제1장초고층건축물안전관리의기본방향 메뉴얼

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1 제1장초고층건축물안전관리의기본방향 메뉴얼

2 제 1 장초고층건축물의안전관리의기본방향 1.1 초고층건축물개요 1.2 초고층건축물의건축현황및화재사례 초고층건축물의건축현황 계획중인초고층건축물현황 초고층건축물화재사례 1.3 초고층건축물의화재특성 화재하중 수직공간에서의화재확대 방화구획 화재발생인자 건물의 Exterior와화재전파 제연의불확실성 피난의어려움 소방활동 1.4 초고층건축물의안전관리의방향 발화방지 피난과인명안전을위한통합시스템 소화설비 제연설비 피난특성과대책 교육과훈련 구조및진압활동 위기관리매뉴얼의표준화

3 제 1 장초고층건축물의안전관리의기본방향 1.1 초고층건축물의개요 세계적으로초고층건축물이건축되어지고있지만, 국제적으로뿐만아니라초고층건축물이건축되고있는각국에서도합의된정의는내려지고있지않다. 초고층건축물의정의가통일되게합의되지않은것은이전부터건축되고이용되어왔지만그화재등의재난에대한위험성이나피난과함께인명구조의취약성에대해주목하지못했으나 WTC의사고와근래들어세계적으로초고층건축물의건축빈도가활발해지면서관심이집중되고있기때문이다. 우리나라의경우는건축법에서 11층이상의건물을고층빌딩으로정의하여특별피난계단의설치대상으로규정하였고최근에는높이 31m 이상의높이개념을도입하여비상용승강기의설치대상을규정하였다. 또한건축법시행령제5조제4항및서울시건축조례제6항에보면다중이용건축물중 16층이상인건축물은고층건물로서방재계획서를작성하도록규정하고있다. 또한내진설계에의한구조안전확인대상물은 21층이상의건물로정하고있다. 미국에서는 International Code Council의 International Building Code에서높이 75피트 (22.86m) 를고층빌딩으로규정하고있으며중국은 National Standard of the People's Republic of China의 Code for Design High-Rise Building Fire Protection 에서는층수로는 10층, 높이로는 24m를제시하고있다. 또한피난안전구역 (Refuge Area) 에대해서는높이 100m를넘는건물에설치하도록규정하고있으며, 높이 250m를넘는빌딩에대해서는종합방재계획서를소방서에제출하도록규정하고있다. 그리고일본에서는지상 20층이상 60m를초과하는건축물을고층빌딩으로칭하고있다. 이와같이초고층건축물에대해서는각국에서명확한정의를내리지않고있으며, 초고층건축물에대한여러의견에도불구하고학계에서는높이 200m, 50층이상인건축물로보는견해가일반적이다.

4 그림 1-1. 세계초고층건축물의예

5 1.2 초고층건축물의건축현황및화재사례 초고층건축물현황 아시아국가가운데중국과말레이시아는이미초고층건축물의건설로많은국제적주목을받았다. 그러므로초고층건축물은그자체의경제성과도시적기능성에대한고려뿐만아니라국제적경쟁력의확보차원에서다루어져야할것이다. 이러한관점에서국내초고층건축물의현황을살펴보면표 1과같다. 1930년대미국의 Empire State Building 등세계적인초고층건축물들이이미들어섰지만 1956년 Frank Lloyd Wright에의하여계획된 528층 1mile 높이의 Mile High는초고층건축물에대한인간의끝없는열망을절실히보여준다. 이러한초고층건축물이 2000년대에들어와서다시금국내외적인관심의초점이되고있는것이현재의상황이다. 비록최근에실제로완공된초고층의건축물은그리많지않지만수많은국가에서이루어지고있는초고층건축물의계획안들과특히이제는동양권으로이전된초고층건축물에대한관심과실현은이러한현실을직접적으로대변하고있다고볼수있다. 중국상해의 1998년에완공된 88층 421m 높이의 Jinmao Tower를비롯한 101층 492m 높이의 World Financial Center 계획안, 2003년에완공된홍콩의 88층 415m 높이의 Two International Finance Center, 2004년에완공된대만의 101층 509m 높이의 101 Taipei Tower, 1998년에완공된말레이시아 88층 452m 높이의 Petronas Twin Tower 그리고 2008년완공예정으로공사진행중인중동아랍에미리트의 162층 705m 높이의 Burj Dubai가대표적인사례이다. 특히우리와인접한일본은국가적인경제력에도불구하고다른아시아국가에비하여초고층건축물이라고할만한것이거의없다시피하지만, 여전히미래천년도시를대비하는하이퍼빌딩에대한그들의지속적이고심도있는연구와많은계획안그리고 1989년 Norman Foster에의하여도쿄에계획된 170층규모의높이 840m인 Millenium Tower를보더라도초고층에대한관심은상당하다. 이에못지않게구미각국에서도초고층건축물에대한열기는여전하기만하다. 예로써 10여년전미국 SOM에서러시아에제안한 125층규모의 Russia Tower를영국건축가 Norman Foster에의하여계획된 600m 높이의연면적 520,000m 2 인 Moscow City Tower가조만간대신할전망이다. 사무소, 호텔, 아파트등으로구성되어있으며 2010년경에완성될예정인 Moscow City Tower의상승감을더하는경사진외관은 Renzo Piano가설계한영국의 Shard London Bridge와흡사하다. Renzo Piano가설계한영국의 Shard London Bridge는초기엔 Broadway Malyan에의하여 87층 365m 높이

6 의원형으로계획되었으나 Renzo Piano에의하여 80층 390m로재계획되었다. 그러나다시 66층의 310m로사무소, 호텔및아파트의복합용도로변경되었지만여전히영국의초고층에대한관심을보여준다. 그리고미국시카고에서는이미 1995년 Cesar Pelli에의하여 125층규모의높이 609.5m의일명 Skyneedle 이라는 Miglin Beitler Tower가계획되었다. 그리고최근에는초기에 125층 610m 높이로호텔과아파트의복합용도로발표된 Santiago Calatrava에의한 Fordham Spire는아파트용도의 115층규모로축소되었지만시카고시의허가를득하여준비중에있다. 이처럼초고층건축물에대한각국가및도시의열정은여전히뜨거운상황이다. 다음표 1.1는국외초고층건축물의현황을나타낸것이다.

7 표 1. 1 초고층건축물의현황 No 빌딩명층수높이준공국가, 도시 1 타이페이 대만, 신의계획구 2 Petronas 말레이시아 Twins Towers 쿠알라룸프르 3 Sears Towers 미국, 시카고 4 Jin Mao Building 중국, 상해 5 Empire State Building 미국, 뉴욕 6 Central Plaza 중국, 홍콩 7 Bank of China Tower 중국, 홍콩 8 Emirates Towers UAE, 두바이 9 The Centre 중국, 홍콩 10 T&C Tower 대만 11 Amoco Center 미국, 시카고 12 존행콕센터 미국, 시카고 13 Shun Hing Squre 중국, 쉔첸 14 CITIC Plaza 중국, 고와쵸우 15 Chicago Beach Resort Hotel UAE, 두바이 16 Baiyoke Sky 90 Hotel 태국, 방콕 17 라이슬러빌딩 미국뉴욕 18 Nations Bank 55 Tower 미국, 아틀랜타 19 Library Tower 미국, LA 20 말레이지아 말레이시아텔레콤쿠알라룸프르 12 타워팰리스 Ⅲ 69 삼성중공업 22 하이페리온 69 현대건설 23 타워팰리스Ⅰ 66 삼성건설 24 63빌딩 60 신동아건설 25 타워팰리스 Ⅱ 55 삼설중공업 26 무역협회빌딩 53 현대, 삼성, 대우 27 갤러리아팰리스 46 한화, 삼성 28 현대슈퍼빌 46 현대건설 29 I-PARK 46 현대산업개발 30 스타타워 45 현대산업개발

8 1.2.2 계획중인초고층건축물 세계주요도시지역의인구는급속하게증가하는양상을보이고있다그러나거대 도시들은증가하는인구를수용하기위한평면적인팽창으로인해교통문제, 출퇴근 소요시간, 높은지가로인한경제활동의위축등많은문제점에직면해있다. 따라서 평면적으로만확장되고극심하게자동차에의존하는교통수단을지닌현재의도시들 은그유용성이가까운미래에사라질것으로예상된다. 그러므로토지이용의고밀 도화를통하여생산녹지와자연산림보전, 인류와자연생태계환경의공존유도및 21 세기도시들의이미지를바꿀수있는초고층건축물이계획될것이다. 현재계획중에있거나계획을완료하여착공에들어간세계초고층건축물의현황 을살펴보면표 1.2 과같다. 표 1.2 계획중인초고층건축물 No 프로젝트명 높이 층수 국가 1 X- Seed 일본 2 Try 일본 3 Acropolis 일본 4 Mile High Tower 미국 5 Pyramid in Pyramid 싱가폴 6 Mother 일본 7 Super Pyramid 일본 8 Bio-Nic Tower 중국 9 M Tower 중국 10 Millennium Tower 일본 11 Aquarius 일본 12 T-Growth 일본 13 India Tower 인도 14 용산국제업무지구 한국 15 인천타워 한국 16 Land Mark Tower 홍콩 17 Grand Tower 호주 18 브라질밀레니엄타워 브라질 19 상암동 IBC 한국 20 잠실제2롯데월드 한국 21 부산제2롯데월드 한국 22 월드비즈니스센터 한국 23 국제금융센터 한국 24 WTC타워 77 한국

9 1.2.3 화재사례 (1) MGM 그랜드호텔화재사례 호텔개요호텔전체는 26층으로고층부와저층부로나뉘며, 고층부는주로호텔로사용되는내화구조로되어있고, 저층부는불연구조이다. 저층부의 1층에는카지노 (5,590 m2 ) 가있고, 지하층에는다수의점포 영화관 주차장 아케이트등이들어있었다. 고층부의호텔부분은 T자형건축으로세개의윙으로되어있으며, 호텔은 5층부터 25층까지가객실이고전부 2,078 실을갖추고있다. 화재발생시의상황 1980년11월21일오전 7시10분경발화되었다. 소방서에통보는발화한지 7분후인오전 7시17분에이루어졌다. 화재는약 3시간계속해서불이지속되었으며오전 10시까지카지노부분 (5,590m2) 전부와다른부분을조금소손하고소방대에의해진압되었다. 이화재의발화장소는 1층카지노부분에접한경양식매장부근에서배선대에놓여있던바이케이스의컴프레서전기계통의단락으로확인되었다. 연소상황케이블에서시작한불은컴프레서를덮고있던합판에옮겨붙어서곁에쌓여있던상당량의냅킨등으로연소되기시작했다. 출근하던종업원이이러한상황인줄모르고입구의문을열자, 공기가공급되어백드래프트가발생하여급격하게연소가시작되었다. 그리고입구에서카지노의광대한공간으로확산되었는데, 카지노부분은천장과벽면의내장에플라스틱류등의가연재가많이사용되었으므로, 약 4분동안카지노공간전체로확산된것으로확인되었다. 카지노부분에는실내측에스프링클러는설치되어있었지만, 천장속으로연소했다. 천장속에는스프링클러헤드가설치되어있지않았으므로스프링클러에의한진화효과가없었다. 연기확산상황카지노에서발생한짙은연기는엘리베이터와계단혹은샤프트를통하여호텔의상층으로확산, 연소에의한압력상승과더불어모든틈으로화염이확대되어호텔전체로확대되었다. 화재가발생한지 20분후인 7시 30분경에는상상을초월하는격심한연기의상승이있었다.

