4. 구획을 위한 내화부재

IBC는 화재확산을 방지하고 구조를 유지하는 역할의 내화 벽체를 기능과 용도에 따라 크게 Fire wall, Fire Barriers, Fire Partitions, Smoke barrier의 4가지 형태1)로 정의하여 구분하고 각 부재별 로 시공이 필요한 경우를 정하고 있다.

[그림 5] 각 내화 부재 별 성능 및 용도

이 중에서 대부분 Fire barrier를 사용하여 방화구획을 실현하게 되는데, Fire barrier의 정의가 ‘화재의 확산을 제한하기 위해 설계된, 연속성이 유지되는 내화성능 벽체(A fire-resistance-rated wall assembly of materials designed to restrict the spread of fire in which continuity is maintained.)’ 이다.

5. 개구부에 대한 방호

건물 내 층간, 용도간 구획을 하는 경우에 구획부재에 여러 형태의 열린 공간이 발생할 수밖에 없는데, 이러한 경우에 어떻게 구획의 연속성을 이루어낼 수 있는지 알아본다.

가. 아트리움

아트리움은 호텔, 백화점, 공공건물 등에서 자주 볼 수 있는 구조로, 이에 대한 방재 대책은 대형건물의 주요한 이슈이다. IBC에서는 이러한 아트리움 공간에 1시간 이상의 구조로 구획하는 것을 원칙으로 하고, 그렇지 않은 경우 견고한 구조의 유리 벽체 양측에 스프링클러가 살수될 수 있게 설치하거나, 아트리움 3개 층 이내로 제연설비를 설계하여 구조적 방호 규정에 예외를 받을 수 있다. 설계자 입장에서는 아트리움에 유리를 사용하려면 1시간 이상의 내화유리를 시공하거나, 강화유리와 스프링클러 배치 조합의 방법을 선택할 수 있다.

[그림 6] 유리벽체와 스프링클러 헤드 살수 개념

나. 에스컬레이터

에스컬레이터의 층간 방호를 위해서 IBC에서는 에스컬레이터가 지나가는 층수와 개구 면적이 적은 경우 제연경계와 스프링클러를 설치하여 것을 허용하며, 그렇지 않은 경우 방화셔터를 이용하며, 이때 방화셔터는 1.5시간 이상의 내화성능을 가지도록 하고 있는데, 대부분 방화셔터를 설치하고 있는 국내와 다른 점이다.

[그림 7] 제연경계와 스프링클러를 이용한 에스컬레이터 방호 개념

다. 방화문

구획선상의 벽체에 문이 필요한 때 국내의 경우 방화문의 내화성능을 일반적으로 비 차열 1시간(갑종)을 요구하지만, IBC의 경우 그 문이 사용되는 해당 벽체에서 요구하는 내화성능과 연동되어 1/3~3시간까지의 성능을 가질 것을 요구한다.

라. 수직 구획부[SHAFT ENCLOSURES]

수직 구획부(피트) 공간은 고층건물에서 필요한 여러 가지 설비의 수직적 배치에 의해 생기게 된다. 배관, 케이블트레이 등의 유틸리티 공간, 린넨슈트 등의 용도로서 설계에 반영될 수 있고, 이러한 경우 해당 수직 공간을 방호하지 않는다면 층간 구획이 훼손되게 된다. IBC에서는 일단 이러한 수직공간이 4개 층 이상 이어지는 경우 2시간 이상 내화성능을 요구하며, 3개 층 이하인 경우 1시간 이상이면 된다.

이중에서 린넨슈트는 관리가 어려워 화재위험성이 상대적으로 높아질 수 있는 공간이다. 이러한 공간 방호는 기본적으로 IBC를 준수해야 하며, 병원에 적용된 린넨실의 경우 미국 내 병원의 경우 IBC 뿐만 아니라 미국 병원 인증 협회(Joint Commission)의 인증을 위해 NFPA 101의 규정을 만족해야 한다. NFPA 101에서는 린넨슈트실의 경우 NFPA 82를 따르도록 하고 있기 때문에 세부적인 요건은 해당 기준(Chapter 5, NFPA 82, Standard on Incinerators and Waste and Linen Handling Systems and Equipment)을 볼 필요가 있다.

린넨슈트 방호의 주요 내용으로는 복도에 린넨 개구부가 위치하면 안 되며, 문은 자기폐쇄식 이어야 하며, 3개 층 이상 슈트가 이어지는 경우 하부 집합실과 슈트 최 상부, 그리고 2개 층마다 스프링클러를 설치하여 방호하도록 하고 있다.

[그림 8] 린넨슈트의 방호 개념

6. 구획 관통부 방호

가. 설비 관통부

IBC에서는 관통하는 벽체가 가진 내화성능과 동등한 성능의 내화충전재를 사용하도록 명시하고 있고, 내화벽체의 연속성(continuity)와 완전성(integrity) 개념을 가지고 개구부와 관통부 방호를 규정하고 있다.

