화재위험평가를 통한 위험도 및 잠재손실금액 산출

화재위험평가의 필요성

 

그동안 소방기술은 많은 발전을 이루었으며 최근에는 첨단IT기술과의 융합도 이루어지고 있습니다. 완벽한 화재안전을 확보하는 것은 사실상 불가능한 일이지만, 기술발전을 통해 화재발생 빈도를 낮추고 피해를 최소화할 수는 있기 때문입니다. 최근의 화재사고는 과거에 비해 더 많은 피해가 발생하는 경우가 많은데 이는 산업구조의 변화 그리고 사회발전에 따른 필연적일 결과라고 생각됩니다. 다행히도 규제위주의 소방정책도 기술개발과 연구 투자로 많이 바뀌고 있으며, 일률적인 기준의 적용으로부터 보다 세밀한 부분을 보려 애쓰고 있다고 생각합니다.

 

화재로부터 위험을 낮추고 안전을 확보하기 위해서는 매우 다양한 변수들의 관리와 제어가 필요합니다. 소방시설은 물론 화재예방을 위한 다양한 활동과 대응전략도 필요합니다. 소방기술의 대부분을 차지하고 있는 화재경보설비와 소화설비는 그러한 대응요소 중 최소한의 요소일 뿐입니다. 동일한 용도의 건물 또는 공간도 가연물과 점화원의 양과 관리상태, 화재초기의 대응조직과 숙련도, 인근 공공소방대의 소방력과 물리적인 거리, 건축물의 구조와 크기 및 방화성능 그리고 더 크게는 구성원들의 인식과 마인드도 화재안전을 판단하는데 중요한 요소들입니다. 결론적으로 건물(공간)에 대한 화재안전도(이하 화재위험도)를 종합적으로 판단하여 세밀하게 관리할 필요가 있는 것입니다. 화재위험도 결과는 개별 건물과 사업장에선 보다 세밀한 안전관리계획을 세우는 기반이 되고 크게는 국가소방정책의 일환으로서 활용이 가능해질 것입니다.

산업안전분야는 이미 십수년 전부터 위험평가기법을 통해 사업장의 위험을 낮추고 있으며 이를 통해 사고발생과 피해를 최소화하는데 상당부분 기여하고 있는 것으로 판단하고 있습니다. 

 

화재위험평가의 방법

 

화재위험평가는 평가대상 건물 또는 공간의 화재위험도를 정량적인 값으로 산출하기 위한 기법입니다. 우리가 위험이라는 것은 ‘사고발생 가능성’과 ‘발생 후 피해규모’의 두 가지 요소에 비례한다고 정의합니다. 즉 위험을 낮추기 위해서는 ‘사고발생 가능성을’ 낮추거나 ‘사고 후 피해규모’를 낮추면 됩니다. 둘 중 어느 쪽을 선택할 것인지의 판단은 적용의 난이도와 투자금액의 정도 등을 고려할 수 있을 것입니다. 소방시설은 ‘사고 후 피해규모’를 낮추는데 기여할 것이며 화재예방활동은 ‘사고발생 가능성’을 낮추는데 더 많이 기여할 것입니다.

 

다양한 화재위험평가기법이 있으나 공통적으로 ‘위험도’에 근거합니다. 그중 미국의 Thomas F.Barry, P.E가 소개한 “Risk Informed, Performance based Industrial Fire Protection”을 소개하고자 합니다.

 

그림은 화재발생 후 시간 경과에 따른 이벤트를 나타낸 것입니다. 1,2,3단계는 화재초기의 성장단계이며 4단계부터 화재가 상당히 성장하여 피해가 본격적으로 발생하는 시점입니다. 4단계를 지나 공간전체로 연소가 확대되는 5단계에 도달하고 5단계를 지나면서 다른 공간으로 연소가 확대되는 6단계를 향하게 됩니다.

 

화재발생 후 시간별 주요 이벤트

 

이렇듯 화재는 발화이후 급격하게 성장하면서 피해가 증가하기 때문에, 가능한 초기에 진압하는 것이 중요할 것입니다.

위험도 측면에서 볼 때 1단계는 화재가 발생하는 단계로서 ‘사고발생 가능성’과 연관이 됩니다. 이후 2단계에서 6단계까지는 ‘사고 후 피해규모’와 관련이 있습니다. 이를 사업장의 화재안전관리와 연계하면 다음과 같습니다.

