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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 17(6); 2017 > Article
샌드위치패널 물류창고의 소화활동을 위한 유지관리 측면의 건축적 대응방안 연구

Abstract

In recent, fire accidents have frequently occured in warehouses with exterior wall of sandwich panels, and higher fire loads have made fire fighting activities difficult, and it was investigated that the damage to life and property were severe. According to the analysis of bigger fire accidents in warehouses for 5 years, main causes were revealed as inobservance, electrical fire, and unknown cause. In order to reduce the damage caused by fire in the logistics warehouse, it is necessary to assess the fire safety, to develop the element technology for the suppression of fire-fighters, and to study the architectural method for the effective evacuation against the collapse of the structure.
In this study, we have conducted research on architectural countermeasures with passive and active fire protection technology for the effective fire fighting activities of sandwich panel warehouse. The purpose of this study is to investigate and analyze the fire stability of the warehouse, to suggest the ways to secure golden time and to utilize equipment for effective fire fighting. In this paper, we propose an architectural countermeasures, such as the exterior wall installation method, fire blocking and certification product use, evacuation system and maintenance of fire fighting facilities to prevent fire spread.

요지

최근 샌드위치패널의 물류창고에서 화재가 빈번하게 발생하고 있으며, 화재발생시 화재하중이 크고 조기 소화활동이 어려워 인명과 물적 피해규모가 큰 것으로 조사되었다. 대형물류창고의 5년간 화재원인 조사 분석 결과, 부주의, 전기적 요인, 원인 미상 순으로 나타났다. 이에 화재 시 물류창고의 인명피해 저감을 위해서는 사전 화재 안정성 측면의 평가와 소방관들이 효과적으로 진압을 위한 요소 기술과 구조물의 붕괴 전 대피를 위한 건축적 개선 방안에 대한 연구가 필요하다.
따라서 본 연구에서는 기존 샌드위치패널 물류창고의 효과적인 소화활동을 위한 유지관리 측면의 패시브 건축방재 기술과 액티브 기술을 적용한 건축적 대응방안에 대한 연구를 수행하였다. 이를 통해 샌드위치패널 물류창고의 화재안정성 조사 및 분석을 하였으며, 효과적인 소화를 위한 골든타임 확보방안과 소방관의 소화진압 장비 활용방안을 제시하였다. 또한 화재확산 방지를 위한 외벽설치 방법, Fire Blocking과 인증제품 사용, 피난시스템과 소방시설 유지관리 등 건축적 대응방안을 제안하였다.

1. 서론

2008년 이천 코리아2000 창고화재로 인하여 사상자 50명과 재산피해가 발생한 이후에도 매년 샌드위치패널 물류창고의 화재가 끊이지 않고 있다. 대표적으로 2013년 안성 코리아 냉동 창고, 2014년 대전 아모레퍼시픽 물류창고, 2015년 김포 제일모직 물류창고 화재로 인하여 인명피해나 물적인 피해가 반복되고 있다. 물류창고 화재는 적재된 물품, 배열 형태, 적재 방식에 따라 화재하중이 다르며, 이는 화재 규모와 진행속도에 큰 영향을 미친다(Seok, 2015). 그러므로 샌드위치패널 물류창고의 적재물품에 따라 건축구조 및 재료를 선정하는 등 건축적 요구성능이 달라져야 하지만 저렴한 비용에 따른 경제성 및 공기단축의 이유로 화재에 취약한 철골구조와 샌드위치 패널을 사용한 물류창고가 대부분인 실정이다(Kim, 2017). 이에 화재발생 시 불길에 오래 견디어 대피 및 화재진압을 위한 골든타임을 확보할 수 있는 내화구조나 난연성 재료에 대한 중요성이 부각되고 있다.
이러한 배경에서 본 연구에서는 국내 샌드위치패널 물류 창고의 실태조사 및 전문가 자문을 통해 기존 샌드위치 패널 물류창고의 소화활동을 위한 유지관리 측면에서 건축적 대응방안에 대한 연구를 수행하였다. 우선 물류창고의 화재안정성 조사 및 분석을 하였으며, 효과적인 소화활동을 위한 패시브 건축방재 기술과 액티브 기술인 골든타임 확보방안 및 소방시설 개선 그리고 소방관의 소화진압 장비 활용방안을 제안하였다. 또한 소화활동 중 붕괴 전 피난시스템과 개구부 등에 대한 건축적 대응방안을 제안하였다.

