[논문]군집 목조 건축문화재의 화재대응을 위한 소방방재 종합지수 연구

권흥순; 이정수

doi:10.7738/jah.2012.21.2.037

군집 목조 건축문화재의 화재대응을 위한 소방방재 종합지수 연구
A Study on the Fire Fighting General Index for Fire Fighting of Crowded Wooden Building Cultural Asset 원문보기

건축역사연구 : 한국건축역사학회논문집 = Journal of architectural history, v.21 no.2, 2012년, pp.37 - 52

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This research has set up the fire fighting general index for Fire fighting of Crowded Wooden Building Cultural Asset which is composed of traditional wooden building instinct or complex. The results of this study are as follows. First, Fire fighting general index for crowded wooden building cultural asset, it is necessary to set fire fighting priority by considering fire risk and cultural asset characteristic and establish the system to cope with fire disaster in the most effective way by arranging facilities with restricted resource. Second, Fire risk is the index to draw fire and spread risk of cultural asset by applying index calculation processes such as fire load, burning velocity and ignition material spread characteristic to various aspects such as individual building and complex and combining their results. Cultural asset importance index consists of individual building evaluation, publicity security degree, area importance evaluation and historical landscape degree evaluation. Third, for each index combination process, weight of each index is drawn on the basis of AHP analysis result that is performed to the specialists of related fields. The formula to apply and combine it is prepared to apply the model to include meaning of each index and comparative importance degree.

주제어

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문제 정의

국내에서도 전통건조물보존지구인 전주시 교동과 풍납동을 중심으로 연소속도식을 제안하고 있는데, 浜田式과 동경소방서식을 종합하여 적용하였다. 이러한 연구에서는 화재연소식과 건축의 구조(혹은 구조성비), 노련상황(건축물 혹은 방재요원), 도로의 폭과 밀도 등의 요소를 종합하여 위험도 평가 시스템을 제안하고 있다. 이러한 시스템은 결과적으로 단지 내에서 방재 완충지대, 도로 형태, 방재거점 설치, 건물 배치 등의 중요 요소에 대한 방재대책을 수립하는데 중요한 근거를 제공하고 있다¹⁸⁾.
단지를 형성한 건축물의 경우 비용과 시간 및 입지 특성 등의 문제로 인해 모든 건축물에 일정수준의 소방방재시설을 설치하기가 어려우며, 문화재의 경우 그 가치와 화재위험을 함께 고려하여 소방방재시설을 설치하는 우선순위를 설정할 필요가 있다. 이를 위해서는 각 건축물의 문화재 중요도와 화재 위험도 등의 지표를 종합하여 정량화된 지표로 제시하여야 하며, 본 연구에서는 이러한 종합지표를 「소방방재 종합지수」 라는 용어로 정의하고, 소방 방재 종합지수를 산출하는 방법론을 제시하고자 한다.

