본 연구에서는 2006년 개정소방법의 시행에 따라 다중이용업소 및 고층건물에 피난설비 중 피난기구로 설치가 의무화 되고 있는 '완강기'의 현재 나타난 설치상의 문제점을 조사해보고, 제시된 문제점들을 각 항목별로 나누어 원인 분석 및 개선사항을 제시하였다. 설문조사를 통하여 총 367건의 문제점이 지적되었으며, 다음과 같이 설치실태의 문제점이 나타났다. 완강기를 이용한 탈출이 부적합한 창문(34%), 관련문구 미부착(23.7%), 부적합한 설치장소(20%) 및 완강기의 파손(20%) 등으로 조사되었다. 특히 완강기 설치상 문제점으로 완강기를 이용한 탈출에 부적합한 창문이라는 사항이 가장 많이 제시되었기에 탈출 시 필요한 유리의 파괴에 관한 응력해석을 수행한 결과 완강기가 설치된 곳의 유리두께는 3,6 mm로 규정되어야 할 것으로 나타났다. 또한 기존의 소방법에 따른 형식적인 설치가 아닌 화재발생 시 인명을 보호하는 피난도구로써의 완강기 설치 및 사용이 가능할 수 있는 실질적인 완강기 설치상의 개선대책을 제시했다.
본 연구에서는 2006년 개정소방법의 시행에 따라 다중이용업소 및 고층건물에 피난설비 중 피난기구로 설치가 의무화 되고 있는 '완강기'의 현재 나타난 설치상의 문제점을 조사해보고, 제시된 문제점들을 각 항목별로 나누어 원인 분석 및 개선사항을 제시하였다. 설문조사를 통하여 총 367건의 문제점이 지적되었으며, 다음과 같이 설치실태의 문제점이 나타났다. 완강기를 이용한 탈출이 부적합한 창문(34%), 관련문구 미부착(23.7%), 부적합한 설치장소(20%) 및 완강기의 파손(20%) 등으로 조사되었다. 특히 완강기 설치상 문제점으로 완강기를 이용한 탈출에 부적합한 창문이라는 사항이 가장 많이 제시되었기에 탈출 시 필요한 유리의 파괴에 관한 응력해석을 수행한 결과 완강기가 설치된 곳의 유리두께는 3,6 mm로 규정되어야 할 것으로 나타났다. 또한 기존의 소방법에 따른 형식적인 설치가 아닌 화재발생 시 인명을 보호하는 피난도구로써의 완강기 설치 및 사용이 가능할 수 있는 실질적인 완강기 설치상의 개선대책을 제시했다.
This study investigated problems found with the installation of a descending life line which is one of the compulsory fire escape apparatuses required by the revised "Fire Service Act" of 2006 for multi-use facilities and multistory buildings. It presents an analysis of the causes and improvement de...
This study investigated problems found with the installation of a descending life line which is one of the compulsory fire escape apparatuses required by the revised "Fire Service Act" of 2006 for multi-use facilities and multistory buildings. It presents an analysis of the causes and improvement details for the problems classified by type of item. To achieve the purpose, the total 367 problem points are indicated. The problems of Installation are unsuitable window glass using the descending life line(34%), required passage device is not attached(23.7%), the installation location is with required operation(20%) and damaged descending life line(20%) were investigated. In particular, the study looks at the stress analysis range for cracking window glass which is required for people to escape in an emergency. People have questioned unsuitable window glass for using the descending life line among the problems with the installation. As a result of stress analysis, window glass thickness of the place where the descending life line is installed must be 3 or 6 mm. In addition, this study indicates substantial improvement measures for installing the descending life line so I will actually be used as a fire escape apparatus to protect human lives, and not just to formally meet the Fire Service Act.
This study investigated problems found with the installation of a descending life line which is one of the compulsory fire escape apparatuses required by the revised "Fire Service Act" of 2006 for multi-use facilities and multistory buildings. It presents an analysis of the causes and improvement details for the problems classified by type of item. To achieve the purpose, the total 367 problem points are indicated. The problems of Installation are unsuitable window glass using the descending life line(34%), required passage device is not attached(23.7%), the installation location is with required operation(20%) and damaged descending life line(20%) were investigated. In particular, the study looks at the stress analysis range for cracking window glass which is required for people to escape in an emergency. People have questioned unsuitable window glass for using the descending life line among the problems with the installation. As a result of stress analysis, window glass thickness of the place where the descending life line is installed must be 3 or 6 mm. In addition, this study indicates substantial improvement measures for installing the descending life line so I will actually be used as a fire escape apparatus to protect human lives, and not just to formally meet the Fire Service Act.
