성능위주설계 화재시나리오 선정과 적용예

국내의 성능위주설계시 화재시나리오는 NFPA에 근거하고 있습니다. 관련하여 NFPA 101 Life Safety Code에서 규정 및 정의하고 있는 화재시나리오 선정에 대한 기준과 설명입니다.

 

시나리오 1

1) 건물용도, 사용자 중심의 일반적인 화재를 가상한다.

2) 시나리오에는 다음 사항이 필수적으로 명확히 설명되어야 한다.

가) 건물사용자 특성

나) 사용자의 수와 장소

다) 실 크기

라) 가구와 실내 내용물

마) 연소 가능한 물질들과 그 특성 및 발화원

바) 환기조건

사) 최초 발화물과 발화물의 위치

3) 설계자가 필요한 경우 기타 시나리오에 필요한 사항을 추가할 수 있다.

설계 화재 시나리오 1의 예로, 의료 시설에서는 환자 두 명이 있는 병실에서 한 침대에서 시작되는 화재와 열린 방 문이 포함될 수 있습니다.

이는 위에서 명시된 정보의 많은 부분을 이 예시에서 제공된 정보로부터 결정할 수 있다는 점에서 개략적인 예시입니다.

특정 점유의 특징과 조건을 반영하기 위해서는 일반적으로 하나 이상의 시나리오를 고려할 필요가 있음을 유의하십시오.

 

시나리오 2

1) 내부 문들이 개방되어 있는 상황에서 피난로에 화재가 발생하여 급격한 화재연소가 이루어지는 상황을 가상한다.

2) 화재시 가능한 피난방법의 수에 중심을 두고 작성한다.

설계 화재 시나리오 2의 예로는 탈출 경로에서 가속제로서 휘발유가 점화되는 화재, 복도에 있는 옷걸이, 리노베이션 재료, 또는 초고속 화재를 일으킬 수 있는 다른 연료 구성물이 포함됩니다.

선택된 탈출 경로는 건물의 정상 운영 시 일반적으로 사용되는 문 중에서 가장 큰 탈출 용량을 가진 문입니다.

해당 부지에 대한 기본적인 점유자 특성은 그대로 가정되며, 발화 시 건물 내 모든 문이 열려 있다고 가정합니다.

 

시나리오 3

1) 사람이 상주하지 않는 실에서 화재가 발생하지만, 잠재적으로 많은 재실자에게 위험이 되는 상황을 가상한다.

2) 건축물 내의 재실자가 없는 곳에서 화재가 발생하여 많은 재실자가 있는 공간으로 연소 확대되는 상황에 중심을 두고 작성한다.

설계 화재 시나리오 3의 예로는 건물 내에서 가장 큰 사용 가능 방에 인접한 저장실에서 발생하는 화재가 있습니다.

화재가 발생한 방의 내용물은 해당 방의 정상적인 사용과 일치하도록 가장 큰 연료 적재량과 가장 빠른 화재 확산을 유발할 수 있는 것으로 지정됩니다.

인접한 사용 가능 방은 점유자들로 가득 차 있는 것으로 가정됩니다.

점유자들은 해당 건물의 용도와 가장 일치하는 형태로 다소 제한된 상태에 있는 것으로 가정합니다.

발화 시 두 방의 문은 모두 열려 있다고 가정합니다.

설계에 따라 두 방은 서로 연결되거나 공통 복도나 통로를 통해 연결됩니다.

이 시나리오에서 사용 가능 방은 사람이 있을 수 있는 방, 즉 건물 내에서 사람들이 일반적으로 발견되는 장소를 의미합니다.

 

시나리오 4

1) 많은 사람들이 있는 실에 인접한 벽이나 덕트 공간 등에서 화재가 발생한 상황을 가상한다.

2) 화재 감지기가 없는 곳이나 자동으로 작동하는 화재진압시스템이 없는 장소에서 화재가 발생하여 많은 재실자가 있는 곳으로의 연소확대가 가능한 상황에 중심을 두고 작성한다.

설계 화재 시나리오 4의 예로는 대형 점유 기능실에 인접한 숨겨진 벽이나 천장 공간에서 시작되는 화재가 있습니다.

점화는 전선이나 케이블 절연재 및 열 또는 방음용 절연재를 포함한 숨겨진 가연물에 의해 발생합니다.

인접한 기능실은 가득 차 있는 것으로 가정합니다.

해당 부지에 대한 기본적인 점유자 특성은 그대로 가정되며, 발화 시 건물 내 모든 문이 열려 있다고 가정합니다

 

시나리오 5

1) 많은 거주자가 있는 아주 인접한 장소 중 소방시설의 작동범위에 들어가지 않는 장소에서 아주 천천히 성장하는 화재를 가상한다.

2) 작은 화재에서 시작하지만 큰 대형화재를 일으킬 수 있는 화재에 중심을 두고 작성한다.

설계 화재 시나리오 5의 예로는 쓰레기통에서 발생하는 담배 화재가 있습니다.

이 쓰레기통은 방 안의 더 큰 연료원을 점화할 수 있을 정도로 가까운 위치에 있지만, 어떤 점유자에게도 직접적인 점화 위험을 초래할 만큼 가깝지는 않습니다.