이렇게 기준이 엄격하고 상세하더라도 실제 현장 시공에서 제대로 지켜지지 않고 감리되지 않는다면 소용이 없는 것이므로, 미국에서는 시공의 신뢰성과 전문성을 기하기 위해 방화구획 지정 책임 전문인(DRI, DESIGNATED RESPONSIBLE INDIVIDUAL) 제도를 민간에서 운영하여 전문가가 책임과 전문성을 갖고 시공하도록 한다.2) 이는 일정 수준의 방화구획 시공전문가를 인정하고 일정 기간마다 보수교육을 통하여 자격을 갱신하여 신뢰성을 담보하는 제도이다.

나. 접합부(Joint)

커튼월 등의 구조에서 발생하는 벽과 천장의 교차부분에 대하여도 틈새가 있으면 구획의 완전성(integrity)가 훼손될 수 있으므로 이에 대한 규정을 하고 있다. 이러한 접합부 충전재도 해당 벽체의 내화성능과 동등한 성능을 가지도록 한다.

다. 덕트 관통부

덕트 등이 내화벽체를 관통하는 경우 관통부 주변은 적절한 내화충전재로 시공되어야 하고, 방화댐퍼(Fire damper, smoke damper)를 시공해야 한다. 이때 관통부재의 내화성능과 상황에 따라 댐퍼의 내화성능이 비례해야 하고,

일정한 조건에 따라 설치 예외가 있다. 일단 Fire wall은 가장 강력한 내화부재이므로 예외 없이 방화댐퍼가 설치되어야 하고, 그 아래 단계인 Fire barrier, Fire partition 등은 일정한 댐퍼 면제 조건이 있다.

7. 국내 규정과의 비교

<표 11>에서는 위에서 설명한 IBC의 내용을 국내법과 전반적인 비교를 해 보았다. 주요한 차이점이라면, 방화구획을 이루는 부재(충전재, 문, 벽체)의 내화성능에 대하여 IBC는 일관성 있게 비례하는 성능을 요구하지만, 국내기준에서는 그러한 부분에서 상세한 기준이 미흡하다고 보인다.

[그림 13] 내화충전 관련 법체계

실제 화재 상황에서 연소 확대에 주요한 원인제공 인자가 내화충전재인데, 이에 관련된 기준은 [그림 13]과 같으며, 이 중 ‘내화구조의 인정 및 관리기준’에서 보면 내화충전구조는 그 충전구조가 시공되는 부분의 내화성능과 일치하는 성능을 가지도록 되어 있다. 하지만 실제 시공이 이렇게 되는지에 대해서는 의문이며 실질적으로 검증하는 것이 무척 어려운 것이 현장의 실정이다.

[그림 14] 내화충전 시공관련 실태

국내 현장에서의 내화충전재 시공 실태4)와 관련하여 국토교통부와 한국건설기술연구원이 2015년부터 2016년에 걸쳐 국내 6개 권역 총 39개 아파트 건설현장의 45개 충전시스템을 대상으로 모니터링을 실시한 결과, 미 시공된 현장이 7곳, 시공오류는 3곳으로 조사되었으며 채취된 시료 45개 중 25개만이 내화성능을 만족하는 것으로 나타났다. 즉 제대로 시공되고 있는 곳이 절반정도밖에 되지 않는 실정으로, 이러한 이유는 전문가 부족, 감리 부실, 시공의 난이도 등에 기인하는 것으로 보여 진다.

8. 맺음말

지금까지 미국 건축법에서의 방화구획에 대해 적지 않은 분량의 내용을 살펴보았는데, 일반 원칙을 중심으로 요약 설명하다 보니 예외적 규정이나 조건에 대한 설명이 부족함을 양해해주기 바란다.

방화구획은 인명안전에 직접적인 영향을 미치는 요소이며, 방화구획의 신뢰성은 건축 과정과 준공 검사 시까지 철저히 검증되지 않으면 실제 화재발생 전까지는 검증이 사실상 힘들므로, 철저한 관리와 검증절차가 중요하다. 보험 측면에서도 방화구획을 가장 신뢰성 있는 화재안전 대책으로 여기며, 건물 안전도 평가 시 이에 대하여 중요하게 관찰하고 평가한다. 따라서 방화구획에 대한 법기준의 발전과 함께 시공의 신뢰도 상승이 수반된다면 건물의 화재 리스크 감소에 중요한 역할을 할 수 있을 것이라 생각한다.

최근 정부에서 추진해온 사업인 '국가안전 대진단'에서 수직관통부의 내화충전재 사용 등에 대하여 검사하고 개선하도록 행정적인 노력을 기울인 것은 고무적이다. 사실 이러한 방화구획 개선활동은 화재보험협회가 건축물의 안전점검을 수십 년간 수행해오면서 주력해온 안전점검 사항이었으며, 늦게나마 관심을 가지게 되어 다행으로 여겨지며 향후 점진적인 보완과 개선이 이루어지길 바란다.

참고문헌