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문제 정의
5. 29 제정 된 「소방시 설설치유지 및안전관리」 （이하'소방법규'라 한다）에 관한법률의 시행에 따라 화 재 발생 시 피난기구로 설치가 의무화되고 있는'완강기'의 현재 제시된 설치상의 문제점을 알아보고, 설치 상의 개선되어야 할 점 등에 관한 분석을 통하여 완강기가 화재발생 시 인명을 보호하는 피난도구1)로써의 실질적인 역할을 할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.
이를 통하여 완강기의 현재 설치상의 문제점을 총 7가지로 분류하여 분석하였으며, 특히 조사된 완강기의 문제점 중 가장 많이 나타난 부적합 창문에 대한 개선방안으로 완강기 탈출에 필수적인 요소인 창문유리의 파괴가능 유리두께를 파악하는데 CATIA(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)# 이용한 모델링과 유한요소 해석을 이용하였으며, 완강기의 설치상 문제점 중 법적기준을 이행치 않음에서 기인한 문제점 등은 관련 소방법 및 피난설비 및 피난기구의 설치기준을 제시 . 개선함으로써 완강기가 피난기구로써의 실질적인 역할을 할 수 있는 방안을 제시해보았다.
게다가 유리의 종류를 일반유리 (Normal glass)와 강화유리 (Tempered glass)로 나누어, 각 조건에 따른 유리판의 강도 및 파괴여부를 확인하고자 하였다. Figure 3은 유한요소해석 수행을 위한 전처리 단계로써, 적용된 충격하중 및 경계조건을 나타내고 있다.
감독이 체계적으로 이루어지지 않고 있기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 현재 완강기 설치상 나타난 7가지 문제점을 부적합창문, 부적합한 설치장소, 완강기의 파손 및 완강기 관련 문구 미부착의 4가지 항목으로 분류하여 문제점 분석 및 개선사항을 마련해 보고자 한다.
본 연구에서는 CATIA V5를 이용한 유한요소해석을 수행함에 있어서, 유리 파괴시험의 내충격성 시험 조건을 적용하여 유리의 두께에 따른 강도 해석 결과를 분석하고자 하였다.
본 연구에서는 개정된 소방법에 의해 다중이용시설에 의무적으로 설치되고 실제 사고 시 피난도구로 사용되어질 완강기의 현재 설치상 문제점 파악을 통해 궁극적으로 화재발생 시 유용하게 완강기가 사용될 수 있는 방안을 제시함에 목적을 두었다. 실제 조사 .
앞서 제시된 완강기의 설치상의 법적기준에 근거하여 현재 완강기의 설치상태와 실제 사용에 있어서의 실태 파악을 위하여 사이버강좌, 생활속에 안전'을 수강하는 대학생을 대상으로 완강기에 대한 기본 교육을 실시하고 각자 생활주변에서 완강기가 잘못 사용되고 있는 실태를 조사하도록 하였다.
이는 완강기 주변에 유리를 파괴할만한 도구가 없는 상태에서 남성이 아닌 여성이 손을 이용하여 유리에 충격을 가했을 경우를 고려하여 최소화된 힘을 기준으로 해석을 수행하였으므로, 화재대피와 같은 급박한 상황에서 누구나 유리를 파괴할 수 있는 유리의 최소한의 두께를 알아보고자 하는 데 초점을 두었다.
이와 같은 경우엔 탈출 이전에 부상의 위험을 발생할 수도 있고 완강기를 이용한 피난자체를 회피할 수도 있으므로 완강기를 사용하게 될 경우 사람이 유리를 파손하고 창문으로 완강기를 이용해 안전하게 피난을 할 수 있는 적정 유리의 강도를 분석하고자 한다.
제안 방법
유리판의 크기는 유리 파괴시험의내충격성 시험조건에 의거하여, 610mmX610mmS. 동일하게 모델링하였으며, 유리판의 두께는 일반적으로 상용되고 있는 유리판의 두께 범위에 해당하는 3, 6, 9, 12 mm의 두께를 채택하였다.
