고층 내화건축물이란?
건축법에 따른 "고층건축물"이란 층수가 30층 이상이거나 높이가 120미터 이상인 건축물을 말한다.
내화(耐火)구조란 불에 타지 않고 견딜 수 있는 건축구조로서 국토교통부령 “건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙”에서 정하는 기준에 적합한 구조를 말한다.
사회의 다변화, 복잡화를 반영하고 건축시공기술의 발달로 현재 시공되어지고 있는 도심지 대부분의 건축물은 고층건축물로서 내화구조인 철근콘크리트구조(RC), 철골철근콘크리트(SRC), 프리캐스트콘크리트(PC공법 : Precast concrete)를 이용한 강구조 이다.
고층 내화건축물 화재의 문제점
고층 내화건축물 화재 시 광범위한 공간의 특성으로 인하여 화재발생 위치를 명확히 파악하지 못하여 초기대응의 미비로 인한 대량의 인적, 물적 자원의 손실이 뒤따른다. 물적 자원의 손실은 추후 보전(補塡)한다 할지라도 소중한 인명의 손실은 오직 초기대응에서의 확실한 피난만이 방지할 수 있다.
고층건축물은 내화구조이나 일반적으로 커튼월(Curtain wall) 공법을 채택하여 금속이나 유리로 된 외벽마감으로 세련된 외관을 만들고 에너지절감을 위하여 대부분 덕트에 의한 냉난방을 채택함으로 유리창의 개방이 어렵다. 따라서 실내가연물 화재 시 연기배출이 어렵다.
고층 내화건축물 화재 시 인명손실의 원인을 살펴보면 일반적인 화재에서 발생하는 인명손실인 불에 타죽는 소사(燒死)의 경우가 아닌 연기에 의한 사망이 대부분이다.
공간 특성으로 화재발생 시 연기가 복도나 계단을 타고 출화점에서 상당한 거리에 있는 공간까지 광범위한 영향을 미치어 건축물 사용자에게 통제가 불가능한 공황상태를 만든다.
동시에 대규모 인원의 급격한 피난으로 피난동선이 제대로 확보되기 어렵다.
연기로 인하여 시야확보가 불가능하여 미처 피난하지 못하고 사망한다.
연기에 의한 질식 중독으로 사망한다.
산소결핍에 따른 호흡장애로 사망한다.
내화구조가 고열로 인해 내화성이 소멸되면 유리창의 파편, 알루미늄의 연소생성물로 인한 피해가 발생하며 커튼월 자체가 통째로 떨어져 내리는 낙하피해가 발행하기도 한다.
화재가혹도(Severity of fire)의 정의
화재가혹도 또는 화재강도라고도 하며 화재의 규모를 판단하는 척도로서 화재가 건축물 내 가연물(재산) 및 건축물 자체에 손상을 주는 능력의 정도를 말한다.
화재의 양과 질을 반영한 화재의 강도이다.
화재가혹도가 크면 피해가 크고 화재가혹도가 작으면 피해가 작다.
화재가혹도를 식으로 표현하면 “화재가혹도 = 지속시간 × 최고온도”
화재시 지속시간이 긴 것은 가연물량이 많은 양적개념이며, 연소시 최고온도는 최성기때의 온도로서 화재의 질적 개념이다.
화재의 강도를 판단하는 척도이자 소화 시 주수률을 결정하는 인자이다.
화재가혹도에 영향을 주는 주요소
화재가혹도의 주요소는 화재강도와 화재하중이 있다.
화재강도를 작게 하려면 건축물 내 가연물의 질을 작게하여 화재 시 연소열의 값을 작게하고 단위시간당 축적되는 열을 작게한다.
화재하중을 작게하려면 건축물 단위면적당 저장하는 가연물의 양을 작게한다.
화재강도가 크다는 것은 화재 시 최고온도가 상당히 높아 열축적이 크다. 따라서 소화에 필요한 물의 양이 많아야 한다는 것을 의미한다.
화재하중이 크다는 것은 가연물이 많아 화재의 지속시간이 긴 것을 의미하며 주수시간이 길어야 한다는 것을 의미한다.
즉 개구부가 크면 화재강도는 크다.
즉 개구부가 작으면 화재시간이 길다.
고층 내화건축물 화재 시 대책
기존의 고층건축물의 경우 알루미늄 복합패널, 드라이비트 등의 건축외장재를 석재, 콘크리트 등으로 리모델링, 개보수시 교체 시공한다. (불연성외장재 사용과 스프링클러 설치는 현행법규 사항이다.)
외벽과 외장재 사이에서 발생하는 굴뚝효과를 예방하여 연기의 유동을 막을 수 있는 보완 시공이 필요하다.
대피를 위한 특별피난계단, 피난용승강기, 피난안전구역의 확대 확보가 절실하며 화재시 소화활동과 구조에 사용되는 비상용승강기 이용자가 명확해야 한다.
고층건물 사용자의 피난동선 인지가 필요하며 화재 시 옥상탈출을 위한 헬리콥터 지원이 필요하다.
고층 내화건축물 화재 시 화재가혹도 대책
건축물의 주요구조부와 방화구획(방화벽, 방화문)이 화재가혹도에 충분히 견딜 수 있는 내화능력을 가질 수 있도록 한다.
화재 시 소화에 있어 화재가혹도를 줄이기 위한 주수율과 주수시간을 높인다.
현행기준은 화재가혹도를 반영하여 소화용수를 결정하는 것이 아니므로 고층건축물 화재시에는 화재가혹도를 반영한 기준 이상의 설계량이 필요하다.
끝.