만약 해당 부지의 사용 목적에 일부 점유자가 언제든지 움직일 수 없을 가능성이 포함된다면, 발화 방은 그러한 점유자가 가득 차 있는 유형의 방으로 선택됩니다.

반면, 해당 부지의 사용 목적에 점유자가 움직일 수 없는 가능성이 포함되지 않는다면, 발화 방은 해당 부지의 사용 특성을 반영하는 집회실이나 기능실로 선택되며, 쓰레기통은 소화 시스템으로부터 가구에 의해 가려진 위치에 배치됩니다. 발화 시 건물 내 모든 문이 열려 있다고 가정합니다

 

시나리오 6

1) 건축물의 일반적인 사용 특성과 관련, 화재하중이 가장 큰 장소에서 발생한 아주 심각한 화재를 가상한다.

2) 재실자가 있는 공간에서 급격하게 연소확대 되는 화재를 중심으로 작성한다.

설계 화재 시나리오 6의 예로는 기능실 또는 집회실, 혹은 공정/제조 구역에서 정상 운영 중에 발생 가능한 가장 큰 가연물 적재량에서 시작되는 화재가 있습니다.

가연물의 구성, 유형, 그리고 형태는 해당 부지의 정상 운영과 일치하게 가장 빠르고 심각한 화재 성장이나 연기 발생을 초래할 수 있도록 선택됩니다.

해당 부지에 대한 기본적인 점유자 특성은 그대로 가정됩니다. 발화 시 건물 내 모든 문이 닫혀 있다고 가정합니다.

이 시나리오에는 작은 주택의 큰 소파 화재부터 대형 소매점의 가연성 액체 재고에서 발생하는 랙 화재까지 모두 포함됩니다.

 

시나리오 7

1) 외부에서 발생하여 본 건물로 화재가 확대되는 경우를 가상한다.

2) 본 건물에서 떨어진 장소에서 화재가 발생하여 본 건물로 화재가 확대되거나 피난로를 막거나 거주가 불가능한 조건을 만드는 화재에 중심을 두고 작성한다.

설계 화재 시나리오 7의 예로는 노출 화재가 있습니다.

시작 화재는 인접한 건물의 배치와 유형, 그리고 해당 부지에 있는 식물 및 가연성 장식물의 배치와 일치하는 가장 가까운 위치에서 발생할 수 있는 가장 심각한 화재입니다.

해당 부지에 대한 기본적인 점유자 특성은 그대로 가정됩니다

이 범주에는 산림/도시 경계 화재와 해당되는 경우 외부 목재 슁글 문제를 포함합니다

 

시나리오8(국내성능설계기준에서는 제외하고 있습니다)

1) 이 시나리오는 각 수동 또는 능동 화재 보호 시스템이 개별적으로 비효율적인 상태로 만들어진 방이나 구역에서 일반 가연물에서 발생하는 화재입니다.

2) 이는 각 화재 보호 시스템이나 화재 보호 기능의 신뢰성 부족이나 비가용성에 대한 우려를 개별적으로 다룹니다.

3) 이 시나리오는 관할 당국이 해당 시스템의 신뢰성 수준과 시스템이 없는 상태에서의 설계 성능이 모두 적합하다고 판단한 화재 보호 시스템에는 적용될 필요가 없습니다.

설계 화재 시나리오 8은 건물 내에서 발생하는 일반적인 화재와 함께 하나의 수동 또는 능동 화재 보호 시스템이나 기능이 비효율적인 조건을 다룹니다.

예로는 층 간 또는 방화벽이나 방화 구획 벽 사이에 보호되지 않은 개구부, 자동으로 닫히지 않는 등급 화재문, 스프링클러 시스템의 물 공급 차단, 작동하지 않는 화재 경보 시스템, 작동하지않는 연기제어설비 또는 방연댐퍼가 열린 상태로 고정된 경우 등이 포함됩니다.

이 시나리오는 설계에 의해 제공되며 사용할 수 있다고 가정되는 다른 건물 기능에 대해 합리적인 도전을 나타내야 합니다. ---> (번역이 매끄럽지 못해서.. 원문은)  This scenario should represent a reasonable challenge to the other building features provided by the design and presumed to be available.

이 시나리오에서는 일반적인 가연물에서 발생하는 화재의 개념이 의도적으로 선택되었습니다.

이 화재는 건물과 관련 시스템에 대해 현실적인 도전을 제시하지만, 최악의 시나리오나 건물에 가장 도전적인 화재를 나타내지는 않습니다. 예로는 다음과 같습니다:

(1) 다음 조건에서 병원의 병동 복도에서 발생하는 일반 가연물 화재:

  (a) 화재가 감지될 때 직원이 병실 문을 닫지 않는 것으로 가정합니다.

  (b) 해당 부지의 기본적인 점유자 특성이 가정되며, 복도에 연결된 병실이 가득 찬 것으로 가정합니다.

  (c) 발화 시 병실 문에는 자동 폐쇄 장치가 없으며, 연기 구획 전체에 걸쳐 열려 있는 것으로 가정합니다.

