사고사례 분석과 실험을 통한 이산화탄소 소화설비 안전대책에 관한 연구 A Study on the control of the carbon dioxide extinguishing system through incidents analysis and experimental method원문보기
이산화탄소 소화설비는 무색, 무취, 불연성가스로 공기 중 21% 산소함유량을 15%이하로 낮추어 신속히 소화하는 능력 때문에 고가의 방호대상물 또는 수손의 우려가 대두되는 방호대상물에 많이 사용된다. 일반적으로 이산화탄소 소화설비는 방호구역에 최소 34% 이상의 이산화탄소를 방출할 수 있도록 설계되며 이산화탄소 자체는 무독성 기체로 분류되지만 방사 후 방호 구역 내 산소 농도를 15% 이하까지 떨어뜨리기 때문에 산소 결핍에 따른 질식 사고를 불러올 수밖에 없다. 이산화탄소 자체가 공기 중에 5% 이상 시 즉각적으로 호흡과 건강상에 문제를 유발시킬 수 있고 10% 이상 시 ...
이산화탄소 소화설비는 무색, 무취, 불연성가스로 공기 중 21% 산소함유량을 15%이하로 낮추어 신속히 소화하는 능력 때문에 고가의 방호대상물 또는 수손의 우려가 대두되는 방호대상물에 많이 사용된다. 일반적으로 이산화탄소 소화설비는 방호구역에 최소 34% 이상의 이산화탄소를 방출할 수 있도록 설계되며 이산화탄소 자체는 무독성 기체로 분류되지만 방사 후 방호 구역 내 산소 농도를 15% 이하까지 떨어뜨리기 때문에 산소 결핍에 따른 질식 사고를 불러올 수밖에 없다. 이산화탄소 자체가 공기 중에 5% 이상 시 즉각적으로 호흡과 건강상에 문제를 유발시킬 수 있고 10% 이상 시 저산소증으로 시력장애를 시작으로 몸이 떨리게 되며 2~3분 이내에 의식을 잃을 수 있다. 특히 20% 이상일 때에는 중추 신경 마비로 단시간 내 사망하게 된다. 일반적으로 심부화재를 고려해 34% 이상으로 설계되는 이산화탄소 소화설비 특성상 방출 공간 속에 사람이 있을 시, 신속히 대피하지 못한 경우 단시간에 질식사를 초래할 수 있다. 이산화탄소 소화설비를 취급하는 업계에서는 사고사례가 사회적으로 공개되거나 소방서에 보고될 경우 안전관리자의 문책으로 이어질 수 있기 때문에 주로 내부적으로만 알고 있을 뿐 외부로 유출이 안 되는 경우가 대부분이다. 그럼에도 본 연구는 2001년부터 2014년까지 14년간 언론에 보도된 이산화탄소 소화설비 작동에 의한 대표적인 이산화탄소 질식사고 10건을 분석하였다. 각 사건의 원인은 조금씩 다르지만 산소결핍으로 인한 질식 사고로 소방관련 법령에서는 이 같은 이산화탄소 소화설비의 위험성을 감안해 사람이 상주하는 곳에는 설치하지 않도록 규정하고 있지만 시설물을 관리하는 관계자나 내부 작업이 요구될 경우에 접근이 불가피함으로 위험에 노출된다. 그렇기 때문에 본 연구는 사고사례 분석과 실험을 통한 이산화탄소 소화설비 안전대책에 관한 연구를 실시하였고 결과는 다음과 같다. 1. 이산화탄소 소화설비관련 국가화재 안전기준(NFSC 106)과 NFPA 12, ISO 6183을 비교, 분석하여 관련규정의 차이점과 미흡한 사항에 대해 분석한 결과 국내 규정은 NFPA 등 해외규정을 기반으로 제 개정하고 있으나 인명구조용 호흡장치, 방출 경보방식, 방출이후 대비책, 설비 오작동 관련 교육·훈련 등 안전 관련 규정에 미흡한 사항들이 있는 것으로 분석되었다. 2. 