10 사상이화재에서는 85명이사망했는데이가운데사망장소를알수있는 81명에대해서는 18명이카지노부분에서, 25명이객실내에서, 22명이복도에서 9명이계단실내에서 6명이엘리베이터내에서각각사망하였다. 또한 1명은창에서떨어져사망하였다. 이화재의부상자는 679명으로각각진화작업중과대피도중에부상을입어 318명이입원했다. 대피 구출상황이호텔의숙박객과종업원중에는사용가능한계단 (2개소) 에서자력으로탈출한사람도많았다. 그러나 300명이넘는사람들이옥상으로대피하여 24기의헬리콥터로구조되었다. 이러한상황속에서부득이하게객실에갇혀있던사람들은계단을통하여소방대원 544명과, 같은호텔의증축공사를담당하고있던건설근로자 50명, 군대, 기타민간인등 40명이상의기관사람들에게구출및구호되었다. 특히구출에있어서 6곳에있는계단의대부분이연기가들어와서굴뚝과같은상태가되었고, 짙은연기로충만하여한번에 1명내지 2명을구출하는것이한도였다. 소방대의활동 7시 17분클랙, 칸티소방국에 911을통하여화재통보가있었고곧바로소방차 8대에 26명의소방대원이현장으로급파되었다. 계속해서제2출동이지령되어제1출동과대략같은수의대원이출동했다. 그리고제3출동이내려졌고전부 6개소방서에서 544명이출동했다. 소방대가빌딩안으로들어가진화 구출활동을하였는데, 격렬한화염과짙은연기로방해를받아그활동이어려웠다. 진화활동은위층계단의호텔부분에연소방지를중심으로행해졌다. 소방용설비설치상황경보벨과공공방송기능을갖춘수동경보시스템이설치되었고, 스프링클러설비는아케이트층과카지노층의대부분과 26층의일부에설치되어있었다. 이들이외에는자동화재경보설비도설치되지않았다. (2) 퍼스트인터스테이트뱅크빌딩화재사례 빌딩개요 퍼스트인터스테이트뱅크빌딩은로스앤젤레스의다운타운 (707 Whlishire Blvd) 에위치하며, 철골조지상 62 층, 지하 3 층건물, 건축면적 ( 기준층 )

11 2,122.4m2로높이가 257m이다. 용도로는주로은행사무실로사용되었고은행이외에법률사무소등이들어있으며, 화재당시로스앤젤레스에서가장높은빌딩이었다. 화재발생시의상황 1988년5월4일 22시30분, 방재센터의화재경보기가울렸다. 그러나센터에있던방범요원은평상시의비상경보로생각되는소리를 2회감지하였으면서경보를무시했다. 그러나 3회째는많은신호가작동하였으므로빌딩내순찰중인빌딩관리원에게워키토키로 15층에서화재경보기가작동 ( 실제 12층에서발보하였으나 ) 했다 고연락하여현장확인을요청했다. 빌딩관리원은엘리베이터운행을내부사용자운행매뉴얼로바꾸고 15층으로향했으나엘리베이터는 12층에서정지하였다. 그후엘리베이터홀까지확산된화재를보고워키토키로방재센터에구조를요청했다. 22시30분 12층감지기작동경비원복구 22시32분 12층감지기 3개작동경비원복구 22시33분 12층감지기의발보원인을조사하도록빌딩관리회사요원에게지시 22시34분 12층감지기 4개작동경비원복구 소방본부에최초의통보는빌딩밖에서화재를목격한사람으로부터발화 7분후인 22시 37분으로되어있다. 발화장소는 12층의남동코너부근에서 OA 기기와더불어 1명씩의집무공간으로로파티션으로구획된부분이었다. 원인은컴퓨터기기의전기계통에서발화가시작된것으로추정되고있다. 연소상황사람이없는층에서발화한후컴퓨터와하이테크기기가설치되어있는사무소특유의연소형태를거쳤다. 발화후케이블과 CRT 등의석유화학제품으로착화하여연소가확대되어발화후몇분만에 12층플로어가전소상태로변했으며그후화재는 14층 15층 16층으로잇달아확산되어연소지속시간은 4시간이나지속되었다. 연기확산상황 연기의확산경로로는계단부분을통하여그리고전기샤프트내를통해상층 으로확산하였다. 사상자

12 사망자는 1명이며발화장소의확인을위해엘리베이터를타고발화층인 12 층에서엘리베이터가정지하여문이열리는순간화염에휩싸여사망했다. 부상자는 40명으로빌딩관리회사종업원과소방대원등으로 40명중 1명은입원했다. 모두연기에의한부상이었다. 소손정도 12~15 층까지소손, 16 층일부 (3 분의 1) 가소손되었다. 대피 구출상황이빌딩의수용인원은약 5,000명이었는데, 발화당시는야간으로잔업을하고있던사람과빌딩관리회사요원, 혹은청소를위해빌딩안에있던사람을합쳐서 40명정도였다. 발화당시 19층에있던여성청소부는 21층이하용엘리베이터를타고 2층버튼을눌렀지만, 12층 ( 발화층 ) 에서갑자기정지하여부득이밖으로나가자심한연기와화염에노출되었다고증언하고있다. 그러나필사적으로대피구를찾았더니운좋게비상계단이있었고, 그계단을통해 1층까지내려와구조되었다. 37층에있던여성 2명은계단으로대피하려했지만, 연기가가득차있었으므로사무실로돌아왔다. 그러나연기가점점실내로들어와서숨을쉬기가어려웠고, 의자등으로창유리를깨려고했지만깨지지않아냉장고와문틈의공기를마시며연기를견딜수있었고 5시간반후에소방대원에의해구조되었다. 46층에있던 6명은 화재시에는엘리베이터를사용하지않는다 는표시를보고계단으로대피했다. 그러나 30층에서그끝계단에자물쇠가잠겨있었으므로그이상내려가지못했으므로본래의 46 층까지되돌아가서결국 12층에는정지하는엘리베이터로 1층으로대피했다. 50층의 1명도로커내의공기를흡입하며견디었고 3시간반후에소방대원에게구조되었다. 58층에있던 8명은계단으로들어가려했지만, 계단내의연기로되돌아왔고옥상으로대피하여헬리콥터로구조되었다. 소방대의활동불이난것을안때부터진화에이르기까지펌프차 60대, 사다리차 7대, 구급차 20대, 헬리콥터 4기, 소방대원 300명이현장에서활동하였다. 그러나소방차와사다리차등은유리와커텐울의파편등이낙하로인해빌딩에근접하여활동할수없었으며소방차자체가빌딩에서떨어진위치에위치하며, 대원은다른빌딩의비상계단을통하여해당빌딩으로진입하여활동하는상황이었다. 1층에서진입을시도한소방대의호스는낙하하는유리로인해파손되어사용불능이되었으므로호스라인의설정에지장을초래했다. 이와같이활동이곤란한상황속에서소방대는다른빌딩의계단을통하여진입하여또하나의난관을돌파해야했다.

13 소방용설비설치상황경보설비의연기감지기와풀스위치가설치되어있었고비상용방송설비도설치되어있었다. 소화설비는옥내소화전이사무실내에설치되어있었다. 연결송수관은설치되어있었고방수구는계단통로에설치되어있었다. 소화기는실내에설치되어있었다. 대피설비는대피구유도등이계단으로통하여대피구의상부에설치되어있었다. (3) 일본, 병원화재사례 빌딩개요이빌딩은철골철근콘크리트조, 지상 18층지하 1층건물, 건축면적 6,755m2, 연면적 81,457m2, 수용인원 6,223명 ( 침대수 1,178, 외래환자 1,800명, 직원 2,324명, 외부직원 100명, 학생 821명등 ) 으로되어있다. 화재발생시의상황 1997년1월20일12시경 5층의파이프샤프트내에서발화하여파이프샤프트꼭대기부분의연기감지기의발보를방재센터에서인지하였다. 동시에 16층전화실의천장에서복도로연기가흘러들어오는것을직원이발견하고방재센터에통보하였다. 통보를받은방재센터근무원은 16층까지달려가서연기확인한후 12시 25분에 119에통보했다. 또한자위소방대는불꽃을확인할수없었으므로대피유도를중점으로실시하고초기진화활동은특별히행하지않았다. 연소상황파이프샤프트 (EPS) 내에서발생한화재는샤프트내의전선등을연소시키면서 16층까지수직연소하고, 16층에서거실에수평연소하여 16층의벽체약 40평방미터를표면소손하여 14시 23분진압되었다. 이화재는파이프샤프트내의화재였으므로비상용전원을포함한전기계통에피해를주고, 발화후많은시간이지나지않은단계에서 5층이상의층에서완전히정전하고, 비상용엘리베이터와스프링클러등의소방용설비에서전원을필요로하는설비가사용불능에빠지거나기능하지못하게되었다. 샤프트내는굴뚝효과도작용하여고열로연소하였으므로, 파이프샤프트내의강관배관내에수용되어있던배선의일부도녹이고, 강관배관자체가용융하고있는부분도있었다. 또한스프링클러의헤드가열로파열되었는데, 전기배선의소손에의한정전으로압력이상승하지않아물이거의나오지않았다.

14 연기확산상황연기는파이프샤프트의문부근과파이프내에서화재계단보다위층, 특히 층으로확산했다. 사상자 사망자 0 부상자 0 대피 구출상황입원환자는방재센터의비상방송에의해대피개시하고직원의도움과유도로계단을이용하여대피했다. 외래환자도비상방송에의해직원의유도로계단을이용하여대피했다. 당일입원환자가약 800명, 외래환자약 1,300명이었으나, 1명의부상자도나오지않았고 13시 55분화재발생약 2시간만에대피가완료되었다. 또한입원환자가운데 10층이상의층 ( 입원환자가있었던층 ) 에서대피를한사람으로, 그대피수단 방법등이판명되었던인원수는다음과같다. 대피수단등인원수 도움으로 105명 업혀서 67명 들것으로 18명 모포 시트 46명 침대 10명 스트레처 3명 휠체어 42명 자력보행 308명 기타 28명 소방대의활동상황 12시 25분인지 12시 26분고층건축물화재제1 출동지령지휘차 1대, 사다리차 1대, 구조공작차 1대, 탱크차 1대, 보통 - 펌프차 3대, 지방소방단보통펌프차 1대를합쳐서 8대출동 12시 44분제2 출동지령지휘차 2대, 사다리차 1대, 보통펌프차 2대, 소방차 2대출동 13시 29분제3 출동지령

15 사다리차 1 대를포함하여 9 대출동 또한특별구급지령으로 25 대출동 먼저도착한펌프대원은출동도중에검은연기를확인하고본부에보고, 현장도착후연결송수관에송수, 대원은공기호흡기를장착하여실내에진입하였다. 사다리대원은대피층의남쪽 5층에도착하여옥상으로올라갔다. 구조대원은공기호흡기를장착하고 13층까지진입, 그곳에는연기가표류하기시작했으므로, 13층에서 16층까지검색을수행했다. 또한옥상에대피해있던종업원을동쪽비상계단으로유도한후, 다시 16층에서 10층까지각실의인명검색을실시했다. 소방용설비설치상황 소화기, 스프링클러, 옥내소화전밸브, 연결송수관설비를비롯하여통보 진화 대피설비등의소방용설비는대략법규대로설치되어있었다. (4) 로열좀티에호텔화재사례 빌딩개요로열좀티에호텔은태국파타야에위치한복합빌딩으로, 지상 17층 지하 1층건물로되어있으며, 높이가 55.1m이다. 이빌딩은일부를제외하고콘크리트기둥에콘크리트슬래브구조로빌딩의상층부를차지하고있던호텔은객실이 384실이다. 화재발생시의상황 1997년7월11일 9시경호텔내 1층커피숍에있던가스실린더에서가스가누출되어불이인화되어발화했다. 발화전호텔종업원은커피숍의뷔페부근에서가스가새는듯한냄새를느꼈고, 그러던중 1명이 LPG 실린더를체크하니밸브에서가스가새는걸발견, 실린더의밸브를잠그려했지만, 잘못하여반대방향으로돌렸으므로가스가더욱많이누출되었다. 밸브를돌려서바로착화했지만가스는밸브가있는곳까지타올라화염이실린더에접촉하기시작했다. 이상황을보고소화기를사용했지만, 그사이에실린더내압이높아져안전밸브가작동, 나오는가스에도착화, 주변의가연물에연소하여급격하게확산되었다. 연소상황 발화장소부근에는비닐을친판벽과커피숍의가연성내장재혹은빌딩내

