물류창고 화재 진압이 어려운 이유

쿠팡 물류센터를 비롯해 대부분의 물류센터는 스프링클러 설비가 설치되어 있는데도 불구하고 화재가 확대되어 대형 피해로 이어지고 있다. 이전 글에서 물류창고의 구조적, 지리적 문제점 그리고 물류센터가 가지는 화재특성에 대해 1편과 2편으로 포스팅 했었다. 이를 기초로 물류창고 화재 진압이 왜 어려운지 어떤 이유 때문에 화재가 확대되는지에 대해 종합적으로 살펴보고자 한다.

건물 구조에 따른 문제

가. 방화구획이 없어 건물 전체로 화재 확산

물류창고는 방화구획을 해야 하는 건물이지만, 건축법 시행령 제46조(방화구획 등의 설치) 제2항 제2호에서 규정한 면제조건에 해당되어 방화구획을 면제받는 경우가 대부분이다. 그렇다 보니 화재가 일부 구역에 한정되어 발생하지 않고 건물 전체로 확산되는 양상을 보인다.

옥내 소화전이나 자동소화설비인 스프링클러는 소화수조에 저장한 20분 분량의 물 떨어지면 그 생명력이 끝난 것이나 다름없다. 내부 방화구획이 없어 화재는 계속 확산되는데 소화용수가 부족해서 진압에 문제가 발생하고 결국 화재 확산은 지속되는 것이다.

 

대규모 공간에 방화구획 없이 설치되는 물류창고 (출처 : 브릿지경제)

나. 지하층과 무창층 구조는 열기를 축적하는 축열효과가 있다.

지하층에 그리고 무창층 구조로 지어지는 물류센터는 화재의 열기가 빠져나갈 곳이 없어 천장에 축적되기 시작한다. 이를 축열효과라고 하는데 천장 층고가 10m 이상으로 높아지면 처음에는 축열이 잘 이루어지지 않아 감지기나 스프링클러 설비가 작동하지 않는다. 그러나 천장에 축열이 될 만큼의 Ceiling Jet Flow가 형성되면 감지기나 스프링클러 설비가 작동하더라도 이미 화재가 발달해 있는 상황이 된다.

개구부가 없어 축열효과로 열기가 건물 내부에 가득차면, 복사열로 화재 전파는 걷잡을 수 없이 확산된다. 전도에 의한 화재 전파보다 복사에 의한 화재 전파가 훨씬 속도도 빠르고 위험하다. 열기가 빠져나갈 공간이 없다는 것은 곧 축열 현상이 벌어지는 것이고, 이로 인해 복사열에 의한 화재 전파로 확대되는 것이다.

 

다. 장시간 수열에 따른 철골조 건물 기둥의 붕괴 우려

스프링클러 설비의 초기 소화 실패는 곧 화재의 장기화를 의미한다. 지속적인 가연물질의 연소, 화재하중의 대형화로 인한 화재 가혹도 증가, 소화수량의 부족, 축열에 의한 소방대원의 진입 곤란 등의 문제로 화재는 장기화로 변한다. 개구부도 없이 화재로 인한 열기가 축열되어 내부 온도는 1,000℃ 이상으로 상승하고 1,530℃에 용융되는 철의 특성상 철골조의 기둥도 장시간 수열로 인해 휘어지거나 약해지는 현상이 발생한다. 건물의 무게를 이기지 못한 철골조 기둥이 안전을 전해하기 때문에 소방대원이 직접 현장으로 들어가야만 화재를 진압할 수 있는 심부화재는 계속 확산될 수밖에 없다.

 

라. 소화수가 침투하지 않는 샌드위치 판넬

물류창고의 외벽은 샌드위치 판넬로 구성되는 경우가 대부분이다. 특히 오래된 물류창고는 샌드위치 판넬 내부의 심재인 단열재로 스티로폼을 사용한 경우가 많아 더 위험하다. 두 장의 강판 사이에 단열재가 들어있어 외부에서 소화수를 뿌려도 내부 단열재에 물이 침투하지 않는다. 결국 가연성 스티로폼이 샌드위치 판넬 사이의 단열재로 들어있음에도 불구하고 소화수를 직접 살수할 수 없어 화재는 더 넓게 확산되는 것이다.

