11. 건축방재 - 01-
11.4.1.2 방연구획의 종류
11.4.1.2.1 개요 :
- 방연구획은 연기제어의 기본이 되는 방법이며 방연구획의 설계는 충분히 검토하여 행해져야 한다
- 방연구획은 바닥면적 1,000㎡ 이내마다 방연벽으로 구획하여야 하며
극장, 영화관, 연회장, 관람장, 교회 또는 집회장, 체육관, 공장 기타
이와 유사한 용도의 건축물 부분으로 방연벽으로 구획한다
- 방연구획은 화재초기의 연기확산 방지, 배연의 유효성에 따라 검토 계획 되어야 하며 구획 시 주의사항은 다음과 같다
1) 방연구획의 역할로 보면 고정된 불연재의 벽으로 구획하는 것이
기본이다
2) 방연구획은 화재초기에 연기의 확산을 방지하고, 감지기의 작동을
신속하게 함과 아울러 배연을 유효하게 하려는 것이다
3) 기계배연방기과 자연 배연방식의 공간을 막는 방연구획은 경계벽만 이 아니고 천장에서 바닥까지 구획하는 것까지 고려해야 한다
11.4.1.2.2 방연구획의 종류
11.4.1.2.2.1 제연(배연)경계벽 구획
- 제연경계벽 구획은 그 구획에서 발생한 연기 또는 타 구획에서 유입된
연기를 일정 층 두께만 축연하고 배연설비에 의해 옥외로 배출하는
것을 목적으로 한 것이다
- 제연경계벽의 제연경계는 폭이 0.6m 이상이고, 수직거리는 2m 이내
이어야 한다. 다만 구조상 불가피한 경우는 2m를 초과할 수 있다
- 제연경계벽의 배연 시 기류에 따라 그 하단이 쉽게 흔들리지 아니하여야 한다
11.4.1.2.2.2 간막이벽 구획
- 제연경계벽 구획의 목적 이외에 연기를 해당 구획안에 가두어 연기의
확산을 방지하는 경우이며, 간막이 구획에 개구부를 설치하는 경우에는 방화문을 자동폐쇄식으로 하는 것이 바람직하다
11.4.1.2.2.3 기동식의 경우에는 급속히 하강하여 인명에 위해를 주지 아니 하는 구조로 하여야 한다
11.4.1.3 창문을 통한 수직 연소확대 방지대책
11.4.1.3.1 정적대응
- 스팬드럴 높이 증대 :
건물의 어느 층의 창 상단으로부터 그 상층의 창하단 까지의 수직거리
이며 거리가 클수록 화재가 창문을 통한 상층으로 연소 확대되는 것을 방지할 수 있다
- 캔틸레버 설치 :
건물의 외벽면 보다 돌출하여 설치하여 상층으로의 연소확대를 방지
하는 구조이다
하층 창을 나온 화염이 캔틸레버에 의해 차단당하여 상층으로 연소확대 되는 것을 방지한다
- 유리창에 망입유리 사용하여 파손방지
유리창이 열에 의해 파손을 어렵게 하기 위해 철재망이 들어있는 망입
유리를 사용하여 쉽게 파손되지 않게 하여 화재실을 밀폐상태로 유지 하여 연소확대 되는 것을 방지한다
- 창틀공법 개선
창틀(sash)와 유리의 열팽창계수 차이에 의한 틈이 생겨 화염이 돌출
되어 상층으로 연소될 수도 있으므로 sash공법의 개선으로 유리창과의 일체성을 유지하는 것도 연소확대 방지에 중요하다
- 창문크기의 최소화
가능한 개구부가 되는 창의 크기를 최소화하여 상층연소를 방지한다
개구부의 크기가 작아지면 환기지배형 화재의 양상이 되어 연소속도가 느리고 창을 통해 나오는 화염과 열기류의 양이 적고 온도가 낮아져 연소확대 방지효과를 얻을 수 있다
- 실내가연물량의 감소