16 부의목재실내장식과같은연소하기쉬운조건이겹쳤던점도있어서연소력이강해졌고, 커피숍의각창유리가초기의단계여서갈라져중앙 2층으로연소했다. 호텔에는수도관과소방대전용송수관혹은전기배관이들어있는서비스샤프트가있으며, 각층관통부분을매우지않았으므로연소를빠르게했다. 화재는먼저상층계단으로연소하여그곳에서하층계단으로잇달아연소하였다. 연기확산상황 모든샤프트와계단이연기의확산경로가되었다. 사상자사망자는 92명이며, 부상자는 70명이다. 사망자중종업원 10명은발화장소의커피숍에서사망했다. 또한동측나선계단최하부의 1층에서 6명사망하고, 그바로외측에서 1명이사망했다. 또한 3층에는동쪽나선계단입구에 3 명, 8층동쪽계단과중앙계단앞의복도에서 2명, 그리고 9층중앙계단부근에서 2명이사망했다. 또한 1명은호텔고층에서뛰어내려서사망한사람이다. 대피 구출상황발화당시 500명이숙박해있었고, 선착소방대가 2층에서캐노피위에나와있는많은사람들을발견하고, 이들사람을화재에서지키기위해노즐 2구와모니터노즐 1구로방호주수했다. 이사람들은제2 출동대의사다리차로캐노피에서구조되었다. 소방대의활동소방대는구조대원의무선을접수하고출동했다. 가까운소방대는 7분정도로현장에도착했다. 도착시 1층커피숍에서불길이솟았고, 3층의천장으로연소중이며, 호텔의최상부부근에서연기가나왔다. 초기단계에서는화염에노출되어있던사람의구조와방호를집중적으로실시했다. 그후사다리차 1대와펌프차 1대, 구조차가출동하였다. 제2착소방대는현장도착까지 20분을요하였고, 제2 출동은평균 30분으로현장도착했다. 사다리차는캐노피위에있던 14명을구조한후, 사다리를타고내려와 3층에서 2명을구조했고그창에서내부진입했다. 소방용설비설치상황 스프링클러는미설치, 자동화재경보설비도작동하지않았고, 소화전밸브의 소화펌프도설치되지않았다.

17 이상에서설명한화재사례및기타초고층화재사례를요약하면다음표1.4와같다. 표 1.4 초고층건축물의화재발생현황 발생일건물명층수장소화재피해 Empire State Building New York Plaza Building Johnson Cock Center Word Trade Center Prudenti al Center First Interstat e Bank Building Empire State Building World Trade Center World Trade Center 사망자 ( 부상자 ) 102 뉴욕경미 0 50 뉴욕 100 시카고 110 뉴욕 52 보스톤 64 LA 102 뉴욕 33, 34 층소손 96층부분소손 130m2 11층부분소손 836m2 14 층부분소손 12 층, 17 층소손 51 층소손 110 뉴욕지하 2 층주차장 110 뉴욕전체붕괴 (1045 ) 5,763 (1 만 5 천 ) 화재현황 68 층까지수직확대, 건물내약 5 만명 33 층에서출화배관및덕트마감재 96층에서경비원의종이소각후사후처리불량으로화재 11층에서발화, 전화단지함에서 9~19 층까지전화선소손 14층에서발화, 엘리베이터실과전기실공조덕트등을통해 52층까지확대 방화구획불비, 연소확대, 소방설비기능불비, 복구기간 6 개월 발화시초기대응미비, 깨진외벽유리창을통해 27m/s 의강풍으로소화활동장애, 비상경보및방송설비정전으로미작동폭탄에의한폭발사고로발화, 폭발에의한연기와먼지는엘리베이터승강로를통해확대됨항공기충돌 ( 테러 ) 에의한화재발생으로 5괴

18 1.3 초고층건축물의화재특성 화재하중의증가대부분의초고층건축물은다양한용도로공간이구성되어있으므로각기화재강도의차이가있으며, 또한화재하중의증가로인하여화재발생시그피해가일반건축물에비해심각하다. 전기및가스등발화원으로사용하는에너지의사용량이매우많고사용장소도매우다양하기때문에화재발생의위험이폭넓게분포되어있다 수직공간의높이증가에따른급속한화재확대건물높이에따라내외부의온도차에의한부력효과의증대로인하여, 화재발생시급격하게화재가수직상승하여확산될가능성이매우높다. 즉, 엘리베이터나전기, 공조기계설비의샤프트 (shaft), 피난계단등이 연돌효과 의현상을일으켜연소를가속화시킬위험성이커서피해면적의증가가예상된다 방화구획의불안전성초고층건축물에서는아트리움등의대공간이나커튼월등으로인하여층간구획이불분명하여연소확대의위험과급속한연기확산의원인이된다. 또한덕트내방화구획의미비, 그리고방화샷터를이용한방화구획의경우그성능이화재확산에크게문제를발생할것이다 화재발생인자의다양화 건물의다양한용도와수용인원과유동인원등불특정다수인이많이사용하 므로화재를유발시킬수있는인적요소가일반건축물에비해매우높다 건물미관을위한넓은창면적과발코니에의한화재전파확장형발코니의경우화재시상층부로의화재연소확대가능성이높아지고, 더욱이베란다와발코니에적치된가연물들은상층부로의화염전파를가속화한다. 그리고건물외벽의넓은면적의창문은플래쉬오버등에의해초래되는창에서의분출화염발생시강풍등에의한상층으로급격히연소가확대된다 제연의불확실성 공간의복잡다양화로인해급배기시스템이설계된성능을발휘하지못할가

19 능성의증가와고층부의강풍에의해연기및유독가스가복도등피난경로로의확산이우려된다. 또한건물구조상의제약과풍해방지의고려등으로폐쇄성이높은복도가채용되는경향이있으므로연기가복도에유출된경우그배출이어렵다 패닉현상의증가와피난의어려움수직이동거리의증가로인한상대적으로피난에장시간이소요됨과앞에서설명한제연의불확실성이수직이동공간인계단의오염과그피난이의수가크므로혼란이가중되어피난시에패닉현상이증가될수있다. 또한피난에필요한조명이전원공급의차단으로인해기능이상실되거나연기에의해차단되어그기능을상실하게되는가능성이높아장시간의피난을더욱어렵게한다. 그러므로초고층건축물의피난의수단을고전적인방법인계단에만한정하여야하는지에대한의문을가진다 소방대에의한화재진압과인명구조의한계외벽의유리가화열로인해파손되어외부공기의유입되어단시간내에화재가최성기에도달하며수직및수평동선이길기때문에외부에서의진입과인명구조의그리고진화활동에어려움이크다. 또한유리파편은지상으로떨어져소방활동에장애가되며특히소방대원은이유리비산범위내에서활동하므로그위험성이높다 초고층건축물의안전관리방향 발화방지 화재로인한피해를방지하는가장근본적인대책은화재발생을막는것이라는것은말할필요도없다. 발화는화기의부적절한사용이나고장 방화등으로가연물에일어난연소에서출발하는것이일반적으로이어다른가연물이가열되어순차적인착화경로를거쳐화재가성장한다. 이런관점에서보면초고층건축물의화재특성인높은화재하중과다양한화재발생인자그리고방화구획의불안전성에의한화재위험은다른건축물에비해상당히높은것이다. 그러므로초고층건축물에서의발화방지등의대책은화재안전전반에미치는영향이매우크다. 다음은발화방지를위한여러가지대책이다. (1) 발화원대책 발화원대책으로서고려해야할요소는화기사용설비. 열원의종류나사용연 료 ( 전기, 가스, 액체연료 ) 의선택및화기사용설비에부수하는제설비의설

20 치조건등을들수있다. 즉, 이들각요소의제한, 교체등의방법으로화재뿐아니라폭발이나가스중독의관점에서검토되어잠재적위험도를낮추어야할것이다. 한예로흡연행위나, 흡연장소의관리는매년담뱃불부주의에의한화재가발화원인의상위를점하는것을고려할때작은노력으로큰효과를거둘수있는대표적인예이다. (2) 내장재의선택내장재는화기로부터의화염의직접적인접촉이나복사열에의해용이하게착화하지않게하여발화를방지함과아울러가구등의제1차착화물에서의화염에의해쉽게화재확대매체가되지않도록하는것이다. 화기를사용하는장소, 호텔의객실과같이과실에의한실화의가능성이예상되거나, 발화후인명위험이있는장소, 천장등방화관리의눈이미치기어려운장소등에는법규와상관없이불연재료, 준불연재료등으로마감하는것이발화방지나화재의확대지연을꾀할수있다. 또한, 착화원이되는수납가연물이많은실이나, 불특정다수인이사용하는실에도마찬가지로불연재료, 준불연재료를선택하는것이초고층건축물의높은화재화중을낮추는방법일것이다. (3) 수납가연물통계에다르면, 화재시의착화물은건축부재와건구를합해서약 19% 인데비해, 건물내수용물은 81% 로많아, 수납가연물에대한방화관리의중요성을말하고있다. 그래서실의용도, 사용계획에따라예상되는가연물의양에맞는창고, 수납용기의계획적배치가고려되어야할것이다. 특히, 피난계단이나비상용승강기의로비등에는가연물을두지않도록계획및유지관리가필요하다. (4) 방화구획발화후플래쉬오버를거쳐최성기에도달한화재를어떤일정한공간내에제한하는것을연소확대방지라한다. 연소확대방지는화재실에인접한실에대한발화방지로써피난이나소화활동의안전성을확보하기위해방재계획의기본이되는사항이다. 연소확대방지의기본은건축물을다수의방화구획으로분활하고, 그것을구성하는구획재료나방화문에, 발생한화재를가두기위하여충분한성능을부여하는것이다. 이는전체공간의규모가큰초고층건축물에서는그필요와효과가절대적이다 피난과인명안전을위한통합시스템 (1) 초고층건축물의정보관리문제점

21 장거리에전달된정보와건물재실자의정보부재 2001년 9월 11일오전8시 46분 26초 ( 현지시간 ) 에뉴욕의맨하탄에있는 WTC의 110층초고층건물노스타워에테러리스트가조정하는여객기가충돌했다. 이화재에관한최초의정보는 2만km 떨어져있는지구의뒤편과약 1만2천 km 떨어진우리나라까지화재발생부터십수분내에텔레비전이나라디오, 그리고인터넷을통해전달되었다. 그후곧영상과자막을넣은자세한정보가전달되면서빌딩내 외에서일어나고있는상황이생중계되었다. 그러나충돌당한초고층건물은높이가약 440미터로, 거리는불과수백미터밖에떨어져있지않은범위임에도불구하고같은빌딩내에서일어나고있는화재의양상에대해좀처럼전해지지않았다고한다. 빌딩내에있던사람들은소리와진동의강도에서단지보통일이아니라는것만느끼고, 우선피난하려는생각에서정보가없는상태로단지 1층을목적지로피난하였다. 정보를얻지도못한채되는대로피난했다고하는사람과는반대로정보를얻지못했기때문에화재의양상을확인하기위해, 정보를얻으려는생각에서계단에머무르거나, 혹은확실한정보를얻을때까지는피난하는것이위험하다는생각때문에머물러있는사이, 피난시기를놓쳐희생된사람도있다고한다. 정보부재의요인 건축물내에서화재등재난정보가전달되지않는경우는자주보고되고있으 며그요인은아래와같다. 1 시스템손상 정보처리하드시스템의손상, 방재센터의정보회로 ( 방송설비 전화케이블 및전원 ) 등의파손및전원차단 2 오버로드 (Over Load) 화재등의규모가크게되면방재센터에많은정보가폭주하여방재센터의 요원만으로대응이불가능 3 정보전달의폭주 같은내용의정보가계속해서또는동시에전달되려는경향때문에생기는 시스템의마비 4 정보전달의사각지대 건축물의고층화와심층화에따른폐쇄공간의존재