2. 물류창고의 현황

국내의 물류창고의 현황을 구조별, 유형별, 면적별, 보관형태, 보관방법 별로 조사하여 물류창고의 특성을 조사하였다. 현재 우리나라는 물류창고는 대부분이 임대 형태로 운영되고 있기 때문에 물류창고의 노후화와 영세성을 벗어나지 못하고 단순 적치형이 주류를 이루고 있어 화재예방과 효율적인 진화를 위한 안전시설 투자도 적절한 시기가 이루어지지 못해 화재발생의 우려가 높고 화재가 발생하면 많은 피해가 발생하고 있다.

2.1 건축 구조별 현황

물류창고는 구조에 따라 일반창고(General Warehouse), 랙크식창고(Rack Storage), 자동화 창고(Automation Storage)로 분류된다. 보통창고란 일반적으로 재래식 창고를 말하며 창고바닥이 평면으로 된 창고로 물품하역은 주로 지게차가 담당하는 창고이다. 랙창고는 파레트, 적층식, 전동식 파레트, 슬라이딩 랙(Rack) 등의 시설을 한 창고를 포함하며 자동화 창고란 정보시스템에 의하여 창고의 하역시스템이 자동화되어 운영되는 창고를 말한다.

2.1.1 일반 물류창고(General Warehouse)

물류창고 중 샌드위치패널로 내⋅외 벽체를 설치하고 지붕을 시공하여 구역별로 물품 종류에 따라 저장하거나 제조에 사용되는 가장 일반적인 공장 내 저장창고나 물류창고에 적용된다.

2.1.2 랙크식 물류 창고(Rack Storage Warehouse)

물류창고의 천정고가 높아질 경우 물품을 효과적으로 저장하기 위하여 내부에 랙크를 설치하여 물품을 저장하는 대형물류창고에 적용된다. 보관물품에 따라 화재 확산율 및 열 방출비율이 다르며 저장높이가 높거나 랙크 배치, 통로 폭, 물품의 양 등에 따라서 화재위험성이 결정된다.

2.1.3 자동화 창고(Automation Storage)

자동화창고는 일반적으로 랙크를 구성하여 각 랙크 마다 고유의 주소를 부여하고 이들 사이를 크레인이 자동으로 이동하여 물류를 적재 및 반출하는 창고시설이다. 이러한 랙크식 창고는 반자(반자가 없는 경우에는 지붕의 옥내에 면하는 부분)까지의 높이가 10 m를 넘는 것으로 선반 또는 이와 유사한 것을 설치하고 승강기 등에 의하여 수납물을 운반하는 장치를 갖춘 창고를 말한다.

2.2 유형별 분류

국내 물류정책기본법에서 사업 유형별 물류창고는 일반창고, 냉장 및 냉동창고, 농수산물 창고, 위험물보관창고, 기타 창고로 정하고 있다. 2010년 통계청 자료에 따르면 물류창고업 기업체 수는 총 4,538개소이며 이 중에서 일반창고가 2,644개소로 전체 53.8%를 차지하고 있으며 농수산물 수입⋅냉장 유통제품 증가 및 원활한 수급과 신선도 유지를 위한 냉장 및 냉동창고 17%, 농수산물 창고가 11.3%를 차지하고 있으며 유형별 창고 현황은 Table 1과 같다.
Table 1
Types of Warehouse
Division Number Ratio
General Warehouse 2,644 58.3%
Cold Storage Warehouse 770 17%
Agricultural and Marine Products Warehouse 513 11.3%
Dangerous goods storage warehouse 146 3.2%
Others 465 10.2%
Total 4,538 100

2.3 보관형태별 분류

물류창고의 보관형태에 따라 일반적인 상온창고인 보통창고와 정온창고, 저장창고, 야적창고, 냉동⋅냉장창고, 위험물창고 등으로 분류되고 있다. 정온창고는 공조기를 이용하여 온도와 습도를 조절할 수 있는 창고를 말한다. 저장창고는 지반에 정착한 저장탱크로서 내화구조를 갖추고 있는 창고로 주로 곡물(사일로), 분립체 등이 부두에 설치되어 있다. 야적창고는 노천에 보관하는 옥외창고로 야적보관을 위하여 담장, 철책 등을 설치하여 목재, 컨테이너 등을 야적형태로 보물의 창고(10°C 이하)를 말하는데 냉동창고는 C 1급(-20°C ~ -10°C), C 2급 (-10°C~ -2°C), C 3급(-2°C~10°C), F 급(- 20°C 이하) 등으로 분류한다.

