화재안전트리 이론에 따른 초고층건축물의 소방력 공급방안: 수동화재진압 전략을 중심으로 The Method of Force of Fire in High-Rise Building by Guide to the Fire Safety Concepts Tree: Focusing on Manually Fire Suppression Strategy원문보기
이 연구는 초고층건축물의 고층부에서 소방력의 공급의 효율성을 분석하고 이를 효율적으로 공급하는 방안을 제안하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 화재감지는 외부에서 경보·진동·음성 등 화재경보의 다양화, 화재발생지점의 명확화 및 건축물 외부에도 화재층 표시를 통해 소방력 공급시간을 단축할 필요가 있다. 둘째, 신호통신은 무선통신보조설비의 설치대상을 강화하고, 중계기 설치를 보완하며, 다중통신망을 구성할 것을 제안하였다. 셋째, 행동결정은 인접건축물에서 도하의 방법으로 진압대원 및 소방장비를 공급하고, 일정 층마다 파괴가 용이한 유리창을 설치하며 식별표시도 필요하다. 넷째, 현장대응은 활강과 수직구조기법을 적용하여 소방장비의 공급 및 진압대원의 진입을 돕고 드론을 이용하여 소방장비를 공급한다. 마지막으로 충분한 소화액 제공은 헬리콥터와 인접한 건축물을 이용하여 소방용수를 공급한다.
이 연구는 초고층건축물의 고층부에서 소방력의 공급의 효율성을 분석하고 이를 효율적으로 공급하는 방안을 제안하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 화재감지는 외부에서 경보·진동·음성 등 화재경보의 다양화, 화재발생지점의 명확화 및 건축물 외부에도 화재층 표시를 통해 소방력 공급시간을 단축할 필요가 있다. 둘째, 신호통신은 무선통신보조설비의 설치대상을 강화하고, 중계기 설치를 보완하며, 다중통신망을 구성할 것을 제안하였다. 셋째, 행동결정은 인접건축물에서 도하의 방법으로 진압대원 및 소방장비를 공급하고, 일정 층마다 파괴가 용이한 유리창을 설치하며 식별표시도 필요하다. 넷째, 현장대응은 활강과 수직구조기법을 적용하여 소방장비의 공급 및 진압대원의 진입을 돕고 드론을 이용하여 소방장비를 공급한다. 마지막으로 충분한 소화액 제공은 헬리콥터와 인접한 건축물을 이용하여 소방용수를 공급한다.
This study analyzes the issue of the supply of force of fire in the high-rise buildings, and proposes an efficient method to do so. The results are as follows. First, in terms of Detect fire, it is necessary to shorten force of fire supply time by diversifying fire alarms such as alarms, vibrations,...
This study analyzes the issue of the supply of force of fire in the high-rise buildings, and proposes an efficient method to do so. The results are as follows. First, in terms of Detect fire, it is necessary to shorten force of fire supply time by diversifying fire alarms such as alarms, vibrations, and voices from outside, clarification of fire occurrence points, and marking of fire. Second, with regard to communication signals, strengthening the installation target of wireless communication auxiliary facilities, supplementing the installation of repeaters, and constructing a multicommunications network were proposed. Third, in terms of Decide action, it is necessary to supply firefighter and firefighting equipment with the method of crossing of a river in adjacent buildings. Fourth, in terms of Respond to site, helicopters and emergency elevators are used to assist in the supply of firefighting equipment using drones. Easy-to-break glass windows and identification marks are required in every floor. Finally, in terms of applying fire suppressants, water can be supplied by means of a helicopter adjacent to the structure.
This study analyzes the issue of the supply of force of fire in the high-rise buildings, and proposes an efficient method to do so. The results are as follows. First, in terms of Detect fire, it is necessary to shorten force of fire supply time by diversifying fire alarms such as alarms, vibrations, and voices from outside, clarification of fire occurrence points, and marking of fire. Second, with regard to communication signals, strengthening the installation target of wireless communication auxiliary facilities, supplementing the installation of repeaters, and constructing a multicommunications network were proposed. Third, in terms of Decide action, it is necessary to supply firefighter and firefighting equipment with the method of crossing of a river in adjacent buildings. Fourth, in terms of Respond to site, helicopters and emergency elevators are used to assist in the supply of firefighting equipment using drones. Easy-to-break glass windows and identification marks are required in every floor. Finally, in terms of applying fire suppressants, water can be supplied by means of a helicopter adjacent to the structure.