제안 방법

연소속도식을 활용한 화재연소속도 산출과 해석의 과정은 먼저, 연소속도식을 적용할 대상 단지를 설정하고 단지 내 건축물 밀집 정도 (건물간 인동간격)와 건물 규모(건물 평균길이)를 고려한 화재시나리오를 상정한다. 다음으로, 시나리오별로 연소속도식에 따른 화재연소속도를 계산하여 그 결과를 비교한다. 비교 결과의 항목은 풍상(風上), 풍하(風下), 풍측(風側)의 연소속도, 출화 후 인접건물로의 착화시간, 건물의 구조성비에 의한 연소속도비, 풍속에 의한 연소한계거리, 최초 발화 후 시간 경과에 따른 연소면적, 이를 바탕으로 유추한 연소반경 등이다.
건축물 수가 많거나 거주자 동의를 받기 어렵다는 점 등으로 인해, 건축물별로 화재하중의 정도를 정밀하게 수치화하여 도출하는 것은 현실적으로 어렵다. 따라서, 각각의 건축물 화재하중을 개력적으로 도출한 뒤 상대적인 위험 순위를 상정하였다. 이러한 과정은 정성적인 방법과 정량적인 방법이 복합되어 적용되는 상대순위 방법을 적용하였다^13).
본 연구에서 도출하고자 하는 화재위험도지수와 문화재 중요도 지수는 최종적으로 종합 되어 개별 건축물별 소방방재 종합지수로 산출된다. 본 연구에서는 소방방재 종합지수를 구성하는 각각의 세부 지표별 가중치를 산정하기 위해 AHP(계층화 분석법)을 적용하였으며, 관련 전문가를 대상²⁹⁾으로 하는 설문조사를 실시하였다.
다음으로, 시나리오별로 연소속도식에 따른 화재연소속도를 계산하여 그 결과를 비교한다. 비교 결과의 항목은 풍상(風上), 풍하(風下), 풍측(風側)의 연소속도, 출화 후 인접건물로의 착화시간, 건물의 구조성비에 의한 연소속도비, 풍속에 의한 연소한계거리, 최초 발화 후 시간 경과에 따른 연소면적, 이를 바탕으로 유추한 연소반경 등이다.
설문 대상자는 관련 학술연구 단체와 건축 설계 전문가, 관련 행정업무 전문가 등이며, 총 55부를 배포하여 이 중 49명이 응답하였다. 설문조사는 2011년 11월 한달간 실시하였으며, 설문자에게 직접 설문지를 방문 또는 우편으로 전달하여 다시 취합하는 방법으로 실시하였다.
설문항목들은 크게 설문자에 대한 일반적 사항, 화재위험도 지표간 상호비교, 개별 건축 문화재의 가치 평가 요소 비교, 화재위험도와 문화재 중요도 중 소방방재 종합지수에 미치는 영향의 상호비교, 문화재 중요도 지표간 상호비교를 검증하는 항목들로 구성되었다.
화재하중 평가는 건축물별 발화원의 여부 및 가연물의 상태 등을 적용시켜 각 건축물별 상대적인 평가기법을 적용하며, 가연물의 발화 위험도와 가연물 밀도를 정량화하여 등급을 수치로 표시한다. 이때, 가연물 밀도나 발화위험도가 거의 없다고 판단되는 경우를 각각 1이라는 지표로 설정하여 상대평가의 기준으로 규정하고, 각각의 지표량을 비교하여 배수로 표기한다. 이때, 가연물 밀도는 H로, 발화위험도는 R로 표기하며, 각각의 지표값은 1～5까지 5단계의 등급으로 구분¹⁴⁾한다.
화재 연소속도의 계산 과정에서는 우선적으로 단지 전체를 대상으로 하여 발화위험이 높은 지역을 몇 군데 선정하고, 선정지역을 중심으로 화재연소속도식²⁰⁾에 대입되는 변수를 조사하여 화재연소속도와 시간대별 연소확대 범위를 산출한다. 이때, 가장 가까이 위치한 소방서에서 화재신고를 접수하고 출동하여 발화지점에 도착하는데 소요되는 예상시간을 기준으로 하는 것이 타당하다.

대상 데이터

설문 대상자는 관련 학술연구 단체와 건축 설계 전문가, 관련 행정업무 전문가 등이며, 총 55부를 배포하여 이 중 49명이 응답하였다. 설문조사는 2011년 11월 한달간 실시하였으며, 설문자에게 직접 설문지를 방문 또는 우편으로 전달하여 다시 취합하는 방법으로 실시하였다.
연구의 대상은 군집된 목조 건축문화재이며, 구체적으로는 국내의 전통 민속마을에 위치한 가옥으로 상정한다. 이에 따른 연구의 공간적 범위는 국내외의 주요 목조 건축문화재이다.
연구의 대상은 군집된 목조 건축문화재이며, 구체적으로는 국내의 전통 민속마을에 위치한 가옥으로 상정한다. 이에 따른 연구의 공간적 범위는 국내외의 주요 목조 건축문화재이다. 시간적 범위는 이론적 고찰을 위한 문헌 검토 대상이 주로 최근의 건축물 화재관련 연구로 한정된다고 할 수 있다.

