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방재영역

방화 대책 관점에서의 내화구조

by Danny' 2019. 12. 10.
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안녕하세요? 소방아저씨 Danny입니다.

 

내화구조는 건축물의 주요 구조부재가 표준 화재 온도에 견디는 성능을 갖춘 구조를 말합니다.

 

건축법 시행령 제2조(정의)

"내화구조(耐火構造)"란 화재에 견딜 수 있는 성능을 가진 구조로서 국토교통부령으로 정하는 기준에 적합한 구조를 말한다.

 

"방화구조(防火構造)"란 화염의 확산을 막을 수 있는 성능을 가진 구조로서 국토교통부령으로 정하는 기준에 적합한 구조를 말한다.

 

즉, 화재가 발생했을 때 화염 온도를 일정 시간 견뎌내는 능력! 그리고 다시 사용할 수 있는 그런 것.

대형·고층의 건축물에는 필수적인 구조임이 틀림없겠죠?

우리나라에서도 30분~3시간까지 내화구조를 요구하고 있습니다. 또한, 화재 시 건물에 요구되는 기능은 내력 기능과 구획 기능이 있는데 오늘은 내화구조의 내력 기능과 구획 기능이 무엇인지?

그리고 화재 발생 시 내화 구조의 필요성까지 알아보도록 하죠

 


1. 내력 기능

 

내력기능 설명

 

구조부재가 화재의 열을 받으면 강도가 저하되어 구조적으로 붕괴 현상이 일어나는데 그런 현상으로부터 견딜 수 있는 성능 말합니다.

 


2. 구획 기능

 

구획기능 설명(차열, 차염)

화재가 발생하면 화재 발원지 공간에 있는 벽과 바닥의 이면 측 온도가 상승하게 됩니다. 이때 주위에 있던 가연물에 2차 발화가 발생되는 것 즉, 화재 확산을 막는 성능을 말합니다.

 

차열성(Insulation) 또는 구조 부재의 균열이나 구멍 등이 발생하여 화염이나 열기가 통과함으로써 화재가 확대되는 것을 막는 차염성(Integrity)을 필요로 합니다.

정리하자면, 건물의 구조에서 중요한 두 가지는

 

1. 화재가 발생했을 때 견딜 수 있는 내력 기능

2. 화염과 연기를 한곳에 가두어 확산을 방지하는 구획 기능

 

 


3. 필요성

건축물의 방화 대책은 크게 세 가지로 구분할 수 있습니다.

첫 번째, 건물 내 인명 안전 및 소방 활동 가능성 등의 확보

두 번째, 화재 확대 방지와 재산보호

세 번째, 건물도괴 방지 및 이에 따른 부지 주변의 위험 방지

 

이러한 목적 달성을 위한 방화 대책 중 가장 중요한 것이 건축재료의 내화성능 확보이다. 건물 내에서 발생한 화재를 일정 시간, 일정한 공간의 방화구획을 통해 한정시킬 수 있다면 거주자의 피난 활동 및 인명보호가 용이하게 되기 때문이다.

 

화재 확대 방지에 직접적인 역할을 하는 부재는 공간을 구성하는 바닥, 벽, 구획 부재이며 구획 부재는 피난통로를 화재로부터 안전하게 보호하고 소화활동과 구조활동을 장애 없이 수행할 수 있는 거점을 확보하는 중요한 부분이다.

 


4. 정리

- 내력 기능은 화재로부터 버틸 수 있는 힘이다

- 구획 기능은 화재 발생 시 인근 가연물을 통한 2차 화재 확산을 방지하고 피난 시간을 확보하기 위한 격리 방식이다

화재를 미연에 예방하는 것이 가장 좋은 방법이다. 그러나, 예방을 통해 미리 방지할 수 없는 인간의 실수를 통한 화재, 방화 등으로 화재가 나기도 한다. 화재 발생 시 피난 시간 확보와 피난경로 확보를 위해서는 화재 확산속도를 늦춰야 한다. 화재 확산을 방지함에 있어 건물의 내력과 구획은 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다.


 

5. ISSUE

 

소방 아저씨 Danny는 화재위험 분석을 위해 플랜트 현장을 다니며 건물의 내력 기능과 방화구획에 대한 평가를 많이 합니다. 분명 공장의 코어 시설임에도 불구하고 내화구조가 불량한 곳이 많이 있습니다. 물론 건물 축조 비용 절감 측면에서 법적 규제를 살짝 넘어선 값싼 재료를 선택했을 겁니다. 하지만 폭발 또는 화재를 미리대비해 더 큰 확산을 막는 것이 오히려 경제적일 수 있을 것입니다.