화재실내에 가연물의 양이 적어 화재하중이 작아지면 그 만큼 화재강도 가 작아지고 창을 통해 분출되는 화염과 열기류도 작아져 결과적으로 연소확대 방지의 효과를 얻을 수 있다
11.4.1.3.2 동적대응
- 드렌처설비
연소확대의 우려가 있는 창문 과 같은 개구부에 화재 시 살수에 의한 연소확대를 방지하는 방법으로 가장 효과적인 방법이 있다
- 옥외소화전설비
2, 3층 정도 저층의 경우 옥외소화전설비로 주수하여 개구부로 분출
되는 화염을 제어 연소확대를 방지한다
- 옥내소화전의 연결송수관 방수설비 이용
화재실이 건물내부에서 잘 구획되어 있는 경우 화재실 인근의 연결
송수관 방수설비를 이용하여 개구부에 주수하므로 연소확대를 방지한다
11.4.1.4 인동에의 연소확대 방지대책
11.4.1.4.1 개요
11.4.1.4.1.1 유소의 개념
- 하나의 건물화재에서 타 건물로 연소하는 것을 "유소" 또는 "계화"라
부르고 한 건물에서의 연소확대 와 구별된다
11.4.1.4.1.2 유소의 요인
- 화염의 접촉 : 화염에 직접 접촉하였을 때 다른 화재를 유발시키게 된다
- 복사열 : 화염에 발생한 복사열은 온도가 높을수록, 화염의 크기가 클수 록, 복사열의 전파되는 거리가 길어진다
복사열에 의해 인화점까지 가열될 수 있으므로 지속시간이
길면 거리가 100m까지 전달된다
- 비화 : 화재로 인해 불꽃 등이 먼 거리까지 날아가 발화하는 현상
바람이 강하고 온도가 낮은 조건에서 비화에 의한 연소가 잘
일어난다
화점으로부터 풍화방향이 10°~25° 범위에서 가장 위험하며, 800 m 전후의 비화범위에서 잘 발생한다
11.4.1.4.1.3 유소부위
- 건물의 최초 유소부위는 목조외벽( 처마 포함), 가연성 지붕 또는 창 등 의 개구부가 가장 많다
11.4.1.4.2 인동의 연소확대 방지대책
- 건물의 외부에 면한 주요부재를 불연성재료 사용
- 개구부에도 방호조치(유리 블록벽 설치) 또는 개구부 제거
- 수막설비(드렌처설비)
- 철재 망입유리 또는 방화문 사용
- 불연구조의 공간 쌓기벽 설치
- 건물사이에 자립할 수 있는 방화벽 설치
- 파라폐트 나 날개벽 설치
- 자동 스프링클러 설치
11.5 피난계획
11.5.1 인간의 피난행동 특성
11.5.1.1 인간의 인내력 : 인간의 방재능력
- 위험상태에서의 강도와 그것에 노출되는 시간과의 곱으로 나타내는 것이 일반적이다
단시간의 노출에서 인간이 피해를 입는 허용치로서 풍압에서는 0.125
㎏/㎠, 복사열에서는 2,000㎉/㎡, 감마선에서는 100rad가 제시되고 있다
- 내열한계 : 복사열에 대한 피부면의 생리적 수용 한계시간
통상복 : 0.1 ㎈/㎠․ s (3,600㎉/ ㎡․ h)
방열복 : 0.2 ㎈/㎠․ s (7,200㎉/ ㎡․ h)
엄격하게는 통상복, 방열복의 재질, 착용매수, 공기층의 존재, 열전도율 등을 나타내어야 하지만 이에 대한 자료는 없다
실제로는 노출되는 얼굴․ 팔다리 등에 문제가 있으며, 그
노출면을 보호하는 안구, 노출면적을 줄이는 연구에 의한
한계치가 변화될 것으로 생각한다
- 내연한계 : 연기의 농도표시 : 중량농도법, 입자농도법, 투과율법
농도측정법 : 감광계수에 의한것, 투과율에 의한 것,
시정에 의한 것.