1단계 – 화재예방활동

2단계 – 화재감지 및 경보 대응수준

3단계 – 화재초기대응 수준

4단계 – 소화설비 대응 수준

5단계 – 공공소방대 대응 수준

6단계 – 건축물의 방화 대응 수준

 

이를 통해 위험도를 다음과 같이 산출할 수 있습니다.

화재위험도 = ‘사고발생 가능성을’ x ‘사고 후 피해규모’ = 1단계 점수 x 2~6단계 평균점수

 

건물 또는 공간의 각 단계별 점수를 추출하기 위한 방법은 체크리스트 기법, 공학적분석 기법, 통계와 확률기법 등 다양한 기법을 응용할 수 있습니다. 이러한 기법들은 건물전체의 화재위험도를 산출할 것인지 아니면 공간을 하나하나 쪼개어 산출할 것인지에 따라 가장 적합한 기법을 적용하게 됩니다.

 

점수체계의 기본개념

 

평가를 통해 산정된 위험도는 Risk Matrix에 대입함으로서 위험도의 정도를 시각적으로 쉽게 이해하도록 하는데 도움이 됩니다.

오른쪽의 Risk Matrix를 보면 붉은색의 A영역은 노출빈도(사고발생가능성)와 피해심도(사고후피해규모)가 대부분 높은 경우에 해당하므로 위험도가 높은 영역임을 알 수 있습니다. 반대로 C,D영역은 노출빈도와 피해심도가 낮아 위험도가 낮은 영역임을 알 수 있습니다.

결론적으로 위험도 산정결과는 Risk Matrix의 어느 한 영역에 위치하도록 도출되어야 하며, 이를 통해 위험특성을 쉽게 알 수 있고, 위험도를 낮추기 위한 다양한 개선방안을 합리적으로 찾을 수 있기 때문입니다.

 

예를들어 동일한 높은 위험도지만, ①은 피해심도가 보통이지만 사고발생가능성이 매우 높은 경우이며, ②는 사고발생가능성이 보통이지만 피해심도가 매우 높은 경우로서 위험 특성이 다르다는 것을 알 수 있습니다.

 

점수 산정 방법

 

Risk Matrix에 표현하기 위한 점수산정은 간단하게 표현이 가능합니다. 노출빈도와 피해심도 점수를 5단계로 하거나 혹은 100점 단위로 할수도 있습니다. 이러한 점수단위는 신뢰도를 고려하거나 평가의 난이성 등을 고려하여 결정하면 됩니다.

만일 100점을 가장 높은 위험단계로 할 경우 위험도는 다음과 같이 산정될 것 입니다.

 

화재위험도 = 화재발생가능성(0~100점) x 화재후피해규모(0~100점)

 

위 식에서 가장 높은 위험도는 100점 x 100점 = 10000점이 되므로, 위험도 결과는 0점 ~ 10000점 사이에 해당될 것입니다.

그 다음으로는 산출된 위험도값에 따라 고위험, 중위험, 저위험 등과 같이 등급을 결정해야 합니다. 등급을 세분화 하거나 혹은 단순하게 결정할 수도 있으나, 위험도값과 등급이 적절히 일치하도록 논리적인 근거가 중요합니다. 예를 들어 ‘고위험도는 위험경감계획을 즉시 이행하지 않을 경우 수년내에 자산의 10% 이상 화재피해가 예상됨’ 과 같은 근거가 명시되어야 합니다.

 

아래 그래프는 100점 만점을 기준으로 작성한 Risk Matrix의 예인데, 국내 정서를 반영하여 100점을 가장 낮은 위험으로 표현함으로서 위험도와 반대인 안전도 개념을 도입한 경우입니다. 안전도 등급은 점수에 따라 3등급으로 T(가장우수), E(우수), N(적정) 나눈 사례입니다.

 

T = 80 x 80 = 6400점 이상   E = 70 x 70 = 4900점 이상   N = 60 x 60 = 3600점 이상

 

 

. 100 점 단위의 Risk Matrix 예

 

 

화재발생가능성 분석

 

위험도 = 화재발생가능성 X 화재후피해규모라고 정의하였습니다. 그렇다면 '화재발생가능성'을 분석하는 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

어떤 사업장이나 건물의 화재발생가능성을 분석한다는 것은 쉽게 이야기 하여 가능성이 높은지 낮은지에 대한 의미이며, 어떻게 판단하여 어떤방식으로 표현할 것인지에 대한 내용입니다. 화재발생가능성이 높다고 위험이 높은것이 아니라 위험이 높아질 가능성이 있다라고 판단해야 합니다.