 

 

가연성 물품과 저장 방식에 따른 문제

가. 가연성 물품 적재에 따라 화재 하중이 높다.

보관되는 물품이 가연물이고 물품을 포장한 포장지가 비닐류이면 단위 면적당 등가가연물의 양은 커지게 된다. 단위 면적당 등가가연물의 양을 목재의 발열량과 환산한 값을 화재하중이라고 표현하는데, 물류창고는 층층이 물건을 적재하는 특성상 화재하중이 매우 높은 곳이다.

그래서 화재하중이 높을수록 발열량이 커지기 때문에 화재 지속 시간이 늘어나게 되고 내부의 열량도 높아지며 따라서 화재 가혹도 역시 커지게 된다. 이를 방어하기 위해서는 더 많은 소화수량이 필요한데 실제 물류창고가 설치되는 장소는 소화수조가 설치된 곳이 많아 소화수량을 감당할 수 없다. 그래서 화재가 확산될 수밖에 없다.

 

가연성 물품이 가득한 물류창고(출처 : 세계일보)

나. 물류창고에 설치되는 선반의 소화수 차단 효과

필요살수밀도인 RDD의 문제가 아닌 실제침투밀도인 ADD의 문제를 이야기 한다. Large Drop형 헤드는 물방울이 커서 가연물에 침투력이 좋기는 하나, 맨 아래쪽 선반의 가연물에는 물이 침투되지 못하는 결과를 가져오게 된다. 다수의 선반 아래쪽으로 갈수록 스프링클러에서 방사된 물이 닿지 않는 현상이 발생하므로, 불길이 삼아 남게 되고, 20분이라는 시간이 지나 스프링클러 설비의 소화수량이 고갈되고 나면 그때부터 다시 확산되는 특성을 가진다. 그래서 물류창고 화재는 초기 진압이 쉽지 않고 결국 전체로 확산되는 것이다.

 

라. 소방대원이 직접 투입되어야 하는 심부화재 특성

① 스프링클러 설비는 초기 화재시 자동적으로 헤드가 개방되어 화재를 진압하는 자동 소화설비이다. 그런데 스프링클러 설비는 수계소화설비이므로 심부화재에 적응성이 약하다는 한계점을 가지고 있다. 가연물의 표면에서 발생하는 화염에 대한 진압은 빠르고 강하지만, 5단 선반의 맨 아래쪽 물류에서 발생한 화재는 점점 안으로 타고 들어가 심부화재의 특성을 가지게 되므로 위에서 쏟아지는 물방울로는 완벽한 소화를 기대할 수가 없다.

② 그러므로 물류창고 화재를 완전 진압하기 위해서는 소방대원이 투입되어야만 가능하다. 심부에 남아있는 불씨를 모두 제거해야 더 이상 문제가 발생하지 않으므로 물류 더미를 파헤치면서 일일이 물을 살수해 주어야 한다. 그러나 대형 미로처럼 생긴 물류창고를 드나드는 것은 쉽지 않다. 게다가 축열과 연기로 인해 진입이 쉽지 않은 상황이고 장시간 수열에 의해 무너질 것 같은 건물 내부로의 진입은 더더욱 화재 진압을 어렵게 만든다.

 

선반에 층층이 쌓는 적재 방법 (출처 : 아이덴티리얼티)

소방시설과 소화용수에 따른 문제

가. 감지기의 잦은 오작동 때문에 스프링클러 설비 연동정지를 눌러 놓는다.

① 습식 스프링클러 설비를 설치하였다가 헤드 오작동으로 소화수가 쏟아지면 물품이 손상될 것이 분명하다. 그리고 냉난방 설비를 설치하지 않는 물류창고라면 겨울철에 배관이 동파될 우려가 있으므로 대부분 준비작동식 스프링클러 설비를 설치한다. 준비작동식 스프링클러는 교차회로 방식 감지기의 작동에 의해 프리액션밸브가 개방되는 구조로 되어 있다.