투과율에 의한 것 : 무연으로 투시, 자유상태에서 투시불가능
상태 까지 10단계 : 무연시00%, 각 단계 를 [%]로 구분
시정에 의한 것 : 관측자의 위치에서 명시 가능한 위치까지의 거리
시정4[m]의 연기는 눈을 자극하고 호홉도 곤란하기 때문에 종래에는 이것을 내연 한계라고도 했다 : 투과율40%, Cs 0.7
내연한계 : Cs 0.1, 시정거리 27[m]
- 내가스한계 : 연소에 의한 방출된 가스에 견딜 수 있는 한계
가스의 종류와 인간행동 상황으로 달라진다
일반적으로 가스의 독성 : "농도 × 노출시간"의 법칙
가스의 흡수에 의해 생기는 생리 장해는 가스의 종류가
같다면 가스의 농도[%]와 흡수시간[min]의 곱에 따라
결정된다는 것
그 수치는 가스의 종류에 따라 달라지지만 CO가스에
대하여서는 이 수치가 2~ 4[%․min]라고 되어있다
11.5.2 방재와 군집밀도
- 인간과 공간과의 관계 : 공간점유의 밀도 : 높아지면 불쾌감, 패닉상태유발
- 군집밀도의 허용치 : 0.5 인/㎡ : 피난장소에서 장기적 생활하는 최저기준
1~1.5 인/㎡ : 광역 피난장소에서 단기 피난생활 한계
5 인/㎡ : 옥외 발코니 등에 긴급대피
8 인/㎡ : 불쾌감 등에 의한 심리적 혼란의 위험 초래
피난시 계단실 등에서 군집밀도를 고려한다
11.5.3 피난능력
피난 : 위험을 회피하는 행위
보행속도 : 보행자의 능력, 보행자의 밀도, 보행경로의 길이 및 환경등이 지배
인간 : 느린사람 : 1m/s, 빠른사람 : 2m/s, 표준 : 1.33m/s,
피난설계시 1m/s 사용하여 입안
- 보행에 관한 수치
보행에 대한 계산된 것 : 보속, 보폭, 보수
피난에서는 보속을 중시한다 : 성별, 연령 불문 : 평균 1.3 m/s
- 군중보행
군중보행은 폭의 제약이 있는 장소에서 생기며 안정된 수치를 취한다
그 수치는 1m/s이다
다만, 밀도 1.5 인/㎡까지로 그것 이상의 혼잡한 상태일 경우 그 속도는 더욱 늦어진다
- 군중유동계수
많은 사람들이 서둘러 출구에서 나가려고 할 때, 혼자일 경우와 달라서 한번에 나갈 수 없다
러시아워(rush hour)인 역 구내의 실측에서 얻는 것이다
출입구 : 1.5 인 / m․ s, 계단 : 1.3 인 / m․ s
군중유동계수는 극장, 영화관, 경기장의 군중이 퇴장할 때 출입구 및 계단 의 군중 유출에도 적용할 수 있다
- 계단
보수 : 보행중 계단을 오르내리는 보속에 가장 관계되는 것
남자 : 120/ min, 여자 : 130/ min : 계단의 1단에 0.5sec 근사
다중이용건축물의 계단 디딤바닥 과 단의 높이의 비 2:1 이다
4Hsec : 목표로하는 임이의 위치까지 높이 [m]
3Hsec : 군중의 경우 안전율 감안한 값
계단참과 다음 층 계단으로의 수평부분 우회는 180°회전하는
경우 1.5Bsec : B 계단 폭 [m], 단 직각에서는 0.75Bsec
11.5.4 화재시 인간의 피난특성
- 건축물의 내부에 화재와 같은 재해가 발생한 경우 어떠한 상황에서 알게 되는가가 사람들의 행동이나 안전을 크게 지배한다
- 정보가 순서적으로 적절하게 전달된 경우 건물의 계획, 구조, 설비가
작동하여 질서정연한 피난이 행하여질 가능성이 크다
- 정보전달의 지연으로 갑자기 맹렬한 연기침입, 정전사태등이 발생하면
설비의 작동실패 및 사람들이 동물적 본능에 지배되면 평상시 와 달리
패닉상태에 빠져 큰 혼란을 야기하여 인명피해가 가중된다
- 화재시 최악의 상황에 대비하여 피난계획을 수립하여야 할 것이다
11.5.4.1 귀소본능
- 비상 재해시 본능적으로 신체를 보호하기 위해서 원래 온 길로 되돌아 가고, 일상 사용하는 경로에 의해 탈출을 도모하려고 하는 본능
- 불특정 다수의 사람들이 모이는 장소에서는 피난 유도를 직접할 수 있는 지도자의 육성과 훈련이 중요한 문제가 된다
11.5.4.2 퇴피본능
- 비상 재해시 사람들은 우선 실태를 확인하려고 하며 그 근방에 접근하려 고 하지만, 사태의 급함을 알 경우 반사적으로 그 지점에서 떨어지려고 하는 본등