22 (2) 정보관리시스템의필요성 화재시건축물의거주자에게정확하고신속한정보가전달되지않아서피해가적지않았던경우가많다. 특히 World Trade Center 에서의 1993 지하폭발 화재에는화재사실이뒤늦게전달되어피난개시가늦어져서계단이짙은연기로휩싸여피난에어려움을겪은적이있으며, 2001년같은건물의에러사고시한쪽계단이연기등으로사용이불가능한것을모르던재실자들이피난도중에다른계단으로이동하지않으면안되었던사례가있다. 일반건축물과다르게초고층건축물에있어서통합정보관리시스템은무엇보다도중요하며초고층건축물에서통합된정보관리시스템의구축이가능하다면재난에보다효율적으로대응할수있을것이다. 다행히최근에발달된컴퓨터기술과위성통신기술을활용하여소방 방재분야에통합적이고유기적인시스템의구축이가능할만큼연구되고있으며차세대국가 R&C사업으로이미검토된유비쿼터스시스템이그예일것이며화재등재난사고를대응하기위하여필요한요소는정보과그정보의전달과양방향교환이며위기상황에서컴퓨터기술을이용한양방향의정보관리가이루어진다면재난에보다효율적으로대처할수있을것이다. (3) NETWORK 를통한재난관리시스템구축방안 건물의소방 / 방화시설관리ㆍ운용시스템구축 1 시설별위치, 상태, 기능정보등실시간성능감시시스템 소화설비, 경보설비, 피난설비, 소화용수설비, 소화활동설비중각각 1 가지 이상의시설에대하여위치, 성능상태를실시간으로모니터링 2 정보의이용범위및사용자권한인식등관리전문가프로그램 관리자, 일반사용자별권한분리, 권한별기능및정보확인의범위연동 3 소방 / 방화시설을원격조정할수있는프로그램 소방및방재시설의주요기능 ( 분사, 차단, 알람등 ) 의원격통제구현 건물재실자소방안전정보운용시스템구축 1 휴대폰등에실시간소방안전정보제공시스템개발

23 수신대상으로설정된휴대폰, 즉방재담당자 (fire response staff) 에소방 안전관련문자전송 2 상황별대응매뉴얼자동생성 / 검색프로그램개발 상황별대응매뉴얼데이터베이스 (Data Base, DB) 구축하여상황설정에따 른매뉴얼자동생성, 3 초이내필요한매뉴얼검색 3 건물재실자의위치정보 (Radio Frequency Identification, RFID) 확인시스템개발 RFID 침을소지한개인의건물내위치의확인, 건물도면에위치정보매핑, 건물내재실자현황파악가능 건물화재상황대응시스템구축 1 실시간화재감지및소방서자동통보시스템개발화재탐지, 경보시설또는 Ubiquitous Sensor Network(USN) 을이용한실시간화재정보전송, 분석, 자동통보기능개발. 복수탐지, 경보시설의정보분석을통한오탐, 오경보방지기능구현 2 화재발생시상황모니터링시스템개발 화재발생지점, 화재확산지역, 재실자정보, 소방시설의작동상황을위치정 보와매핑및실시간화재진행상황의대시보드제공 3 응급상황별피난가이드시스템개발 응급상황시나리오의 DB 구축 ( 위험요소, 관련자산, 취약요소, 대처방법으 로구성 ) 을통하여응급상황발생시개인별최적의ㅡ피난가이드제공 건물화재안전교육훈련프로그램개발 1 화재유형별훈련시나리오및 Graphic DB 구축ㆍ화재유형별훈련시나리오 DB구축ㆍ시나리오별 Graphic 개발및시나리오 DB와통합구축ㆍ전문디자이너활용과표준포맷의 Graphic 적용 2 훈련시나리오별실시간영상생성프로그램개발 ㆍ훈련시나리오선택시실시간관련영상생성

24 ㆍ범용영상재생기사용 ㆍ표준압축영상기술적용으로영상생성, 전송및재생시간최소화실현 지역ㆍ광역별통합소방안전관리시스템구축 1 지역 ( 소방서관할 ) 별소방상황모니터링시스템개발ㆍ건축물단위화재안전관리시스템을지역범위로확대구축ㆍ소방대상물별실시간화재감시및대응프로그램개발ㆍ관할지역내소방대상건물현황과각건물별소방 / 장비시설현황모니터링ㆍ지역내화재발생건물식별, 식별된건물내화재발행상세현황제공ㆍ건축물화재상황대응시스템과연계프로그램개발하여화재발생상황별대응시나리오자동연계 2 광역 ( 소방본부관할 ) 별소방상황모니터링시스템구축ㆍ소방서관할별실시간통합화재감시및대응프로그램을개발하고시스템규모확장과안정화보완ㆍ지역단위화재안전관리시스템을광역범위로확대구축ㆍ하나의통합시스템에서관할범위별로사용자권한할당하고하나의시스템에서건물, 지역, 광역담당자가업무영역에따른일관된시스템운영 소화설비 초고층건축물의화재시공공소방대에의한소화활동은일반건축물의화재시에비교하여상대적으로지연될수밖에없으므로소방대의진압개시전에독자적인소화가가능하도록신뢰성있는소화설비의구축이중요하며그중에서스프링클러설비로대변되는수계소화설비의성능확보가필요하다. (1) 소화설비시스템의구성 Loop 및이중화 1) Loop 및이중화의필요성 초고층건축물은법규에의하여모든건물의전층에스프링클러설비가설

25 치되는것이일반적이기는하나미국의 World Trade Center와펜실베니아 Meridian Plaza 38층건물화재사례에비추어보면전층자동소화설비가설치된건물이라도폭발에의한소화배관이파괴될수있으며이로인하여소화시설의작동불능및스프링클러의미작동등으로건물내연소확대가진행되었으며소방대가활동하기까지자체적인진화의어려움을겪을수있음을알수있다. 1993년 2월의뉴욕맨하탄남단의 World Trade Center 지하2층주차장에서테러리스트가장착한폭탄이폭발하면서지하층파이프샤프트, 엘리베이트샤프트및일부계단실을파손시켜소화입상배관이파손되었으며수직관통부인엘리베이트샤프트와피난계단으로화열및연기가확산되었다. 따라서지하에서부터지상으로연결된소화입상배관의파손으로건물자체의자동소화설비는사용불능이되었고, 소방대가도착하여도로의소방차에서주차장까지직접호스를연결하여지하주차장에진입하여화재를진압하였다. 상기화재사례와같이단일소화용수배관의파손시건물전체의소화용수의공급이중단될수있으며이로인한연소확대로피난허용시간의단축은다량의인명피해가우려되며, 열과화염의확산은건물내재산적손실과내화성능을저하시킴으로서보다큰피해가우려됨으로초고층건축물의소화설비에사용되는배관을 Loop화혹은이중화를통하여한쪽의배관이재난사고로인하여파손시에도그기능을유지할수있도록구성하는것이필요하다. 2) 구성방안소화용수의신뢰성있는공급을위하여소화수조로부터 2개이상의수직입상관을통하여시스템에공급하여 2방향소화용수공급이라는방식을적용하고일부입상관의파손, 작동불능시에도타입상관으로소화용수가공급되도록구성하고아울러 10~15층마다층에설치된수직입상관을연결하는환상설비 ( 입상관과입상관을수평으로연결하는 Loop 방식의배관방식 ) 을설치하여각층어느곳에서도설치된모든입상관에서소화용수를공급받을수있도록하여재난시소화용수의공급이원활하도록하는시스템의신뢰성구축이필요하다. 예비소화펌프 안정적인소화시스템의구축을위하여필요한다른하나는예비소화펌프 를반드시확보하는것이다. 예비펌프의별도설치는시스템에소화용수공급을안정적으로공급하는데

26 있어서상당한신뢰성을확보할수있을것이다. 이예비펌프는소방펌프와동등이상의성능을확보하는것이반드시필요하며주펌프와는다른방식의구동방식을선택하는것이공통적결함 (Common Error) 를방지하는방법이다. 가압송수장치및소화용수급수배관의구성방안 초고층건축물의수계소화설비의설계시세심한기술적검토가필요한분야는고층부와저층부의건축물높이차이에따른문제점을해결하는것이다. 건축물의높이가증가에따라서는고양정의소화펌프를필요로하며, 최상층을기준으로소요유량과양정을설계하다보면저층부위에서는설비의허용사용압력을초과하는경우도발생하고, 배관과관부속및스프링클러헤드에과다한정압이걸려누수또는부속의고장을초래하는경우도있다. 특히초고층건축물의경우는수계소화설비는유량변동의폭이크고고양정이필요하므로고양저층부와고층부의압력변동폭이함께커지게된다. 그러한압력의불균등은배관부속류의사용압력을초과하여운전되거나소화설비의방사압을지나치게높여소화전의경우사용하기가곤란하게되거나스프링클러의경우방사량은많아지는데비하여고압으로인해방수패턴이왜곡될수있으며단시간내에저장된소화수를고갈할우려도발생할수있다. 따라서설비의보호측면과함께소화설비의신뢰성확보를위한측면에서도과도한압력이걸리지않도록설계되어야한다 1) 소화시스템의구분에따른구성구분 1 소화설비시스템별로구분하여설치하는경우 가각각의소화설비시스템별로주요구성기기를개별적으로계획하여설치하는방식으로서, 옥내소화전설비와연결송수관설비의배관을겸용하여설치하고, 스프링클러설비는별도로구성하여소화시스템을구성한다. 나 2개의시스템중하나의소방시설이중지되어도소화활동이가능하나소화펌프및배관이구분되어설치되므로공사비가증가된다. 다장단점

27 ㆍ장점 - 소방시설별로계통이구성됨으로각설비의유지관리가편리하다. - 2개의시스템중하나의소방시설이중지되어도소화활동이가능하다. - 소방시설별로소화펌프가설치됨으로최대부하소비동력의용량이작아진다. - 소방시설별유지관리시소방시스템의시운전, 점검및정비가효과적이다. - 소방시설별양정 (H) 감소로압력배관의사용범위가작아진다. ㆍ단점 - 소방시설별로소화펌프가설치되므로설치장소의공간이필요하다. - 소화펌프및배관이구분되어설치되므로부분적인공사비가증가된다. - 소방시설별로소화펌프가설치되므로감시및확인기능이추가된다.

28 [ 소화시설개별구성방식 ] [ 소화시설통합구성방식 ] 2 소화설비시스템을통합하여설치하는경우 가소화설비시스템을개별적으로구분하지아니하고주요구성요소중가압송수장치, 주메인배관및제어장치를통합하여소화시스템을구성하는방식으로서, 나옥내소화전설비, 연결송수관설비및스프링클러설비를통합하여하나의 소화시스템으로구성한다. 다소화펌프와배관이통합되므로공사비가절감되고소방시설을통합하여 구성하므로유지관리가용이하다. 라장단점

29 ㆍ장점 - 소화펌프와배관이통합됨으로공사비가절감된다. - 통합구성방식이므로감시및확인기능이간결하다. - 소화펌프의설치장소및주입상배관의감소로공간활용이용이하다. ㆍ단점 - 소방시설이통합되어구성되므로하나의소방시설이중지되는경우전체소방시설의기능이상실된다. - 소화펌프의통합구성에따라순간소비동력의부하가커진다. - 통합배관구성방식에따른전체유량으로양정 (H) 이커지고압력배관의사용범위가많아진다. - 통합구성에따른소방시설의시운전, 정비및점검이비능률적이다 2) 가압송수장치에의한구성구분 1 전동기및내연기관에의한구성 가단일구성방식건축물의최하층, 최상층또는하나의층에소화수조와소화펌프를동일층에설치하여소화설비시스템을구성하는방식으로서옥상층에옥상수조를설치하거나예비펌프를설치한다. 소화설비시스템별로구분하거나시스템을통합하여계획할수있다. 다만, 최상층에소화수조를설치하는경우에는별도의옥상수조를설치하지아니한다. ㆍ장점 - 소화설비의시스템구성이간편하고단순하다. - 소화설비시스템의유지관리가편리하다. - 분할방식에비해소화시스템의설치비가저렴하다. ㆍ단점 - 압력배관등의사용범위가넓어진다. - 저층부의소화시스템에감압장치등의보조시설이필요하다.

