1. 서 론
인터넷컴퓨터게임시설제공업(이하 PC방)은 컴퓨터 등 필요한 기자재를 갖추고 공중이 게임물을 이용하게 하거나 부수적으로 그 밖의 정보제공물을 이용할 수 있도록 하는 영업을 말하는데(Korean Law Information Center, 2021a), 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법에 따라 안전시설 등의 설치⋅유지 및 안전관리와 화재위험평가, 다중이용업주의 화재배상책임보험 등으로 안전관리가 되고 있다(Korean Law Information Center, 2021b). 전체 PC방 중 200~300 m2 미만 규모의 영업장이 2015년 34.5%에서(Korea Creative Content Agency, 2015) 2021년 62.2%로(Korea Creative Content Agency, 2021a), 300 m2 이상 규모의 영업장이 2015년 15.8%에서(Korea Creative Content Agency, 2015) 2021년 18.5%로(Korea Creative Content Agency, 2021a) 증가하며 대형화되어 감에 따라 화재 1건당 재산피해액이 2011년 1,495,000원에서 2021년 4,922,000원으로 약 229.23% 증가하여 PC방 화재 시 재산피해의 규모가 증가하고 있으며, 2011년 인명피해가 없었으나 2018년 부상 9명, 2020년 부상 4명이 발생하는 등 인명피해가 증가하고 있음을 확인할 수 있다(National Fire Information System, 2021).
소방청에서 발간한 2022년 예방소방행정 통계자료에 따르면 PC방이 포함된 다중이용업소에 대해 소방시설 등에 대한 불법행위 신고 포상제를 운영한 결과 1,268건이 적발된 것으로 나타났다. 이 중 화재 발생 시 피난에 중요한 요소로 작용하는 피난, 방화시설과 관련한 적발건수가 1,202건으로 전체 적발건수의 94.8%를 차지하여 안전관리가 이루어지지 않음을 확인할 수 있다(National Fire Agency, 2022). 2018년 수원에 위치한 PC방에서 발생한 화재로 인해 60여명의 부상자가 발생했는데 건물 수신반을 조작하여 자동으로 경보가 발령되지 않는 상태였으며, 스프링클러설비 소화배관을 통해 소화수가 방출되지 않는 상태로 방치하는 등 안전불감증으로 인해 안전관리가 전혀 되지 않는 상태에서 화재가 발생하여 대형 인명피해로 이어질 수 밖에 없었다(Incheonilbo, 2018).
다중이용업소 내부 피난통로의 폭은 120 cm 이상으로 하도록 되어 있으며, 양 옆에 구획된 실이 있는 영업장으로서 구획된 실의 출입문 열리는 방향이 피난통로 방향인 경우 150 cm 이상으로 설치하도록 규정하고 있다. 하지만 PC방의 경우 구획된 실로 인한 통로가 발생하는 것이 아니기 때문에 영업장 안에 조금이라도 더 컴퓨터를 설치하려는 영업주의 경제적 목적으로 인해 좁은 공간에 많은 컴퓨터를 설치하고 있는 실정이며, 책상과 책상 사이를 기준으로 폭을 측정하기 때문에 의자가 배치될 경우 그 폭이 더욱 좁아져 피난에 어려움이 발생할 것은 명백한 사실이다.
Oh et al. (2021)은 피실험자의 혈중알코올농도에 따라 그룹을 설정하고 각 그룹별로 피난 과정 중 4가지 주요 피난 단계에 해당하는 Recognition Time, Activity Time, Response Time, Pre-travel Time에 대한 소요 시간을 분석한 결과 음주자의 혈중알코올농도 수치가 높아짐에 따라 피난 단계별 소요 시간이 대체적으로 증가하였음을 확인하였다. Cho and Kim (2013)은 다중이용업소의 실내마감과 설치기준 및 해외사례 분석을 통해 건축법, 소방시설법, 다중이용업소법 등에서 규정하고 있는 마감재료 관련규정의 일원성 확보, 주 출입구로부터 영업장의 긴 대각선 길이의 1/2 이상 떨어진 위치에 설치, 영업장의 수용인원⋅재실자 1인당 피난 단위폭의 설정, 내부 피난통로의 수 등을 고려한 내부 피난통로의 폭에 대한 체계적인 기준 등을 주장하였다.
