[이항준의 소방내진] 지진, 규모, 진도에 따른 진동 전달 바로알기

판구조론에 따르면 지구 표면은 10~12개의 판으로 나눠져 있다. 1년에 수십 ㎝ 이상 속도로 이동한다. 이때 축적된 에너지가 탄성한계를 넘어설 경우 약한 부분이 파괴되기도 하는데 이를 ‘지진’이라고 한다.

 

지진이 발생한 위치는 ‘진원’, 그 직상부를 ‘진앙’이라고 부른다. 진앙은 지진에 의한 손상이 가장 크다고 알려져 있다. 지진은 전진(본진 전 발생하는 지진)과 본진(가장 규모가 큰 지진), 여진(본진 이후 작은 규모의 지진) 순으로 나타난다. 

 

지진의 강도는 ‘규모’라고 표현한다. 1935년 미국의 지질학자 찰스 리히터(C.Richter)가 지진의 강도를 절대적 수치로써 발생 에너지양으로 나타내기 위해 만들었다. 규모 1의 차이는 에너지 약 30배의 차이다. 

 

‘진도’는 땅 흔들림의 크기로 볼 수 있다. 규모와 진도를 구분하면 다음과 같다. 진원에서 가까운 위치에선 규모(에너지의 크기)의 영향을 크게 받지만 진원에서 멀어질수록 진동은 작아진다. 이는 펌프와 멀리 있는 소화배관일수록 마찰손실로 인해 압력은 작아지는 개념과 유사하다. 

 

조금 더 깊이 들어가면 지진파(seismic wave)는 실체파(body wave, 지구 내부에 전달되는 지진파)와 표면파(surface wave, 지구 표면에 전달되는 지진파)로 나뉜다. 

 

지진파는 진동이기 때문에 반사 또는 굴절되기도 하고 어떠한 물질(고체, 액체, 기체)을 통과하느냐에 따라 방향과 속도가 바뀌기도 한다. 

 

이 중 표면파는 러브파(love wave)와 레일리파(rayleigh wave)를 포함한다. 실체파는 P파(primary wave, 파동의 진행 방향과 진동 방향이 나란한 종파(longitudinal wave))와 S파(secondary wave, 파동의  진행 방향과 진동 방향이 수직인 횡파(transverse wave))로 나뉜다. 

 

이중 P파가 가장 먼저 도착하지만 진폭이 작아 지진의 피해 정도는 작다. S파는 두 번째로 도착하며 P파보단 느리지만 진폭이 크다. 따라서 지진 피해 정도는 비교적 크게 나타난다. 

 

 

지진파가 어렵다? 당연하다. 이해하지 못해도 크게 문제 되지 않는다. 중요한 건 지진에 의해 발생한 진동이 건축물(구조요소)과 소화배관(비구조요소) 등에 전달돼 영향을 미친다는 사실이다.

 

이항준 소방기술사(에듀파이어 기술학원장)는 ‘소방시설의 내진설계기준’이 처음 도입돼 혼선을 빚던 시기 소방내진과 관련된 정보를 전파하기 위해 노력한 인물이다.    소화설비 내진 관련 기술과 제품 개발로 ‘제13회 소방산업대전’에서 소방청장상을 받았고 지난해엔 ‘서울국제발명전시회’에서 대상과 은상을, ‘대한민국 발명특허대전’에서 특허청장상을 수상했다.   지난해 12월 소방청은 ‘소방시설의 내진설계기준 해설서’를 발간했다. 해설서의 기술적인 배경과 원리에 대해 설명하고자 소방방재신문에 연재를 시작하