 

물론 사건 사고가 없다는 가정하에 건물을 지었을 테니 모두가 알면서 지나치는 안전 불감에 일종이라고 생각합니다. 또한, 현상태의 플랜트에서 화재나 폭발 사고가 일어난다면, 부지 내부의 사건이 아닌 인근 주거지역에도 큰 타격이 있을 것이며. 대량 인명 사고가 날 우려가 있는 상태 입니다.

 

국가 중요시설인 공장들에도 주로 사용되는 샌드위치 패널이 내력기능과, 구획기능을 갖고 있는지 의심이 듭니다.

 

플랜트에서 사용되는 샌드위치 패널

플랜트 등지에서 주로 사용되는 샌드위치 패널은 값이 싸고 쉽게 설치가 가능하여 널리 사용되고 있으며 충전재의 종류에 따라 등급이 나뉩니다.(글라스 울, 우레탄, 스티로폼 등)

 

아래 자료는 값싼 재료라고 말했던 샌드위치 패널 (충전재에 따라 불연 재료로 인정) 실험 입니다. (한국내화건축자재협회, 샌드위치 패널 화재 비교 실험)

 

실험 시작
실험 1분경과
실험 4분경과
실험 15분경과

모든재료가 화염으로인해 내력기능을 상실했습니다.

 

불연재료인 글라스 울도 화재전파를 막아주기는 하지만 위에서 설명했던 건축물로서의 내력과 구획 기능을 확보할 수 없었습니다.


6. 관련 건축법 (출처 법제처)

건축법

제50조 건축물의 내화구조와 방화벽

주요구조부를 내화(耐火)구조로 하여야한다. (현행)

주요구조부와 지붕을 내화(耐火)구조로 하여야 한다. 다만, 막구조 등 대통령령으로 정하는 구조는 주요구조부에만 내화구조로 할 수 있다.(2020년 시행)

제51조 방화지구 안의 건축물

방화지구(이하 "방화지구"라 한다) 안에서는 건축물의 주요구조부와 외벽을 내화구조로 하여야 한다.(현행)

방화지구(이하 "방화지구"라 한다) 안에서는 건축물의 주요구조부와 지붕ㆍ외벽을 내화구조로 하여야 한다.(2020년 시행)

제52조 건축물의 마감재료a)

대통령령으로 정하는 용도 및 규모의 건축물의 벽, 반자, 지붕(반자가 없는 경우에 한정한다) 등 내부의 마감재료는 방화에 지장이 없는 재료로 구성

건축법 시행령

시행령 제46조 방화구획 등의 설치b)

주요구조부가 내화구조 또는 불연재료로 된 건축물로서 연면적이 1천 제곱미터를 넘는 것은 국토교통부령으로 정하는 기준에 따라 내화구조로 된 바닥·벽 으로 구획하여야 한다.

제56조 건축물의 내화구조c)

주요구조부는 내화구조로 하여야 한다.

제 57조 대규모 건축물의 방화벽 등

연면적 1천 제곱미터 이상인 건축물은 방화벽으로 구획해야한다.

시행령 제58조 방화지구의 건축물d)

주요구조부 및 외벽을 내화구조로 하지 아니할 수 있는 건축물은 다음 각 호와 같다.

건축물의 피난, 방화구조 등의 기준에 관한 규칙

제21조 방화벽의 구조e)

제24조 건축물의 마감재료f)

거실의 벽 및 반자의 실내에 접하는 부분(반자돌림대ㆍ창대 기타 이와 유사한 것을 제외한다. 이하 이 조에서 같다)의 마감은 불연재료ㆍ준불연재료 또는 난연재료로 하여야 하며, 그 거실에서 지상으로 통하는 주된 복도ㆍ계단 기타 통로의 벽 및 반자의 실내에 접하는 부분의 마감은 불연재료 또는 준불연재료로 하여야 한다.

a)

1. 단독주택 중 다중주택·다가구주택

1의2. 공동주택

2. 제2종 근린생활시설 중 공연장·종교집회장·인터넷컴퓨터게임시설제공업소·학원·독서실·당구장·다중생활시설의 용도로 쓰는 건축물

3. 위험물저장 및 처리시설(자가난방과 자가발전 등의 용도로 쓰는 시설을 포함한다), 자동차 관련 시설, 방송통신시설 중 방송국·촬영소 또는 발전시설의 용도로 쓰는 건축물

4. 공장의 용도로 쓰는 건축물. 다만, 건축물이 1층 이하이고, 연면적 1천 제곱미터 미만으로서 다음 각 목의 요건을 모두 갖춘 경우는 제외한다.