- 건물의 중심부에 연기와 불꽃이 상승하면 외주방향으로, 외주부에서 연기 와 불꽃이 상승하면 중앙방향으로 퇴피하려고 한다
11.5.4.3 지광본능
- 비상 재해시 검은 연기가 유동하고, 정전되는 경우가 많아 사람들은 밝은 곳을 찾아 외부로 피난하려는 본능
- 혼동하기 쉬운 일반장식물등은 설치를 제한하거나 필요에 따라 소등하는 것이 바람직하다
11.5.4.4 좌회본능
- 일반적으로 오른손잡이인 사람이 많기 때문에 오른손, 오른발이 발달해 어둠속에서 보행하면 자연히 왼쪽으로 돌게 되는 것
- 피난로는 좌측의 벽을 따라서 피난하는 쪽이 유리하며, 좌측으로 내려
가는 것으로 생각하여 두는 편이 혼란이 적다는 것이다
11.5.4.5 추종본능
- 비상시에는 한 사람의 리더(leader)에 많은 군집이 추종하는 경향이
있으며, 최초의 사람의 행동이 올바른 선택 여부에 따라 많은 사람의
생명을 지배하는 경우가 있을 수 있다
-불특정 다수의 사람들이 모이는 장소에는 피난 유도를 적절하게 할 수
있는 지도자의 육성 및 훈련이 중요한 문제가 된다
11.5.5 화재 시 피난행동
- 화재시 피난자가 피난행동 중 연기에 노출되지 않은 경우 연기제어 목적 이 달성되었다
- 피난 시의 유동상황과 연기의 유동확산상황의 검토
- 타임리스 : 피난개시시간 과 피난속도
11.5.5.1 피난개시시간
- 피난개시시간은 피난자의 화재인지시간 과 피난자의 피난행동 준비시간 에 의하여 규정할 수 있다
11.5.5.1.1 화재인지시간
- 평균 인지시간 : 3 ~ 4분
11.5.1.5.1.2 피난행동 준비시간
- 화재를 인지한 직후부터 피난을 개시하기 전까지의 시간
- 피난행동 준비시간이 Zero인 경우도 있으나 Zero가 아닌 경우가 더 많다
11.5.1.5.1.3 피난개시시간
- 과거의 통계 : 평균 6~ 8분 정도
- 화재층에서는 플래시오버 직적, 비화재층에서는 플래시오버 후에 피난이 개시되는 경향이 있다
- 피난개시시간이 늦어진다면 연기제어가 중요한 역할을 한다
11.5.5.2 피난속도
- 피난 시 인간의 보행속도는 피난자의 행동능력, 피난자의 밀도, 피난경로 의 인지정도, 심리적영향 등에 의하여 좌우된다
11.5.5.2.1 노약자의 피난속도
- 노약자의 피난속도는 정상인의 1/2 정도의 값을 채용하여 피난계산을 한다
11.5.5.2.2 피난자의 밀도
- 수평복도에서는 밀도가 7~ 8 인/㎡, 내리막에서는 3~ 4 인/㎡인 경우 가장 유출효율이 좋음을 명확하게 알 수 있다
11.5.5.2.3 경로의 육안인지정도
- 피난속도는 복도의 밝은 정도, 건축물 내부의 숙지도 또는 연기가 주는 눈이나 목의 자극 정도에 따라서 좌우된다.
- 연기가 존재할 때의 피난속도는 연기농도에 반비례하여 저하된다.
시계가 제약되는 조건에서는 피난속도가 0.5m/s이하로 저하될 가능성이 있다
11.5.6 피난계획
- 공간구성계획(평면, 단면계획)은 건축의 기본설계
- 최종적인 건축의 화재안전성 : 안전한 피난로의 확보가 최우선
- 화재안전을 고려한 조닝(Zoning)에 의한 공간구성
- 피난동선을 명쾌함에서 시작되는 평면․ 단면 계획은 그 건물의 화재안전 에 대한 기본 틀을 형성
11.5.6.1 피난계획의 접근방법
피난계획의 기본방향 : 화재발생 시 화재공간에서 신속하게 혼란 없이
대피할 수 있도록 계획하고 화재공간 이외의 인명안전을 도모할 수
있도록 피난로의 설정및 방화․ 방연구획 면에서 인명의 안정을 하나의
축으로 건축계획을 질서있게 설정하는 것이다
화재실에서 피난로로의 피난, 층 전체에서 계단으로 피난, 피난층으로의 피난, 그리고 해당건축물에서의 퇴거라는 순서로 화염 및 연기로부터
안전한 지역으로 대피시키는 것이 기본방안이다
피난시설의 계획과 비상시 관리를 계획하여 피난경로의 안전성을 확보할 수 있도록 방화․ 방연대책을 계획할 필요가 있다
- 발화실에서의 피난 : 각 거실에서 발화한 경우
연기가 실내에 충만하기 전에 실내의 전원이 일상의 출입구에서 실외로 탈출할 수 있도록 계획하는 것이 기본적 방안
피난에 많은 시간이 필요한 장소인 경우에는 비상구나 발코니등의 탈출 경로를 고려한다.