 

화재발생가능성 분석을 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법은 통계에 의존하는 것인데, 이것은 충분히 축적된 자료를 기반으로 한 통계값이어야 하며 사업장과 건물의 유형에 따라 매우 세분화된 통계일수록 신뢰도가 높아집니다. 예를 들어 통계를 이용하여 A라는 반도체 공장의 화재발생가능성을 분석할 때 통계의 표본이 단순히 반도체 공장의 화재발생률만 가지고는 정확하게 분석하기 어렵기 때문입니다. 즉 A공장의 규모와 구조, 구체적인 반도체의 종류, 사업장의 화재예방활동 등에 따라 같은 반도체공장이어도 달라질 수 있으므로 이러한 조건들이 반영되어야 정확한 평가가 가능한것입니다.

 

통계를 이용하여 화재발생가능성을 평가하는 방식에 대해 오래전에 외국에서 운용되고 있는것을 본적이 있었습니다. 일반건물을 대상으로 하고 있었는데 예를 들어 4층규모 판매시설, 연면적, 수용인원, 계단수, 주변환경 등을 입력하면 관련조건에 맞는 건물에 대한 과거 화재통계를 근거로 화재발생빈도와 재산 및 인명피해가 정량적으로 분석되어 나오도록 구성되어 있었습니다. 이러한 방법은 매우 오랜기간동안 자세한 분류기준에 의해 축적된 통계가 필요할 것입니다. 비슷한 예로 위험도와는 약간 다르지만 보험사의 보험요율이 이러한 통계를 기반으로 하고 있습니다.

 

결국 대부분의 경우 진단을 통해 정량적인 점수로 수치화시키는 방식을 사용하고 있습니다. 원래 위험도의 '가능성' 단위는 건/년간으로 분석된후, 0~100점으로 표현하거나 5점 척도(매우낮음, 낮음, 보통, 높음, 매우높음) 등으로 변환되어야 함에도 말입니다.

 

위의 그림은 발생가능성을 건/년으로 표시한 위험도 Metrix의 예입니다. Y축의 맨위쪽의 값은 10년에 한건 빈도이며 맨아래쪽은 10만년에 한건으로 표시되어 있습니다. 이러한 표시방법은 화재뿐만 아니라 지진, 홍수 등 다양한 재해를 상대적으로 비교할 수 있는 장점도 있습니다.

 

화재의 경우 일반적으로 20~50년 빈도로 알고 있으며 지진의 경우에는 100~1000년 빈도로 낮으나 피해규모가 매우커서 화재와 지진 둘 중 어느것이 위험도가 높은지 낮은지 쉽게 이야기 하기는 어려울 것입니다.

 

이와 같이 위험도의 발생가능성은 빈도값을 도출하는 것이 가장 중요한 과제입니다. 그러나 분석대상과 분석결과값을 활용하는 목적에 따라 빈도값을 도출하지 않고 진단을 통해서 분석한 값의 적용도 가능합니다. 즉 분석된 결과값의 상대적인 비교만이 필요할 경우인데, 예를 들어 어떤 사업장과 건물내 많은 공간들을 하나하나 평가할 경우입니다. 이런경우에는 분석한 많은 공간들의 화재발생가능성이 높거나 낮은 상대비교를 통해 화재방호계획수립이 가능하기 때문입니다.

 

화재발생가능성을 현실적으로 분석할 수 있는 방법은 통계와 진단을 상호보완하여 결과를 도출하는 방식을 제안해봅니다.

예를 들어 화학공장의 국내 화재통계를 조사해보니 20년에 1건 빈도로 확인되었습니다. 통계의 신뢰도는 오랜기간일 수록 정확하므로 최소 10년 이상의 통계자료를 반영하는 것이 좋습니다. 이러한 업종별 통계자료는 소방청과 화재보험협회의 자료 활용이 가능합니다.

 

이를 기반으로 A라는 화학공장의 화재발생빈도를 분석해보겠습니다.

우선 평균발생빈도는 1건/20년 입니다. A라는 화학공장은 평균적인 화학공장에 비해 화재발생가능성을 낮추기 위한 화재예방활동을 잘할수도 있고 못할수도 있습니다.