2.4 보관운영 형태별 분류

보관운영형태에 따라 자가창고, 영업창고, 리스창고, 공공창고로 분류된다. 자가창고는 민간기업이 직접소유하고 자기의 물품을 보관하기위한 창고이다. 반면 영업창고는 다른기업이 의뢰한 물품을 보관해 주고 그에 대응하는 일정의 수수료를 받는 창고를 말하며 리스창고는 기업이 보관공간을 리스하는 것이다. 공공창고는 정부기관 및 지방자치 단체가 공공의 이익을 위해서 설립한 창고로 공립창고, 관설 보세창고, 공공 임대창고 등을 말한다.

3. 샌드위치패널 물류창고의 화재 안정성 조사 분석

3.1 물류창고의 화재원인별 조사

최근 몇 년간 국내 샌드위치패널 대형물류창고의 화재안정성 조사를 위하여 화재원인과 인적 물적 피해현황을 조사한 결과 Table 2와 같이 분석되었다. 2015년 김포 제일모직물류창고와 2013년 안성 코리아 냉동창고의 경우, 상주인원은 적어 인명 피해가 적었지만 재산피해는 가연성 화재하중이 높은 샌드위치패널 건축물이 주원인으로 조사되었다. 한편, 이천시 GS 리테일 물류창고와 이천시 코리아 2000창고의 경우는 인명 및 재산피해가 커서 대형물류창고의 화재안정성 측면에서 반드시 기존물류창고의 유지관리 측면에서 건축적 개선이 필요한 것으로 조사되었다.
Table 2
Causes of Fire in Warehouses Recently Occured
Place Breaking Time Cause of fire Life & Property Loss
Personal Property (million KRW)
Kimpo J.M Warehouse 2015.05 Arson presumption Death 1 28,000
Daejeon A.P Warehouse 2014.04 Cause unknown 0 4,950
Ansung K Cold Storage Warehouse 2013.05 Cause unknown 0 98,800
Goyang W I Warehouse 2012.12 Cause unknown Fire official Death 1 Injury 2 1,930
Namyangju Hado Warehouse 2012.09.21 Estimated electrical factors Fire official Death 1 3,330
Ichon G Retail Warehouse 2008.12 Welding careless estimate Death 8 Injury 4 72,100
Ichon K 2000 Warehouse 2008.01 Flammable vapor explosion Death 40 Injury 10 7,150
Ichon CJ Warehouse 2007.11 Process Lying overheating Fire official Death 1 Injury 1 1,017
Table 3
Cause of Fire in Logistics Warehouses
Division Inattention Electrical Unknown Mechanical Natural Other Chemistry arson Gas Sum
2011 175 155 118 26 41 7 12 9 1 544
2012 180 138 106 32 16 12 8 6 1 499
2013 188 144 87 43 28 7 5 7 0 509
2014 238 143 105 22 27 16 17 8 1 577
2015 222 160 106 36 18 24 16 9 0 591
Sum 1,033 740 522 159 130 66 58 39 3 2,720

※ National Fire Information System www.nfds.go.kr

또한 국가안전처의 화재정보시스템에서 제시한 5년간(2011~2015년) 자료에 의한 화재원인은 부주의로 인한 화재가 전체 화재 2,720건 중 37.97%인 1,033건으로 가장 많은 비중을 차지하고 있으며 전기적 요인이 740건, 원인을 알 수 없는 화재도 522건이 발생한 것으로 조사되었다. 부주의로 인한 화재사고가 가장 많은 것은 물류창고의 잦은 구조 변경에 따른 내·외부에서 용접작업 등 화기취급 빈도가 높아 화재발생의 우려가 높고 중간단열재로 사용되는 스티로폼, 우레탄폼 등은 열에 취약하여 쉽게 착화되는 특성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
두 번째로 전기적 요인의 화재가 전체 27.2%인 740건이 발생하였다. 이는 최근에 증가하고 있는 냉동⋅냉장창고, 위험물 창고와 같이 저온, 항습 등 최적의 저장 환경유지를 위한 대규모 전기설비와 기계류 사용으로 인한 화재 위험도가 높은 원인으로 나타났다.
그밖에 화재 원인을 알 수 없는 원인 미상의 화재도 전체 19.19%를 차지하고 있는데 이는 가연물의 대량 취급으로 화재하중이 큰 물류창고의 특성과 초기 화재진화가 어려운 샌드위치패널의 특징이 복합적으로 작용하여 물류창고의 전체가 연소하면서 붕괴되는 경우가 많기 때문으로 파악된다.