- 발화층에서의 피난
연기가 그 층의 피난로를 오염시키기 전에 그 층에 있는 재실자 모두가 계단실 또는 특별피난계단의 부속실 등 보다 안전한 부분까지 피난할 수 있도록 계획
1) 2방향 피난
2) 비상수단에 의한 아래층으로 탈출
3) 병원이나 사회복지시설과 같이 피난능력이 부족한 이용자가 많은
건축물에서는 방화구획된 별도의 공간에 일시적으로 피난하여 피난층 으로의 피난에 대비하는 방식
- 상부층에서의 피난
화재층 위층에 있는 재실자의안전을 확보하는 데는 상층으로의 연기전파 를 방지하는 수직관통부의 방화․ 방연대책이 중요하다
다층 건축물에서는 수직 피난동선인 계단에서 쓸데 없는 혼란을 막기
위해 원칙적으로 모든 층에서 동시에 피난하지 않도록 발화층, 그 바로 위층, 연기의 전파우려가 있는 최상층 순으로 위험이 미치기 쉬운 층
부터 순차적으로 피난시킬 수 있도록 계획하여야 한다
- 중간 피난거점 (Refuse Area) : 절연층
초고층 건축물과같이 지상까지의 거리가 상당히 긴 경우에는 지상까지 의 사이에 외로 개방된 안전한 장소를 설치하고 그 곳을 일시적인
피난장소로 하는 것이 피난유동상 유효하다
- 피난층에서 옥외로의 피난
화재상황에 따라 건물내의 재실자가 옥외까지 피난해야만 하는 경우가 있으므로 피난층에서도 최종 피난장소에 이르기까지 일관된 질서를
가진 피난동선을 계획한다.
이때 건물 전체의 피난에는 시간이 걸리므로 피난층의 피난계단에서
옥외까지의 피난로는 일반층 이상으로 안전성이 높은 피난로로 계획
하는 것이 기본이다
11.5.6.2 재실자의 특성에 대한 고려
피난계획은 그 건축물을 이용하는 사람의 피난능력 등 피난자의 특성에
적합하게 계획하여야 한다
- 건물 각 부분의 피난대상자의 수를 예상한다.
해당 용도에서 생각할 수 있는 최대 재실자의 수를 대상으로 하는 것이 원칙이다
- 피난자의 특성 중 피난 안전성을 크게 좌우하는 것으로 재실자의 특징, 불특정 이용자의 피난능력특성을 들 수 있다불특정 이용자 경우는 피난 로나 건축물 전체 상황에 대한 자전 지식이 없는 것으로 보아서 피난
시설이나 피난유도를 계획하고, 제약자의 비율을 고려하여 피난시설과 함께 피난유도 체제도 계획하여야 한다
11.5.6.3 건축물 용도에 대한 고려
- 건축물의 용동에 맞게 계획해야 한다.
- 임차인이 입주함에 따라 간막이벽이 변경되는 경우나 실의 용도 및 일상 의 유지관리 등을 고려한다.
- 피난안전서에 크게 영향을 미치는 요소 : 취침시설의 여부
- 호텔 등 : 화재의 조기감지 지연, 피난개시 시간의 지연 : 피난장해
- 복합용도 건축물의 특징인 이용시간대가 다른 부분, 밤과 낮의 이용 상황 차이 그리고 다른 관리부분과 관통하는 피난로가 생기는 경우 자물쇠 의 위치와 시간대 등 방범대책을 고려하여 이것이 피난에 지장을
초래하지 않도록 해야 한다
11.5.6.4 방화대책의 신뢰성 확보에 대한 고려
- 피난시설 : 방화대책 및 유지관리에 있어 시스템으로서의 신뢰성
- 비화재층으로 통하는 수직관통부의 구획이나 대규모 평면의 면적별 구획 등 가동 부위가 많은 피난로에는 피난시설의 중요도 및 비화재 공간
으로의 영향을 고려하여 비상시 확실히 작동하도록 계획한다
설계안
재검토
대상물 현황파악
반영
법규검토
반영
정성적 검토
정량적 검토
피난 시뮬레이션
설계확정
11.5.6.5 피난계획의 일반적 원칙
- 2방향 피난로를 항시 확보하고 원칙에 따를 것
즉 건물 내의 임의의 지점으로부터 피난하는 경우 그 피난통로 하나가 화재 등으로 사용할 수 없는 경우 다른 방향으로 피난할 수 있도록 2개 방향의 피난로를 상시 확보해 두는 것이 필요하다.
- 피난수단은 원시적 방법에 따르는 것을 원칙으로 할 것
즉 재해 발생이라는 비상사태에 있어서 복잡한 조작을 필요로 하는
장치는 부적당하며 가장 본능적인 인간의 행동에 따르는 것을 제일로 해야 한다. 엘리베이터는 이 견지로 봐서 정전, 기타의 위험을 고려
하여 피난수단으로 생각하지 않는 것이 원칙이다.