 

만일 잘한다면 평균발생빈도보다 A공장의 화재발생빈도는 낮을 것입니다. 그리고 진단을 통해 화재예방활동을 점수화 합니다. 점수화 하는 방법은 체크리스트기법이나 공학적분석기법 등 여러가지 방법을 활용할 수 있습니다. 화재예방활동을 평가하기 위한 항목의 예를 들면 다음과 같습니다.

 

업종고유위험, 흡연, 전력계통, 피뢰설비, 변압기, 화기작업, 기타 점화원, 외부로부터의 연소우려, 방화, 위험물의 취급과 저장, 가연성마감재, 기타가연물, 검사및시험, 안전문화, 안전관리체계 등 .....

 

각각의 항목을 평가한 결과 화재예방활동 평균점수가 80점이 도출되었다고 가정합니다. 그렇다면 이러한 점수결과가 화학공장의 평균화재발생빈도보다 높아질 것인지 낮아질 것인지 판단해야 합니다. 사실 이부분은 매우 어려운 부분입니다. 이 또한 수많은 통계를 통해 검증되어야 하기 때문입니다. 신뢰도를 높일 수 있는 방법으로는 AHP(Analytic Hierarchy Process)계층적분석방법과 같은 전문가들의 경험과 기술을 활용하는것이 좋습니다. 그리고 평가사업장이 많아지고 자료가 축적되기 까지는 지속적인 보정을 통해 신뢰도를 높이는것이 중요합니다. 진단을 통한 보정 기준을 다음과 같이 규정하였다고 가정합니다.

 

60점 = 통계상의 화재발생빈도와 동일

0점~60점 = 0점에 근접할 수록 동일비율로 통계상 화재발생빈도의 2배 높아짐

60점~100점 = 100점에 근접할 수록 동일비율로 통계상 화재발생빈도의 0.5배 낮아짐

 

따라서 A공장의 화재발생빈도를 계산하면,

1건/20년 x 0.75 = 0.75건/20년 = 1건/26.7년

 

결론적으로 A화학공장의 화재발생빈도는 1건/26.6년으로 화학업종 평균인 1건/20년보다 낮은 빈도로 예측되며 평균적인 화학공장에 비해 화재예방수준이 높다는 것을 의미합니다. 그렇다고 위험이 낮다라고 판단할 수 없습니다. 화재발생빈도는 낮으나 화재시 피해규모가 다른 화학공장보다 더 커질 수 있기 때문입니다. 즉 위험도는 사고발생시 피해심도의 분석도 함께 고려되어야 합니다.

 

피해심도의 분석 방법

 

위험도 = 화재발생가능성 X 화재후피해규모라고 정의하였습니다. 그렇다면 ＇화재후 피해규모’ 즉 피해심도를 분석하는 방법에 대해 알아보겠습니다

 

피해심도는 화재가 발생하였을 경우 예상되는 피해의 정도를 의미하며, 화재발생후 대응력 등에 따라 많은 변수가 있습니다. 주요변수로는 초기대응능력을 비롯하여 소화설비, 지역공공소방대, 건물자체의 내화성능이 해당됩니다. 화재초기에 진압할수록 피해규모는 적어지며 대응시간이 지연될 경우 피해규모는 커지게 될 것입니다. 가장 위험한 시나리오는 모든 대응이 실패하고 오로지 건물의 내화성능에만 의존하게 되는 경우일 것입니다.

 

그렇다면 화재발생후 예상할 수 있는 시나리오는 화재초기 대응에 성공하거나 대응실패로 인한 큰 피해로 이어지는 과정 중 하나가 될 것입니다. 결국은 단계별 대응에 대한 성공 및 실패확률을 정량적인 값으로 산출해야 하며, 목적에 따라 확률로 산출하거나 점수화하여 산출합니다.

 

단계별 대응능력은 다음과 같은 의미를 가지게 됩니다. 예를 들어 어떤 사업장의 초기대응능력을 평가한 결과 매우 우수하였다면 초기대응에 성공하여 피해심도를 낮출 가능성이 높다는 것을 예상할 수 있습니다. 그렇지만 다음 단계의 소화설비와 공공소방대 등의 대응능력이 미흡하다면, 초기 대응 실패가능성이 낮음에도 불구하고 실패후 피해심도는 매우 커질 것으로 예상할 수 있습니다. 따라서 피해심도는 가중치를 부여한 각 단계별 대응능력의 평균값이 실제 사업장의 화재후 대응력에 대한 정량적인 값이 될 것입니다.