3.2 물류창고의 건축적 측면의 화재안정성 조사

3.2.1 건축 구조시스템 조사

샌드위치패널이 적용된 대형물류창고의 건축구조 형식은 철골구조(steal frame structure), P.E.B 구조(Pre-Engineer Building System), P.C 구조(Precast Concrete)가 있으며, 철골구조가 일반적으로 널리 쓰이고 있다(Lee, 2013). 샌드위치패널 물류창고에 대한 Lee의 2007년 조사 자료에 의하면 일반 상온창고의 경우 철골구조+샌드위치패널이 60%, 철근콘크리트조는 28%, 조립식 패널은 6%, 기타 6%로서 사용면적의 효율성이 높은 철골조+샌드위치 패널 구조가 가장 많이 사용되고 있다. 이와 같은 철골조는 화재 시 열에 의해 인장강도가 급격히 저하되고 하중을 견디지 못해 붕괴로 이어지는 경우가 많다. 이로 인한 철골구조의 주요구조부인 기둥과 보 등에 내화피복이 적합하게 시공되지 않아 화재 후 조기 붕괴로 소방관 및 작업자 등 대량 인명사고가 발생되었다.

3.2.2 샌드위치패널 심재 기준 조사

국내 건축법에서 난연 패널의 경우 모든 건축물에 사용이 허용되어 있다. 그러나 난연성 패널 역시 하재화중에 따라 심각한 피해를 유발할 수 있다(Shin et al., 2013). 샌드위치 패널의 대형물류창고나 공장 건축물에 일반적으로 이용되는 금속계 강판은 아연도금, 갈바늄, 알루미늄 및 스테인레스 등으로 구분할 수 있다. 또한 샌드위치 패널은 금속표면에 장식용 플라스틱류 등의 라미네이트로 마감되며 구성방법은 금속 골조 사이에 H형 포스트 또는 조임 철물로 연결 연속적인 벽체를 형성하게 된다. 그러므로 벽체의 골조 구성방법, 표면재의 재질 및 두께 등은 샌드위치 패널 벽체의 방⋅내화성능을 좌우하는 중요한 요인이 된다. 각 나라에 따라 패널의 표면재 두께는 다르지만 일반적으로 표면재의 두께는 0.5 mm 이상이 되도록 한다. KS에서도 샌드위치 패널의 표면재 두께 및 심재의 밀도를 표준으로 규정하고 있다. 폴리스티렌폼 패널의 두께와 밀도는 0.5 mm, 15 kg/m3 이상이며 우레탄폼 패널의 경우는 0.5 mm, 35 kg/m3 이상으로 규정되어 있으며 난연3급 이상의 성능이 확인된 심재의 경우에 한하여 사용을 권고하고 있다.
샌드위치패널의 표면재와 심재 두께는 50~300 mm까지 생산되며 건축용도와 건축규모에 따른 내화성능의 요구 정도에 따라 구분하여 사용되어야 한다.

3.2.3 물류창고의 시공 접합부

샌드위치 패널의 물류창고는 접합부의 간격이나 틈새가 생기는 것은 불가피하나 이러한 패널의 접합부는 화재시 현저하게 내화성능을 저하시킨다. 특히 심재(내부마감재)가 용융하는 폴리스티렌폼(EPS)이나 우레탄폼(PUR)의 경우 철판 내부에서 연소가 확대되기 때문에 쉽게 화염이 전파되는 특성을 가진다. 또한 철판 내부에서 용융된 심재는 하부로 떨어져서 2차적인 화재확대를 발생시킨다. 선진 각국의 선행 화재실험에서 보고된 접합부의 조건에 따른 내화성능의 차는 현저하며 실험결과도 명확한 차를 보인다. 특히 폴리스티렌폼 등의 열가소성 수지를 심재로 이용한 패널은 연소성 가스를 발생시키고 빠르게 화염을 확대하여 대형화재를 유발할 수 있는 가능성이 크므로 샌드위치 패널의 접합부의 성능을 높이기 위한 대책마련이 요구된다.
접합부의 틈새나 간격을 메우기 위한 재료는 백업재와 코킹재로 구분되며 내화 성능 뿐만 아니라 차음성능 향상에도 기인한다. 백업재로는 펠트, 스폰지 및 성형고무 등이 이용되며 코킹재로는 폴리스티렌폼이 일반적으로 이용되고 있다. 접합부의 내화성능 향상을 위해 불연재나 내화성능이 우수한 재료의 마감이 고려되어야 한다.