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문제 정의
또한 소방활동에 장시간이 소요되므로 착화방지, 화재 및 피난자 관리 등 종합적인 안전대책이 요구된다(14). NFPA 550의 화재안전전략 트리 이론은 화재를 미연에 방지하는 착화방지, 발생한 화재의 피해를 최소화하기 위해 화재성장과 확산위험을 줄이기 위한 화재관리, 재산과 피난자를 보호하는 대피자 관리 등에 관한 사항을 종합적으로 규정(15)하고 있고, 초고층건축물을 포함한 일반건축물의 화재안전전략 분석에 적용되고 있으며 화재안전 실무자인 설계자, 공학자, 코드제작자의 화재안전에 관한 의사소통의 도구로도 사용(16)하고 있으므로 초고층건축물에 화재안전전략 트리이론을 적용하여 현재 이루어지고 있는 소방력 공급에 관한 효율성을 분석하여 화재안전을 확보하고자 한다.
특히 NFPA 550(12) 화재안전전략 트리 이론을 적용한 연구는 없는 실정이다. 따라서 이 연구는 NFPA 550 화재안전전략 트리 이론을 적용하여 현재 이루어지고 있는 소방력 공급의 효율성을 분석하고 초고층건축물에 소방진압대원, 소방장비 및 소화용수를 효율적으로 공급하는 방안을 마련하고자 한다.
수동화재진압 전략이 제대로 수행되면 화재관리의 목적이 달성되고 화재안전트리 이론의 최상부 전략인 화재안전의 목적을 달성할 수 있다. 따라서 초고층건축물의 화재안전을 위해 화재관리 중 수동화재진압 전략을 적용하여 초고층건축물의 소방력 공급방안을 제시하고자 한다. 수동화재진압은 화재감지, 신호통신, 행동결정, 현장대응 및 충분한 소화액 제공의 다섯 가지 전략이 ‘And gate’로 구성되어 있어서 다섯 가지 모두가 달성되어야 수동화재진압의 목적을 달성할 수 있다.
본 논문에서는 세 가지 전략 중에서 화재진압전략 분야의 수동화재진압을 중심으로 적용하고자 한다. 자동소화설비 작동으로 자동화재진압이 되어도 최종적으로 소방대가 소화 여부를 확인하여야 하고 자동으로 화재진압이 되지 않는 경우 소방대가 수동으로 화재를 진압해야 하는 경우가 대부분이기 때문이다.
에서는 건축물 등에서 고립된 사람을 구조하기 위한 활강과 맨홀 등에 고립된 사람을 구조하기 위한 수직구조의 기법을 규정하고 있다. 이 기법을 적용하여 비상용승강기를 사용할 수 없을 경우 진압대원들이 체력을 소진하지 않고 화재층에 진입할 수 있는 방안을 제안한다. 첫째, 활강방식은 헬리콥터를 이용하여 외부에서 초고층건축물로 진입하는 기법이다.
이 연구는 초고층건축물의 고층부에서 소방력공급의 효율성을 분석하고 초고층건축물에 진압대원, 소방장비 및 소화용수를 효율적으로 공급하는 방안을 마련하고자 하였다. 연구결과는 다음과 같다.
제안 방법
넷째, 현장대응은 구조상 고층부에 소방력 공급과 진압대원의 외부진입이 곤란한 경우가 발생하므로 활강과 수직구조를 이용하여 소방장비의 공급 및 진압대원을 진입시킨다. 드론을 이용하여 공기호흡기, 소방호스 등의 소방장비를 공급한다. 이 밖에도 고가사다리차와 비상용 발전기를 이용하여 소방장비 구동용 비상전원을 공급한다.
성능/효과
셋째, 행동결정은 소방력 공급의 지연으로 방어전술을 주로 적용하게 되므로 인접건축물에서 도하의 방법으로 진압대원 및 소방장비를 공급하여 적극적인 공격전술을 적용하도록 할 필요가 있고, 일정한 층마다 파괴가 용이한 유리창을 설치하고 식별표시를 하여 진압대원의 진입을 용이하게 하며 외부 곤돌라를 설치하여 진압대원의 진입을 시킨다. 넷째, 현장대응은 구조상 고층부에 소방력 공급과 진압대원의 외부진입이 곤란한 경우가 발생하므로 활강과 수직구조를 이용하여 소방장비의 공급 및 진압대원을 진입시킨다. 드론을 이용하여 공기호흡기, 소방호스 등의 소방장비를 공급한다.
