[논문]화재위험도 평가 Tool에 의한 물류창고 공사장 적용성 검증에 관한 연구

민세홍; 서용구

doi:10.15683/kosdi.2023.9.30.673

화재위험도 평가 Tool에 의한 물류창고 공사장 적용성 검증에 관한 연구
Study on Verification of Applicability for a Warehouse Construction Site using a Fire Risk Assessment Tool 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.19 no.3, 2023년, pp.673 - 688

민세홍 (Department of HVAC & Firefighting Engineering, Gachon University) , 서용구 (Department of HVAC & Firefighting Engineering, Gachon University)

초록
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연구목적: 공사 중에 발생하는 화재는 빈도는 적으나 그 피해가 크다. 최근 물류유통산업의 성장으로 신축하는 물류창고의 공사장이 증가하고 있어 연구대상으로 선정하고 화재예방을 정량적으로 접근하기 위해 화재위험도 평가 Tool의 개발을 통해 공사현장의 재난을 줄이고자 연구를 진행하였다. 연구방법: 공정에서 진행되는 작업을 분류하여 연소의 3요소에서 제어가 어려운 공기(산소)를 제외한 가연물과 점화원을 등급별로 구분하고, 피난안전성을 추가로 대입하여 종합적인 화재위험평가 Tool을 객관적으로 정량화하여 정립하였다. 연구결과: 개발하여 제시한 화재위험도 평가 Tool을 이용하여 화재위험도가 낮은 굴착공사와, 화재위험도가 중간정도인 설비공사, 화재위험도가 높은 마감공사를 샘플링하여 결과값(CGI)을 도출하였다. 결론: 본 연구에서는 건설현장에서 화재발생 위험도를 평가할 수 있는 Tool의 개발로 위험도 평가에 따른 물적조건(가연물)과 에너지조건(점화원)을 제어하여 구체적인 예방대책의 수립과 피난안전성의 평가를 가능하게 하였다. 향후 건설현장의 화재위험도 평가Tool의 적용을 통해 위험을 줄일 수 있는 공정의 계획 수립과 소방설비의 적응성을 평가하는 기준으로 제공되길 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: Fires that occur during construction are infrequent, but cause great damage. Recently, with the growth of the logistics and distribution industry, the number of construction sites for new logistics warehouses is increasing, so it was selected as a research subject and research was conducted to reduce accidents at construction sites through the development of a fire risk assessment tool to quantitatively approach fire prevention. Method: A comprehensive fire risk assessment tool was accumulated by classifying the work in progress, classifying combustibles and ignition sources by grade, excluding air (oxygen), which is difficult to control, and additionally substituting evacuation safety. Result: Using the developed and proposed fire risk evaluation tool, excavation work with low fire risk, facility construction with medium fire risk, and finishing work with high fire risk were sampled to derive the result (CGI). Conclusion: In this study, it was possible to establish specific preventive measures and evaluate evacuation safety by controlling physical conditions (combustibles) and energy conditions (ignition sources) according to the risk assessment by developing a tool that can evaluate the risk of 14fire occurrence at construction sites. It is expected that in the future, through the application of the fire risk evaluation tool at construction sites, it will be provided as a criterion for establishing a process plan that can reduce risk and evaluating the adaptability of firefighting equipment.14

주제어

표/그림 (21)

그림 Fig. 1. Fire cases of cold storage
그림 Fig. 2. The number of fire(www.nfds.go.kr)
그림 Fig. 3. Damage of human life(www.nfds.go.kr)
그림 Fig. 4. Damage of property(www.nfds.go.kr)
표 Table 1. Construction site fire general status (2018~2022) (www.nfds.go.kr)
그림 Fig. 5. Fire status by cause at construction sites(www.nfds.go.kr)
그림 Fig. 6. Fire status by first ignition cargo at the construction site(www.nfds.go.kr)
표 Table 2. Occupational safety and health standards rules(www.law.go.kr)
표 Table 3. Combustible classification and risk coefficient (Kaong et al., 2020)
표 Table 4. Classification of ignition sources and risk coefficient
표 Table 5. Classification of fire growth rate (Kaong et al., 2020)
표 Table 6. Evacuation time standard (Performance based fire safety design) (Seoul Metropolitan Govemment Performance based design Guidelines, 2023)
표 Table 7. Risk classification of evacuation factors
표 Table 8. Work type and work units of construction work (Kim et al., 2018)
표 Table 9. Fire risk assessment (pile and foundation work)
표 Table 10. Occupational safety and health standards rules
표 Table 10. Occupational safety and health standards rules (Continue)
표 Table 11. Fire risk assessment (Machine and equipment work)
표 Table 12. Occupational safety and health standards rules
표 Table 13. Fire risk assessment (pile and foundation work)
표 Table 14. Occupational safety and health standards rules