3.3 물류창고의 건축물 피난 및 방화구조 기준

샌드위치패널 물류창고는 화재 안정성 측면에서 건축 재료의 기준이 화재안전을 고려하지 못한 부분이 있다. 건축물의 피난 및 방화구조 등의 기준에 관한 규칙에서는 바닥으로 부터 4 m 이상인 철골조의 지붕틀 바로 아래 반자가 없거나 불연재료로 된 반자가 있는 경우에는 내화구조로 인정하고 있다. 한편, 4 m 이상의 철골구조 건축물은 주로 창고시설 과 공장으로 보관품이 4 m 이상 적재되어 화재가 발생하면 지붕틀까지 쉽게 화염과 열기류가 도달 하고 지붕이 붕괴되는 주요 원인이기도 하다. 향후 샌드위치 패널 물류창고의 적재물품의 높이를 통계 조사하여, 현행 4 m 이상의 철골로 지붕틀에 대한 규정을 조사 자료에 근거하여 보다 현실화 할 필요성이 제기된다.

3.4 물류창고의 방화구획 기준

현행 건축법 49조 및 동법 시행령 46조 1항에는 방화구획은 주요구조부가 내화구조 및 불연재인 연면적 1,000 m2 이내 마다 설치하도록 되어있다. 면적별, 층별, 용도별로 방화구획 기준이 있으나 실제 관리상황을 반영하지 못하고 있다. 방화구획의 예외조항으로 건축법 시행령 46조 2항에서 물품의 제조⋅가공⋅보관 및 운반에 필요한 대형기기가 설치된 경우 면제 조항이 있어 랙크식 대형물류창고의 경우 실제 화재 시 패시브 방화관리에 문제가 되고 있다. 또한 방화문의 경우 닫혀 있거나 또는 열려 있다가 화재 시 자동으로 닫히는 구조로 설계되어 있으나, 시공된 대부분의 방화문은 항상 닫혀 있는 구조로 설치한다. 평소에 방화문을 닫아둘 경우 생활에 불편하기 때문에 열어 두고 닫히지 않도록 쇄기를 박아 두는 경우가 많아 화재 시 닫히지 않아 방화 구획의 역할을 하지 못하게 된다. 화재가 발생하면 이를 통하여 화염, 연기가 확대되는 원인이 된다. 실제 생활동선을 고려하여 닫힌 상태로 두는 것이 현실적으로 곤란한 지역에 대해서는 평시에 열어 두고 화재 시 자동으로 닫히는 구조로 하도록 의무화가 필요하다. 또한 방화구획의 관통부 문제점도 도출되었다. 예로서 의정부 아파트화재의 경우도 통신 피트를 통하여 10층까지 짧은 시간에 화재가 확대된 것으로 파악되었다.

3.5 물류창고의 화재안정성 측면의 조사

샌드위치패널을 적용한 물류창고는 화재 안정성 측면에서 조사한 결과 다음과 같은 샌드위치패널 재료적 특성에 대한 문제점이 분석되었다
  • (1) 샌드위치패널 착화 시험 결과, 급속한 연소성능을 가지고 있다. 외관이 철판으로 되어 있지만 화재발생 시 철판 속에 있는 폴리스티렌폼 등의 심재가 매우 빠르게 연소된다.

  • (2) 화재가 진행된 정확한 위치 파악이 어렵다.

    내장재를 둘러싼 철판으로 인해 화재의 진행 위치와 연소정도를 쉽게 파악하기가 어렵다.
  • (3) 화재진압이 어렵고 인명피해 우려가 높다.

    철판속의 내장재가 연소하여 이를 둘러싸고 있는 철판 때문에 소화약제나 소화용수가 쉽게 침투 할 수 없으며 철판의 강도 등 샌드위치 패널의 재료적인 특성상 화재 진압이 극히 어렵다.
  • (4) 급격한 연소 확대로 건물붕괴 위험성이 있다.

    샌드위치패널 창고는 대부분이 철골구조이나 주요구조부의 철골기둥과 보 등에 내화 피복을 하지 않아 화재 시 내부가연물과 샌드위치 패널 의 자체 연소열에 의해 화재발생 후 7~8분의 시간에 650°C에 도달하면 붕괴의 우려가 커진다.