성능/효과

1) 건축양식과 구성재료의 완성도, 2) 원형유지 정도, 3) 역사적 대표성과 상징성의 요소를 평가하여 종합된다. 가중치 산출 결과 화재위험도에 영향을 미치는 요소는 미세한 차이로 역사적 대표성과 상징성, 원형유지 정도, 건축양식과 구성 재료의 완성도의 순서로 나타났다.
건축문화재는 지정 문화재와 비지정 문화재로 구분될 수 있으며, 비지정 문화재의 가치 평가는1) 건축양식과 구성재료의 완성도, 2) 원형유지 정도, 3) 역사적 대표성과 상징성의 요소를 평가하여 종합된다. 가중치 산출 결과 화재위험도에 영향을 미치는 요소는 미세한 차이로 역사적 대표성과 상징성, 원형유지 정도, 건축양식과 구성 재료의 완성도의 순서로 나타났다.
가중치 산출 결과 화재위험도에 영향을 미치는 요소는 화재하중 평가, 화재 복사열의 연소범위, 발화물질의 전이범위의 순서로 그 영향력이 강한 것으로 나타났다. 건축문화재는 지정 문화재와 비지정 문화재로 구분될 수 있으며, 비지정 문화재의 가치 평가는1) 건축양식과 구성재료의 완성도, 2) 원형유지 정도, 3) 역사적 대표성과 상징성의 요소를 평가하여 종합된다.
결론적으로 본 연구에서 의미하는 화재하중이라는 개념은 발화위험도와 가연물질에 의한 화재 확산 위험도를 함께 고려하는 지표이므로, 화재 예방 및 억제를 위한 시설 설치는 각각의 지표 특성에 따라 가감하여 화재하중 지표를 산출할 수 있다. 조사대상 건축물의 화재 하중 등급은 A～E까지 5단계로 구분하고, 가장 화재위험이 높은 A등급을 1점으로 하여 순차적으로 0.
둘째, 군집 목조 건축문화재에 대한 소방체계는 가옥의 지붕재료에 따른 화재성상과 인접 건축물로의 전이 특성을 고려하는 것이 가장 중요하며, 이때 요구되는 시설차원의 방재체계는 입지 조건을 고려해야 한다.
둘째, 화재위험도는 화재하중, 화재연소속도, 발화물질의 전이 범위 등의 지표를 종합하여 도출하며, 문화재 중요도는 개별 건축물의 문화재 가치, 공공성 확보, 영역 중요도, 역사경관 형성정도 등의 지표를 종합하여 도출한다.
건축문화재의 문화재 중요도를 구성하는 요소는 1)개별 건축물의 문화재 가치, 2)공공성, 3)화재 가치가 높은 건축물 밀집도, 4)역사적 경관 형성 정도의 4가지이다. 문화재 중 요도구성 요소별 가중치 산출결과 문화재 중요도에 미치는 영향력은 개별 건축물의 문화재 가치, 문화재 가치가 높은 건축물 밀집도, 역사적 경관 형성 정도, 공공성의 순서로 도출되었다.
셋째, 화재위험도와 문화재 중요도의 각 지표는 전문가를 대상으로 하는 설문조사 결과를 바탕으로 AHP 분석을 통해 각 지표별 가중치를 산출할 수 있으며, 각 지표별 가중치는 다시 화재위험도, 문화재 중요도, 소방방재 종합 지수 등의 지수로 환산될 수 있다.
화재위험도와 문화재 중요도의 가중치 산출결과 화재위험도 보다는 문화재 중요도를 훨씬 중요한 요소로 평가하는 것을 알 수 있었다. 건축문화재의 문화재 중요도를 구성하는 요소는 1)개별 건축물의 문화재 가치, 2)공공성, 3)화재 가치가 높은 건축물 밀집도, 4)역사적 경관 형성 정도의 4가지이다.