AI 본문요약
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문제 정의

화재를 예방하기 위해서는 물적조건과 에너지 조건을 제어하므로써 가능하다. 건설현장은 일반적으로 개방되어 있는 공간으로 공기(산소)는 제어하기 어려운 환경이므로 본 연구에서는 공기(산소)를 제외한 가연물과 점화원을 중심으로 화재위험도를 산출하고자 한다. 또한 화재로 인한 피해는 인적, 물적으로 발생하는데 인적피해를 규정하기 위하여 인명구조조건을 적용하기에는 제한적이어서 성능위주설계에서 제시된 피난가능시간과 피난경로의 구성 여부, 피난유도시설의 설치 유무에 따라 피난의 용이도를 평가도구로 사용하였다.
본 연구에서 제시한 화재위험도평가Tool은 재해의 발생 이후 피해를 축소하고 복구하는 것 보다는 재해의 발생을 사전에 방지할 수 있는 예방대책수립을 위한 연구이다. 위에서 제시한 위험도 평가Tool에 의해 제공된 화재위험도평가(CIG) 값은 공사가 진행되고 있는 현장뿐 아니라 공사가 시작 전 계획 시에도 적용할 수 있어 전체 공정 중에 공사일정 조율을 통해 위험도를 줄일 수 있다고 판단된다.
본 연구에서는 다수의 공사현장 중에서 최근 시공이 많은 물류창고를 대상으로 공사 중 발생하는 화재의 원인을 화재발생 위험성평가 Tool을 이용하여 화재발생위험도를 정량화하고 이를 적용함으로써 화재발생위험을 정량적으로 대처할 수 있도록 제안하고자 한다.

제안 방법

기존의 연구에서는 창고시설이 완공된 이후 취급이나 수용되는 물품에 대한 위험등급을 제시하고 있으나, 본 연구에서는 공사 중 화재발생위험도평가에 대한 데이터로 사용하기에는 적절치 않아 작업장에서 사용되는 가연물로 적용하였다.
건설현장은 일반적으로 개방되어 있는 공간으로 공기(산소)는 제어하기 어려운 환경이므로 본 연구에서는 공기(산소)를 제외한 가연물과 점화원을 중심으로 화재위험도를 산출하고자 한다. 또한 화재로 인한 피해는 인적, 물적으로 발생하는데 인적피해를 규정하기 위하여 인명구조조건을 적용하기에는 제한적이어서 성능위주설계에서 제시된 피난가능시간과 피난경로의 구성 여부, 피난유도시설의 설치 유무에 따라 피난의 용이도를 평가도구로 사용하였다.
본 연구에서 화재발생위험성의 인자로 분류하고자 하는 가연물과 점화원의 기준으로 구분하면, 가연물의 경우 화재가 처음 발생하는 최초착화물로, 점화원의 경우 발화열원으로 분류하여 조사하였다.
본 연구에서는 분류한 주요공정의 작업 중에서 대표적인 공정인 굴착공사, 설비공사, 마감공사를 샘플링하여 이를 대상으로 위험성평가TOOL을 적용하여 화재위험도를 평가하였다.
분류된 작업의 구분에 따라 화재위험도(CIG)와 피난안전성(K)을 고려하여 평가하였으며, 결과값에 따라 화재위험도를 산업안전보건공단(KOSHA)의 단위작업 위험도 산정구분을 참조하여 중대한 위험(16점 이상), 상당한 위험(11점부터 15점 이하), 경미한 위험(6점부터 10점 이하), 일반적 위험(0점 부터 5점 이하)의 4단계로 분류하였다.
점화원으로 작용되는 열원의 분류는 소방청에서 조사에 사용되는 요소 중 공사장에서 발생되는 요소를 추출하여 담뱃불(라이터불), 작동기기(불꽃, 스파크, 정전기, 전기적아크 등), 불꽃(용접, 절단, 연마 등), 마찰(전도, 복사),폭발물, 자연적 발화열, 화학적 발화열중 각 공정에서 발생이 가능한 정도를 적용하였다.
대부분의 공사장의 화재예방방법은 점화원이 발생 또는 존재하는 공간에 화재감시자 등을 두어 화기에 대한 관리가 이루어지고 있다. 초기 건축계획에서 공사기간 중 진행되는 공정과 공정 내에서 수행하는 작업을 앞서 제시한 화재예방 위험도 평가 Tool을 활용하여 위험도를 객관화하고 효과를 극대화 시킬수 있는 구체적인 대책을 제안하였다. 본 연구의 결과를 다음과 같이 정리한다.