(2) 다음 조건에서 건물 내부의 대형 집회실 또는 구역에서 발생하는 일반 가연물 화재:

  (a) 자동 소화 시스템이 작동하지 않는 것으로 가정합니다.

  (b) 해당 부지의 기본적인 점유자 특성이 가정되며, 발화된 방이 가득 찬 것으로 가정합니다.

  (c) 발화 시 건물 전체에 걸쳐 문이 닫혀 있는 것으로 가정합니다.

(3) 다음 조건에서 건물 내부의 대형 집회실 또는 구역에 인접한 작은 비점유 기능실에서 발생하는 일반 가연물 화재:

  (a) 자동 감지 시스템이 작동하지 않는 것으로 가정합니다.

  (b) 해당 부지의 기본적인 점유자 특성이 가정되며, 발화된 방은 비어 있고, 집회실은 가득 찬 것으로 가정합니다.

  (c) 발화 시 건물 전체에 걸쳐 문이 닫혀 있는 것으로 가정합니다.

 

ex) 업무용빌딩의 화재시나리오

** 관련통계의 출처가 확실치 않아 작성치 못했습니다. 아마도 유럽쪽 통계로 알고 있습니다.

 

시나리오5

고층 사무실 건물에 관한 발화 통계자료에 의하면, 주방과 건물내 시설와 관련된 공간에서의 화재발생 확률이 각각 21%라고 한다. 이는 화재의 40%가 사무실 건물의 공용 구역에서 발생한다는 것을 의미한다.

사무실 건물의 공용구역 내의 화재는 FBD(성능위주설계) 기준에서의 시나리오5(화재방지 시스템의 영향에서 차폐된 느리게 성장하는 화재) 분류에 해당된다. 한 가지 예는 스프링클러의 살수가 충분히 도달될 수 없는 책상 밑에 위치한 작은 쓰레기통에 관련된 화재가 될 수 있다. 다른 한 예는 책상 밑에 위치한 컴퓨터/전원 콘센트 등에서 시작되는 화재이다.

 

시나리오3

동일한 통계자료에 의하면, 설비실에서의 화재가 사무실 건물 화재사고의 15%를 차지한다. 이는 사무실 건물의 공용 구역 이외에 다음으로 화재가 일어날 가능성이 있는 위치는 설비실, 컴퓨터 서버 룸 등 사무실에 인접한 비상주 공간이 될 수 있다는 것을 의미한다. 이 경우에 발화원은 고장난 전기 장비가 될 가능성이 있다. 이는 PBD 기준의 시나리오3(점유되지 않는 룸의 화재)으로 나타낼 수 있다.

 

시나리오4

마지막으로 화재사고의 7%가 덕트에서 발생한다는 것을 알 수 있었다. 덕트 내의 화재는 잠재적으로 확산되고 보이지 않으며 방화구획을 가로지를 수 있다. PBD에서 이 화재 시나리오는 시나리오4(점유공간에 인접한 덕트 내)에 해당한다.

 

시나리오6

쓰레기 및 저장 공간에서 일어나는 화재의 빈도는 상기의 장소들 보다 상대적으로 낮고 각각 6%와 5%이다. 흔히 이들 구역이 화재위험이 높을 것이라는 생각과 대조적이며, 이들 구역에 대한 화재안전 대책이 감소되어야 한다는 것을 의미하는 것은 아니다. 다만 이들 구역의 발화빈도가 낮다는 것을 인식하는 것이 중요하다는 의미이다. 이들 구역 중 한 곳에서 발생하는 화재는 PBD의 시나리오6(주위 사무실 공간보다 상대적으로 더 높은 화재부하를 가진 방의 심각한 화재)으로 나타낼 수 있다.

 

시나리오2

다른 장소에 비해 발생빈도는 상당히 낮지만, 고층 사무실 건물에 대해, 화재사고의 3%가 피난 계단 또는 출입 로비에서 일어난다고 알려져 있다. 이 경우는 PBD의 시나리오 2(탈출 경로에서의 급속한 화재성장)이며 잠재적으로 높은 중요성을 가지나 일어날 가능성이 낮은 잠재적 화재 시나리오다.

 

지금까지 논의된 통계 데이터에 근거하여, 고층 사무실 건물에 대해 발화위치에 대한 시나리오의 발생빈도가 높은 순으로 다음과 같다.

 

- 주방/식품저장고를 포함하는 공용 사무 구역(시나리오 5)

- 설비실 또는 장비실(시나리오 3)

- 닥트(시나리오 4)

- 창고 또는 쓰레기처리실(시나리오 6)

- 피난통로 (시나리오 2)

 

시나리오7

시나리오 7(건물 밖에서 화재가 시작되고 건물로 확산되는 화재)은 부족한 통계자료로 인해 언급하지 않았다. 그러나 건물특성(예를 들면 공간특성, 사업유형, 보안대책으로 인해 방화의 위험에 노출)과 가연물의 배치 등이 외부 화재위험 확산 가능성이 높을 것으로 예상된다면 평가의 일부로서 시나리오7을 포함할 것을 권장한다.