위험도 산출을 위한 Event Tree 분석 예

 

위의 ETA 분석은 화재발생 후 각 단계별 대응력을 평가하여 성공 및 실패확률로 변환한 후 다양한 사고결과를 확률로 분석한 예입니다. 사고결과 등급 G1~G5은 사고결과를 정의한 것이며, 10가지 발생빈도를 모두 더하면 화재발생확률인 0.0141건/연간 과 같습니다.

 

이러한 확률값을 이용한 ETA분석은 화재시 예상피해금액으로 산출이 가능한 장점이 있으며, 위험을 낮추기 위한 투자비용에 대한 비용편익분석이 가능하여 합리적인 투자계획을 수립하는데 도움이 될 수 있습니다.

 

사고결과등급 산정 예

 

화재로 인한 피해금액을 산출하기 위해서는 사고결과등급 G1~G5에 해당하는 피해금액을 산정해야하는데 이에 대한 기준이 필요합니다. 위의표는 피해금액을 산정하기 위한 사고결과등급 산정을 위한 기준 예시이며, 각각의 사고결과등급 발생빈도에 피해금액을 곱한 후 모두 더한 값이 화재로 인한 연간잠재손실금액으로 정의할 수 있습니다. 

 

화재위험평가를 통한 연간잠재손실비용 분석 예

 

화재위험평가를 통해 산출된 위험도는 화재로 인해 발생될 인명 및 재산피해 예측에도 활용할 수 있습니다. 이에 대해 전체적인 프로세스와 사례를 들어 설명해보도록 하겠습니다. 이해를 위해 최대한 간단하게 작성해보겠습니다. A라는 사업장을 가정하고 기본적인 입력정보는 다음과 같습니다.

 

1. 업종 : 전기전자업종

2. 연면적 : 120,000 m2

3. 규모 : 2개동

4. 근무인원 : 200명

5. 화재통계 : 0.0264 건/yr ---> 소방청 및 화재보험협회 통계자료 활용

6. 재조달가(자산전체금액) ---> 500,000,000,000 원

7. EML(소방설비가 작동하지 않은 상태에서 최대피해금액) ---> 200,000,000,000 원

* EML의 산정은 건축물의 내화, 지역공공소방대, 건물의 구조와 형태에 따라 평가해야하지만 예제에서는 건물2개동이 충분히 이격되어 있는걸 가정하여 한개동 80% 소손으로 산정하였습니다.

8. 최대방화구획 면적 : 3,000 m2 ---> 소화설비 실패시 피해금액산정시 필요

 

다음 1~6단계의 진단을 통해 산출된 점수는 다음과 같습니다.

1단계(52.0점) : 화재예방 수준

2단계(42.2점) : 화재감지 및 경보 수준

3단계(54.8점) : 초동대응 수준

4단계(52.6점) : 소화설비 수준

5단계(78.8점) : 공공소방대 수준

6단계(59.1점) : 건축내화.방화 성능

 

1단계 점수인 52점을 근거로 A사업장의 화재발생확률을 산출하면(앞서 기고한 예와 같이 0점인 경우 화재통계의 2배, 100점인 경우 화재통계의 0.5배를 가정), 0.0264건/yr 에서 0.0299건/yr 가 됩니다. 이는 화재통계에 비해 A사업장의 화재발생가능성이 약간 높다는 것을 의미 합니다.

 

다음은 각 단계별 진단결과 점수를 각 단계별 대응시 성공 및 실패 확률로 환산하여 ETA(Event Tree Analysis) 분석을 수행합니다. 예를 들어 2단계 화재감지 및 경보설비 수준을 진단한 결과 100점이었다면 화재시 적절한 시간내 화재를 감지하고 경보할 가능성이 100% 라는 것을 의미합니다. 다만 통계와 경험치를 고려하면 실제로 100%가 될 수 없으므로 이를 보정해야 합니다. 그림은 A사업장의 진단결과를 ETA로 분석한 것입니다.

 

진단결과를 ETA 로 분석한 결과

 

. 사고결과등급 산정 기준

 

ETA의 발화(화재발생가능성)는 1단계 화재예방점수를 환산한 값이며, 각 단계별 점수를 YES or NO의 확률로 환산하여 적용하였습니다.