4. 화재확산 방지를 고려한 건축적 대응방안

4.1 패시브(Passive) 방재기술의 효과적인 관리

패시브 방재기술 (Passive Fire Protection)은 외부 요인과 관계없이 항상 작용하는 방화구획 또는 건축물의 내화구조를 의미하는 개념이다. 화재발생 시 가장 강력한 화재확산 제어수단으로 작용하므로 물류창고의 설계단계에서 부터 반영 되어야 한다. 또한 기존 샌드위치 패널 물류창고 의 정기적인 점검과 유지관리를 통해 패시브 방재기법이 유사시 작동될 수 있도록 효과적으로 관리하여야 한다.
  • (1) 화재확산을 방지하기 위하여 물류창고의 적재물품과 샌드위치 패널벽체와 간격은 최소 120 cm를 이격시켜야 한다.

  • (2) 기둥은 철근콘크리트나 내화 철골조와 같은 내화구조가 요구된다.

  • (3) 방화문과 방화셔터가 유사 시 적절히 작동 되도록 유지관리 해야 한다.

  • (4) 외벽이나 내부 칸막이벽의 심재는 폴리스티렌폼, 우레탄폼과 같은 가연물의 사용을 배제하고, 준 불연재 이상을 사용한다.

  • (5) 방화구획의 관통부인 덕트나 배관 등에는 불연재로 반드시 마감처리를 해주어야 한다.

  • (6) 랙크식 물류창고의 경우 방화구획이 설치되지 않은 경우에는 방화성능이 있는 수평 및 수직 차단막의 설치가 필요하다.

4.2 액티브(Active) 방호용 소방설비 설치

국내 대형 물류창고는 대부분 랙크식 물류 창고로 국가화재안전기준(NFSC 103)에 따라 천정고 10m 이상, 연면적 1,500 m2 이상인 경우에만 스프링클러설치 대상이다. 기존 물류창고에 설치되는 스프링클러 살수밀도는 0.16 gpm/ft²이고 방호면적은 2,660 ft²로 조사되었다(Jang, 2015). 그러나 물류창고 방호의 표준으로 인정되는 미국의 NFPA 13에서는 고 화재하중 물품창고의 경우, 동일방호 면적기준 으로 약 0.29 gpm/ft²의 살수밀도를 요구하고 있어 국내기준은 약 절반 정도의 수준에 불과 하였다. 최근 시행한 2017년 샌드위치패널 물류창고 실험결과, 스프링쿨러 헤드는 K-80 이상을 설치하면 벽면방호에 효과적임을 확인하였다(Hong, 2017). 따라서 기존 물류창고의 스프링클러 설치는 수용물품의 위험등급과 적재 방식, 적재 공간 및 천장높이, 스프링클러 헤드 형식을 고려한 해외 기준(FM Global, NFPA)을 반영하고 추가적인 방호실험을 수행하여 적극 제도화할 필요가 있다.
또한, 소화전은 인명 피해를 최소화하는 골든 타임 확보의 주요설비이므로 주거⋅상업⋅공업지역 100 m 이하, 농어촌 지역 140 m 이하의 현행소화전 설치규정을 지역 및 용도 특성에 따라 검토하여 법적기준을 보다 강화할 필요가 있다.

4.3 샌드위치패널의 외벽체 설치 방법 개선

샌드위치패널 대형물류창고의 경우 패널의 설치가 용이하도록 수평으로 설계 및 시공하는 사례가 많다. 그러나 화재발생시 소방대원과 소방차의 진입을 위하여 소화용 개구부 설치를 위해 샌드위치 패널 외벽을 철거하는데 수평(가로)방향으로 시공된 경우 샌드위치패널의 해체가 어렵고 시간이 오래 소요되어 골든타임을 놓치기 쉽다. 신속한 화재 진압과 골든타임 확보를 위한 대형 물류창고의 샌드위치패널 외벽은 수직(세로)방향으로 설계 및 시공하는 공법을 반영하여 소방대원에 의한 해체가 용이한 수직 외벽 패널의 철거작업을 실시하여 화재진압 시 비상출입구로 활용이 필요하다.

4.4 화재안전을 고려한 내화구조 인증제품 적용

화재확산 방지를 위한 건축적 대응방안으로 방화 구획의 안전성확보, 골든타임 확보를 위한 방안의 일환으로 외국사례 처럼 글라스울 패널에 C형강과 실리카울 팰트와 리벳 등을 사용한 내화구조 인증제품을 적용하여야한다. 또한 패널 간 이음새 부분에 대한 화재안정성이 검증된 내화충전구조 인증제품을 사용해야 한다. Fig. 2와 같이 화재발생시 아랫층에서 직상층으로 화염확산을 방지하기 위하여 상·하부 층의 글라스울 패널사이에 층간 화염차단재로 난연성능이 가장 우수한 미네랄 울 패널을 높이 2.55 m로 설치하여 화재확산 방지재로 반영이 필요하다.
Fig. 1
Fire Accidents in Sandwich Panel Warehouse
KOSHAM_17_06_011_fig_1.gif
Fig. 2
Flame Barrier for Ignition Delays
KOSHAM_17_06_011_fig_2.gif