Park and Yoon (2020)은 국내 다중이용업소의 안전관리체계를 구성하는 소방당국의 예방소방행정과 민간분야의 소방시설등 자체점검 제도의 법적 근거 및 그에 따른 전반적인 안전관리 현황의 분석을 통하여 현행 체계의 문제점을 도출하였고, 현실적이고 실효성 있는 개선방안을 제시하고자 영국의 화재안전관리체계를 분석하였다. Jeon and Lee (2018)은 소방청의 예방소방행정통계 자료를 활용하여 다중이용업소 소방안전교육이 실제 화재예방에 있어 실효성을 가지지 못한다는 것을 유추해내었고, 그 이유로 소방안전교육의 운영미흡이라는 도출했으며 이를 통해 체계적인 소방안전교육 시스템 개발이라는 개선안을 마련하였다. Lim (2019)은 화재가 발생한 고시원에 대한 문제점을 분석한 후 소방시설 미설치와 스프링클러 설치에 따른 화재진행 시간에 따른 온도분포, 연기분포에 대한 화재시뮬레이션을 실시하여 다중이용업소의 화재 발생 시 위험성에 대해 평가하였다.
기존 연구를 분석하면 해외사례와의 비교 분석을 통해 안전관리체계를 개선하는 방안에 대한 연구와 사고사례 분석을 통한 문제점을 도출한 연구, 다중이용업소 소방안전교육시스템 개발에 대한 연구 등이 주를 이루었으며, 그 외에 화재시뮬레이션을 실시하여 위험성을 평가한 선행연구 등이 있었다. 이 연구는 다중이용업소 중 다수의 인원이 이용하는 PC방 영업장에서 화재가 발생한 상황을 설정하여 피난시뮬레이션을 실시, 책상 간격 배치에 따른 피난시간의 변화를 측정하는 연구를 실시한다는 점에서 의의가 있다.
이 연구에서는 전라북도에 위치한 200석 규모의 PC방 영업장에 대한 모델링을 실시한 후 화재 발생 시 피난상황에 대해 시뮬레이션 하고자 한다. 의자 배치에 따른 피난간격의 감소를 감안하여 190 cm, 210 cm, 230 cm로 책상 간격을 배치할 경우 피난 상황을 시뮬레이션하고, 다중이용업소안전관리에 관한 특별법 시행규칙에서 정하고 있는 비상구의 규격인 가로 75 cm를 준용하여 피난간격 75 cm 배치를 위한 260 cm 책상배치 간격에 따른 피난소요시간을 측정하고 그에 따른 피난시간의 변화를 평가하고자 한다.
2. 본 론
2.1 시설개요
2.1.1 모델링 대상 시설 개요
피난시뮬레이션 대상은 200석 규모의 인터넷컴퓨터게임시설제공업 영업장으로 지하 1층, 지상 6층의 건물 중 3층에 위치한 영업장이다. 영업장 면적은 518.58 m2로 인터넷과 게임을 즐기기 위한 PC룸과 흡연실, 창고, 탈의실 등으로 구성되어 있다. PC룸이 영업장 면적의 대부분을 차지하며 중앙 부분에 위치하고 있고, 영업장 상부에는 흡연실과 창고, 영업장 하부에는 흡연실이 위치하고 있다. 영업장 주출입구의 크기는 110 cm이며, 비상구의 크기는 75 cm이다. 영업장의 평면도 및 재실자 배치도는 Fig. 1과 같다.
2.1.2 00지역 PC방 가구 배치 현황
00 지역에 위치한 PC방의 가구 배치 현황을 조사한 결과 책상간격이 가장 넓은 PC방의 경우 210 cm의 간격으로 배치하여 50 cm의 피난간격을 확보할 수 있었지만, 가장 좁은 PC방의 경우 150 cm의 간격으로 책상을 배치하여 피난간격이 20 cm 밖에 확보되지 않았다. 00 지역에 위치한 PC방 가구배치 현황은 Table 1과 같다. 책상 및 의자배치에 따라 피난간격 확보에 어려움이 발생하는데 이해를 돕기 위한 실제 사진은 Fig. 2와 같다.