 

ETA 분석을 통해 총 예상가능한 시나리오는 10가지 Event로서 각각의 이벤트에 대한 발생가능성과 그로인한 손실금액이 산출됩니다. 이벤트는 10가지 이지만 사고유형(사고결과등급)은 G1~G5의 5개 형태가 됩니다.

손실금액은 표를 근거로 산정된 금액이며 사업장의 규모 등 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

 

결과는 A사업장의 화재로 인한 연간잠재손실비용은 276,073,357원으로 산출되었습니다. 화재발생가능성은 0.029903 건/yr ---> 33.4 yr/건으로 동일 업종 화재통계 37.9 yr/건에 비해 약간 높은 수준입니다. 정확한 자료와 통계가 있다면 인명피해에 대해서도 정량적인 산출이 가능합니다.

 

결론적으로 사업장의 화재예방활동과 화재시 대응수준은 인명피해와 자산의 잠재손실을 감소시키는 효과가 있습니다. 최근에는 이러한 가시적인 피해보다 브랜드의 가치와 이미지 손상을 더 큰 리스크로 보는 경향이 커지고 있습니다. 거기에 사회적인 손실을 고려하면 화재사고의 피해범위는 더 넓어질 것입니다.

 

화재는 막을 수는 없으나 발생가능성을 최소화하고 화재시 피해규모를 줄일수는 있습니다. 따라서 위험관리측면에서 볼 때 화재시 사업장의 대응능력과 평상시 예방관리수준을 고려하여 평가되어야 합니다. 즉 화재사고 자체를 문제시 하기보다는 사고후 대응능력에 따라 잘잘못을 따지는 문화가 정착되어야 겠습니다. 여전히 대다수 사업장의 안전분야 담당자들은 사고자체에 대한 문책성 처벌에 힘들어 하고 있습니다. 우리 문화는 어떤 문제나 사고가 발생할 경우 '누구야?' 라는 처벌위주의 정서가 여전히 짙게 깔려있습니다. 이러한 문화는 위험을 숨길수록 이익이기 때문에 안전사회로 가는 큰 걸림돌이 되고 있습니다. 위험을 많이 발굴하고 개선할수록 더 많은 격려와 보상이 이루어지는 사회가 더 좋은 사회가 아닐까요 ?

 

지금까지 위험평가를 통해 연간잠재위험비용을 산출하는 과정을 대략적으로 살펴보았습니다.

연간잠재위험비용은 위험개선을 위한 투자시 비용편익분석에 활용될 수 있어, 투자우선순위를 산정할 수 있는 근거가 될 수 있습니다. 

 

화재위험평가를 통한 투자시 비용편익분석

 

지금까지 화재위험평가를 통해 위험도를 산정하고 산정된 위험도를 근거로 화재로 인한 화재발생빈도와 화재로 인한 연간잠재위험손실금액까지 산출해 보았습니다. 위험도가 높은 사업장의 경우 위험을 낮추기 위한 투자가 필요할 것이며, 취약요소를 개선함으로서 위험도를 낯출수 있습니다. 이러한 개선 항목중 투자효용성이 가장 높은 순서를 결정하기 위해서 필요한 것이 비용편익분석을 통해 비용편익률을 도출하는 것입니다.

 

비용편익분석의 기본개념을 알아보기 위해 두가지 게임을 예로 들겠습니다.

 

게임1)

동전을 100번 던져 앞면이 나오면 1,000원을 얻고, 뒷면이 나오면 2,000원을 잃는 게임을 한다면 기대이익은 ?

기대이익 = 1,000/2 + (-2,000/2) = -500원   --> 100번을 던진다면 50,000원의 손실

 

게임2)

게임1에서 40,000원을 투자한다면 뒷면이 나올 때 1,000원만 잃는 것으로 게임의 룰을 변경 할 수 있다면 이때의 기대이익은 ?

기대이익 = 1,000/2 + (-1,000/2) = 0원   --> 100번을 던진다면 투자한 40,000원의 손실만 예측 되므로 게임 1에 비해 10,000원이 덜 손해 봄. 따라서 룰 변경을 받아들이는 것이 이익임.

 

게임1은 사업장의 현재 위험도에 따라 예상되는 잠재손실금액을 의미합니다. 즉 화재로 인해 50,000원을 잃을 가능성을 내제하고 있는 상태를 의미합니다.