30 [ 단일구성방식 ] 나저층, 중층및고층부분할구성방식건축물의최하층또는옥상층및하나의층에소화수조와소화펌프를동일층에설치하여소화설비시스템을저층및고층부또는저층, 중층및고층부로분할하여구성하는방식으로서, 옥상층에옥상수조를설치하거나예비펌프를설치할수있다. 소화설비의시스템구성은소화설비시스템별로구분하거나, 시스템을통합하여계획할수있다. 계획하는건축물의규모와높이를고려하여분할하는방식을결정하고구성한다. ㆍ장점 - 저층부의소화시스템에감압장치등의시설이불필요하다. - 저층부의압력배관사용범위를줄일수있다. - 분할구역방식으로부분적인유지관리에적합하다.

31 ㆍ단점 - 소화시스템구성이단일구성방식에비해고가이다. - 소화장비등의설치장소가단일구성방식에비해넓은공간이필요하다. - 소화장비가분할됨으로감시및제어에필요한기기가커지게된다. [ 저층, 중층및고층부로분할하는방식 ] 2 수조에의한구성구분 가단일수조구성방식 건축물의최상층또는옥상층에소화수조를설치하고자연낙차압에의 한필요압력을확보하여소화시스템을구성하는방식으로서필요압력이 초과되어감압장치 ( 감압변 ) 를설치하는경우와설치하지아니하는방식

32 으로구별된다. 또한, 최상층부분에서필요압력에미달하는각층을조합하여펌프가압방식에의한별도의시스템구성이요구된다. 소화설비의시스템구성은소화설비시스템별로구분하거나, 시스템을통합하여계획할수있다. ㆍ장점 - 소화시스템의기능이확실하고단순하다. - 동력장치등의부하및비상전원장치 ( 발전기 ) 를줄일수있다. - 소화펌프등의설치공간을줄일수있다. ㆍ단점 - 건축구조상수조설치에따른구조계획이필요하다. - 옥상층의수조설치등의건축규모가커지게된다. - 필요압력이초과하는부분에감압장치 ( 감압변 ) 가필요하다. - 감압장치 ( 감압변 ) 의신뢰성이요구된다.

33 [ 단일수조에의한구성방식 ] 나다수수조구성방식건축물의최상층또는옥상층에소화수조를설치하고자연낙차압에의한필요압력을확보하여소화시스템을구성하는방식으로서필요압력이초과되지아니하도록중간층부분에수조를 2개층이상설치하는방식으로서초고층건축물등에사용되는방식이다. 수조의설치수량은다양한경험과수계소화설비의동작특성등을감안하여설치수량과설치장소를선택하되건축설계자및건축기계설비담당자와충분한협의를통하여그위치를선정하여구성한다. 연결송수구설비와겸용하는방식과별도로구성하는방식등이있으며. 계획하는건축물의규모와높이를고려하여수조의설치수량을결정하고구성한다. 또한, 최상층부분에서필요압력에미달하는각층을조합하여펌프가압방식에의한별도의시스템구성이요구된다. 소화설비의시스템구성은소화설

34 비시스템별로구분하거나, 시스템을통합하여계획할수있다. [ 다수수조에의한구성방식 ] ㆍ장점 - 소화시스템의기능이확실하고단순하다. - 동력장치등의부하및비상전원장치 ( 발전기 ) 를줄일수있다. - 감압장치 ( 감압변 ) 의설치가불필요하고유지관리가편리하다. ㆍ단점 - 건축구조상수조설치에따른구조계획이필요하다. - 옥상층등의수조설치층의건축규모가커지게된다. - 중간층등의소화장비설치공간이필요하다. - 주입상배관의설치수량이증가된다.

35 3 혼합방식에의한구성 ㆍ소화펌프와고가수조의혼합구성방식건축물의높이와규모를감안하여저층부및최상층부분에는전동기및내연기관에의한소화펌프를설치하여소화시스템을구성하고중간층부분에는수조에의한자연낙차를이용한방식으로구성하는방식등이있으며, 소화활동을위한특별피난계단의위치및중간피트층등건축물의각각의요소를검토하여소화설비시스템을혼합하여구성하는방식으로서충분한경험과기술을조합하여소화설비시스템을구성한다. 소화용수저장량초고층건축물에서소방대의소화활동개시의지연가능성과소화활동의어려움을대비하기위하여일반건축물에비하여상당한시간동안에도스프링클러설비등의소화설비가작동하기위한충분한소화용수의확보가필요하다. 소화설비의작동시간은각국의 Code와건축물의용도에따라서그기준이달라질수있다. (2) 배관의내진설계의필요성 내진설계의필요성우리나라건축물의내진설계필요성에관하여는다소논란이있을수있으나국내에서도비교적큰규모 (6.0이상) 의지진이수차례발생한적이있음은삼국사기등역사적문헌들을통하여추정할수있으며또한, 최근수십년간의주변국 ( 중국, 대만, 일본 ) 들에서발생한지진의크기와횟수로미루어국내에서도앞으로 100년내에규모 7.0을능가하는대형지진의발생가능성을주장하는지진학자들도있다. 1978년충청남도홍성에서발생한지진으로, 규모가 5.0정도였으며당시에땅이갈라지고많은집이파손되었으며학교유리창이부서지는등많은피해가있었다. 또한일정규모이하의지진발생시건축물이붕괴되지는않더라도건물내전기및가스시설의파손으로인하여화재가발생할가능성이높다. 이것은내진설계가된건물들의경우도예외는아닐것이다. 건물내가스, 전기, 소방시설등의배관이내진설계가되어있지않다면설사건축물

36 은내진설계가되어구조적으로지진에견딜수있다하더라도화재가발생하여적잖은인명과재산의손실을가져다줄수있는 2차적인피해의가능성이매우높다. 실제로경험적으로볼때지진시누전이나가스누출로인한화재때문에그피해의정도가상당히심각했던경우가많았는데예로서, 1906년미국샌프란시스코지진 ( 약 700명사망 ) 의경우를보면지진피해중에서약 90% 정도가화재로인한것이었으며, 1995년발생한일본의고베지진에서도시의중심지역곳곳에발생한대규모화재로인한피해가적지않았다. 이와같은지진시화재에의한 2차적인피해를줄이려면우선화재자체의예방과함께화재발생시소화능력을보유 유지시키는것이중요하다고할수있다. 국내에서는 1995년일본의고베지진발생이후특히지진에대한국민적관심과함께정부에서는관련연구를강화하고내진대책을수립하여왔다. 1998년부터는 5개년계획으로전국적으로 시설물에대한내진실태조사 를착수하여전국단위의지진대책방안을마련하였으며, 1999년 10월에는내진설계기준이마련되지않은공항, 도시철도, 항만, 어항, 화학류보관시설, 수도, 농업시설, 일반댐, 수문, 펌프장, 배수갑문등 10개시설물에대한내진설계기준을마련하기로하고관련연구를실시한바있다. 그리고, 최근에는가스시설에대한내진설계기준을마련하여법제화하였으며나머지현재까지미비된내진설계기준의마련을위하여서도지속적으로노력하고있다. 따라서초고층건축물에서는혹시라도발생될수있는지진시화재를대비하기위하여소화설비배관및그구성요소에내진설계를적용하여야한다. 내진설계시고려사항 1 고려사항지진에견디기위해서구조물은일정한수준의강도를가져야하는데매우큰지진에대해서견디기위한강도를확보하기위해서는경제적인부담이지나치게커지데된다. 그러므로내진설계에서는경제성을고려하여구조물의유연성 ( 柔軟性 ) 을증가시키는방법을사용한다. 현행내진설계에서는다음과같은사항을고려하고있다.

37 ㆍ지진위험도대상지역에서발생할것으로예상되는지진의크기와발생빈도를합리적으로설명하고설계에적용할지진의영향을정한다. 지진의크기와발생빈도등의자료는많은지진데이터를근거로설정될수있는데해당지역에영향을미칠수있는활성단층의활동에관한자료와활성단층에서부지까지의거리및단층과부지사이의지질등에관한자료등을이용하여지진위험도를설정한다. 일반적으로국토를여러개의구역으로나누고각구역마다지진위험도를나타낼수있는지역계수를설정하는방법을사용한다. ㆍ구조물의진동주기지진의영향은구조물의진동주기에따라서다르므로이를적절히고려하여야하는데, 일반적으로주기가긴구조물이지진의영향을덜받게된다. ㆍ지반의특성지진이발생하여인근지역으로전파되는지진파의특성은해당지역의지반조건에따라서크게달라진다. 연약지반에서는장주기성분이많아지며암반에서는단주기성분이많아지는특징이있다. ㆍ구조물의연성 강한지진에대해서구조물이저항할수있는능력을확보하기위하여 구조물에충분한연성능력을부여하여야한다. ㆍ구조물의중요성지진에의하여파괴되면막대한피해를초래하게되는원자력발전소나 LNG 저장탱크등과같은것은물론이고지진피해의복구를위해서매우중요한병원, 방송국, 경찰서, 소방서등의구조물은지진이발생하더라도정상적으로기능을발휘할수있어야한다. 따라서이러한구조물에대해서는일반구조물보다더엄격한내진설계가이루어져야한다.

38 2 지역계수및중요도계수 ㆍ지역계수구조물에대해서내진설계를수행할경우에가장중요한과정은합당한지진하중을산정하는것이며지진하중을산정하기위해서는해당지역의지진위험도를적절히고려해야하는데내진설계기준에서는이를지역계수의형태로적용한다. 지역계수는해당지역의지진위험도 ( 예상되는지진의크기, 발생빈도등 ) 를가속도의형태로사용한다. 표 1.5 지역계수 - 건축물의구조기준등에관한규칙 [ 별표 6] 지진구역해당행정구역지역계수 Ⅰ Ⅱ 시 도 도 서울특별시, 부산광역시, 대구광역시, 인천광역시, 광주광역시, 대전광역시, 울산광역시 경기도, 강원도남부 ( 영월군, 정선군, 삼척시, 강릉시, 동해시, 원주시, 태백시 ), 충청북도, 충청남도, 경상북도, 경상남도, 전라북도, 전라남도북동부 ( 장성군, 담양군, 곡성군, 구례군, 장흥군, 보성군, 화순군, 광양시, 나주시, 여수시, 순천시 ) 강원도북부 ( 홍천군, 철원군, 화천군, 횡성군, 평창군, 양구군, 인제군, 고성군, 양양군, 춘천시, 속초시 ), 전라남도남서부 ( 무안군, 신안군, 완도군, 영광군, 진도군, 해남군, 영암군, 강진군, 고흥군, 함평군, 목포시 ), 제주도 ㆍ중요도계수지진이발생하였을때피해의복구및확대방지에필요한용도의건축물과경제적, 사회적으로피해의영향이큰건축물은일반건축물에비해내진안전성을높이고일반건축물에대해서는경제적인부담이적어지도록하기위하여중요도계수를사용한다. 또도시계획구역과그이외의지역을구분하는것은같은용도의건물이라도인구밀집지역내에있을때에는더욱큰 2차적피해를유발시키게되므로이러한경우에대해더큰내진안전성을가지도록하기위하여도시계획구역내의건축물이도시계획구역외의건축물보다더큰지진하중에대해저항할수있도록하기위하여중요도계수를크게설정한다. 중요도계수가 1.5 라는의미는지진하중을다른건물에비하여 50% 더증가시킨다는뜻이다.

