화재방호설비의 경제성

G.Ramachandran, The Economics of Fire Protection, 2003

위의 내용중에서 발췌

 

 

 

 

화재 안전 조치의 비용-편익 평가

 

1. 구조적 내화 성능
정의: 건물의 구조 요소가 심각한 화재에 대해 안정성, 무결성, 단열 기준을 충족하며 견딜 수 있는 시간을 의미합니다. 화재 저항은 화재 확산 가능성을 줄이는 데 중요합니다.

 

비용-편익 분석 (국가 수준): 내화 비용(CR)과 구조적 실패로 인한 예상 손실(F.pl.pf.L.W)의 합계인 총 연간 비용(TR)을 최소화해야 합니다. "Rm = -35.68 + 25 loge (L/I)" (The Economics of Fire Protection, p. 46)는 최적의 내화 성능을 결정하는 공식입니다.

 

비용-편익 분석 (자산 소유주): 내화 성능 개선은 보험료 절감이라는 상당한 편익을 제공합니다. 예를 들어, 1시간 내화 건물의 연간 보험료는 내화 성능이 부족한 건물보다 훨씬 낮습니다. "이러한 지출에 대해 연간 편익은 £13,000이며, 이는 보험료 절감액입니다." (The Economics of Fire Protection, p. 48)

 

2. 피난 수단 (Means of Escape)
목표: 화재 발생 시 모든 거주자가 안전한 곳으로 빠르고 안전하게 대피할 수 있도록 합니다.

 

계단 수 및 폭: 건물의 인구 밀도와 피난 시간에 따라 결정됩니다. 넓은 계단은 추가 건설 비용이 들지만, 인명 피해 위험을 줄일 수 있습니다.

 

인명 위험 변화: 피난 시간 1분 지연당 치명률 증가를 통해 인명 위험 변화를 평가합니다. "1분 지연당 단일 거주 주택의 치명률은 0.0008, 다세대 주택의 치명률은 0.0006 증가합니다." (The Economics of Fire Protection, p. 52)

 

3. 스프링클러
유형: 습식, 건식, 델루지 시스템 등이 있습니다. 화재 시 자동으로 물을 방출하여 화재를 진압하거나 확산을 지연시킵니다.

 

성능: 화재가 발생한 건물에서 스프링클러는 94%의 경우 작동하며, 주로 밸브가 닫힌 경우에 작동 실패합니다. "스프링클러는 평균 재정 손실을 크게 줄이는 데 매우 효과적입니다. 특히 다층 산업 및 상업 건물에서는 손실을 최소 50%까지 줄입니다." (The Economics of Fire Protection, p. 54)

 

비용: 건물 규모, 위험 수준, 물 공급 장비 등에 따라 달라집니다. 연간 유지보수 비용은 자본 비용의 약 1%로 상대적으로 적습니다.

 

편익:
자산 소유주: 보험료 절감, 세금 혜택, 정부 보조금, 보험 미적용 손실 감소. "스프링클러를 설치하면 자본 비용을 7년 안에 회수할 수 있습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 62)
국가 수준: 화재 손실 감소. 제조 산업에서는 800m2 이상, 상점에서는 2,000m2 이상 건물에서 경제적 가치가 있습니다.

 

주거용 스프링클러: 비용-효율성은 플라스틱 파이프 사용 허용, 공동체 내 스프링클러 사용자 참여, 연기 감지기만으로는 부족한 상황 등에서 향상됩니다. 그러나 일부 연구에서는 단독 주택에 대한 경제적 정당성이 없다고 결론 내렸습니다.

 

4. 화재 감지기 (Automatic Detectors)
성능: 화재 초기 단계에서 열 및/또는 연기를 감지하고 경보를 울리며 소방대에 연락합니다. 스프링클러와 달리 화재 진압에 직접적인 역할은 하지 않습니다.

 

효과 (재산 방호): 조기 감지는 화재 확산 가능성을 줄이고, 화재 진압 시간을 단축하여 재산 피해를 줄입니다. "연기 감지기에 의해 감지된 점유 건물 화재의 67%는 처음 발화된 품목에 국한되었고 0.2%는 건물 밖으로 확산되었습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 67)

 

효과 (인명 안전): 연기 감지기는 특히 주택에서 화재 사망의 주요 원인인 연기로부터 인명을 보호하는 데 필수적입니다. 조기 감지는 피난 시간을 늘려 사망률을 줄입니다.

 

오경보: 높은 감지 감도는 오경보를 유발할 수 있으며, 이는 소방대의 시간과 자원을 낭비하고 실제 화재 대응을 지연시킬 수 있습니다.