4.5 샌드위치 패널 연결재인 Fire Blocking 적용

물류창고의 경우 방화구획과 소방설비 설치 의무화로 열역학적 특성 한계극복과 착화지연의 해결방안이 될 수 있다. 화재발생시 소방관의 진화 이전까지 샌드위치 패널 물류창고의 착화 지연 방지를 위한 방화성능이 향상이 필요하며, 샌드위치 패널과 패널간 연결부의 방화성능 강화를 위한 부속재가 필요하다. 이를 위해 패널간 연결 위치에 두 형태의 Fire Blocking을 설치하여 방화성능을 확보하여 착화지연과 화재확산방지에 적극 활용하여야 한다. Fig. 3과 같은 원리를 응용하여 화재확산의 차단 부속재 개발이 가능하게 되어 샛기둥 형태의 방화 차단은 샌드위치 패널 제조 및 시공 기술의 개발로 가능하게 되었다.
Fig. 3
Fire Blocking for Building Ignition Delays
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4.6 피난시스템의 분산배치 문제점

샌드위치패널의 물류창고도 건축물의 기준에 따라 유사시 피난시간 확보와 붕괴 방지, 소방 및 구조 활동의 안전 확보 등을 위해 주요 구조부가 화재에 견디고 간단한 수리로 다시 사용할 수 있을 정도로 내력을 갖춰야 한다. 물류창고의 경우 양방향 피난로 확보와 피난로의 분산 배치로 신속하게 피난할 수 있어야 하지만 현행 건축법은 피난로 분산 배치 기준이 없다. 아울러 실제 피난의 실효성을 고려 할 수 있도록 건축물의 외부로의 피난 출입구도 기존 물류창고 바닥면적 5,000 m2에서 3,000 m2 물류창고에 적용하고 출입구 크기도 2.5×2.5 m 이상으로 소방차량이 통과될 수 있도록 법규 개정이 필요하다고 사료된다.

4.7 소방시설 등의 유지관리 강화

샌드위치 패널 물류창고에 설치된 스프링클러 및 소화전은 최초 설치 이후에도 물류 운영상의 이유나 소화시설의 파손 우려로 제대로 유지관리 가 이루어지지 않는 경우가 많다. 관련 법률에 따라 실시하는 법정 점검 이외에도 월 1회 이상 소방펌프 등을 관리자가 직접 기동 하여 정상 가동 여부를 확인하고, 불가피한 이유로 소방펌프 또는 소방시설을 가동중지하는 경우는 이에 상응한 안전 조치가 추가되어야 한다.

5. 결론

샌드위치패널 대형물류창고의 화재확산을 제어하기 위하여 과거 10년간의 대형화재 실태조사와 합동연구팀의 화재안정성 측면의 샌드위치패널 재료조사, 피난 및 방화구조와 방화구획 기준 등을 조사하였다. 또한 소방관과 전문가 자문 등을 통해 샌드위치패널 물류창고의 신속한 소화활동을 위한 유지관리 측면에서 건축적 대응방안에 대한 연구를 수행하였으며 아래와 같은 건축적 대응방안을 제안하고자 한다.
  • (1) 패시브 방재기술 (Passive Fire Protection)을 적극 적용한다. 화재 발생 시 가장 강력한 화재확산 제어수단으로 작용하므로 기존 물류창고의 방화구획이나 방화샷터 등이 유사시 잘 작동되도록 관리되어야 한다.

  • (2) 액티브(Active) 방호용 소방설비를 설치하여야 한다. 기존 샌드위치 패널 물류창고가 고 화재하중인 경우 K-80이상 스프링클러 헤드 설치를 통하여 화재 초기의 벽체 방호 및 소방대원 안전을 위한 지붕구조체 붕괴를 방지하는 적극적인 제도적 보완대책이 필요하다.

  • (3) 샌드위치 패널의 외벽체 설치 방법을 개선한다.

    소방대원의 진압 작업에 외벽을 수평(가로)방향으로 시공된 경우 해체가 어렵고 시간이 오래 걸려 골든타임을 놓치기 쉽다. 따라서 수직(세로)방향으로 설계 및 시공을 하는 공법을 적극 반영하여야 한다.
  • (4) 화재안전성 우수한 내화구조 인증제품을 적용한다.