대상 데이터

최근에는 작업장내에서 불꽃 등이 발생되는 작업을 최소화하기 위하여 외부에서 가공된 자재들을 발주하여 화재위험을 줄이고 있다. 화재성장속도는 중간단계인 Medium으로 선정하였으며, 작업공간의 특성으로는 주요골조공사가 마감되어 벽이나 천장 등이 구성되어 있는 밀폐구조로 특히 장비의 설치는 대부분 지하공간에서 진행되므로 피난에는 매우 불리한 조건 이다.

이론/모형

화재발생위험도의 평가는 FMEA(이상도 위험분석법)의 산출과정인 「RPN(Risk Priority Number)= 심각도(Severity)×발생도(Occurrence)×검출도(Detection)」의 식을 이용하여 심각도(S)에는 물적조건인 가연물(Combustibles)로, 발생도(O)는 점화원(Ignition source)으로, 검출도(D)는 화재성장속도(Fire growth rate)로 적용하였다

성능/효과

두 번째로 화재감시자의 역할 및 업무를 살펴보면 화재감시자는 소화장비를 즉시 이용할 수 있어야 하며, 이를 사용할 수 있게 훈련받도록 하고 있으며, 화재발생 시 경보발생시설에 익숙해야하고, 모든 지역에서 화재를 감시하고, 화재진압이 가능한 경우 소화를 실시하여야 하며, 소화하지 못할 경우 경보를 작동하여야 한다. 화재 감시는 용접 또는 용단작업이 완료된 후 적어도 30분 이상까지 현장을 확인하도록 하고 있다.
위의 평가내용을 보면 굴착공사에서의 화재발생위험도값은 0으로 가장 낮은 일반적위험에 해당하여 화재 발생위험은 매우 적다. 따라서 화재위험도에 대한 대책보다는 안전사고에대한 대책수립에 중점을 두는 것이 효율적이라 판단된다.
세 번쩨로는 화재성장속도의 적용은 화재발생 이후 적용되는 소방시설의 적응성을 정량적으로 적용이 가능하게 되었다. 화재성장속도에따라 방사되는 소화약제의 방사량 및 밀도가 다르게 적용되고 피난을위한 피난시간이 상이하게되므로 가연물의 종류에 따라 보관 및 배치방법, 소방시설의 종류 및 규모를 산정하는 기준값을 제공한다.
둘째 소방시설(Active)의 부재로 공사기간 중에는 소방설비가 설치되어 있지 않아 화재발생의 감지와 화재상황전파 및 소화설비가 정상적으로 기능을 발휘할 수 없다. 셋째 공사기간을 계획할 때 경제성을 고려하여 산정되므로 각 공정간의 간섭으로 인한 화재발생 위험의 증가나, 준공을 임박하여 동시에 여러 공정들이 몰리게 되어 위험요소가 커지게 된다. 공사에 가장 중점을 두게 되는 요인 중 하나인 공사금액의 결정은 적절한 공사기간 산정이 필요하게 되고 이러한 공사기간의 산정은 각 공정별로 작업에 소요되는 시간과 자재의 수급, 인원의 동원 등 여러 요소들을 고려하여 결정하게 된다.
본 연구에서 제시한 화재위험도평가Tool은 재해의 발생 이후 피해를 축소하고 복구하는 것 보다는 재해의 발생을 사전에 방지할 수 있는 예방대책수립을 위한 연구이다. 위에서 제시한 위험도 평가Tool에 의해 제공된 화재위험도평가(CIG) 값은 공사가 진행되고 있는 현장뿐 아니라 공사가 시작 전 계획 시에도 적용할 수 있어 전체 공정 중에 공사일정 조율을 통해 위험도를 줄일 수 있다고 판단된다. 일반적인 안전대책을 적용하기 보다는 공사 중 발생이 예상되는 화재위험을 정량적으로 접근하여 대책수립이 가능하며 또한 공사일정을 계획하는 단계에서 화재위험도를 평가하여 위험도가 낮은 공사일정을 수립할 수 있을 것이라 확신한다.
화재위험 종합평가를 확인하면 마감청소작업의 평가값은 40.42로 중대한위험으로 구분되고, 임시가설 설비의 철거 작업은 4.48로, 건설기계 및 전설장비의 철거작업은 3.92로 두 작업은 일반적 위험으로 구분할 수 있다. 결과값에서 확인할 수 있듯이 마감청소작업은 화재위험이 매우 높게 평가되어 작업 진행 중 별도의 관리가 요구된다.

