical Commission ) 기준을 주된 근거로 제정하였으며, 방폭전기 안전분야의 기계, 기구선정, 설치에 관한 IEC의 기준이 상세하지못하여 미국규정인 NFPA 497A, API500 NEC 및 일본의 신공장 방폭지침을 창조로하여 작성하였음 API (American Petroleum Institute) |
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3. |
전기 방폭 이론 |
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3-1.전기기기 방폭의 기손 |
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위험분위기가 존재하거나 존재할 우려가 있는 장소에 전기기기를 설치할 경우 이것 이 점화원으로 되어 폭발사고가 발생하지 않도록 하기 위하여 전기기기에 방폭성을 부여하는 것이 방폭대책의 기본이며 일반적으로 다음과 같은 대책이 있다. |
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1) 점화원의 방폭적 격리 |
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전기기기위 점화원이 되는 부분은 주위의 폭발성 가스와 격리하여 접속하지 않 도록 하는 방법 ( 내부압력 방폭구조 및 유입방폭구조) |
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전기기기 내부에서 발생한 폭발이 전기기기 주위의 폭발성가스에 파급되지 않도 록 점화원을 실질적으로 격리하는 방법(내압 방폭구조) | |
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2) 전기설비의 안전도 증가 |
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정상상태에서 점화원으로 되는 전기불꽃의 발생부 및 고온부가 존재하지 않는 전기 설비에 대하여 특히 안전도를 증가시켜 고장이 발생하지 못하도록 하는 방 법 (안전증 방폭구조) | |
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3) 점화능력의 본질적 억제 |
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약전류 회로의 전기설비와 같이 정상상태 뿐만 아니라 사고시에도 발생되는 전기 불꽃 또는 고온부가 최소에너지 이하의 값으로 되어 가여성물징에 착화할 위험이 없다는 것이 시험등의 방법에 의해 충분히 확인된 경우에는 본질적으로 점화능력 이 억제된 것으로 볼수 있는데 이방폭구조를 본질안전 방폭구조라 한다. | | |
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3-2.방폭전기 기기 선정 (방폭구조와 종류) |
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방폭전기기기를 선정할때에는 위험장소의 종별, 폭발성가스의 폭발등급 및 발화도에 따라 선정하되 각 방폭구조에 대한 장단점과 주위 환경조건에 대한 적정성여부, 향 후 보수 유지에 대한 사항 잋 경제성등 제반사항을 고려하여야 하며, 특히 2가지 이 상이 폭발성 가스가 있을때는 높은 등급의 것을 적용해야 한다. |
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1) 내압방폭구조 |
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기기의 케이스는 전 밀폐구조로 하고 이용기내에 외부의 폭발성가스가 침입하여 내부에서 폭발하더라도 용기는 그압력에 견디어양하고 또 폭발한 고열의 가스가 용기의 틈으로부터 누설되어도 틈의 냉각효과로 외부의 폭발성가스에 착화될 위험 이 없도록 만들어진 것이다.
용기가 견딜수 있는 압력은 용적 100㎤을 초과하는 것은 폭발등급 1, 2의 가스에 대해서 10㎏/㎠ 이상으로 규종하고 있으며 본 방폭구조는 1, 3종 장소에 적합하 다.