- 피난경로는 간단명료 할 것
복잡하게 굴곡하고 길이가 긴 것은 부적당하다.
복도와 통로 말단부에서 출구나 계단 등이 있는 것이 이상적이다.
- 피난대책은 Fool proof 와 Fail safe의 원칙을 중시한다
Fool proof 라는 말은 본래 뜻은 바보라도 틀리지 않고 할 수 있도록
한다는 의미이다.
비상상태 하에서 피난자는 정신이 혼란하여 주로 본능에 의지하게
되므로 바보같이 행동할 수도 있다는 것이다.
피난구유도등 및 유도표지 등은 문자보다는 그림과 색을 사용하여
직감적으로 알아볼 수 있도록 해야 한다.
Fail safe라고 하는 것은 하나의 수단이 고장 등으로 실패하여도 다른
수단에 의하여 그 기능이 발휘될 수 있도록 고려하는 것을 말하며 앞에 말한 2방향 피난원칙도 이에 속하는 것이다.
- 피난문은 항시 사용할 수 있도록 한다
관리상의 이유로 자물쇠를 채워두는 것은 큰 위험을 초래하므로 피해야
한다.
피난문은 피난방향으로 열리는 구조이어야 한다.
- 피난유도 와 배연설비 등 전력을 이용하는 설비에는 반드시 예비전원을 갖추어야 한다
피난로에는 정전 시에도 피난방향을 명백히 할 수 있는 표시를 한다
-피난경로에 따라서 일정한 구회을 한정하여 피난 Zone을 설정하고
최종적으로 안전성을 높이는 것이 합리적이다
- 피난설비는 고정시설이 좋으며, 이동식 기구와 장치 등은 최후의 소수
인원을 위한 보조수단으로 생각해야 한다. 이동식 설비로는 피난용
로프, 금속제 사다리, 완강기, 구조대 등이 있으며, 이는 단순한 보조
수단으로 생각하여 재실자가 출구, 복도, 계단, 발코니 및 고정 사다리 등의 피난시설 설비에 따라 안전하게 피난할 수 있도록 계획해야 한다.
11.5.7 피난시간 검토
11.5.7.1 피난계산의 목적
- 설계의 초기에 거실, 복도, 계단 등의 설치 및 폭 등을 정하기 위해
표준층 및 많은 사람이 모이는 특수층에 대하여 기본계획을 검토하기 위함이다
- 완성된 계획에 대하여 거실, 복도, 계단 등에 대해 피난의 안전성을 체크 하기 위함이다
11.5.7.2 피난계산의 순서
11.5.7.2.1 층마다 피난 대상인원수를 구해 피난계산 대상 층을 선정한다
11.5.7.2.2 피난계산의 대상이 된 층에 다음의 평가를 한다
- 거실 피난의 계획 : 각 거실에 대해 그 곳이 발화실이 된 경우의 피난
시간을 구해 허용시간과 비교 평가한다
- 층 피난의 평가 :
그 층의 한 거실을 발화실로 하여 층 전체의 피난자 흐름을 정하고, 피난 시간 과 피난경로상 체류인원수를 구한다.
산출된 피난시간에는 층 피난시간 과 복도 피난시간이 있으며 각각의
허용시간과 비교한다
체류인원에 대해서도 정해진 밀도에 따라 체류를 위한 면적이 확보되어 있는 가를 확인한다.
11.5.7.2.3 피난대상층의 선정
- 사람 수가 가장 많은 층
- 동일 평면, 동일 사람 수인 층이 다수인 경우에는 그 대표적인 층
- 연회장이나 대회의실 등 불특정 다수가 모이는 층
- 피난계단이 적은 대신에 대상인 수가 많은 층
- 피난로가 편중되어 있는 등 안전성에 문제가 있다고 생각되는 층
11.5.7.3 인구밀도와 피난대상인원
피난대상인원(P)=Σρ A₁ρ : 용도별 인구밀도[인㎡], A₁: 거실유효면적[㎡]
밀도분류
산정용밀도
[인/㎡]
용도예
고밀도
1
2.0
극장, 영화관, 공회당의 객석부분 등
2
1.5
일반 집회실, 연회장 등
3
1.0
유희장, 카바레, 대중식당, 백화점의 특매장 등
중밀도
4
0.75
레스토랑, 교실, 회의실, 백화점의 야간 혼잡한 매장 등
5
0.5
도서관, 일반점포, 지하도 부분, 백화점의 일반매장 등
6
0.25
사무실, 큰 병원, 기숙사, 여관, 여관로비 등
저밀도
7
0.1
작은 병실, 맨션 아파트, 공동주택, 호텔의 객실부분 등
8
0.05
일반주택 등
11.5.7.4 피난행동의 전제조건
- 피난대상자는 실내에 균등하게 분포되어 있다
- 피난은 일제히 개시된다. 다만 발화과 비발화실과는 개시시간이 다르다
- 피난자는 미리 정해진 경로를 통해 피난한다.
