고층건축물을 보다 안전하게 하는 조치들

30층 이상이거나 높이가 120미터 이상인 고층건축물은 건축 구조상, 피난 동선상, 소방대 접근성 등에 대해 불리하다. 그래서 건축 관련법령과 소방 관련법령에서는 고층건축물을 보다 안전하게 하기 위하여 조치를 취하고 있다.

 

고층건축물을 안전하게 하려면

연돌효과 예방을 위한 조치

가. 수직 공간의 구획화

연돌효과(Stack Effect)가 일어나는 이유는 건축물의 따뜻한 내부 온도와 차가운 외부 온도가 차이가 난다는 것이고, 따뜻해진 공기는 부력이 생겨 위로 상승하려는 원리가 작용하기 때문이다. 그리고 공기나 연기가 상승할 수 있는 수직공간이 존재하기 때문이다. 어쩔 수 없이 존재하는 수직공간을 어떻게 할 것인가에 대한 문제다.

최상층에서 1층까지 이어지는 특별피난계단(직통계단)과 엘리베이터가 대표적인 예이다. 연돌효과가 발생할 수 있는 수직공간은 항상 방화구획으로 분리해 놓는다. 방화구획을 통해 층의 다른 부분과 연결이 되지 않도록 조치한다.

 

나. 저층부에서의 바람 유입 방지

연돌효과가 발생하면 저층부가 저압이 형성되므로 외기가 내부로 들어오려고 한다. 특히 1층 로비 부분에서 그 현상이 발생한다는 것을 체감할 알 수 있다. 건물의 1층에 회전문이 설치되는 경우 멋을 위해서 설치하는 것 이라기보다는 저층부로 외기의 침입을 막으려는 목적이다. 부속실 또는 방풍실을 설치하는 것도 마찬가지의 이유이다. 바람을 통해 에어커튼을 설치하는 것도 일맥상통하다.

 

안전이 강화되어야 하는 고층건축물

피난 시설과 동선의 다양화

가. 특별피난계단의 구조

고층건축물에는 특별피난계단을 설치한다. 일반 계단과 달리 건물의 내부와 창을 설치하지 않음으로서 구획을 시킨다는 것이 특징이다. 지상으로 내려갈 때 까지 실내의 화재 영향을 받지 않도록 하기 위해서다. 특별피난계단의 계단실로 출입하는 부속실에는 제연설비를 설치하여 신선한 공기를 불어 넣어줌으로서 연기가 부속실과 계단실로 침입하지 못하게 한다. 건물에서 피난할 때 1차 안전구역이 복도라면, 2차 안전구역은 부속실이 되고, 3차 안전구역은 계단실이 된다.

 

나. 피난안전구역의 설치

초고층 건축물에 해당할수록 건물의 높이는 높아진다. 상층부에 근무하던 거주자가 1층까지 내려오기에는 시간이 상당히 걸린다. 내려오는 동안 무슨 일이 생기면 중간 기착지로 피신하면 된다. 이곳이 피난안전구역이다. 초고층 건축물인 경우에는 30층마다 1개소가 설치되고, 30층 이상의 고층 건축물은 중간 정도에 1개소가 설치된다.

피난안전구역의 층의 상하부를 다른 곳과 달리 안전하게 구성하고, 마감은 불연재료로만 설치하며, 특별피난계단과 연결되게 설치하고, 비상용 승강기도 해당 피난안전구역에서 승하차 할 수 있도록 해 놓았다. 필요시 방재센터와 긴급 연락이 가능하도록 통신시설도 설치되어 있으며 식수공급을 위한 급수전과 조명설비를 설치하여 피난상 안전하게 구축해 놓고 있다.