(대상 기기로는 전동기, 개폐기, 변압기, 환기팬, 분전반, 제어반등) | |
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2) 안전증 방폭구조 (e) - 1종 장소에 사용 금지 |
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2종 장소에 적합한 구조로서 이것은 엄격한 의미의 방폭구조가 아니고 차선책으 로서 정상운전중에 과열 또는 전기불꽃을 일으키기 쉬운 부분의 구조를 일반적인 기기보다 절연, 온도상승이 되어 외부가스에 착화되지 않도록 구조상의 배려를 했을뿐으로서 만일 고장이나 파손이 생겼을 경우에는 발화원이 될 위험성이 있으 므로 상용상의 무리나 과실이 없도록 충분한 주의를 하지 않으면 안된다. (에어캡, 단자부, 접속부등의 규정) | |
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3) 압력 방폭구조 (f) |
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발화원이 될 위험성이 있는 부분을 용기 안으로 잡아 놓고 신선한 공기 또는 불활 성가스를 압입시킴으로 운전 개시전에 용기안에 침입해 있던 폭발성가스를 구축함 과 동시에 운전중에도 외부로부터 가스가 침입하지 않도록 한 것으로 통풍식과 봉 입식 및 밀봉식의 3종류가 있으며 통풍식과 봉입식의 경우는 그 내압 방폭성유지 를 위해 모든 점의 압력을 주위의 대기압보다 수주 5mm 이상 유지하고, 밀봉식은 용기 내부의 압력을 확실히 지시하는 장치를 시설하도록 되어 있으며 규정압보다 저하될시는 경보 및 운전을 정지시키는 보호 장치를 설치토록 규정하고 있다. ( 1,2종 장소에 적합 ). | |
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4) 본질 안전 방폭구조 (i) - 0,1,2종 장소에 모두 적합 |
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열전대와 같이 지락, 단락, 또는 단선이 될 때 일어나는 불꽃, 아아크, 과열에 의 해 생기는 열에너지 등이 대단히 작고 폭발성 가스에 착화되지 않는 것이 확인된 구조이나 이는 온도, 압력, 액면 유량 검출 족정기나 이를 이용한 자동장치등에 사용되며 비위험장소에는 고장시 최소 착화에너지 이상의 불꽃을 방생하는 가능성 이 있는 저압전원도 사용되고 있다. ( 대상 기기로는 신로기, 전화기, 계속기가 있다. ) | |
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5) 유입 방폭구조 (ㅇ) - 2종 장소에만 적합한 구조이다. |
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불꽃, 아아크가 발생하는 부분을 기름속에 넣은 것으로 탄광에서 방폭기기를 개발 할 때 부터 사용된 구조이다. 이 경우 유면으로부터 위험부까지의 거리를 적어도 10mm 이상 하여야 하며, 기 능 누설등에 의한 위험을 초래하므로 유면계 수시 체크와 개폐기의 스파크에의한 기름이 열분해하여 수소 가스를 발생으로 배기구멍 설치 및 유면의 온도상승에 대 해서 규정 (폭발성가스 침입 우려) 해야 한다.
(대상기기로는 아아크가 발생할 수 있는 모든 전기 기기의 접접, 개폐기류, 변압 기류 등이 있다. ) | |
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6) 특수 방폭구조 (s) |
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상기 이외의 구조로서 폭발성가스의 인화를 방지할 수 있는 것이 실험과 기타 방 법에 의해 인정된 구조 (대상기기로는 주로 단락물질이 폭발성가스에 점화하지 않는 회로의 기기 )
※ 방폭 전기 설비의 표준 환경 조건
- 표고 1000m 이상
- 주위온도 -20℃ ∼ 40℃
- 상대습도 45% ∼ 85% | | |
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3-3.폭발성 가스 분류 |
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폭발성가스는 존재하는 모든 가연성 가스와 인화점 40℃ 이하인 가연성 액체의 증 기를 말한다.
따라서 인화점이 40℃를 초과하는 가연성 액체는 그것이 인화점 이상의 온도인 장 소에서 누출할 우려가 있는 경우에는 그 온도 조건을 고려하여 결정 하여야 한다. 전기 기기 사용 장소의 폭발 위험성은 그 장소에 있는 폭발가스의 종류에 따라 다르 므로 전기 기기 방폭구조를 경정하는데 있어서는 폭발성가스의 위험도를 발화도 및 폭발등급으로 분류하여 조치한다. |
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1) 1종 장소 (정상상태에서 위험분위기가 존재하기 쉬운 장소 ) |
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1종 장소란 보통장소(통상상태 : 운전이 정상적으로 수행되고 허용 되는 상태)에 서 위험분위기를 방생할 우려가 있는 장소로 폭발성 가스가 보통상태에서 집적하 여 위험한 농도가 될 우려가 있는 장소와 보수 또는 누설 때문에 자주 폭발성 가 스가 집적해서 위험농도가 될 우려가 있는 장소
예)
- 0종 장소에 근접된 주변 압력
- 탱크로리, 드럼관 등에 인화성액 충전 개구부 부근
- 탱크류의 환기 부근
- 가연성 액체 취급부 프랜지, 계기류등의 불안전 상태 부근 | |
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2) 2종 장소 (이상상태에서 위험분위기가 단시간 존재할 수 있는 장소) |
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이상상태는 지진, 전쟁 등 예상치 못한 재난을 제외하며 상용상태 즉, 통상적인 운전, 유지보수, 기능상실, 오동작의 조건의 경우로서 운전허용이 되지 않는 상태
예)
·0,1종 장소의 주변 영역 ·인화성액체의 용기류가 부식 노화 등으로 누출 우려 장소
·펌프 봉인부 주변 영역
·위험물 용기나 장치 연결부 주변 영역 | |
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3) 준위험장소 - 지진, 기타 예상되는 사고 |
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4) 비위험장소 - 상기 이외의 장소
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내화구조란 |
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1. |
개요 |
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내화구조란 주요구조부로서 내화성능이 있는 구조체로서 내력이 있는 것을 말한다. 즉 철골.철근콘크리트조,콘크리트조,연와조,벽돌조,석조 등과 같은 구조로서 화재시 상당시간동안 변화를 일으키지 않으며 화재후에도 수리하여 재사용할 수 있는 구조를 말한다.