게임2는 40,000원을 투자하여 게임의 룰을 바꾸는 것인데, 이는 위험도를 낮추는데 투자하여 화재로 인해 손실 가능성을 0원으로 바꾼 것입니다. 즉 위험도를 낮추는데 40,000원의 비용을 투자하였지만 50,000원을 경감하였기에 10,000원의 이익을 본것과 동일한 것입니다.

이것은 알 수 없는 위험을 낮추기 위한 투자는 결국 잠재손실을 낮추어 경제적인 이득으로 돌아온다는 것을 의미하며, 위험을 낮추는데 소요되는 비용은 손실금이 아니라 이익을 위한 투자금으로 보아야 한다는 것입니다.

 

위험을 낮추기 위한 투자시 중요한 것은 투자비용대비 더 많은 이익을 얻을 수 있는가 입니다. 비용편익에 대한 이해를 위해 투자효용성 관점을 설명하지만, 안전분야의 경우 경제적인 가치보다 인명의 가치가 더 크기 때문에 단순히 경제적효용성만 따져서는 안될 것입니다. 다만 투자효용성의 이해를 위해 설명해 보겠습니다.

 

경제적효용성을 판단하는데 필요한 것은 투자대비 얻는 이익의 정도를 의미하는 경제적효용계수(Benefit/Cost Ratio)가 중요합니다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같습니다.

1. 할인율(r = discount rate = interest rate)과 사업

*할인율↑ : 미래편익이 많이 감소 ⇒ 나쁜 평가  단기투자사업이 유리

*할인율↓ : 미래편익이 적게 감소 ⇒ 좋은 평가  장기투자사업이 유리

2. 할인율 결정 :

일반적으로 할인율은 시장이 자율을 중심으로 결정함. 많은 경제학자들은 이자율을 5%에서 10%로 적용하여 사용하여 왔으나, 현재 시장금리하락으로 인하여 3~5% 사이를 사용하고 있음. 한국의 경우, 이자율은 한국은행 시장금리에서 결정됨.(2.97%, 2012년 12월 기준)

 

위 식의 분모는 위험을 경감시키기위한 초기투자비용을 의미합니다. 분자는 투자시 얻을 수 있는 이익을 의미합니다. 따라서 B/C가 1보다 커야 투자효용성이 높다고 볼 수 있습니다.

 

식의 분자에 해당하는 이익의 계산은, 투자로 인해 얻는 연간 이익(ARB)에 그로 인해 발생하는 연간비용(Ac)을 뺀값에다 초기투자가 유지되는 유효기간(현재가치계수)을 곱한 값으로 산출합니다.

 

단순히 초기투자가 유지되는 총기간을 곱하지 않는 초기투자금으로 인해 금융이익이 없어지기 때문입니다. 즉 위험경감 투자로 인해 금융상품에 투자할 경우 얻는 이익이 손해가 되기 때문이며, 현재가치계수는 이자율(i)과 투자한 설비의 유효생애기간(n)의 관계에 의해 산출됩니다.

 

연간이익(ARB)는 앞서 ETA분석을 통해 산출한 현재의 연간잠재손실비용에 개선후 연간잠재손실비용을 뺀값이 됩니다.

 

B/C Ratio 계산 예

 

[개선항목은 스프링클러헤드 조기반응형으로 교체]

 - 현재 위험도에 따른 잠재연간손실금액 = 173,355,970원/yr

 - 개선이행후 위험도감소에 따른 잠재연간손실금액 = 141,257,223원/yr

 - 조기반응형으로 교체하기 위한 초기 투자비용 = 135,000,000원

 - 연간유지관리비용 = 1,500,000원/yr

 - 설비의 생애유효기간 = 50년

 - 이율 = 12%

 

비용편익율을 계산하면,

 

ARB = 173,355,970 - 141,257,223 = 32,098,747원/yr

 

현재가치계수 :

 

B/C Ratio :

 

B/C Ratio가 1보다 크므로 투자효용성이 크다고 할 수 있습니다.

 

이렇게 개선항목 각각에 대해 비용편익율을 산출할 수 있다면, 비용편익율이 가장 큰 개선 개선항목 부터 투자우선순위를 계획할 수 있습니다. 또한 비용편익율이 1보다 작은 항목에 대해서는 투자를 보류하거나 가장 후순위로 고려할 수 있으므로, 경제적측면에서 합리적인 선택이 가능할 것입니다.