39 ㆍ중요도-특지진이발생하였을때에피해의확대를방지하기위하여우선적으로필요한건축물및피해의규모가매우큰건축물이해당된다. ㆍ중요도 -1 지진이발생하였을때에피해의규모가커서사회적경제적으로중요 도가높은건축물이해당된다. 표 1.5 중요도계수 - 건축물의구조기준등에관한규칙 [ 별표 7] 중요도구분특 1 건축물의용도및규모 연면적이 1천제곱미터이상인위험물저장및처리시설 병원 방송국 전신전화국 소방서 발전소 국가또는지방자치단체의청사 외국공관 아동관련시설 노인복지시설 사회복지시설및근로복지시설 15층이상아파트및오피스텔 연면적이 5천제곱미터이상인공연장 집회장 관람장 전시장 운동시설 판매및영업시설 5층이상인숙박시설 오피스텔 기숙사및아파트 3층이상의학교 중요도계수 도시지역그외의 지역 중요도구분특및 1 에해당하지아니하는건축물 외국의내진설계기준 1 일본소방활동의법적근거와주요내용에대하여소방법, 동시행령, 동시행규칙을적용하고있으며세부지침과기준에대하여는소방청고시또는통달에의하고있다. 소방시설기준에관한사항으로서설치에관한기술기준은소방청장이고시에정하고있으며일반적인사항과유지관리기준은시행규칙에서정하고있다. 소방시설의내진설계관련요구사항은소방법시행규칙에서내진조치사항을간단히언급하고있으며소방용설비등의운용기준에서좀더구체적인방법을제시하고있다.

40 일본의소방설비에관한내진설계규정은먼저, 소방법시행규칙 의 9항에서탱크, 가압송수장치, 비상전원, 배관등 ( 이하 저수조등 이라함 ) 에는지진에의한진동을견디기위한유효한조치를취할것을요구하고있다. 그리고각지역별로유사한내용으로제정되어있는 소방용설비등의운용기준 에서이러한유효한조치의내용을구체적으로제시하고있다. ㆍ가압송수장치의흡입관측과토출관등에가요성이음장치를사용하여 접속할것. ㆍ가요성이음장치의길이는내경 80mm 이하는 500mm 이상, 그이상 은내경의 10 배이상. ㆍ가요성이음장치는 가압수송장치의주변배관에사용하는가요성관 이음장치에관하여 를따를것. ㆍ저수조등 ( 탱크, 가압송수장치, 비상전원, 배관등 ) 은벽과바닥에고정 하되그설계및시공은 건축설비내진설계 시공규칙 에따를것. 여기서참조하고있는 건축설비내진설계 시공규칙 에서배관관련내진설계지침의경우를살펴보면배관의종류를크게수평방향배관및수직방향배관으로분류하여내진지지방법을규정하였다. 수평배관의내진지지는배관축의수직방향의과도한변위를억제할것을요구하고있다. 먼저지지방법의견고성에따라 S종, A종, B종의 3등급으로나누어그등급별로지지방법을고정부위에따라선택적으로제시하고있으며배관, 덕트, 전기배선등에대해건물내설치장소 ( 층높이 ) 에따라서로다른내진지지방법및최소설치간격을제시하고있다. 부가하여배관의집중하중을고려, 분기배관및방화구획관통부등의배관지지상의유의사항을설명하였다. 수직배관의내진지지는배관축과직각방향의과대한변형을억제하고지진시건물의층간변위에추종하는지지방법을요구하고있다. 그리고, 건물의일정한층간변위각을가정하여내경의크기별로내부에물이가득찬관과속이비어있는배관에대하여용접식연결배관과나사식연결배

41 관에대한내진지지간격의범위를제시한다. 지지위치는슬라브관통부, 배관중앙부, 배관하부등으로나누어지지부재의강도와지지방법을제시하고있다. 일본의경우를종합적으로정리하면소방설비관련법과기준등에서내진설계요건의기본사항만을제시하고상세한내진설계기술기준은주로건축설비의내진설계 시공지침을참조하도록규정하고있다. 2 미국미국의경우소방관련설비의주요기술기준을포함하고있는미연방방화협회 (NFPA) 기준을살펴보면소방관련설비중에서소방용수를공급하는배관과물탱크, 펌프등부속장치들에대하여지진을고려한설계를요구하고있다. 먼저, 배관의내진설계에관하여는스프링클러설치기준 (NFPA13) 에서지진에대한배관보호를요구하고있다. 지진에의한배관파손을방지하기위하여스프링클러설비를보호해야하며내경 64mm이상배관에대하여건물의과도한변형을흡수하기위한가요성 (flexible) 배관커플링 ( 말단에홈이있는배관과연결하는 ) 의사용, 요구이상의커플링필요시진동브레이스의설치, 지상의건물의지진분리이음을가로지르는곳에서의지진분리배관의설치, 벽과바닥등을관통하는모든배관주위에틈새유지등을규정하고있다. 스프링클러설비는지진에대한보호대책으로다음과같은요건들이제시되고있다 제연설비 (1) 제연의중요성과목적 건축물의초고층화는화재시건물내부에서의피난동선과피난로의확보가화재안전설계에필수적인요소가되고있다. 이러한피난에가장위협적인존재는화재시발생되는열이나화염이아닌연기의확산으로거주자에게연기가미치는영향이피난경로및피난시간을결정하는결정적인사항이므로인명안전을확보하기위한제연설비의설치는필수적이라고할수있다.

42 모든화재는연기를발생하며이를제어하지않으면건물전체나건물의일부분에확산되어인명을위협하고재산적손실을가져온다. 특히, 초고층건축물에서는굴뚝효과와부력현상이더욱현저해지므로이로인한연기확산이일반건축물에서보다더욱가속화된다. 따라서, 기존의건축물에적용되던제연설비를초고층건축물에적용하여보다효율적이고, 성능에있어확실성이요구된다. 제연설비가화재로인한열, 유독성가스, 시야를가리는입자들로부터방어되는환경을유지하기위해화재발생의초기에작동되어야하며피난시간동안방호된제연구역내에서유용하게작동해야한다. 이를위한제연설비는다음과같은목적을달성해야한다. ㆍ피난시간동안피난동선및피난로를오염되지않는환경으로유지ㆍ화재지역으로부터다른벙호구역으로의연기이동을제어하고연기의양을감소ㆍ건물거주자의생명을보호하고, 재산손실을감소ㆍ소방대의활동을지원 초고층빌딩의화재시피난의특징을보면건물고층부의계단실에서의피난속도가저층부계단실에서의피난속도보다느린것으로보고되었다. 이는화재시의연기의이동경로가수직상승부로향하기때문에피난시공기오염이상층부가저층부에비해문제가되기때문인것으로분석되었다. 그러므로고층부에서의거실제연과피난경로인특별피난계단과소방활동을위한비상용승강기등의제연에대하여살펴본다. (2) 초고층건물의고층부의거실제연 초고층건물에서의고층부는높은건물높이에따라건축법상의배연창설비를하는것은높은풍압과압력차이에의한연돌현상을유발할수있어기계식제연설비가되어야한다. 제연설비는전용의덕트와팬을이용하는것이가장이상적이나, 건축물의층고를고려하는건축계획상의문제가대두되는현실속에서는공조겸용의설비로평시에는공조설비로사용하고화재시제연설비로전환가능한기계식설비를설치하므로써각층이층고를더이상넓히지않고적용할수있다. 현행의거실제연설비는화재가발생한층에서제연구역별배기와급기를동시에하거나인접구역에서급기, 화재구역에서배기를하는시스템으로구성되어있다. 그러나이것은화재층외의기타층으로연기의확산우려와재실자의화재경보및피난상의어려움을도출시킬수있다. 그림3-22 초고층건축물의층별제연방식을나타낸다.

43 따라서화재가발생한층의배연설비를작동하게하고기타각층에서는급기가압을하여화재가발생한장소및덕트에는부압이작용하도록한다 (A형태 ). 이를통하여화재층에서낮은압력을유지함으로써연기가인접층으로확산할수없도록한다. 그러나이방법은전층화재경보및제연설비의작동으로재실자의동시피난이우려되므로피난에따른 Panic, 피난자충돌현상등 2차적인재해를우려하여연기를화재층에국한하고이를건물외부로배출하면서연기에영향을받지않는다른층의거주자는대피가필요한시점에도달하기이전에는움직이지않도록하는방법을택할수있다. 이를위해서는화재경보장치의우선경보방식에의한경보가우선되어야할것이며초고층건물이많은미국의경우화재층에서는배기를하여부압을형성하고, 화재층의상부층에서는급기를하여양압을형성하면서연기의침투를방지하는방법을택하고있다. 따라서국내의초고층건물에서는화재층에배기, 화재층의상하층에서는급기방식을선택할필요가있다 (B형태 ). (A 형태 ) (B 형태 ) 그림 1-2. 초고층건축물의층별제연방식 (3) 특별피난계단의전실및비상용승강기의제연 초고층건축물에는특별피난계단과비상용승강기가필수적으로설치되어야하며특 별피난계단은화재시피난의경로로, 비상용승강기는소방대의진입과활동설비로활

44 용되어진다. 따라서특별피난계단과비상용승강기의안전성능확보는초고층건축물의피난안전확보및소방대의활동확보를위하여절대적으로중요한요소이다. 이러한특별피난계단의부속실과비상용승강기의승강장 ( 공동주택의특별피난계단부속실과비상용승강기의승강장겸용을포함 ) 은화재시그본질적인기능을발휘하기위하여그출입방화문의닫힘상태를항시유지하는것이매우중요한요소로서공동주택및주거용도의건물에서는방화문이사용및유지관리특성상항상닫힘상태를유지하기가어려운현실등을고려하여평상시는 OPEN 상태를유지하고, 화재시감지기경보신호와자동폐쇄장치에의하여출입방화문 ( 감지기연동형방화문, Auto Release Type) 이닫힘상태가될수있도록하여부속실및승강장과거실과의차압을유지할수있도록해야겠다. 또한화재시전층급기가압방식인현행의전실및승강장제연방식은현실적으로그성능을기대하기어려우며경제적으로도그효율성을보장할수없다. 그러므로화재층을중심으로상하 1개층 ( 총 3개층또는상하3 개층씩총 7개층 ) 을급기가압하는방식으로적용한다면화재시화재발생층과연소확대가가능한상하층의거주자가피난이가능하도록급기가압방식을적용하여인명피해를최소화하면서경제적인효과를가져올수있다. 기타층에서는우선경보방식의경보에의하여순차적인피난이이루어질수있도록해야겠다. ( 전층전실급기가압 ) ( 일부층전실급기가압 )w 그림 1-3 층별전실급기가압제연방식 현행국내법상공동주택의특별피난계단의전실과비상용승강기의전실은겸하여사

45 용할수있다. 따라서공동주택의코아부분인전실은각세대의방화문이닫힌상태를유지하고규정차압이확보된다고해도화재발생시코아내에설치된옥내소화전을사용하기위한경우와피난을위해서출입방화문 ( 현관문 ) 이개방될경우차압의급격한저하로인해근본적으로차압유지가불가능하며, 오히려화재실에다량의산소를공급하는결과를초래할우려가있다. 따라서공동주택부분에서의특별피난계단과비상용승강기의제연설비는특별피난계단부분은전실과계단실, 비상용승강기는승강장과승강기샤프트를동시에급기가압하는방식을택하는것이피난안전상과소방활동상인명피해를줄일수있는방안이라할수있다. ( 전실급기가압 ) ( 전실, 계단실동시급기가압 ) 그림 1-4. 장소별급기가압제연방식 피난특성과대책 (1) 초고층건축물피난의특성 초고층건축물은수직피난동선이일반건축물과다르게길게되므로화재등 재난사고시몇가지다른잠재적위험요소를가지고있다. 1 피난동선 미국의 World Trade Center 에대한 9.11 테러시입증된바와같이건물