Table 1
00 Local Internet Computer Game Facility Providers Furniture Deployment Status
2.2 입력변수 및 입력값
2.2.1 재실자의 배치
200석 규모의 영업장 상황을 감안하여 200석에 전부 손님이 있을 때를 가정하여 200명의 손님이 있는 것으로 설정하였으며, PC방 사용 점유율에 따라 남성 86.1%, 여성 13.9%로 설정하였고, 10세 미만 1.9%, 10대 22.1%, 20대 38.8%, 30대 26.2%, 40대 8.5%, 50대 이상 2.4%로 배치하였다. 종사자의 경우 전국에 있는 PC방 평균 종사자 수인 3.9명에 따라 4명을 배치하였다. 대표자 성별은 남성이 80.4%, 여성이 19.6%를 차지하는 점을 감안하여 남성으로 설정하였으며 연령의 경우 30대인 경우가 43.9%로 가장 많은 점을 토대로 30대로 설정하였다. 종업원의 경우 남성이 52.9%, 여성이 47.1%인 점을 감안하여 남성 2명, 여성 1명을 설정하고, 연령별 현황의 경우 20대가 60.4%, 30대가 24.2%인 점을 근거로 20대 2명, 30대 1명으로 설정하였다(Korea Creative Content Agency, 2021b). 재실자는 종사자의 경우 1명이 탈의실, 1명이 창고, 2명이 책상 근처에 있는 것으로 설정하였으며, 손님의 경우 흡연실로 사용하고 있는 영업장 상단 룸-1에 3명, 영업장 하단 룸-2에 32명, PC룸에 165명이 있는 것으로 설정하였다. 연령 및 성별에 따른 재실자의 수는 Table 2와 같다.
2.2.2 재실자의 신체적 특성
재실자의 신체적 특성을 연령, 키, 어깨너비, 보행속도로 구분하여 Table 3과 같이 나타내었다. 연령 및 성별을 통해 통계청의 ‘한국인 인체치수조사’ 자료를 참고하여 작성하였다(Statistics Korea, 2018a, 2018b). 연령 및 성별에 따른 보행속도는 Park et al. (2007)의 연구를 참고하였다. 피난시뮬레이션에서 주요 변수로 작용하는 어깨너비와 보행속도의 경우 남성 20대와 30대가 어깨너비 39.8 cm, 보행속도 1.49 m/s로 가장 높은 값을 보였다.
Table 3
Physical Characteristics of the Occupant
2.3 시나리오의 구성
PC방의 책상 간격에 따른 피난시간을 분석하기 위해 자료조사를 실시한 바 PC방에서 주로 사용하는 게임용 의자의 앉는 부분의 너비가 55 cm 전후인 점을 감안하여(Xenics HomePage, 2022) 책상 간격의 가운데 부분에 110 cm의 장애물이 발생하는 것으로 설정하였다.
이 연구에서 분석도구로 사용한 Pathfinder의 경우 남성의 어깨너비 평균 37.58 cm 이하로 피난간격을 설정할 경우 재실자 배치가 불가능하다는 점을 감안하여 재실자 배치가 가능한 최소 피난간격인 40 cm 배치가 가능한 190 cm 책상간격을 시나리오 1로 구성하였으며, 피난간격 확대에 따른 피난시간 추이를 분석하기 위해 피난간격 50 cm 배치를 위한 책상간격 210 cm 배치를 시나리오 2로, 피난간격 60 cm 배치를 위한 책상간격 230 cm 배치를 시나리오 3으로, ｢다중이용업소안전관리에 관한 특별법 시행규칙｣에서 정하고 있는 비상구의 규격인 가로 75 cm (다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행규칙. [별표 2] 안전시설등의 설치⋅유지 기준)를 준용하여 피난간격 75 cm 배치를 위한 책상간격 260 cm 배치를 시나리오 4로 설정하였다.1) 각 시나리오별 설정된 내용은 Table 4와 같으며, 책상배치 간격 이해를 위한 각 시나리오별 책상 및 의자 배치도는 Fig. 3과 같다.
2.4 피난개시시간 및 영업장 하단 부분 흡연실의 피난경로 설정
피난 개시시간은 발화 후 열 또는 연기의 발생으로 감지기가 반응하여 작동하는 감시시간, 감지기가 감지하여 수신기로 화재신호가 통보되는 시간, 지구음향장치 및 영상음향차단장치가 작동하여 PC방 이용자와 종사자가 화재를 인지하고 피난을 준비하는 시간 등을 고려하여 60초 이후로 설정하였다.
이 연구에서 피난시뮬레이션을 실시한 PC방의 경우 평면도 기준 영업장 하단 룸-2에 흡연실이 긴 복도 형식으로 형성되어 8개의 문을 통해 출입이 가능한 것으로 되어 있다. 화재 등 재난이 발생하여 시나리오로 설정한 것과 같이 책상과 책상 사이에 장애물이 발생할 경우 8개의 문 중 7개의 문이 의자로 막혀 사용하지 못하고, 1개의 문을 통해 피난을 실시하는 것으로 설정하였다.