가. 국토교통부령으로 정하는 화재위험이 적은 공장용도로 쓸 것

나. 화재 시 대피가 가능한 국토교통부령으로 정하는 출구를 갖출 것

다. 복합자재[불연성인 재료와 불연성이 아닌 재료가 복합된 자재로서 외부의 양면(철판, 알루미늄, 콘크리트박판, 그 밖에 이와 유사한 재료로 이루어진 것을 말한다)과 심재(心材)로 구성된 것을 말한다]를 내부 마감재료로 사용하는 경우에는 국토교통부령으로 정하는 품질기준에 적합할 것

5. 5층 이상인 층 거실의 바닥면적의 합계가 500제곱미터 이상인 건축물

6. 문화 및 집회시설, 종교시설, 판매시설, 운수시설, 의료시설, 교육연구시설 중 학교(초등학교만 해당한다)·학원, 노유자시설, 수련시설, 업무시설 중 오피스텔, 숙박시설, 위락시설(단란주점 및 유흥주점은 제외한다), 장례시설, 「다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행령」 제2조에 따른 다중이용업(단란주점영업 및 유흥주점영업은 제외한다)의 용도로 쓰는 건축물

7. 창고로 쓰이는 바닥면적 600제곱미터(스프링클러나 그 밖에 이와 비슷한 자동식 소화설비를 설치한 경우에는 1천200제곱미터) 이상인 건축물. 다만, 벽 및 지붕을 국토교통부장관이 정하여 고시하는 화재 확산 방지구조 기준에 적합하게 설치한 건축물은 제외한다.

② 법 제52조제2항에서 "대통령령으로 정하는 건축물"이란 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 것을 말한다. <신설 2010. 12. 13., 2011. 12. 30., 2013. 3. 23., 2015. 9. 22.>

1. 상업지역(근린상업지역은 제외한다)의 건축물로서 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 것

가. 제1종 근린생활시설, 제2종 근린생활시설, 문화 및 집회시설, 종교시설, 판매시설, 의료시설, 교육연구시설, 노유자시설, 운동시설 및 위락시설의 용도로 쓰는 건축물로서 그 용도로 쓰는 바닥면적의 합계가 2천제곱미터 이상인 건축물

나. 공장(국토교통부령으로 정하는 화재 위험이 적은 공장은 제외한다)의 용도로 쓰는 건축물로부터 6미터 이내에 위치한 건축물

2. 6층 이상 또는 높이 22미터 이상인 건축물

[전문개정 2008. 10. 29.]

[제목개정 2010. 12. 13.]

b)

1. 문화 및 집회시설(동·식물원은 제외한다), 종교시설, 운동시설 또는 장례시설의 용도로 쓰는 거실로서 시선 및 활동공간의 확보를 위하여 불가피한 부분

2. 물품의 제조·가공·보관 및 운반 등에 필요한 고정식 대형기기 설비의 설치를 위하여 불가피한 부분. 다만, 지하층인 경우에는 지하층의 외벽 한쪽 면(지하층의 바닥면에서 지상층 바닥 아래면까지의 외벽 면적 중 4분의 1 이상이 되는 면을 말한다) 전체가 건물 밖으로 개방되어 보행과 자동차의 진입·출입이 가능한 경우에 한정한다.

3. 계단실부분·복도 또는 승강기의 승강로 부분(해당 승강기의 승강을 위한 승강로비 부분을 포함한다)으로서 그 건축물의 다른 부분과 방화구획으로 구획된 부분

4. 건축물의 최상층 또는 피난층으로서 대규모 회의장·강당·스카이라운지·로비 또는 피난안전구역 등의 용도로 쓰는 부분으로서 그 용도로 사용하기 위하여 불가피한 부분

5. 복층형 공동주택의 세대별 층간 바닥 부분

6. 주요구조부가 내화구조 또는 불연재료로 된 주차장

7. 단독주택, 동물 및 식물 관련 시설 또는 교정 및 군사시설 중 군사시설(집회, 체육, 창고 등의 용도로 사용되는 시설만 해당한다)로 쓰는 건축물

③ 건축물 일부의 주요구조부를 내화구조로 하거나 제2항에 따라 건축물의 일부에 제1항을 완화하여 적용한 경우에는 내화구조로 한 부분 또는 제1항을 완화하여 적용한 부분과 그 밖의 부분을 방화구획으로 구획하여야 한다. <개정 2018. 9. 4.>