이산화탄소 소화설비 인명사고 사례분석 결과 다음과 같은 원인이 나타났다. 1) 약제방출에 대한 위험경고 표지 부재로 소화설비 작동 시 행동요령 실패 2) 피난안내 방송 및 피난동선 미확보로 신속한 대피실패 3) 주변소음으로 인한 음향경보 실패 4) 안전사고 대응 매뉴얼과 공기호흡기 등 인명구조장비 미비치 5) 작업장 내 작업 시 가스방출 방지하기 위한 시스템 잠금장치 하지 않음 6) 출입문의 개폐방향 기준제시가 없어 양방향 개폐로 피난장애 7) 안전의식, 안전관리, 안전교육 부재로 적절한 대응 실패 8) 소화설비 작동 후 이산화탄소 농도 측정 없이 현장 내부 진입 9) 빗물유입, 제어반 회로 부식 등 부실한 시설관리로 인한 오작동 10) 방호구역 안 사람 상주여부 확인 없이 이산화탄소 방출 11) 이산화탄소 소화설비 기능 점검 및 정비 시 부주의로 인한 소화약제 방출 12) 이산화탄소 소화설비 장소에서 유지보수 공사, 수리 작업 중 부주의로 오작동 13) 작업자 실수, 조작 오류로 이산화탄소 방출 14) 수동 조작함 임의조작 시 이중 안전장치가 없어 이산화탄소 소화약제 방출 15) 방호구역 내 개구부로 이산화탄소 누설되어 인명사고 발생 3. 실험을 통해 이산화탄소 소화설비 작동 시 산소농도 감소와 산소결핍을 일으키는 시간을 분석하여 최적의 대피 시간을 알아보았다. 이산화탄소 방출을 통하여 방호구역 내 산소농도 측정 실험 결과 소화약제가 분사되고 70초부터 산소농도는 18%이하로 떨어지기 시작해 90초가 지나자 16%에 이르렀다. 이는 맥박과 호흡수가 증가되고 정신집중 장애 및 두통을 일으키는 단계로 인체는 산소결핍 공기에 노출되는 시간이 지속될수록 질식사 위험에 놓이게 된다. 기록종료 시간 101.60초까지 산소농도는 평균 14.578%로 이산화탄소 소화설비 작동 후 대피를 위한 지연시간 30초, 산소농도가 18%이상이 되기 전 70초를 합한 1분 30초 안에 위험 장소로 부터 대피해야 인명피해를 막을 수 있다는 결론을 얻었다. 4. 이산화탄소 소화설비 인명 안전사고 개선대책으로 위험경고 표지판, 음향경보장치, 부취제, 안전보호구인 공기호흡기비치, 수동 잠금 밸브설치, 이산화탄소 배출, 이산화탄소(또는 산소)농도 측정기 배치, 정기적인 안전훈련, Motion Detector설치, Door Fan test, 안전관련 소방점검 등의 개선 대책을 제시하였다.
이산화탄소 소화설비는 무색, 무취, 불연성가스로 공기 중 21% 산소함유량을 15%이하로 낮추어 신속히 소화하는 능력 때문에 고가의 방호대상물 또는 수손의 우려가 대두되는 방호대상물에 많이 사용된다. 일반적으로 이산화탄소 소화설비는 방호구역에 최소 34% 이상의 이산화탄소를 방출할 수 있도록 설계되며 이산화탄소 자체는 무독성 기체로 분류되지만 방사 후 방호 구역 내 산소 농도를 15% 이하까지 떨어뜨리기 때문에 산소 결핍에 따른 질식 사고를 불러올 수밖에 없다. 이산화탄소 자체가 공기 중에 5% 이상 시 즉각적으로 호흡과 건강상에 문제를 유발시킬 수 있고 10% 이상 시 저산소증으로 시력장애를 시작으로 몸이 떨리게 되며 2~3분 이내에 의식을 잃을 수 있다. 특히 20% 이상일 때에는 중추 신경 마비로 단시간 내 사망하게 된다. 일반적으로 심부화재를 고려해 34% 이상으로 설계되는 이산화탄소 소화설비 특성상 방출 공간 속에 사람이 있을 시, 신속히 대피하지 못한 경우 단시간에 질식사를 초래할 수 있다. 이산화탄소 소화설비를 취급하는 업계에서는 사고사례가 사회적으로 공개되거나 소방서에 보고될 경우 안전관리자의 문책으로 이어질 수 있기 때문에 주로 내부적으로만 알고 있을 뿐 외부로 유출이 안 되는 경우가 대부분이다. 그럼에도 본 연구는 2001년부터 2014년까지 14년간 언론에 보도된 이산화탄소 소화설비 작동에 의한 대표적인 이산화탄소 질식사고 10건을 분석하였다. 각 사건의 원인은 조금씩 다르지만 산소결핍으로 인한 질식 사고로 소방관련 법령에서는 이 같은 이산화탄소 소화설비의 위험성을 감안해 사람이 상주하는 곳에는 설치하지 않도록 규정하고 있지만 시설물을 관리하는 관계자나 내부 작업이 요구될 경우에 접근이 불가피함으로 위험에 노출된다. 