후속연구

각 지표별로 정량화된 결과는 설문조사를 통해 도출된 지표별 가중치를 적용하여, 화재 위험도와 문화재 중요도 및 소방방재 종합지수로 최종 산출될 수 있다.
결과적으로 본 연구에서 도출한 소방방재 종합지수와 관련 수식은 군집된 목조 건축문화재의 소방방재 계획 수립을 위한 접근 도구의 하나로 활용될 수 있으며, 향후 후속연구를 통해 현장조사결과 도출된 지표를 적용하여 보다 구체적인 연구결과를 도출할 필요가 있다.
셋째, 군집 목조 건축문화재는 일차적인 방재시스템의 완비도 중요하지만 보다 광범위한 범위의 건축문화재 단지에 대한 효율적인 방재시스템을 적용하기 위해서는, 화재위험도와 문화재 특성을 고려한 방재 우선순위를 설정하여 화재발생시 가장 효과적으로 대응할 수 있는 체계를 구성할 필요가 있다.
첫째, 군집 목조 건축문화재의 경우, 개별 건축문화재에 대한 화재위험도와 문화재 중요도의 각 지표조사결과를 바탕으로 최종적인 소방방재 종합지수를 도출하여 문화재적인 측면과 소방방재 측면에 대한 종합적인 판단을 유도하여야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	화재위험도는 무엇인가?	‘화재위험도’란 다양한 차원의 화재위험요소를 평가하여 도출된 화재위험의 정도를 의미하며, 화재위험요소에 대한 분석을 바탕으로 예방 및 소방의 차원에서 효과적으로 대응하기 위한 적정 등급을 설정하는 것을 의미한다. 위험도 평가절차는 추상적․개념적인 위험에 대하여 이의 존재를 확인하고 계량화하여 기본 위험과 실제 위험을 도출해 내는 과정7)이다.
	군집 목조 건축문화재 소방설비가 어떻게 구성되어야 하는가?	군집 목조 건축문화재는 개별 건축문화재의 경우와 기본적으로 동일한 기계적 원리의 소방설비가 적용되지만, 건물의 밀집 형태 및 단지 현황에 따라 각각의 장비 특성을 고려하여 적용하여야 한다. 군집된 건축문화재의 경우, 접근 도로의 상황이나 건물 또는 수목의 인접 상황에 따라 수막설비를 설치하기 어려운 경우가 있으며, 설치한다 해도 원거리에서 화재가 발생할 경우 대응하기 어려운 경우가 많다.
	화재연소속도를 산출할 때 고려해야 할 지표에는 어떤것들이 포함되는가?	화재연소속도를 산출할 때 고려해야 할 지표는 자연적 요인과 인위적 요인, 사회적 요인의 3가지로 구분된다. 자연적 요인은 풍향, 풍속, 온도, 강수량 등이 있으며, 인위적 요인으로는 소화활동 등이 있다. 사회적 요인으로는 도로, 하천, 공지, 언덕, 수목, 건축물 등이 포함된다. 이러한 요인을 변수(parameter)로서 연소속도를 수식으로 표현한 것이 ‘연소속도식’이며, 현재까지 제안된 연소속도식은 건축물구조구성비, 건축물밀도, 풍향, 풍속, 온도 등을 이용한 것이 많다16).

참고문헌 (17)

권흥순, 군집 목조 건축문화재의 '우선소방방재대상 설정모델' 연구, 충남대학교 박사논문, 2012.
아산시(2009), 외암민속마을 화재예방 연구
인천소방본부 화재조사팀 편저, '현장실무자를 위한 화재조사기법', 인천소방본부, 2003.4.
최충석 편저, 전기화재공학, 동화기술, 2000.3.
John R. Hall. Fire Risk Analysis, section 11, chapter 8, Fire Protection Handbook, 18th Edition, 1997.
김희성, 노삼규, 전통건축물보존지구내에서의 연소속도식을 고려한 방재계획의 수립과 재난위험도평가 시스템 구축에 관한 연구, 한국화재.소방학회 논문집, 제15권 제4호, 2001.
김동일, 건물 화재위험의 정량적 평가, 한국화재.소방학회, 제1권 제3호, 2000.
김봉찬, 신이철, 구인혁, 권영진, 국내.외 도시화재의 특징 및 연구동향 분석, 한국화재소방학회 춘계학술발표대회, 2010.4.
신이철, 구인혁, 林吉彦, 권영진 건물의 인동거리 및 처마조건에 따른 화재확대 위험성 평가 실험, 한국화재소방학회 춘계학술발표대회 논문집, 2010.4.
김남혁, 신이철, 권영진, 건축물에서의 가연물 화재하중 산출을 위한 국외 가연물 연구사례 분석, 한국화재소방학회 춘계학술논문발표회, 2009.4.
구인혁, 신이철, 권영진, 남동군, 林吉彦, 도시화재 화염전파 모델에 관한 연구, 한국화재소방학회 춘계학술논문발표회, 2009.4.
전명숙, 문화유적지의 관광자원화 특성에 관한 연구-경주와 교토를 중심으로-, 한국콘텐츠학회논문지 제6권 제1호, 2006

원문보기 상세보기
신상섭, 전통마을과 토속경관(土俗景觀)의 보전전략, 국토, 통권 제301호, 2006.11
ICOMOS KOREA & Rits-DMUCH, 재해와 문화유산 보존, 2010 International Training Program Workshop, 2010.12.
문화재청, http://www.cha.go.kr/
뉴시스, http://www.newsis.com/
소방방재신문, http://www.fpn119.co.kr/

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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