- 보행속도는 일정하고, 추월이나 후퇴는 하지 않는다.
- 피난자의 흐름은 출입구 등의 병목에 의해 규제된다.
- 피난경로가 복수인 경우에는 가까운 경로를 이용한다.
11.5.7.5 거실피난시간
화재실에서 다음 구획으로 피난은 불리한 조건이나 위치에서 화재가 발생 한 때라도 그 연기와 열기류가 피난상 지장이 있는 상태로 성장, 확대
하기 이전에 실내의 전인원이 퇴출을 완료할 수 있는 계획으로 한다
거실 피난시간은 화재 시 거주자 전원이 실외로 피난을 완료하는 시간으로 출구통과시간, 실내보행시간에 의해 각각 구할 수 있으며, 피난안전을
위하여 2중 큰 값을 선정한다
- 거실 피난시간 산출
1) 출구통과시간 =
P : 수용인원수, W : 피난문의 폭의합계
2) 실내보행시간 =
: 실내보행거리, V : 보행속도
- 거실 허용피난 시간 산출 T₀ = a√ A
a : 천장의 높이가 6m 미만의 거실 : 2, 천장의 높이가 6m 이상의 거실 : 3
A : 그 거실의 바닥면적 [㎡]
거실면적A[㎡]
200
500
1,000
1,500
2,000
3,000
거실허용피난시간T₀
30sec
45sec
60sec
75sec
90sec
105sec
* 본 표에 나타난 숮자는 2√A에서 구해진 수치를 알기 쉽게 사사오입한 것 이다 더욱이 200㎡이하의 경우도 30초로 하는 것이 가능하다
위험한 인화성물품을 취급하는 실 과 발연속도가 큰 재료를 많이 사용한 실에서는 이것보다 강화된 수치로 하고, 불연화된 내장으로 불연용도의 실에서는 이 수치를 다소 완화해도 좋다고 할 수도 있다
11.5.7.6 복도피난 시간
- 복도 등 제1차 안전구획에서 그 부분을 피난자가 이용하고 있는 시간대 길이. 즉 그 층의 복도에 최초의 피난자가 들어온 뒤, 최후의 피난자가 계단실 또는 부속실로 피난하기 까지의 시간으로 각 계단으로의 피난 경로마다 평가한다
- 복도 허용피난시간 rT₂= 4√
: 그 층의 모든 거실 및 복도의 면적의 합계 [㎡]
11.5.7.7 층 피난시간
- 화재가 발생한 때부터 최후의 피난자가 계단실 또는 부속실로 피난하기 까지의 시간으로 각 계단으로의 피난경로마다 평가한다
s = 8 √
: 그 층의 모든 거실 및 복도의 면적의 합계 [㎡]
11.5.7.8 화재시 사용 가능한 출입구 필요합계
ΣW = 출입구의 유동계수 : 1.5인 /m․ s
ΣW = 계단에서 유동계수 : 1.3인 /m․ s
W : 출입구의 폭[m], P : 피난대상인원, T₀ : 허용피난시간[sec]
유동계수는 단위 폭을 매초 통과할 수 있는 인원수
11.5.7.9 피난안전성 평가
- 요구안전피난시간(Required Ssfe Egress Time)이 허용안전피난시간 (Avaiable Ssfe Egress Time)을 초과하지 않는가를 분석하는 것.
- 요구안전피난시간 (RSET : Required Ssfe Egress Time)
화재발생 즉 착화로부터 거주자가 안전한 장소까지 피난하는데 걸리는 시간을 말한다.
RSET 는 재실자들의 성별, 연령별 구성과 같은 특성과 보행속도, 피난
경로의 효율성, 안전구획까지의 거리와 같은 인자들에 의하여 계산되기 도 하고 피난모델(단일 매개변수 모델, 이동모델, 시뮬레이션 모델등)을 사용하여 추정, 계산한다. 구성요소는 다음과 같다
RSET = ++++
: 발화에서 감지시간(ignition-detection time)
: 감지에서 경보시간(detection-alarm time)
: 경보에서 거주자 행동결정시간(Alarm-occupants decision time)
: 거주자 행동시간[화재확인, 물건수집, 소화활동 등]
: 대피시간(Travel time); 피난통로에서 완전구역까지 이동
시간으로 Way-finding, 대기시간(Quenching time)을 포함.