    화재확산 방지를 위한 건축적 대응방안으로 방화 구획의 안전성확보, 골든타임 확보를 위한 방안의 일환으로 내화구조 인증제품을 적용하여야한다.
  • (5) 샌드위치 패널 연결재에 Fire Blocking을 적용한다. 화재발생시 소방관의 진화 이전까지 샌드위치패널 연결재인 Fire Blocking을 설치하여 방화성능을 확보하여 착화지연과 화재확산방지에 적극 활용하여야 한다.

  • (6) 피난시스템은 양방향 분산 배치되어야 한다.

    피난로 분산배치기준의 보완과 더불어 외부로의 피난출입구의 크기를 소방차량이 통과할 수 있도록 2.5×2.5 m 이상으로 설치한다.
  • (7) 소방시설 등의 유지관리를 강화하여야 한다.

    물류창고의 경우 운영상의 이유 및 파손 우려로 제대로 유지관리가 이루어지지 않는 경우가 많다. 관련 법률에 따라 실시하는 법정 점검 이외에도 월 1회 이상 소방펌프 등을 관리자가 직접 점검하여 정상 가동 여부를 확인하여야한다.

감사의 글

본 연구는 국민안전처 현장 중심형 소방활동지원 기술개발사업(MPSS-소방안전-2015-67)의 연구지원으로 수행되었습니다.

References

Baek, Y, Choi, Y.C, Kwon, O.I, and Choi, S.I (2010) Hazard Prevention Using Multi-Level Debris Flow Barriers. Journal of Korean Geo-Environmental society, Vol. 11, No. 8, pp. 15-23.
crossref
Bardou, E, Boivin, P, and Pfeifer, H.-R (2007) Properties of Debris Flow Deposits and Source Materials Compared: Implications for Debris Flow Characterization. Sedimentology, Vol. 54, No. 2, pp. 469-480. 10.1111/j.1365-3091.2007.00855.x.
crossref
Ha, K.C, Seok, M.H, and Choo, H.S (2015) Lessons Learned from Large Warehouse Fires. Proceedings of 2015 Conference, Korean Institute of Fire Investigation, Vol. 2015, No. 11, pp. 143-155.
crossref
Jang, Y.S (2015). Fire Risk and Countermeasures of Large Logistics Center. Samsung Fire & Marine Insurance, Global Loss Control Center.
crossref
Kweon, O.S, Yoo, Y.H, Kim, H.Y, and An, H.J (2011) The Study on Real Scale Fire Test for Fire Suppression Performance of Springkler System in Sandwith Panel. Proceedings of 2011 Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 107-110.
crossref
Lee, S.R (2013) Fire Hazzards in Warehouses and Prevention. Risk Management (2013 Autumn), Samsung Fire & Marine Insurance, Global Loss Control Center; Vol. 129, pp. 5-15.
crossref
Lee, Y.S (2013). A Study on the Application of Fire Prevention Facilities to Increase Fire Responsiveness of Rack-type Automatic Warehouse. Master's thesis. National University of Pusan.
crossref
Moon, T.U (2014). A Study on Fire Safety Improvement Measures for Fire Protection in Large Warehouse: Focused on the Fire Cases Analysis of Sandwich Panel Warehouse. Master's thesis. University of Gachon.
crossref
Nam, D.H (2012). Relative Efficiency of Global Logistics Providers Using DEA Model. Master's thesis. National University of Sunchon.
crossref
Seok, M.H (2015) Characteristics of Warehouse Fires and Critical Control Checklists for Fire Prevention. Risk Management (2015 Spring), Samsung Fire & Marine Insurance, Global Loss Control Center; Vol. 135, pp. 48-59.
crossref
Shin, H.J, In, K.H, and Joo, S.H (2013) Analysis of Sandwich Panel Building Fire and Investigation on Future Safety Measures. Proceedings of the SAREK 2013 Winter Annual Conference. The Society of Air-conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, Vol. 2013, No. 11, pp. 272-274.
crossref
Song, H (2005) Effect of Wall Sandwich Panels on Large Fires, Risk Management (2004 Winter), Samsung Fire & Marine Insurance, Global Loss Control Center; pp. 25-28.
crossref
Yoo, J.Y (2008). A Comparative Study on the Economy of Construction of a Physical Distribution Center and an Improvement Strategy of Its Construction Problems. Master's thesis. University of Chung-ang.
crossref


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