따라서 충분한 소방용수를 공급하기 위하여 첫째, 헬리콥터의 호이스트로 물이 충전된 소화용수탱크, 수중펌프를 옥상에 내린 다음 소화용수탱크에 수중펌프를 넣고 발전기를 구동하여 옥상수조에 소화용수를 공급하면 자동으로 연결송수관 설비 배관을 통해 화재층의 방수구에 소화용수가 공급된다. 둘째, 수평구조방식과 동일하게 인접한 초고층건축물의 피난안전구역에서 로프총ㆍ드론을 이용으로 화재가 발생한 초고층건축물의 피난안전구역으로 로프에 소방호스를 지지하여 연결하고 양쪽의 옥내소화전 또는 연결송수관 방수구를 상호 연결하면 화재층에 소화용수가 공급된다. 마지막으로 건축물 상호간 소화용수 공급시설이나 급수탑 그 밖의 시설을 설치할 수 있도록 ｢고층건축물의 화재안전 기준｣을 개정하여 소화용수 공급의 신뢰성을 확보할 필요가 있다.
그러므로 경보·진동·음성 등 화재경보의 다양화, 화재발생지점의 명확화 및 건축물 외부에도 화재층 표시를 통해 소방력 공급시간을 단축할 필요가 있다. 둘째, 신호통신은 통신두절과 통화폭주현상으로 소방력 공급에 차질이 발생할 수 있으므로 무선통신보조설비의 설치대상을 기존 16층 이상에서 11층 이상으로 확대하고, 중계기 설치를 보완하며, 진압대원간의 다중통신망을 구성할 것을 제안하였다. 셋째, 행동결정은 소방력 공급의 지연으로 방어전술을 주로 적용하게 되므로 인접건축물에서 도하의 방법으로 진압대원 및 소방장비를 공급하여 적극적인 공격전술을 적용하도록 할 필요가 있고, 일정한 층마다 파괴가 용이한 유리창을 설치하고 식별표시를 하여 진압대원의 진입을 용이하게 하며 외부 곤돌라를 설치하여 진압대원의 진입을 시킨다.
비상용승강기를 활용하여 진압대원의 현장 활동에 필요한 예비공기용기를 지속적으로 공급하면 체력의 한계도 극복할 수 있을 것이라 예상된다. 마지막으로 드론을 이용하여 외부에서 초고층건축물로 소방장비를 공급하면 효과적이다. 드론 기반 물품 배송 시스템과 같이 공기호흡기, 소방호스 등의 소방장비를 드론에 장착하여 피난안전구역 등으로 착륙시키면 신속하게 소방화활동용 소방장비를 전달할 수 있다(57).
둘째, 신호통신은 통신두절과 통화폭주현상으로 소방력 공급에 차질이 발생할 수 있으므로 무선통신보조설비의 설치대상을 기존 16층 이상에서 11층 이상으로 확대하고, 중계기 설치를 보완하며, 진압대원간의 다중통신망을 구성할 것을 제안하였다. 셋째, 행동결정은 소방력 공급의 지연으로 방어전술을 주로 적용하게 되므로 인접건축물에서 도하의 방법으로 진압대원 및 소방장비를 공급하여 적극적인 공격전술을 적용하도록 할 필요가 있고, 일정한 층마다 파괴가 용이한 유리창을 설치하고 식별표시를 하여 진압대원의 진입을 용이하게 하며 외부 곤돌라를 설치하여 진압대원의 진입을 시킨다. 넷째, 현장대응은 구조상 고층부에 소방력 공급과 진압대원의 외부진입이 곤란한 경우가 발생하므로 활강과 수직구조를 이용하여 소방장비의 공급 및 진압대원을 진입시킨다.
연구결과는 다음과 같다. 첫째, 화재감지는 외부에서 화재층과 내부에서 연소상황 파악이 어려워 소방력 현장도착과 소방력 공급시간이 지체된다. 그러므로 경보·진동·음성 등 화재경보의 다양화, 화재발생지점의 명확화 및 건축물 외부에도 화재층 표시를 통해 소방력 공급시간을 단축할 필요가 있다.