후속연구

네번째로는 피난안전성을 고려하여 공간의 특성을 구분하고 화재경보의 전달과 피난경로의 구성에 대한 대책을 수립할 수 있다. S(피난경로)값의 구성과 T(피난가능시간)값의 자료를 통해 경로의 추가 구성과 경보설비 및 피난유도설비의 보완을 통해 피난안전성을 확보할 수 있다.
위에서 제시한 위험도 평가Tool에 의해 제공된 화재위험도평가(CIG) 값은 공사가 진행되고 있는 현장뿐 아니라 공사가 시작 전 계획 시에도 적용할 수 있어 전체 공정 중에 공사일정 조율을 통해 위험도를 줄일 수 있다고 판단된다. 일반적인 안전대책을 적용하기 보다는 공사 중 발생이 예상되는 화재위험을 정량적으로 접근하여 대책수립이 가능하며 또한 공사일정을 계획하는 단계에서 화재위험도를 평가하여 위험도가 낮은 공사일정을 수립할 수 있을 것이라 확신한다.

참고문헌 (9)

Bae, Y., Park, J. (2011). "Categorizing safety management elements for fire preparation and assessemnt of fire？hazard." Journal of the Korea Society of Disaster Information, Vol. 7, No. 2, pp. 96-109.
Kaong, K.-W., Song, G.-C., Yoo, H.-J. (2020). Fire Protection Professional Engineer. Dong Hwa Gi Sool, Paju.
Kim, J., Kim, J. (2018). "Disaster risk assessment by work unit of construction work for improve the efficiency of？design for safety task." Architectural Institute of Korea Journal of Structures, Vol. 34, No. 6, pp. 45-53.
Korea Occupational Safety and Health Agency (2022). Refrigerated Logistics Warehouse Fire Accident Prevention？Manual (Revised). Ulsan, Republic of Korea.
Lee, K.-S., Kim, T.-H., Lee, J.-O. (2022). "Analysis of fire occurrence characteristics according to ignition heat？sources." Journal of the Korea Society of Disaster Information, Vol. 18, No. 2, pp. 280-289.
National Fire Information System (www.nfds.go.kr)
National Law Information Center (www.law.go.kr)
Seoul Metropolitan Govemment Performance based design Guidelines (2023). Seoul Metropolitan Fire & Disaster？Headquarters, Seoul, Republic of Korea.
Yoo, H. (2020). A Study on Fire Hazard Analysis and Fire Fighting Measures in Large Logistics Warehouses.？Master's Thesis, Graduate School of Industrial Environment, Gachon University.

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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