3. 실험결과 및 분석
책상 간격 변화에 따른 피난 변화 추이를 측정하기 위해 이번 연구에서 주요 병목구간으로 선정한 구간은 비상구 연결 피난 간격, 주출입구, 흡연실 연결 피난 간격이다. 주요 병목구간으로 선정한 세 곳은 비상구와 주출입구로 향하는 피난인원이 몰려 피난통로의 역할을 하여 피난시간이 지연될 것으로 판단되며, 흡연실 연결 피난 간격 또한 흡연실에서 피난을 실시하는 인원이 몰리면서 재실자의 군집밀도가 높아지는 구간으로 병목현상이 발생하여 분석지점으로 설정하였다.
각 시나리오별 첫 번째 피난완료자가 발생한 시간의 경우 63.3, 63.8, 63.8, 63.5초 순으로 이는 복도 가장 끝에 있는 재실자의 경우 피난시간에 영향을 받지 않는 다는 점을 확인 할 수 있었다.
90 cm 간격으로 책상을 배치하여 의자로 발생한 110 cm의 장애물 양 옆에 40 cm의 피난간격이 생성된 시나리오 1의 경우 비상구 연결 피난 간격과 주출입구의 경우 80초부터 140초까지 병목현상이 유지되다가 감소하는 추세를 보였다. 최고군집밀도는 주출입구 4.48 명/m2, 비상구 연결 피난간격 3.6 명/m2, 흡연실 연결 피난 간격 2.96 명/m2이었다.
시나리오 2는 210 cm 간격으로 책상을 배치하여 50 cm의 피난간격이 발생한 상황에 대해 피난시뮬레이션을 실시하였다. 약 70초부터 약 140 초까지 비상구 연결 피난 간격과 주출입구에서 병목현상이 발생하는 것으로 나타났으며, 흡연실 연결 피난 간격의 경우 약 80초에서 약 90초까지 흡연실 내의 피난자가 몰리며 병목현상이 나타나지만 그 이후 꾸준히 감소하는 추세를 나타냈다.
230 cm 간격으로 책상을 배치하여 의자로 발생한 110 cm의 장애물 양 옆에 60 cm의 피난간격이 생성된 시나리오 3은 흡연실 피난 간격의 경우 피난을 시작한 60초 직후 군집밀도가 증가하는 양상을 보이다가 약간의 하락 추세 후 군집밀도를 유지하다가 90초 이후 하락하는 추세를 나타냈다. 최고군집밀도는 주출입구 4.37 명/m2, 비상구 연결 피난간격 2.93 명/m2, 흡연실 연결 피난 간격 3.09 명/m2로 비상구 연결 피난 간격의 최고군집밀도 이전시나리오에 비해 감소하는 모습을 나타냈다.
시나리오 4는 시나리오 3과 비슷한 양상으로 주출입구와 비상구 연결 피난 간격에서 약 70 초부터 약 140초까지 병목현상이 발생하였으며 최고군집밀도는 주출입구 4.48 명/m2로 나타났다.
시나리오 1의 경우 흡연실 연결 피난 간격의 경우 꾸준히 군집밀도가 꾸준히 감소하는 추세를 나타내지만 시나리오 2의 경우 약 80초에서 약 90초까지 흡연실 내의 피난자가 몰리며 병목현상이 나타나 군집밀도가 증가하였다가 감소하는 추세에서 차이를 나타내며, 시나리오 3과 4의 경우 주출입구와 비상구 연결 피난 간격에서 약 70초부터 약 120초까지 병목현상이 비슷한 양상으로 발생하여 동일한 추세를 보였다.
피난시간이 가작 적게 소요된 시나리오 4의 피난완료시간은 154.0초이고, 피난시간이 가장 많이 소요된 시나리오 1의 피난완료시간은 166.0초로 피난완료시간을 단순 비교할 경우 12초의 차이 밖에 나지 않지만, 시나리오 4의 피난완료시간 154.0초를 기준으로 할 때 시나리오 1의 미피난 재실인원이 21명이 존재하는 점을 감안하면 인명피해를 줄이는 데 유의미한 차이를 가지고 있다고 할 수 있다.
Table 5는 가장 긴 피난시간이 나타난 시나리오 1과의 비교분석을 위해 시나리오별 피난시간2) 및 시나리오 1과의 피난시간 차이, 피난 시간이 가장 짧은 시나리오 6의 피난소요시간인 154.0초에서의 미피난 재실인원을 비교⋅분석하였다.