 

비용-편익 분석: 감지기 시스템의 비용은 유형, 필요한 감지기 수, 제어 시스템의 복잡성에 따라 달라집니다. "산업용 건물에서는 매우 큰 건물(4,000m2 이상)에서만 직접 연결 감지기 설치의 재정적 인센티브가 있습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 74)

 

상호작용 및 트레이드오프

 

화재 안전 규제는 주로 수동적인 화재 방호 조치에 초점을 맞춰 왔지만, 경제적으로 최적의 화재 안전 시스템을 위해서는 능동적인 조치와의 상호작용 및 트레이드오프를 고려해야 합니다.

스프링클러와 수동적 화재 방호 조치

 

스프링클러와 건물 규모: 스프링클러는 화재가 처음 발화된 물질이나 물체에 국한될 가능성을 높여 화재 확산 확률을 줄입니다. 따라서 스프링클러가 설치된 건물의 최대 규모 제한을 완화하는 것이 합리적입니다. "스프링클러가 완전히 설치된 건물의 경우, 건물 또는 구획의 최대 허용 바닥 면적은 두 배가 될 수 있습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 91)

스프링클러와 구획 규모: 스프링클러는 구획 내 화재 피해를 줄여줍니다. 이를 통해 구획의 최대 규모를 늘리는 것이 가능합니다. "화재 규제는 스프링클러가 설치된 경우 최대 구획 크기를 두 배로 허용합니다." (The Economics of Fire Protection, p. 93)

스프링클러와 내화 성능: 스프링클러는 화재의 심각성을 줄여 화재 확산 확률을 낮춥니다. 따라서 스프링클러가 설치된 구획의 내화 성능 요구 사항을 낮추는 것이 논리적입니다. "스프링클러가 있는 구획의 내화 시간은 없는 구획에 대해 지정된 내화 시간의 약 60%가 될 수 있습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 97)

 

스프링클러와 능동적 화재 방호 조치

 

스프링클러와 자동 화재 감지기: 감지기는 화재를 조기에 발견하여 초기 진압을 가능하게 하지만, 스프링클러는 감지 및 진압을 동시에 수행합니다. 두 시스템을 함께 설치하면 상당한 보험료 할인과 세금 혜택으로 비용을 회수할 수 있습니다.

스프링클러와 연기 환기 시스템: 이 둘의 상호작용은 복잡하며, 연기 환기 시스템이 스프링클러 시스템의 총 물 수요를 줄일 수 있지만 아직 명확히 입증되지 않았습니다. 화재 초기에 인명 안전이 주요 목표라면 연기 환기 시스템이 스프링클러보다 먼저 작동해야 합니다.

화재 안전 시스템과 소방대

건물 설계: 건물의 구획화, 내화 성능, 규모(특히 높이)는 소방대의 화재 진압 능력에 영향을 미칩니다.

 

스프링클러: 스프링클러는 소방대가 현장에 도착하기 전에 많은 화재를 진압하거나 확산을 늦춰 소방대의 통제 시간을 크게 단축시킵니다. "미국 프레즈노 시에서는 스프링클러 설치로 인해 소방서가 폐쇄될 수 있었습니다." (The Economics of Fire Protection, p. 108) --> *스프링클러설치로 인해 많은 소방서가 필요없게 되어 일부 소방서가 폐쇄되었다는 의미로 보임

 

자동 화재 감지 시스템: 조기 감지는 소방대의 통제 시간을 줄여줍니다. 이는 필요한 소방서 수를 줄일 수 있게 하여 비용 효율성을 높입니다.

 

연기 환기 시스템: 연기 환기 시스템은 소방관이 화재 현장에 진입하고 화점을 찾는 것을 용이하게 하여 화재 통제 시간을 단축시킵니다.

 

화재 방호와 보험

 

보험의 역할: 화재 보험은 화재 위험 관리의 필수적인 부분으로, 재산 소유주에게 재정적 보상을 제공하고 화재 예방 및 방호 조치 채택을 장려하는 역할을 합니다.

 

자기 보험 (Deductibles): 자기 보험은 재산 소유주가 손실의 일부를 부담하는 것을 의미하며, 이를 통해 보험료 할인을 받습니다. 이는 재산 소유주가 손실 예방 및 감소에 더 큰 관심을 갖도록 유도합니다.

 

화재 방호 및 보험의 최적 패키지: 산업 또는 상업 기업은 자기 보험 화재 손실, 화재 방호 비용, 보험료를 최소화하는 경제적으로 최적의 화재 방호 및 보험 패키지를 결정해야 합니다. 이는 결정 트리 기법과 효용 이론을 통해 분석될 수 있습니다.