그렇기 때문에 본 연구는 사고사례 분석과 실험을 통한 이산화탄소 소화설비 안전대책에 관한 연구를 실시하였고 결과는 다음과 같다. 1. 이산화탄소 소화설비관련 국가화재 안전기준(NFSC 106)과 NFPA 12, ISO 6183을 비교, 분석하여 관련규정의 차이점과 미흡한 사항에 대해 분석한 결과 국내 규정은 NFPA 등 해외규정을 기반으로 제 개정하고 있으나 인명구조용 호흡장치, 방출 경보방식, 방출이후 대비책, 설비 오작동 관련 교육·훈련 등 안전 관련 규정에 미흡한 사항들이 있는 것으로 분석되었다. 2. 이산화탄소 소화설비 인명사고 사례분석 결과 다음과 같은 원인이 나타났다. 1) 약제방출에 대한 위험경고 표지 부재로 소화설비 작동 시 행동요령 실패 2) 피난안내 방송 및 피난동선 미확보로 신속한 대피실패 3) 주변소음으로 인한 음향경보 실패 4) 안전사고 대응 매뉴얼과 공기호흡기 등 인명구조장비 미비치 5) 작업장 내 작업 시 가스방출 방지하기 위한 시스템 잠금장치 하지 않음 6) 출입문의 개폐방향 기준제시가 없어 양방향 개폐로 피난장애 7) 안전의식, 안전관리, 안전교육 부재로 적절한 대응 실패 8) 소화설비 작동 후 이산화탄소 농도 측정 없이 현장 내부 진입 9) 빗물유입, 제어반 회로 부식 등 부실한 시설관리로 인한 오작동 10) 방호구역 안 사람 상주여부 확인 없이 이산화탄소 방출 11) 이산화탄소 소화설비 기능 점검 및 정비 시 부주의로 인한 소화약제 방출 12) 이산화탄소 소화설비 장소에서 유지보수 공사, 수리 작업 중 부주의로 오작동 13) 작업자 실수, 조작 오류로 이산화탄소 방출 14) 수동 조작함 임의조작 시 이중 안전장치가 없어 이산화탄소 소화약제 방출 15) 방호구역 내 개구부로 이산화탄소 누설되어 인명사고 발생 3. 실험을 통해 이산화탄소 소화설비 작동 시 산소농도 감소와 산소결핍을 일으키는 시간을 분석하여 최적의 대피 시간을 알아보았다. 이산화탄소 방출을 통하여 방호구역 내 산소농도 측정 실험 결과 소화약제가 분사되고 70초부터 산소농도는 18%이하로 떨어지기 시작해 90초가 지나자 16%에 이르렀다. 이는 맥박과 호흡수가 증가되고 정신집중 장애 및 두통을 일으키는 단계로 인체는 산소결핍 공기에 노출되는 시간이 지속될수록 질식사 위험에 놓이게 된다. 기록종료 시간 101.60초까지 산소농도는 평균 14.578%로 이산화탄소 소화설비 작동 후 대피를 위한 지연시간 30초, 산소농도가 18%이상이 되기 전 70초를 합한 1분 30초 안에 위험 장소로 부터 대피해야 인명피해를 막을 수 있다는 결론을 얻었다. 4. 이산화탄소 소화설비 인명 안전사고 개선대책으로 위험경고 표지판, 음향경보장치, 부취제, 안전보호구인 공기호흡기비치, 수동 잠금 밸브설치, 이산화탄소 배출, 이산화탄소(또는 산소)농도 측정기 배치, 정기적인 안전훈련, Motion Detector설치, Door Fan test, 안전관련 소방점검 등의 개선 대책을 제시하였다.
1. The study result of control of the carbon dioxide extinguishing system through incidents analysis and experimental method yields that there were some shortcomings for safety related regulations of NFSC 106 compare to NFPA 12 and ISO 6183 in lifesaving breathing apparatus, means of emission alarm,...