유리판(610 mmX 610 min)에 해당하는 유한요소모델에 일반 성인 여성이 주먹을 휘둘렀을 때 발생 가능한 평균 충격 력을 하중조건으로 적용하였다.
및 사용상 문제점을 파악하였다. 이를 통하여 완강기의 현재 설치상의 문제점을 총 7가지로 분류하여 분석하였으며, 특히 조사된 완강기의 문제점 중 가장 많이 나타난 부적합 창문에 대한 개선방안으로 완강기 탈출에 필수적인 요소인 창문유리의 파괴가능 유리두께를 파악하는데 CATIA(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)# 이용한 모델링과 유한요소 해석을 이용하였으며, 완강기의 설치상 문제점 중 법적기준을 이행치 않음에서 기인한 문제점 등은 관련 소방법 및 피난설비 및 피난기구의 설치기준을 제시 . 개선함으로써 완강기가 피난기구로써의 실질적인 역할을 할 수 있는 방안을 제시해보았다.
일정한 크기(610mmX610nun, 유리 파괴시험의 내충격성 시험조건)의 유리판에 환산 결과로 얻어진 여성의 한쪽 팔에 의한 평균충격력 (3826.2 N)을 유한요소해석의 하중조건으로 적용하여, 유리의 두께와 종류에 따른 특성을 확인하였다.
현재 완강기가 설치된 곳의 실태파악을 통하여 나타난 완강기 설치상의 문제점을 사용법 미부착, 부적합창문, 위치 표시 미부착 등의 7가지(Figure 1)로 분류하여 분석하였다. 총 분석건수는 367건으로 이는 한 장소에서 여러 가지 문제가 중첩되어 발생하였기 때문이다.
대상 데이터
설정하였다. 유리판의 크기는 유리 파괴시험의내충격성 시험조건에 의거하여, 610mmX610mmS. 동일하게 모델링하였으며, 유리판의 두께는 일반적으로 상용되고 있는 유리판의 두께 범위에 해당하는 3, 6, 9, 12 mm의 두께를 채택하였다.
총 300건의 조사결과 중 완강기의 설치 및 사용함에 있어서의 문제점이 확연히 나타나지 않는 Data를 제외하고 251건을 대상으로 완강기의 사용실태, 완강기의 설치 및 사용상 문제점을 파악하였다. 이를 통하여 완강기의 현재 설치상의 문제점을 총 7가지로 분류하여 분석하였으며, 특히 조사된 완강기의 문제점 중 가장 많이 나타난 부적합 창문에 대한 개선방안으로 완강기 탈출에 필수적인 요소인 창문유리의 파괴가능 유리두께를 파악하는데 CATIA(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)# 이용한 모델링과 유한요소 해석을 이용하였으며, 완강기의 설치상 문제점 중 법적기준을 이행치 않음에서 기인한 문제점 등은 관련 소방법 및 피난설비 및 피난기구의 설치기준을 제시 .
성능/효과
(e)와 ⑴는 9 mm 두께의 일반유리와 강화유리에 대한 해석결과로, 각각 85.2 MPa과 79.2 MPa이므로 9mm 두께의 일반유리는 깨질 수 있지만 강화유리는 깨지지 않는다는 결과를 확인할 수 있었다. 마지막으로 (g)와 (h)는 두께가 12 mm인 일반유리와 강화유리에 대한 결과값으로써, 각각 47.
2 MPa이므로 9mm 두께의 일반유리는 깨질 수 있지만 강화유리는 깨지지 않는다는 결과를 확인할 수 있었다. 마지막으로 (g)와 (h)는 두께가 12 mm인 일반유리와 강화유리에 대한 결과값으로써, 각각 47.9 MPa과 44.5 MPa로 12mm 두께의 일반유리와 강화유리는 깨지지 않음을 확인할 수 있었다(Table 4).
1) 완강기가 기능을 발휘할 수 없는 부적합한 창문 앞에 설치된 것이 총 367건의 응답 중 120건으로 전체의 34%에 해당하는 가장 큰 문제점으로 나타났다. 피난기구가 설치된 장소에 창문이 폐쇄되어있거나 장애물이 막고 있는 경우에는 완강기 설치 후 관리가 제대로 이루어지지 않음에서 기인한 것으로 실제 화재 사고 발생시 탈출에 어려움을 겪거나 탈툴 자체가 불가능한 곳이 많을 것으로 분석되었다.