④ 공동주택 중 아파트로서 4층 이상인 층의 각 세대가 2개 이상의 직통계단을 사용할 수 없는 경우에는 발코니에 인접 세대와 공동으로 또는 각 세대별로 다음 각 호의 요건을 모두 갖춘 대피공간을 하나 이상 설치하여야 한다. 이 경우 인접 세대와 공동으로 설치하는 대피공간은 인접 세대를 통하여 2개 이상의 직통계단을 쓸 수 있는 위치에 우선 설치되어야 한다. <개정 2013. 3. 23.>

1. 대피공간은 바깥의 공기와 접할 것

2. 대피공간은 실내의 다른 부분과 방화구획으로 구획될 것

3. 대피공간의 바닥면적은 인접 세대와 공동으로 설치하는 경우에는 3제곱미터 이상, 각 세대별로 설치하는 경우에는 2제곱미터 이상일 것

4. 국토교통부장관이 정하는 기준에 적합할 것

⑤ 제4항에도 불구하고 아파트의 4층 이상인 층에서 발코니에 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 구조 또는 시설을 설치한 경우에는 대피공간을 설치하지 아니할 수 있다. <개정 2010. 2. 18., 2013. 3. 23., 2014. 8. 27., 2018. 9. 4.>

1. 인접 세대와의 경계벽이 파괴하기 쉬운 경량구조 등인 경우

2. 경계벽에 피난구를 설치한 경우

3. 발코니의 바닥에 국토교통부령으로 정하는 하향식 피난구를 설치한 경우

4. 국토교통부장관이 중앙건축위원회의 심의를 거쳐 제4항에 따른 대피공간과 동일하거나 그 이상의 성능이 있다고 인정하여 고시하는 구조 또는 시설(이하 이 호에서 "대체시설"이라 한다)을 설치한 경우. 이 경우 대체시설 성능의 판단기준 및 중앙건축위원회의 심의 절차 등에 관한 사항은 국토교통부장관이 정하여 고시할 수 있다.

⑥ 요양병원, 정신병원, 「노인복지법」 제34조제1항제1호에 따른 노인요양시설(이하 "노인요양시설"이라 한다), 장애인 거주시설 및 장애인 의료재활시설의 피난층 외의 층에는 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 시설을 설치하여야 한다. <신설 2015. 9. 22., 2018. 9. 4.>

1. 각 층마다 별도로 방화구획된 대피공간

2. 거실에 접하여 설치된 노대등

3. 계단을 이용하지 아니하고 건물 외부의 지상으로 통하는 경사로 또는 인접 건축물로 피난할 수 있도록 설치하는 연결복도 또는 연결통로

[전문개정 2008. 10. 29.]

[제목개정 2015. 9. 22.]

c)

1. 제2종 근린생활시설 중 공연장·종교집회장(해당 용도로 쓰는 바닥면적의 합계가 각각 300제곱미터 이상인 경우만 해당한다), 문화 및 집회시설(전시장 및 동·식물원은 제외한다), 종교시설, 위락시설 중 주점영업 및 장례시설의 용도로 쓰는 건축물로서 관람석 또는 집회실의 바닥면적의 합계가 200제곱미터(옥외관람석의 경우에는 1천 제곱미터) 이상인 건축물

2. 문화 및 집회시설 중 전시장 또는 동·식물원, 판매시설, 운수시설, 교육연구시설에 설치하는 체육관·강당, 수련시설, 운동시설 중 체육관·운동장, 위락시설(주점영업의 용도로 쓰는 것은 제외한다), 창고시설, 위험물저장 및 처리시설, 자동차 관련 시설, 방송통신시설 중 방송국·전신전화국·촬영소, 묘지 관련 시설 중 화장시설·동물화장시설 또는 관광휴게시설의 용도로 쓰는 건축물로서 그 용도로 쓰는 바닥면적의 합계가 500제곱미터 이상인 건축물

3. 공장의 용도로 쓰는 건축물로서 그 용도로 쓰는 바닥면적의 합계가 2천 제곱미터 이상인 건축물. 다만, 화재의 위험이 적은 공장으로서 국토교통부령으로 정하는 공장은 제외한다.