46 의층수가 100층에이르는건축물에서는계단을통하여상층부로부터지상까지피난하는데에는 2시간에서 3시간이상소요되는등너무긴수직피난동선이문제가되므로특별피난계단만을통하여피난하는데에는명백한한계가있게된다. 2 피난하중의증가초고층건축물에서의피난은전층피난 ( 전관피난 ) 으로이어질가능성이높다. 전층피난은수직이동통로인특별피난계단에서각층으로부터계단실로진입하려는사람들과상층부로부터계단을이용하여내려오던사람들간의혼잡을야기하여피난시간을지연시킬것이다. 특히특별피난계단의부속실에서계단실로진입하려는사람들이문을열게되면수직피난통로의폭이대폭축소될것이고, 또한각층에서진입한사람들로인하여계단실내에서는혼잡이야기될것이다. 3 수직피난의한계초고층건축물에서화재및재난사고시노약자, 부상자및장애자등은부상자및장애자등은자력으로특별피난계단을통하여피난하는데는상당한어려움이예상되며설령피난을할수있다고하더라고그피난속도 ( 수직피난 ) 는상당히늦어질수밖에없다. 또한특별피난계단실내에서앞서내려가는사람들중에장애나부상이있는경우이들의피난속도가그뒤에내려오는모든사람들의피난속도를늦추게만드는요인이되어전체적인피난완료시간을늦추게될가능성이매우높다. 4 거주자의패닉초고층건축물의화재시거주하는사람들은자신이거주하는건축물의높이에대한두려움과화재등재해에대한막연한두려움이필요이상으로커지므로재난시거주자들은패닉 (Panic) 상황에빠지기쉽다. 일단패닉상태에빠진거주자들의행동은일상생활에서있을수없는상상할수없는반응들을나타낼것이다. 1971년우리나라의대연각호텔화재와 2001년미국 World Trade Center 테러시초고층에서낙하산을이용하여낙하하거나, 무조건뛰어내리거나, 또는건물의구석진곳에숨어서기다리는등의엉뚱한행동을나타낸사례가있다. (2) 초고층건축물의피난대책 초고층건축물의피난수단으로서주요한것들로는다음과같은시설들이개별적으

47 로또는상호연계되어사용될수있다. 1 특별피난계단을통하여걸어서옥외지상으로피난하는방법이있다. 이방법은건장한사람들이이용하는방식으로서화재시가장안전한지역인계단실을이용하여피난하는것이다. 화재시안전하게피난하기위하여는특별피난계단의제연설비의신뢰성이높아야할것이다. 그러나초고층건축물에서는연돌효과로인한저층부에서의부압 (-압력 ) 형성, 고층부에성의양압 (+ 압력 ) 형성으로인하여제연설비의차압형성이매우어렵다. 따라서특별피난계단의안전성확보를위하여제연설비의신뢰성향상에신중을기하여야한다. 2 피난안전구역을활용하는피난방법이있다. 초고층건축물에서화재및기타재시노약자, 부상자및장애자들은자력으로특별피난계단을통하여피난하는것은거의불가능할것이고만약특별피난계단을통하여피난한다고하더라도수직이동속도가매우느릴것이고, 이로인하여그뒤에서내려오는건장한사람들의피난속도를지연시킬것이다. 이들을특별피난계단으로유도하는것은오히려건장한사람들의피난장애를유발하기때문에피해야할사항이다. 따라서이들은일시적으로피난안전구역으로피난하였다가소방대원에의한구조를기다리든가또는피난용승강기를이용하여피난을하여야한다. 3 피난용엘리베이터를이용하는방법이있다. 엘리베이터를이용한피난은전세계적으로금지되어왔었으나 WTC 사고이후엘리베이터를이용한피난의효율성이입증되어최근건축하고있는초고층건축물에서는피난용엘리베이터를대부분반영하고있는실정이다. 다만일반용엘리베이터를피난용으로활용하기위하여는여러가지사항을보완하여야할것이다. 4 비상용승강기를이용한소방대원의구조에의한방법이있다. 화재시진입한소방대원들은화재진압의임무와거주자들의구조임무를수행한다. 화재시건물내에잔류하고있는사람들은소방대원들에게자신의위치를확인시킬수있는조치를취하고있어야한다. 비상용승강기는소방대원들의소화활동에이용되며또한사람들을구조하는데에도이용될것이다.

48 5 옥상헬리포트에서헬리콥터를이용한소방대원에의한구조를통하여피난하는방법이있다. 뉴욕시에서는헬리콥터가착륙하던중사고로인하여몇사람이사망한사건이있은후부터초고층건축물에서의헬리콥터를이용한구조에대해서는회의적인시각을가지고있다. 그러나아직까지초고층건축물에서헬리콥터를이용한피난을금지하여야한다는움직임은일고있지않은실정이다. 전세계의대부분의초고층건축물은건축적이형태로인하여옥상에헬리포트를설치하지않고있는실정이다. 그러나만약헬리포트가설치된다면최악의사고시에헬리콥터를이용한소방대원에의한구조작업은진행될수밖에없을것이다. 이들중초고층건물에서주목하여야할피난안전구역과엘리베이트를이용한피난에대하여좀더상세히살펴본다. (3) 피난안전구역 (Refuge area) 피난안전구역의필요성 피난안전구역이라는용어는대피층 (Refuge Floor), 피난층, 피난안전층, 대피처, 피난처및대피공간등다양하게사용되고있다. 현재국내건축법규나소방관련법규에서는이러한용어에대한정의가없으므로그어느것도정확하다고할수는없는실정이다. 또한이미반영되어있는건물에서하나의층전체를피난안전구역으로반영되는경우는매우드믈고대부분이층의일부를사용하고있기때문에대피층이라는표현은꼭들어맞지는않다고생각된다. 피난층또한 곧바로지상으로갈수있는출입구가있는층 이라는소방관계법규상의정의에서보면혼란의소지가있는용어라고할수있다. 따라서이글에서는편의상피난안전구역이라는용어를사용하고자한다. 또한영국등일부에서사용되는것과같은계단실내일부공간등에대한내용에대해서는이글에서는언급하지않았다. 초고층건물에있어서노약자나장애자들을위한일시적인대피지역이필요하다. 이는비상사태시이들의피난이수직적인피난계단을통하여피난을하기가어려울뿐만아니라다른이의피난에방해가되어피난흐름속도를줄일수있기때문이다. 따라서이들에대한피난은일단안전한곳에대피하였다가추후에소방대원이나비상대응팀의도움을받아피난을하는것이다. 초고층건물에서비상사태발생시인명을보호하기위해서는피난안전구역을설치하는것이필요할뿐만아니라 9.11 사태이후전세계전문가들이검토하고있는하나의중요한주제이다. 이는화재나비상사태시연기와화염으로부터안전한피난안전구역으로일시적으로대피하였다가소방대원이나비상대응팀의

49 지시에따라피난계단또는엘리베이터를통해피난층으로피난하기위한시설이다. 피난안전구역은많은인원들이한꺼번에피난계단으로몰려들어생기는혼잡문제와보행속도가느린노약자, 사상자및장애우들로인한피난흐름의지연을방지하여빠른피난을유도하는역할을할수있기때문에그필요성이절실하다고할수있다. 피난안전구역에대한각국의기준 1 우리나라 관련규정없음. 건축법관련, 소방법관련및각시도조례를통하여규정을제 정하려는활발한움직임이있음 2 미국 1) NFPA 정의 : 피난시임시로사용되는건물내의장소로지체장애인의용이한피난을위해배려된공간 설치규정 : tm프링클러설비로방호, 방연칸막이로타구역과구획, 2방향이상접근가능, 공공도로로통하는연결구설치 근거규정 : NFPA , ) IBC 설치규정 : 피난안전구역으로부터계단까지최대보행거리기준만족, 피난로로접근가능, 방화구획된계단또는승강기로바로접근가능, 승강기로비를피난안전구역으로사용시연기의침투를막도록방화구획설치, 1대의휠체어면적 (762 mm 1219 mm ) 을기준으로 200명을수용할수있는크기또는수용인원밀도를근거로산정, 방재센터와의양방향통신제공, 각층에서피난안전구역으로통하는문에 'AREA OF REFUGE' 로표기 근거규정 : IBC 2006 SECTION ,

50 3 홍콩 1) 대상 : 건물거주자 2) 설치규정 : - 25 층을초과하는건축물에대해서매 20~25 층마다설치 3) 참고문헌 : ASEC Journal of Architectural Engineering Vol 7 4 중국 1) 대상 : 건물거주자 2) 설치규정 : 100M 를초과하는공공건축물에대하여피난안전구역설치 15층마다설치권장 총피난예상인원 1m2 /5인확보 비상방송, 직통전화, 비상조명, 비상전원설치 피난안전구역의상, 하부층계단을분리 3) 근거규정 : 중국인민공화국방화규범, 인민방공공정설계방화규범 5 영국 1) 대상 : 장애우, 휠체어이용자 2) 설치규정 : 피난층을제외한모든층의계단실에설치. 계단실은방화구획으로방호 발코니, 아파트의옥상또는포디움등화재에노출될가능성이적은개방된공간 계단실로비에 'Refuge-Keep Clear' 로표기 3) 근거규정 :BS 5588-Part 8 Fire Precautions in the design, construction and use of buildings, Code of practice for means of escape for disabled people 6 캐나다

51 1) 설치규정 : 별도의대피공간을설치하지않음 2) 승강기로비, 계단참, 고층건물사이의브릿지, 아파트발코니를피난안전구역으로활용. 3) 참고문헌 : 캐나다건설기술연구원 Internal Report No. 843 ( 수직간격및설치위치기준에에대하여기술 ) 국내초고층건축물의피난안전구역설치사례 1 피난안전구역을설치한건축물현황 표 1-5. 한국건축법비상용승강기설치예시 No 프로젝트명 규모 설치층 1 부산제2롯데월드 B6/107F 27,53,80F 2 잠실제2롯데월드 B4/112F 15,43,75,107 F 화성동탄복합단 A블럭 B4/66F 30F 3 지 B블럭 B5/66F 30F ( 메타폴리스 ) 4 마산양덕동태영한림아파트 B3/60F 27F 5 센텀시티주상복합 B5/60F 32F 6 AIG 타워 B7F/55F 20F 7 아산배방지구 3블럭 B7/66F 32F ( 펜타포트 ) 4블럭 B7/51F 25F 8 신도림테크노마트 B7/40F 28F 9 삼성전자수원연구소 B5/37F 15F 10 부산 CJ 스타타워 B5/72F 32F 11 여의도 PARC 1 B6/72F 19F, 51F 12 해운대우동프로젝트 B5/80F 매 3개층마다