2) 완강기 설치장소의 유리두께는 3, 6mm로 하여야 비상 탈 줄 시에 창문을 파괴하고 완강기를 사용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 탈출의 통로 역할을 하는 창문의 유리두께에 따라 유리의 파괴가 어렵고 완강기를 이용한 탈출이 불가능할 수 있으므로, 유한요소해석을 이용한 유리판 강도해석을 수행한 결과, 일반적인 성인여성이 가할 수 있는 평균충격력(3826.
3) 현 완강기의 설치실태조사를 통하여 완강기 관련 문구가 미부착된 것으로 지적된 곳은 총 87건으로 전체 완강기의 설치상 문제점 중 23.7%가 이에 해당되었다. 완강기 관련문구 미부착 장소 중에서는 기본적인 위치표시 조차 부착되지 않은 곳이 많아 일반인들이 실제 화재 사고발생시 완강기의 설치위치를 판별하여 탈출을 시도하기 어렵고, 또한 사용방법이 미 부착된 곳이 많아 일반인이 시용방법을 숙지하고 있지 않을 경우에는 많은 시간의 소요 및 사용자체를 포기하게 되는 경우가 있을 것으로 보인다.
4) 완강기가 설치되어 있으나 파손 및 지지대의 결함을 보인 장소가 총 367건 중 74건으로 나타나 완강기의 실제 사용가능여부에 대한 확인이 요구된다. 따라서 기존의 형식적인 점검표가 아닌 완강기의 기능 여부에 관한 실질적인 점검이 이루어질 수 있는 점검표를 제작 사용해야 하는 필요성이 대두된다.
15)100MPa =115 MPa로 정 하여 진다. 결국, 두께 3 mm의 일반유리와 강화유리 모두 깨질 것이라는 결론을 얻을 수 있었다.
총 분석건수는 367건으로 이는 한 장소에서 여러 가지 문제가 중첩되어 발생하였기 때문이다. 그 결과 완강기 설치 상태의 문제점으로는 부적합한 창문(유리가 탈출하기에는 너무 두꺼운 통유리 재질로 되어 있어 탈출이 어렵거나, 방범창이 설치되어있어 사람이 탈출하기에는 너무 좁거나 높은 곳에 설치 된 창문)이 34%로 가장 많았으며, 두 번째로는 부적합한 설치장소(완강기 설치 지역에 자물쇠를 달아 사람이 비상시 출입할 수 없는 장소, 물건이나 화분 등이 완강기를 막고 있어 완강기 사용이 용이하지 않은 장소 등)가 20%로 많은 비중을 차지하고 있었다. 다음으로는 위치 표시장치 미부착, 완강기 파손 등의 경우도 적지 않은 수치로 나타나 있었다.
본 연구의 완강기 시용실태를 통한 문제점을 볼 때, 설치 및 제도상으로 미흡해 시급한 개선이 요구되는 부분이 많이 나타났다. 2006년 소방법 개정을 통해 다중이용 업소의 피난기구의 설치가 의무화되고 관련 법규 역시도 강화되고 있는 추세이지만, 완강기를 이용한 실질적인 피난기구로의 사용이라는 목적에 부합한 개선의 실행이 뒷받침되어야만 화재사고와 같은 비상사고 발생 시 완강기를 이용한 탈출이 가능할 것으로 판단된다.
부적합 창문 다음으로 완강기의 설치상 문제점으로 많이 제시된 것은 완강기가 부적합한 장소에 설치되어있어 화재발생시 피난기구로 이용하려고 해도 사용에 어려움이 있거나 사용자체가 차단된 경우로 나타났는데 이는 조사된 전체 367건의 문제점 중 20%에 해당하는 74건으로 분석되었다.