4. 건축물의 2층이 단독주택 중 다중주택 및 다가구주택, 공동주택, 제1종 근린생활시설(의료의 용도로 쓰는 시설만 해당한다), 제2종 근린생활시설 중 다중생활시설, 의료시설, 노유자시설 중 아동 관련 시설 및 노인복지시설, 수련시설 중 유스호스텔, 업무시설 중 오피스텔, 숙박시설 또는 장례시설의 용도로 쓰는 건축물로서 그 용도로 쓰는 바닥면적의 합계가 400제곱미터 이상인 건축물

5. 3층 이상인 건축물 및 지하층이 있는 건축물. 다만, 단독주택(다중주택 및 다가구주택은 제외한다), 동물 및 식물 관련 시설, 발전시설(발전소의 부속용도로 쓰는 시설은 제외한다), 교도소·감화원 또는 묘지 관련 시설(화장시설 및 동물화장시설은 제외한다)의 용도로 쓰는 건축물과 철강 관련 업종의 공장 중 제어실로 사용하기 위하여 연면적 50제곱미터 이하로 증축하는 부분은 제외한다.

② 제1항제1호 및 제2호에 해당하는 용도로 쓰지 아니하는 건축물로서 그 지붕틀을 불연재료로 한 경우에는 그 지붕틀을 내화구조로 아니할 수 있다.

d)

1. 연면적 30제곱미터 미만인 단층 부속건축물로서 외벽 및 처마면이 내화구조 또는 불연재료로 된 것

2. 도매시장의 용도로 쓰는 건축물로서 그 주요구조부가 불연재료로 된 것

e)

1. 내화구조로서 홀로 설 수 있는 구조일 것

2. 방화벽의 양쪽 끝과 윗쪽 끝을 건축물의 외벽면 및 지붕면으로부터 0.5미터 이상 튀어 나오게 할 것

3. 방화벽에 설치하는 출입문의 너비 및 높이는 각각 2.5미터 이하로 하고, 해당 출입문에는 제26조에 따른 갑종방화문을 설치할 것

②제14조제2항의 규정은 제1항의 규정에 의한 방화벽의 구조에 관하여 이를 준용한다.

f)

②영 제61조제1항 각 호의 건축물 중 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 거실의 벽 및 반자의 실내에 접하는 부분의 마감은 제1항에도 불구하고 불연재료 또는 준불연재료로 하여야 한다. <개정 2003. 1. 6., 2005. 7. 22., 2006. 6. 29., 2010. 4. 7., 2010. 12. 30.>

1. 영 제61조제1항 각 호에 따른 용도에 쓰이는 거실 등을 지하층 또는 지하의 공작물에 설치한 경우의 그 거실(출입문 및 문틀을 포함한다)

2. 영 제61조제1항제6호에 따른 용도에 쓰이는 건축물의 거실

③법 제52조제1항에서 "내부마감재료"란 건축물 내부의 천장ㆍ반자ㆍ벽(경계벽 포함)ㆍ기둥 등에 부착되는 마감재료를 말한다. 다만, 「다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법 시행령」 제3조에 따른 실내장식물을 제외한다. <신설 2003. 1. 6., 2005. 7. 22., 2010. 4. 7., 2010. 12. 30., 2014. 11. 28.>

④영 제61조제1항제2호에 따른 공동주택에는 「다중이용시설 등의 실내공기질관리법」 제11조제1항 및 같은 법 시행규칙 제10조에 따라 환경부장관이 고시한 오염물질방출 건축자재를 사용하여서는 아니 된다. <신설 2006. 6. 29., 2010. 12. 30.>

⑤ 영 제61조제2항에 해당하는 건축물의 외벽[필로티 구조의 외기(外氣)에 면하는 천장 및 벽체를 포함한다]에는 법 제52조제2항 후단에 따라 불연재료 또는 준불연재료를 마감재료(단열재, 도장 등 코팅재료 및 그 밖에 마감재료를 구성하는 모든 재료를 포함한다. 이하 이 항 및 제6항에서 같다)로 사용하여야 한다. 다만, 외벽 마감재료를 구성하는 재료 전체를 하나로 보아 불연재료 또는 준불연재료에 해당하는 경우 마감재료 중 단열재는 난연재료로 사용할 수 있다. <개정 2015. 10. 7.>

⑥ 제5항에도 불구하고 영 제61조제2항제2호에 해당하는 건축물의 외벽을 국토교통부장관이 정하여 고시하는 화재 확산 방지구조 기준에 적합하게 설치하는 경우에는 난연재료를 마감재료로 사용할 수 있다. <개정 2015. 10. 7.>

[제목개정 2010. 12. 30.]

오늘 포스팅은 이렇게 마치도록 하구요 ! 지속적인 검토를 하면서 수정해 나가겠습니다.

그럼 수고하세용!

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