 

피난안전구역내 비치된 안전 물품

 

다. 옥상 및 헬리포트 존재

저층에서 화재가 발생하면 연기가 상층부로 올라오게 된다. 상층부에 근무하고 있던 사람들은 오염된 공기로 인해 계단을 통해 빠져나갈 수 없다고 생각되면 건물의 옥상으로 올라가야 한다. 옥상은 연기의 직접적인 영향을 받지 않으므로 안전한 대피공간이 된다. 옥상의 광장은 넓을수록 좋다. 휴식을 위한 시설들이 설치되어 있는 경우도 좋다. 사람들이 옥상을 자주 올라가 볼수록 위급 상황에 옥상으로 가는 대피로를 쉽게 떠올릴 수 있기 때문이다. 또한 11층 이상의 바닥면적의 합계가 1만㎡가 넘는 건축물에는 헬리포트가 존재한다. 이런 때에는 헬기를 통한 구조도 가능하다.

 

라. 비상용 승강기 및 피난용 승강기 설치

화재 등의 위급상황을 대비해 설치하는 승강기에는 비상용 승강기와 피난용 승강기가 있는데 두 개의 역할이 조금 다르다. 건축물의 높이가 31미터가 넘으면 비상용 승강기를 설치한다. 소방대원들이 승강기를 직접 조작하면서 화재 현장에 진입하기 위한 목적으로 사용된다.

피난용 승강기는 층수가 30층 이상이거나 높이가 120미터 이상인 고층건축물의 경우에 설치한다. 고층건물에서 근무하거나 거주하는 사람들이 안전하게 피난할 수 있도록 하는 역할을 한다. 노약자나 신체적으로 불편한 사람들은 특별피난계단을 걸어서 내려오기에는 한계가 있다. 그러므로 피난용 승강기를 활용하여 지상층으로 내려올 수 있도록 하고 있다.

 

 

소방시설의 강화

가. 주요 배관 및 전선의 이중화

50층 이상의 건축물에 설치하는 옥내소화전 및 스프링클러설비의 경우 주 배관중 수직배관은 2개 이상으로 설치한다. 하나의 수직배관이 파손 등으로 인한 작동이 불가한 경우라도 다른 수직배관으로부터 소화용수가 공급되도록 구성하고 있다. 스프링클러설비는 2개 이상의 가지배관 양방향에서 소화용수가 공급되도록 격자배관방식으로 설치하여 어떠한 경우에도 헤드에서 소화수가 방출될 수 있도록 한다.

50층 이상의 건축물에 설치하는 자동화재탐지설비의 통신 및 신호선은 이중배선으로 설치하고 있다. 그래서 하나의 선로가 단선되는 경우 고장표시가 되며 다른 선로로 인해 해당 자동화재탐지설비가 정상적으로 작동하도록 조치되어 있다.

 

나. 층수별 필요한 수원 및 비상전원의 용량 증가

옥내소화전이나 스프링클러 설비 등 수계 소화설비의 수원의 용량이 강화되어 있다. 일반 건축물이 20분 이상의 시간 동안 사용할 수 있는 용량을 저장하고 있다면, 30층 이상의 고층건축물에서는 40분 이상의 용량을 50층 이상의 초고층 건축물에서는 60분 이상의 용량을 저장하도록 하고 있다. 정전시 소방시설과 제연설비 등의 운영을 위한 비상전원 용량도 동일하게 증가시켜 놓았다.

 

다. 발화층 및 직상층 우선경보방식의 확대 적용

화재가 발생한 층을 대상으로 화재층과 그 직상층에 대해 우선적으로 경보하는 방식을 사용하고 있다. 그런데 30층 이상의 고층건물인 경우에는 피난해야 할 대상이 많으므로 화재가 발생한 발화층과 직상 4개층에 대하여 우선 경보를 할 수 있도록 대상을 확대 적용하고 있다.

 

라. 성능위주의 설계를 통한 소방시설의 적정화

건물의 높이가 100미터 이상이거나 지하층을 포함한 층수가 30층 이상인 건축물은 성능위주설계를 실시한다. 소방시설법과 화재안전기준에 의한 소방시설의 설계로는 일일이 규정할 수 없는 사항에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 화재로 인한 열과 연기의 이동을 예측하고 피난 동선에 문제가 없는지를 확인하여 소방시설을 설계하는 것이다. 고층건축물에 대해서는 이러한 성능위주의 설계가 적용되어 보다 더 안전한 소방시스템이 구현될 수 있도록 한다.

 

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