법 적용 시 문제점은 대피시간()만을 고려하여 요구안전피난
시간을 정하는 것이다.
즉 피난시간 계산 시 (감지시간), (경보시간), (행동결정
시간), (거주자 행동시간)은 무시한다.
- 허용안전피난시간 (ASET : Avaiable Ssfe Egress Time)
허용안전피난시간은 화재의 개시 후부터 거주자에게 위험을 줄 수 있는 연기의 거주역 오염시간을 지칭한다.
ASET을 선정하는 기준인자는 적절한 화재 시나리오에 의해 산출된
플래시오버(Flashover)시간이나, 기준높이까지의 연기층 하강시간 등을 기준하거나, 인접 비화재실이나 대피통로(계단, 출구 등)의 연기오염시간 으로 선정 가능하다.
따라서 연기유동(Smoke movement)에 의한 허용안전피난시간(ASET)
설정인자는 일반적으로 다음과 같다. (외국자료의 평균치)
○ 연기층의 온도(Temperature) : 65℃(Purser)
○ 가시거리(Visibility) : 2m, 연기광학농도 : 0.5m⁻¹
○ 연기 하강심도(Depth) : 머리 위 1m
○ 복사열(Radiation) : 2.5kW/㎡ 이하(Upper layer 200℃ 정도)
○ 유해성(Toxicity) : Incapacitation 30 min을 기준으로 한다.
(Purse)
- CO < 1400 ppm
- HCN < 80 ppm
- O₂ > 12%
- CO₂ < 5%
- 컴퓨터를 이용한 피난 시뮬레이션은 지속적으로 연구, 개발되고 있다
영국에서 개발된 모델(예; Exodus, Simulex)은 Graphical Interface의 발전으로 사용자는 실제 피난 상황을 보다 편리하고 간단하게 이해할 수 있게 되었고, 컴퓨터 성능의 급속한 발전으로 다양한 피난조건을
가정한 시뮬레이션이 가능하게 되었다.
11.5.7.10 체류면적의 평가
- 피난계산에서는 복도나 부속실에서의 최대체류인수를 산출하여 이것이 각 부분에 수용 가능한 가를 평가하고 있다.
일반적으로는 체류라 하면, 출입구 등의 병목에서 생기는 대기상태를
말하지만, 대기 인원수만이 아니라 병목으로 항해 보행 중인 피난자
수도 포함한 사람의 수이다.
체류인수는 체류하는 장소로의 유입과 유출의 차에 따라 변하므로 그
중 최대치를 구할 필요가 있다. 최대 체류인수를 수용하기 위해 필요한 면적은 그 사람 수에 소정에 계수를 곱하여 구하는데 계수는 복도나
부속실 등의 따라 차이가 있으며 다음 식에 의해 평가한다.
mA₂= 0.3mN₂
mA₃= 0.2mN₃
여기서, mA₂: 복도 등 제1차 안전구획의 필요 면적[㎡]
mN₂: 상동의 최대 체류인수[인]
mA₃: 부속실이나 발코니 등 제2차 안전구회의 필요 면적[㎡]
mN₃: 상동의 최대 체류인수[인]
체류에 필요한 면적은 복도 등 제1차 안전구획에 대해서는 보행자도
포함한 밀도를 고려하여 1인당 0.3㎡로 하지만, 부속실이나 발코니 등 제2차 안전구획에 대해서는 일반적인 복도 등에 비해 방화 ․ 방연대책이 강화되어 있으므로 1인당 0.2㎡로 보다 높은 밀도로 수용할 수 있도록 설정되어 있다.
11.5.7.11 피난계획 수립 시 유의할 사항
- 건물의 용도, 규모에 따라 수용 인원수 및 특성이 서로 틀리고 피난 능력 도 차이가 있다는 것을 고려하여 계획하여야 한다.
- 비상시 인간행동에 대한 심리적 분석을 행하여 입안해야 한다.
- 피난계획은 순차 피난이 될 수 있도록 계획한다.
- 피난이 완료될 때까지 피난로가 연기와 가스, 열기류로 부터 보호되도록 하여야 한다.
- 조건에 따라서 안전율이 고려되어야 한다.
- 무엇보다도 설계 초기부터 전체 계획에 맞추어 계획하여야 한다.
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