1. The study result of control of the carbon dioxide extinguishing system through incidents analysis and experimental method yields that there were some shortcomings for safety related regulations of NFSC 106 compare to NFPA 12 and ISO 6183 in lifesaving breathing apparatus, means of emission alarm, preparation after emission, malfunction-related training, etc. 2. The followings are the causes for casualties in carbon dioxide extinguishing systems. 1) Absence of warnings for chemical emission. 2) Absence of emergency evacuation announcement or evacuation Plan. 3) Failure of sound alarm due to surrounding noises. 4) Absence of life-Saving facilities including safety instructions or air respirator. 5) Malfunction of system lock down equipment for the purpose of preventing gas emission in the work place. 6) Evacuation accident due to absence of standard on opening/closing direction of doors. 7) Absence of safety consciousness, safety management or safety training. 8) Entry into the site on demand after fire fighting facilities have been activated. 9) Insufficient facilities management. 10) Emission of carbon dioxide without checking the residence. 11) Negligence during function check or maintenance of carbon dioxide extinguishing system. 12) Negligence during maintenance work and repair work in carbon dioxide extinguishing system. 13) Worker’s mistake, Operation Error. 14) There was not a double safety device about control box of fire extinguishing system regarding randomly operate. 15) Carbon dioxide was leaked through an opening in protected area. 3. Carbon dioxide agent was sprayed and oxygen concentration dropped below 18% from 70 seconds and it eventually reached at 16% at 90 seconds in the oxygen concentration measurement test in a protected zone. The Average oxygen concentration was 14.578% by 101.60 seconds which means that there are only 1 minute and 30 seconds left to evacuate from the hazardous location in order to prevent casualties concerning that 30 seconds are required for evacuating after activating carbon dioxide extinguishing systems and 70 seconds are required before Oxygen Concentration Reaches beyond 18%. 4. The improvement plan for safety measure on carbon dioxide extinguishing systems proposed the means of risk signs, alarm sound, odorizer, air respirator, manual valve locks, carbon dioxide emission, carbon dioxide (or Oxygen) concentration meter, frequent safety training, motion detector, door fan test, safety-related fire fighting inspection, etc.
1. The study result of control of the carbon dioxide extinguishing system through incidents analysis and experimental method yields that there were some shortcomings for safety related regulations of NFSC 106 compare to NFPA 12 and ISO 6183 in lifesaving breathing apparatus, means of emission alarm, preparation after emission, malfunction-related training, etc. 2. The followings are the causes for casualties in carbon dioxide extinguishing systems. 1) Absence of warnings for chemical emission. 2) Absence of emergency evacuation announcement or evacuation Plan. 3) Failure of sound alarm due to surrounding noises. 4) Absence of life-Saving facilities including safety instructions or air respirator. 5) Malfunction of system lock down equipment for the purpose of preventing gas emission in the work place. 6) Evacuation accident due to absence of standard on opening/closing direction of doors. 7) Absence of safety consciousness, safety management or safety training. 8) Entry into the site on demand after fire fighting facilities have been activated. 9) Insufficient facilities management. 10) Emission of carbon dioxide without checking the residence. 11) Negligence during function check or maintenance of carbon dioxide extinguishing system. 12) Negligence during maintenance work and repair work in carbon dioxide extinguishing system. 13) Worker’s mistake, Operation Error. 14) There was not a double safety device about control box of fire extinguishing system regarding randomly operate. 15) Carbon dioxide was leaked through an opening in protected area. 3. Carbon dioxide agent was sprayed and oxygen concentration dropped below 18% from 70 seconds and it eventually reached at 16% at 90 seconds in the oxygen concentration measurement test in a protected zone. The Average oxygen concentration was 14.578% by 101.60 seconds which means that there are only 1 minute and 30 seconds left to evacuate from the hazardous location in order to prevent casualties concerning that 30 seconds are required for evacuating after activating carbon dioxide extinguishing systems and 70 seconds are required before Oxygen Concentration Reaches beyond 18%. 4. The improvement plan for safety measure on carbon dioxide extinguishing systems proposed the means of risk signs, alarm sound, odorizer, air respirator, manual valve locks, carbon dioxide emission, carbon dioxide (or Oxygen) concentration meter, frequent safety training, motion detector, door fan test, safety-related fire fighting inspection, etc.
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