행동결정은 화재를 대응하는 소방대가 화재진압전술 중 화재규모에 적합한 공격전술 또는 방어전술을 선택하는 것을 말한다. 첫째, 화재진압 작전은 진압대원과 소방장비가 연속적으로 공급되어 보유한 소방력의 규모에 적합한 진압전술을 선택하여야 한다. 스모쿠드타워 화재(1993)에서 비상전원장치가 냉각수배관 폭발로 과열되어 작동되지 않아 전력공급이 중단되어서 비상용 승강기의 부작동으로 소방대는 피난계단을 이용하여 화재층에 도달 할 수 밖에 없었다(28).
우신골드스위트 화재(2010), 퍼스트인더스테이트뱅크 화재(1988), 스모쿠드 타워 화재(1993)에서와 같이 스프링클러 헤드가 다수 개방되어 수원이 고갈로 인해 화재진압에 어려움이 있었다. 화재가 외부로 확대되어 벽면을 따라 상승하여 여러 층의 창문을 통해 실내로 확대되면서 스프링클러헤드가 개방되면서 옥상수조의 수원이 모두 방출되는 현상이 나타났다. 비상전원이 공급되지 않을 때는 외부에서 소방펌프차로 연결송수관설비 송수구를 이용하여 소화용수를 송수하지만 고층부에서는 방수압력이 낮아 소화용수가 공급되지 않을 수도 있다(39).
후속연구
공기호흡기 예비용기, 소방호스, 수중펌프, 발전기, 휴대용 유압전개기, 송배풍기 등도 진압대원이 진입하는 방식대로 하면 효율적으로 소방장비도 공급할 수 있다. 둘째, 자원대기소를 확보하기 위해서는 신속한 진압대원의 외부 진입을 필요하므로 일정한 층마다 쉽게 파괴될 수 있는 유리창으로 대체하고 식별표시를 할 필요가 있다. 마지막으로 비상용승강기를 사용할 수 없는 경우에 초고층건축물의 효율적인 소방력 공급을 위해 소방활동용 곤돌라의 의무설치가 필요하며 건축물을 보수하기 위해 초고층건축물 외부에 곤돌라가 있는 경우 건축물 외부에서 진압대원이 곤돌라를 이용하여 화재가 발생한 층의 2개 층 아래로 파괴장비를 이용하여 유리창 등을 파괴하고 진입하여 소화활동을 전개하는 것도 필요하다.
둘째, 초고층건축물의 5층 단위로 이동식 중계기를 설치하거나 주위의 건축물에 무선 중계기를 설치하여 지상으로부터 옥상층까지 수직적 무선통신 음역대를 해소할 필요가 있다. 마지막으로 소방활동용 무선통신 회선을 지휘용 무선통신망과 다수의 작전용 무선통신망으로 통신망을 다중통신망을 구성하여 지상 지휘자와 방면 지휘자는 전용의 지휘용 무선통신망으로, 방면 지휘자와 진압대원들은 다수의 작전용 무선통신망으로 다중의 무선통신망을 구성하여 각각 전용의 무선통신망을 사용하여 정보전달을 할 수 있도록 다중통신망을 구성하여 다중접속으로 인한 통화폭주를 해소할 필요가 있다..
진압대원이 먼저 전진지휘소에 도착하여 승강로에 삼각 지지대를 설치하고 도르래를 연결한 다음 승강로를 통해 로프를 내리면 아래의 진압대원이 로프에 매달리고 전진지휘소의 진압대원이 로프를 끌어올려 진압대원을 전진 지휘소로 진입시킨다. 마지막으로 초고층건축물의 비상용승강기에 소방활동을 위해 화재진압대원을 끌어 올릴 수 있는 지지대를 설치할 수 있도록 하고 피난안전구역에 호이스트, 휴대용 발전기를 설치할 수 있도록 ｢건축물의 설비기준 등에 관한 규칙｣과 ｢고층건축물의 화재안전기준｣을 개정하여 비상용 승강기를 이용할 수 없을 때 진압대원을 끌어올릴 수 있도록 할 필요도 있다.
전국의 초고층건축물은 2014년 89개소, 2015년 92개소, 2016년과 2017년은 107개소로 해마다 증가하는 추세에 있다(2). 토지의 효율적인 이용과 랜드마크의 상징성으로 인하여 초고층건축물은 앞으로도 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 화재발생 건수도 2016년 8건, 2017년 17건, 2018년 15건으로 초고층 건축물에서의 화재도 계속 발생하고 있다(3).
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