② 그런데 감지기의 노후 또는 이물질 침입 등의 문제로 감지기가 오작동하는 경우가 발생하게 된다. 오래된 물류창고 일수록 설치된 감지기가 노후되어 더 많은 오작동 상황이 발생한다. 그래서 관계자가 스프링클러 설비의 연동정지를 눌러놓는 경우가 있다. 즉, 감지기가 작동해도 스프링클러 설비의 프리액션 밸브가 열리지 말아라는 정지 신호인 것이다. 그러니 실제 화재로 인해 교차회로의 감지기가 작동해도 스프링클러 설비는 작동하지 않는 상황이 발생할 수 있다. 초기 화재진압에 실패하는 전형적인 사례다.

 

나. 원거리 위치함에 따라 상수도가 없다.

① 물류창고는 대형 규모로 건축되지만 입지 여건상 고속도로와 가까운 곳 또는 대규모의 부지를 저렴한 값에 구입할 수 있는 곳을 찾다 보니 도심지와 떨어진 곳에 위치한다. 그래서 상수도 설비가 설치되지 않는 곳이 많다. 연면적 5,000㎥가 넘으면 상수도 소화용수설비를 설치해야 하지만, 해당 지역에 상수도가 설치되어 있지 않은 관계로 필요한 만큼의 수원을 소화수조로서 대신 설치한다.

② 물류창고에 설치하는 소화설비용 수원은 옥내소화전, 옥외소화전, 스프링클러 설비를 20분 이상 사용할 수 있는 용량으로 설치하고 있다. 상수도가 설치된다면 지속적으로 소화전에서 소화용수가 공급되겠지만, 상수도가 없어 소화수조로 설치된 관계로 저장하고 있는 20분 이상이 넘어가면 스프링클러 설비는 자기 역할을 하지 못한다. 왜냐하면 더 이상 사용할 수 있는 물이 없기 때문이다. 그래서 초기에 화재를 진압하지 못하면 화재는 확산 일로에 놓이게 된다. 소방차량에서 공급하는 물도 항상 한계가 있기 마련이기 때문이다.

 

다. 배연 시스템이 부족하여 다량의 독성 연기로 피난과 진입이 곤란하다.

① 물류창고는 지하층에도 설치하고, 무창층 구조로도 설치된다. 이는 곧 연기가 빠져나갈 틈이 없어진다는 것을 의미한다. 그럼에도 건축법령에 의한 배연설비 설치대상이 아니다. 이유는 사람이 상주하는 거실이 아니라고 판단하고 있기 때문이다. 수많은 작업자가 물량을 소화하기 위해 하루종일 분류작업과 이송작업을 하는데도 거주하는 곳이 아니라는 이유로 배연설비가 설치되지 않는다.

② 다만, 무창층이나 지하층에 설치되는 물류창고는 바닥면적의 합계가 1,000㎡를 넘으면 소방법령에 의한 제연설비는 설치된다. 무창층이나 지하층 부분이 아닌 장소의 물류창고 부분은 배연설비가 없어 연기가 빠져나갈 공간을 찾지 못하고 차곡차곡 쌓이게 된다. 포장을 위한 비닐에서 나오는 각종 독성 물질로 인해 내부 공기는 호흡할 수 없는 상태로 전락하고, 피난을 위해 서두르는 작업자도 화재 진압을 위해 들어가는 소방대원도 연기에 속수무책이다.

③ 소방대원은 최대 50분 분량의 공기가 들어있는 공기호흡기를 착용하지만, 화재 진압 활동을 수행하다 보면 많은 호흡을 하게 되어 실제로는 40분 넘으면 빠져나와야 한다. 불길이 있는 곳 깊숙이 들어가는데 소요되는 시간과 다시 안전하게 빠져나오는데 소요되는 시간을 빼고 나면, 실제 화재진압과 인명구조에 임하는 시간은 30분 남짓이라고 보면 된다. 이러한 이유로 물류창고 화재는 진압이 어렵고 건물 전체로 확대되는 것이다.

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끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.

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