52 (4) 피난용엘리베이터 피난용엘리베이터의필요성 전세계대부분의국가에서엘리베이터옆표지나여러캠페인광고등을통해서일반인들에게엘리베이터를이용한피난을금지하는사항을각인시키고있다. 비상사태시소방대원처럼자격을가진요원의통제하에있는경우를제외하고는일반인의엘리베이터사용을권장하지않는다. 왜냐하면화재시발생하는연기가승강로내부로침투하거나, 돌발상황으로인해탑승객들을엘리베이터에가둘수있는위험성이부가되기때문이다. 그러나최근건물은초고층화또는깊은지하공간의개발이증가함에따라피난용, 특히이동장애가있는장애자, 노약자및부상자들의긴급탈출수단뿐만아니라일반인들의피난용으로도주목받고있다. 이와같은내용은 World Trade Center의 911테러당시연기가상하로초당 3-5미터로이동하여인간의계단강하속도의약 12-20배의속도로상승하는일반적인연기확산속도를넘어서매초 16-18미터나상승했다는설이나오면서상하대피는한층어려워지며, 단시간에안전한공간으로대피할수없게되었다. 역시같은건물인 'WTC' 에서폭탄테러사고당시거주자의피난시간이 3시간을초과하였다는연구결과가있다. 일반적으로법규에의해피난계단이 2시간의내화구조로구획되어있다는사실을감안하면이는피난시간의단축이요구됨을반증하는연구결과이다. 또한고층부에서계단을통해내려오는일은또다른충격과좁은공간의이동에서발생되는소음에의한공포, 일반인들의신체적능력을넘어서는일이다. 그러나엘리베이터를이용하여탈출한사람들의보고서가발표되면서엘리베이터를이용한피난가능성을탐색하기시작했다. 이러한사례및연구를토대로초고층건물에서엘리베이터를이용한피난대책이계획되고, 채택되는프로젝트가늘고있다. 실례로현재세계에서가장높은건물 (160층) 로기록된 ' 버즈두바이 (Burj Dubai)' 빌딩의경우, 엘리베이터를이용한피난대책이계획되어비상대응대책의중요한부분으로명시되어있다. 따라서무조건적으로사용을금지하는것이아니라성능위주의설계의한부분으로적절한조치를취한엘리베이터를계획하여, 화재등유사시고층부에있는사람들을신속하게대피시킬수있는피난용엘리베이터에대한연구가진행중이다. 엘리베이터를이용한피난의종류

53 미국의 ' 고층건물도시환경협회 (The Council on Tall Buildings and Urban Habitat : CTBUH)' 에의하면엘리베이터를이용한비상피난은다음세가지로분류할수있다. 1 전체비상피난 (Total Emergency Evacuation) 전체비상피난 (Total Emergency Evacuation) 은건물의전체거주자들이건물로부터의완전한피난을목적으로하는비상피난의단계이다. 전체피난은극히드문경우이지만건물설계팀은반드시고려해야하는여러가지가능한시나리오가운데반드시고려되어야할사하이다. 예로건물내부또는건물주위에서의대형화재, 폭탄테러, 생화학적공격위협, 기상이변또는천재지변에의한자연재해위협등의경우에전체피난이요구될수있다. 이외에도건물전체의정전, 단수등의사용제한과대피가요구되는상황에서도전체피난이고려될수있다. 전체피난의목적은건물의전체거주자들의즉각적인피난이므로피난시이용가능한모든엘리베이터가사전에계획되어건물비상대응대책에명시되어야한다. 2 단계적비상피난 (Staged Emergency Evacuation) 단계적비상피난 (Staged Emergency Evacuation) 은건물의일부분의거주자의피난또는안전한지역으로의이동을목적으로하는비상피난의단계이다. 일반적인화재나기타재해위협등이이경우의가능한시나리오이다. 3 부분적비상피난 (Fractional Emergency Evacuation) 부분적비상피난은건물의특정거주자그룹의피난또는안전한지역으로의이동을목적으로하는비상피난의단계이다. 이단계에서의엘리베이터는노약자나장애인으로이루어진그룹의피난과소방대원과같은비상대응반의건물로의진입시에도활용되어질수있다. 초고층건축물에서의엘리베이터피난의문제점 화재시피난용으로엘리베이터를이용하는경우에대하여다음과같은문제 점이발생할수있다. 1 엘리베이터를이용하여화재로부터탈출하려는사람들은일정시간엘리베이터 문앞에서기다려야할경우가있는데이와중에화염및연기에노출될우려가

54 있거나공황상태에빠질우려가있다. 2 버튼을누르면동작하는자동엘리베이터의경우에는화재발생지역상층부에서하강한엘리베이터가화재층에자동으로멈춰서문이열리면승객들이화재와연기에노출될가능성이매우크다. 3 현대식엘리베이터는문이완전히닫히기전에는운행되지않는다. 비상시에많은사람들이엘리베이터에몰리는경우에엘리베이터는운행을할수없게된다. 4 화재중의전전은엘리베이터를정지시키거나엘리베이터탐습객들을층간에갇히게하는결과를초래한다. 5 화재나연기가엘리베이터설비에피해를줄수있다. 6 소화전호스나스프링클러헤드의물이엘리베이터의전원이나제어배선을합선시키거나문제를유발할수있다. 7 엘리베이터장비의과열은엘리베이터의오동작을야기할수있다. 8 방연을위한가압은엘리베이터문을열리지않게하여엘리베이터의움직임을제한할수없다. 9 엘리베이터의운행으로인한피스톤효과는연기를엘리베이터로비나통로 ( 엘리베이터샤프트 ) 로연기를유입시킬수있다 교육 / 소방계획훈련 초고층건축물은건물자체가크고도복잡하며이에적용된시스템들또한그러하다. 이런하드웨어적인부분들의성능과효과가기대되어진대로또는극대화될수있기위해서는소프트웨어적인인적요소의역할이필수적이다. 재해발생시는이에대응하는많은행동을적절 신속하고확실하게해야한다. 따라서상황전개에따라유연하게대처하고옳은판단을하기위해서는재난시를대비하여건물관계자 ( 또는재실자 ) 중에 task group을구성하여각각의역할과책임분담을정하여정기적으로훈련하고다른재실자들에대하여도기본적인교육을반복적으로실시하여야할것이다. 예를들면, 118명의사망자를낸일본천일빌딩화재사례에서는피난유도가적절하게수행되지않았던것으로보고되었다. 보고서에의하면재실자들은화재에관련된그릇된지식으로스스로와다른사람의생명을위험하게만든사례들이많다. 대중은화재에대하여그것이어떻게시작되고어떻게성장하며사람들에게어떤영향을미치는지가교육되어야만한다. 대부분의화재안전교육프로그램은어린아이들을대상으로한다. 그러나다른집단들특히노약자나장애인주거시설은똑같이위험의한가운데에존재한다. 공항터미널이나스

55 포츠센터와같은공공건물의경우, 재실자교육은실질적이지않으며이들의경우는안전을위한더많은책임이직원들에게남겨질것이다. 그결과직원교육은최고의중요성을가진다. 재실자들은정보를얻기위해직원을찾을가능성이아주크다. 직원들은전문가로서간주되며그상황과최선의행동과정과가장가까운비상구를알고있을것으로기대된다. 또한대형공간또는대형군중을취급할때에는전적으로직원들에의존하여재실자의안전을지도하도록하는것은실질적이지않다. 왜냐하면요구되는직원의숫자가너무많을것이기때문이다. 이와같은상황에서는잘훈련된직원집단과음성통신시스템및 CCTVs 등의통합된경보시스템을결합하여운용하는것이훨씬효율적이다 구조및진압활동 소방대의소방활동에서가장중요한것은화재대응시간이다. 화재대응시간은화재진압과인명구조의성패를가름하는것으로소방대가화재현장으로출발하여실질적인소방활동을개시하는데소요되는시간으로이에대한실효성있는대책이초고층건축물에대해절실하다. 초고층건축물은대부분이대도시에집중건설되어있어화재시에접근로의확보가매우중요하다. 현재의국내소방교통통제시스템으로는초기화재대응에다음과같은문제점들이있다. 위성제어에의한통신시스템의구축과활용미비 화재진압대책의표준화미비 가상화재발생에대한과학적이고다양한시나리오구축의미비로신속하고효과적인대응의미비 관련부처간공동대응시스템의미비 교통통제및접근경로단순화시스템의미비 또한초고층건축물의특성에기인하는문제점으로는다음과같다. 건축물의페쇄성, 즉붙박이창등으로많은공간이구성되어화점, 연소범위, 피난환경환경등화재상황의조기파악곤란 소방차진입장애요인 ( 차량게이트등의출구장애물, 진입로의경사, 협소한도로폭 ) 들에의하여대형소방차량의진입이불가능하여소방차량의근접배치에지장초래 소방차량의전개에장해가되는조경, 그리고건물외벽의유리창파열로인한파편들의낙하로인한더넓은소방활동공간의요구 고층부화재발생시높이로인해소방대가외부에서직접화재층으로접근

56 이불가하고저층부를통하여내부에서화재층으로접근해야하므로신속한초기대응이미흡 계단을통한고층접근시도달시간의지체뿐아니라소방대원의체력고갈로효과적소방활동의어려움. 이의개선을위한접근수단의다양화와소방대복장및장비의경량화필요 피난통로오염시외부공기공급로의불비로추가적공기호흡기를확보하여야하는제약요인발생 건축물의높이가 50m를초과하는부분에는고가사다리차의도달이불가능하여인명구조의어려움이발생 건물의방재센터는화재시소방대가화재상황을파악하는등소방활동의중심기능을수행하여야함에도불구하고대부분지하층등소방대의접근이곤란하거나방재센터로써의역할을기대하기곤란한위치에있음 위기관리메뉴얼의표준화 대참사의원인에는반드시유지관리및운영상의결함이반드시발견된다고해도과언은아니며, 특히방화, 피난상안전성의관점에서종합적으로계획된위기관리메뉴얼이필요하다. 초고층건축물은그위험도의관점에서볼때표준화된관리메뉴얼이작성되어발생가능한위험에대하여효과적으로대처하여야할것이다. 건물화재로많은희생자를낸과거의중대화재를되돌아보면거의예외없이방화관리상문제가있었다고지적되고있다. 방화관리의자세는건축물의화재안전성을지배하는큰요인중의하나이나보통의방법으로는해결할수없는것으로인식되었다. 게다가최근에는초고층건축물이증가하는경향이므로종래보다도지극히세세하게경우에따라서는새로운관점에서방화관리체제를체크할필요성이높아져가고있다. 초고층건물에서의방화관리와유지보전은건축방재대책의중심이되는중요한것이다. 그리고특히초고층건축물에서의화재는다른요인에기인한다양한위기상황과밀접한관련이있으므로통합적인재난관리프로그램이확립되어야할것이다. 또한이는화재와같은위기의상황에대한관리뿐아니라사업의지속성을유지하기위한프로그램이어야할것이다. 이미서구에서는위기대응지침서 (CRISIS RESPONSE PLAN POLICY MANUAL) 가기관과또는건물에대해수립되고이에따라행해지고있다. (1) 위기대응지침서 위기대응지침서는건물에서발생할수있는재난상황에대한총체적인관리대응책과

57 유용한정보를제공하기위한것이다. 이지침서에있는정보들은아래의위기대응절 차서에서활용되어질것이다. 1 Crisis Response Policy Statement 위기대응의기본목적과방침에대한규정 2 Crisis Response Plan Definition List 위기대응지침에따른계획서 3 Crisis Response Site Entrance Map 건물의피난에관련된통로, 계단및출입구등을파악할수잇는건축도면 4 Crisis Response Team Organization Chart 방재팀의전체구성을규정 5 Crisis Command Center 방재실의위치와역할그리고방재센터와방재요원에관한정보 6 Crisis Level Management Information 위기상황을등급별로분류하여관리 7 Crisis Command Team Information 방재요원의구성과그조직도 8 Zone Response Team Information 건물내각구역별방재팀구성 9 Crisis Media Management Information 10 Mutual Aid Information (2) 재난대응의분류 건축물의시스템에관련한대응이는건축물내의다양한여러가지시스템에서원하지않은이상현상이나위험한상황이발생되었을때는체계적인대응을위한규정이다. 1 Building System Procedural Response Crisis Response Plan에규정되어있지않은건물내의시스템에대한대응책 2 Building Management System Procedural Response 3 Communications Procedural Response 4 Electrical System Procedural Response

58 5 Emergency Generator Procedural Response 6 Life Safety Systems Procedural Response 7 Lift System Procedural Response 8 Natural Gas System Procedural Response 9 Portable Water System Procedural Response 10 Security Systems Procedural Response 11 Sprinkler System Procedural Response 12 Structural System Procedural Response 13 Shutdown Procedural Response 사람과관련한대응사람과관련된다양한위험상황에대한대응을위한규정으로다음과같다. 1 Fire/Explosion Procedural Response 건물부지나건물내에서화재나폭발에대한대응 2 Spill Procedural Response 건물부지나건물내에서위험물의누출에대한대응