실제 조사 . 분석을 통해 나타난 완강기의 현재 설치실태는 피난기구로써의 역할을 기대하기 힘든 상태이며 설치 및 유지관리가 제대로 이루어지지 않아 화재발생시 비상 탈출수단으로써는 그 역할을 기대할 수 없는 수준으로 나타났다. 연구를 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
유한요소해석을 통해서 각 변수에 따른 유리의 강도해석 및 파괴 여부를 확인한 결과, 완강기가 설치된 장소에는 3 mm와 6 mm의 유리를 창문에 설치하여야만 탈출 시 유리의 파괴가 용이하며, 완강기를 이용한 신속한 피난이 가능할 것으로 판단된다. 보다 신뢰성 있는 결과를 확보하기 위해서는 향후 실제실험을 통한 결과와의 비교검증이 수행되어야할 것으로 사료된다.
조사된 완강기의 설치된 상태를 분석해 보았을 때 파손된 상태에 있어 사용이 불가능한 경우도 전체 367 건 중 완강기 자체가 파손되어 있는 경우가 48건, 완강기를 지지하는 지지대 부분이 제대로 고정되어 있지 못하거나 파손되어 있는 결함이 26건으로 나타났다. 화재 발생 시를 대비하여 설치해 놓은 완강기가 이와 같은 상태를 보이는 것을 통해 설치된 완강기의 보존상태가 매우 불량함을 알 수 있는데, 이는 완강기를 사용하기도 전에 이와 같이 파손된 경우엔 실제 화재발생시 피난기구로써의 역할을 할 수 없는 매우 위험한 상태라고 판단된다.
(a)와(b)는 유리 판 두께 3 mm에 대한 해석 결과를 나타내고 있는 것으로써, 일반유리 (a)와 강화유리(b)에 대한 결과이다. 해석결과 값은 각각 750 MPa과 697 MPa로 53 MPa의 차이로 동일 하중조건에서 강화유리보다는 일반유리가 쉽게 깨질 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
후속연구
또한 완강기가 설치된 장소에 완강기의 사용방법 부착을 의무화하며, 소방 점검표에도 완강기 사용법의 부착 여부 확인란을 따로 작성하여 정기점검 시 확인을 통해 부착이 유지될 수 있도록 개선되어야 할 것으로 사료된다.
2006년 소방법 개정을 통해 다중이용 업소의 피난기구의 설치가 의무화되고 관련 법규 역시도 강화되고 있는 추세이지만, 완강기를 이용한 실질적인 피난기구로의 사용이라는 목적에 부합한 개선의 실행이 뒷받침되어야만 화재사고와 같은 비상사고 발생 시 완강기를 이용한 탈출이 가능할 것으로 판단된다. 또한 완강기의 실사용에 있어 세부적인 기능 및 발생가능한 문제점 개선 등을 제고할 수 있는 실효성에 대한 판단이 후속 연구로 검토되어야 한다.
이에 대한 완강기 기능의 정상화를 위해서는 소방당국에서 시행하는 정기검사 시 기존의 형식적인 소방점검표가 아닌 구체적인 기능 이상 여부의 점검이 가능하고 기구본체뿐만이 아닌 지지대의 검사가 함께 이루어져 실제 완강기의 사용이 가능하게 유지될 수 있도록 점검표가 새로이 제작되어야 한다. 또한 점검을 통하여 발견된 이상부분에 관하여 조치된사항이 이행되었는지를 파악하여 시정되지 않은 부분에 대해서는 관리자에게 법적조치를 가하는 식의 체계적인 점검이 시행되어야 할 것으로 사료된다.
피난이 가능할 것으로 판단된다. 보다 신뢰성 있는 결과를 확보하기 위해서는 향후 실제실험을 통한 결과와의 비교검증이 수행되어야할 것으로 사료된다.
적합한 것으로 나타났다. 탈출의 통로 역할을 하는 창문의 유리두께에 따라 유리의 파괴가 어렵고 완강기를 이용한 탈출이 불가능할 수 있으므로, 유한요소해석을 이용한 유리판 강도해석을 수행한 결과, 일반적인 성인여성이 가할 수 있는 평균충격력(3826.2 N) 조건에서 3, 6mm 두께의 유리가 적합한 것으로 확인되었으므로, 법적 기준을 마련하여 다중이용업소를 비롯한 완강기 설치가 의무화된 장소에는 창문유리 두께 역시 고려함으로써 변경 및 유리창의 파괴가 가능할 수 있도록 개선이 필요할 것으로 사료된다.
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