내화구조는 화재시 인명안전의 확보, 소방활동공간의 확보, 재산의 확보, 주변 사회에 해를 끼치는 것의 방지 등 모든 대책에 관계하며 그 기반이 되는 중요한 것이다. | |
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2. |
내화구조의 목적 |
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| 1) |
구조적 안정성의 확보
기둥, 보, 내력벽 등 건축물의 내력부재가 화재가열로 인해 파괴되는 것을 방지해야 한다. |
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| 2) |
화재확대 방지
방화구획을 이루는 벽과 바닥 등을 화재로 인해 균열이 생기지 않고 차열성을 갖춘 것이어야 한다. | |
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3. |
내화구조의 기준 |
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| 구분 |
철근콘크리트조 |
철골조 |
벽돌조 |
철근콘크리트블록 |
기타 |
| 벽 |
두께 10㎝ 이상인것 |
| - |
양쪽의 두께 4㎝이상
철망코르타르 |
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| - |
두께 5㎝이상의 콘크리트
블록 | |
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| 기둥 |
지름 22㎜ 이상인것 |
| - |
두께 6㎝이상의 철망모르터 |
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| - |
두께 7㎝이상 콘크리트 블록,벽돌,석재로 덮은 것 |
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| - |
두께 7㎝이상 콘크리트로 덮은 것 | |
X |
X |
X |
| 바다 |
두께 10㎝ 이상인것 |
| - |
철재의 양면을 두께 5㎝이상의 철망 또는 콘크리트로 덮은 것 | |
X |
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X |
| 보 |
모든것 |
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X |
X |
X |
| 지붕 |
모든것 |
X |
X |
모든것 |
철재로 보강된 유리블록 또는 망입유리로 된 것 |
| 계단 |
모든것 |
모든것 |
모든것 |
모든것 |
| 기타 |
건설교통부 장관이 고시하는 기준에 따라 국립건설시험소장이 품질시험을 실시하여 그 성능이 확인되고 건설교통부장관이 지정하는 자가 행하는 품질검사에 합격한 것 | |
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4. |
내화구조와 방화구조의 차이 |
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| 1) |
내화구조
주요구조부로서 내화성능이 있는 구조체로서 내력이 있는 것을 말함. |
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| 2) |
방화구조
구조체가 아니므로 재사용이 불가하며 차연이 주목적임.
초기의 연소확대를 방지하기 위한 것을 목적으로 하는 것으로 방화성능만 있으면 됨. | | | |
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내화피복 공법의 종류 |
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1. |
습식공법 |
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| 1) |
뿜칠공법
암면,질석,퍼라이트,석고 및 시멘트 등의 혼합물을 강구조에 뿜칠하는 공법. |
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| 2) |
타설공법
철강재에 콘크리트 등으로 피복하는 공법으로 일반적인 방법. | |
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2. |
건식공법 |
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| 1) |
성형공법
경량철골에 석고보드,집섬보드 등 방화재료를 덧붙여서 내화구조체를 이루는 공법. |
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| 2) |
멤브레인 공법
석유화학공장의 외부노출철골 및 체육관 등 대공간 구조철재에 내화도료를 강재에 칠하는 공법. | |
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3. |
합성공법 |
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| - |
건식과 습식공법을 혼용하여 철골재에 내화피복. | |
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4. |
특수공법 |
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| - |
수냉강관기둥 내화공법, 내화강 사용, 간접내화 피복공법 등이 있다. | | | | | | |