Table 5
The Number of Occupants Not Evacuated at 166 Seconds and the Difference in Evacuation Time from Scenario 1
Fig. 4는 설정한 시나리오 중 피난 시간이 가장 짧은 시나리오 6의 피난소요시간인 154.0초에서의 미피난 재실인원 인원 및 피난상황을 비교⋅분석하였다.
PC방 책상 간격에 따른 피난시간 분석을 위해 시나리오 1부터 4까지 피난시뮬레이션 실시결과를 정리한 결과는 Table 6과 같다. 책상 간격 확대에 따른 피난시간 분석을 위해 책상간격을 190 cm, 210 cm, 230 cm, 260 cm로 확대하며 피난시뮬레이션을 실시한 결과 피난시간이 최대 166.0초에서 최소 154.0초로 감소하는 결과를 나타냈다.
Table 6
Classification of Evacuation Time, Evacuation Status, and Travel Distance by Scenario
시나리오 설정에 따른 주요 병목구간 분석지점으로 설정한 비상구 연결 피난 간격, 주출입구, 흡연실 연결 피난 간격의 군집밀도 추이는 Fig. 5와 같다. 비상구 연결 피난간격의 경우 시나리오 1~4 모두 약 130초 이후 감소하는 동일한 추세를 나타냈다. 주출입구의 경우 비상구 연결 피난간격의 감소 추세보다 더욱 동일한 양상으로 감소하는 추세를 나타냈다. 흡연실 연결 피난간격의 경우 전체적인 군집밀도는 피난을 개시한 60초 이후 군집밀도가 증가하였다가 꾸준히 감소하는 추세가 나타났으며, 시나리오 1과 2는 완만한 감소추세를 보였고, 시나리오 3와 4은 약 90초까지 군집밀도를 유지하다가 급격히 감소하는 추세를 나타냈다.
피난시뮬레이션 결과를 비교⋅분석한 내용과 현재 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행규칙에서 내부 피난통로폭에 대한 규정만 있다는 점을 토대로 PC방처럼 가구 등의 배치로 인해 통로와 같은 역할을 하는 공간에 대한 규정의 신설이 필요함을 제안하고자 한다.
4. 결 론
이 연구는 피난시뮬레이션을 이용하여 PC방에서 화재 발생 시 책상 간격에 따른 피난시간을 비교⋅분석한 것이다. ｢다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행규칙｣에서 내부 피난통로폭에 대한 규정만 있는 점에서 착안하여 PC방처럼 가구 등의 배치로 통로와 같은 역할을 하는 공간으로 피난할 경우 상황에 대해 피난시뮬레이션을 실시하였다. PC방 책상 간격에 따른 실험을 통해 도출한 결과는 다음과 같다.
(1) 190 cm의 간격으로 책상을 배치할 경우 166초가 소요되었고, 210 cm의 간격으로 책상을 배치할 경우 161.3초가 소요되었으며, 230 cm의 간격으로 책상을 배치할 경우 160.3초가 소요되었고, 마지막으로 270 cm의 간격으로 책상을 배치할 경우 154.0초가 소요되었다.
(2) 피난시간이 가장 많이 소요된 시나리오 1의 피난완료시간은 166.0초로 피난시간이 가장 적게 소요된 시나리오 4의 피난완료시간 154.0초와 단순 비교할 경우 12초의 차이 밖에 나지 않지만, 시나리오 4의 피난완료시간 154.0초를 기준으로 할 때 시나리오 1의 미피난 재실인원이 21명이 존재하는 점을 감안하면 인명피해를 줄이는 데 유의미한 차이를 가지고 있다고 할 수 있다.
이 연구는 00 지역에 위치한 PC방의 책상간격을 조사한 결과를 토대로 책상간격을 산정하여 책상 간격 변화에 따른 피난시간의 변화를 측정하였다는 점에서 특정 지역 PC방의 데이터를 이용하여 실험을 진행했다는 한계를 가지고 있다. 하지만 PC방 책상 간격이 확대됨에 따라 피난 시간이 감소하는 결과가 도출되어 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행규칙에 PC방처럼 가구 등의 배치로 인해 통로와 같은 역할을 하는 공간에 대한 규정의 신설이 필요하다는 근거를 마련했다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다.
향후 이 연구에서 실시한 PC방 영업장을 대상으로 화재시뮬레이션 분석을 이용해 ASET (Available Safety Escape Time)을 산정하여 REST (Required Safety Escape Time)과 비교하는 피난안전성에 대한 분석이 필요할 것이다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
Full text via DOI
Download Citation
Print
