초고층 건축물 화재 연돌효과의 개선 방안 연구

Abstract

오늘날 안전에 대한 관심도가 높아지는 대한민국 사회에서 국민들은 위험을 인지하고 그 위험으로부터 필요한 지식 및 훈련을 통하여 대비한다. 하지만 기술의 발전에 따라 도시의 인구 집중화 현상이 심각해지고, 인구의 집중화로 고층 및 초고층 주거ㆍ업무ㆍ쇼핑의 복합 건축물이 점점 증가하는 현실에서 예측 불가능한 인재(人災)는 일상생활에서 위험으로 존재한다.

본 연구에서 초고층 건축물은 다른 계절보다 동절기에 건축물 내ㆍ외부 온도 차이로 인해 연돌효과가 심하게 발생하는데, 그 영향으로 화재 시 구조ㆍ화재진압 또는 피난의 기본활동 위험요소가 존재하고, 건축물에 적용되어있는 규정 및 기준의 충돌로 연돌효과를 상쇄하여 피난운전 및 피난계단의 이용에 문제점이 발생한다.

본 연구는 초고층 건축물의 연돌효과에 관한 문헌, 사고사례를 조사ㆍ분석하고 연돌효과가 초고층 건축물의 구출과 피난에 꼭 염두에 해야 할 문제이므로 개선 및 저감 방안을 도입하고 현장에서 발생하는 소음, 풍속, 압력을 측정하였다. 측정 결과를 토대로 해결방안을 도출하고, 향후 초고층 건축물 방풍실 및 도어 구획 시 검토 안을 제시하였다.

초고층 건축물의 연돌효과에 따른 문제점은 다음과 같다.

첫째, 동절기 연돌효과의 영향으로 발생하는 승강기의 오작동과 출입문ㆍ자동문 이용의 어려움으로 인한 화재 시 구조ㆍ화재진압 또는 피난의 기본 활동 위험요소가 존재한다.

둘째, 초고층 건축물의 화재 시 주택법에 따른“주택 건설 기준 등에 관한 규정 제16조 2(출입문)”과 건축법에 따른 “건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제30조(피난용 승강기의 설치 기준)”와 더불어 “건축법 22조(건축물에 사용승인-④,3. 승강기 안전관리법 제28조에 따른 승강기 설치 검사)”에서 피난용 승강기의 샤프트는 가압 터빈 및 배연설비가 동작해야 하는 동시에 피난 운전으로 고층에 남아있는 인명 구출을 하여야 하지만, 두 규정의 충돌로 연돌효과를 저감 하는 방안들이 상쇄됨에 몇배로 강해진 연돌효과의 압력으로 피난용 승강기 운전 및 피난계단 방화문 개방에 어려움이 발생한다.

본 연구의 결과는 다음과 같이 요약한다.

첫째, 방풍실 구간 천장의 기밀성 강화와 승강장 도어 앞에 추가 승강기 자동문(기계식도어)을 설치하여 방풍실에서 유입된 공기를 2차적으로 차단하고, 방풍실 각종 도어에 에어타이트를 설치하여 틈으로 유입되는 공기를 차단하였다. 또한 이용자 예방관리 활동을 통하여 기밀성을 보강하였고, 승강기 도어와 각종 출입문에 발생하는 소음, 풍속, 압력을 개선하였다.

둘째, 초고층 건축물의 화재 시 압력을 최소화하는 방풍실에 인터록 시스템을 도입하여 연돌효과의 발생 압력을 약 절반가량 개선할 수 있다. 화재 접점을 적용하지 않는 인터록 시스템 방안은 규정에 상반되지만, 화재가 발생한 반대편으로 피난 유도 작동할 수 있도록 자동화 도입 등 피해의 최소화를 위한 기준 완화 적용 되면 피난용 승강기 또는 피난계단 방화문에 발생하는 압력이 개선되어 피난운전 및 피난이 가능함을 초고층 건축물의 화재 시 추가 피해가 발생하지 않도록 개선하였다.; In the Korean society with awareness toward safety getting higher these days, the people perceive danger and prepare for it by obtaining necessary knowledge and by training. However, man-made disasters remain as danger in our daily lives.

In this study, high-rise buildings experience greater impact on the inside and outside temperature differences of buildings in winter than in other seasons. As a result of the effects of fire, the basic activity risk factors of structure, fire suppression, or evacuation exist, and the impact of regulations and standards applied to the buildings causes problems of escape operation and the use of escape stairs.

The method of this study was to investigate and analyze the literature and accident cases on the impact of high-rise buildings, to introduce improvement and reduction measures, and measure the noise, wind speed and pressure generated at the site, since the impact of the stack effeckt is must be considered in the rescue and evacuation of high-rise buildings. Based on the results of the measurement, a solution was drawn and a review proposal was proposed for future high-rise building ventilation room and door compartments.

The problems aroused from stack effect of High-rise Buildings are listed below. First, the basic activity risk factors of rescue, fire suppression or evacuation are present in the event of a fire caused by malfunctions of the elevator and difficulties in using the doors and doors during the winter season.

Second, "Clause 16-2 of Regulations on Housing Construction Standard (entrance door)" make it a rule for all entrance doors to be unlocked and for all automatic doors to stay open in case of fire. under "Clause 30 of Rule on Standard of Evacuationㆍfire prevention structure of buildings (criteria of installation of elevators for evacuation)" and "Building Act Clause 22 (approval of use in buildings -④,3. Inspection of elevator installation under Clause28 of Elevator Safety Control)", the shaft of evacuation elevators must have pressurization turbine and smoke eliminating facilities working, and must operate during the disaster to rescue people on high storeys. However, the impact of the two regulations cancels out the measures to reduce the stack effect, and the stack effect, which has increased several times, creates difficulties in operating the escape elevator and opening the fire doors for the escape stairs.

The research results can be summarized as below. First, additional elevator doors (mechanical doors) were installed in front of the platform doors to strengthen the air tightness of the ceiling of the wind chamber section, and air tights were installed in various doors of the wind chamber to block the air flowing into the gap. In addition, confidentiality was reinforced through user prevention and management activities, and noise, wind speed and pressure generated by elevator doors and various doors were improved. Second, an interlock system can be introduced in a automatic doors that minimizes the pressure in case of fire in high-rise buildings to improve the pressure generated by the stack effect by about half. The Interlock System, which does not apply fire contacts, is opposed to the regulation, but the Act also improved the pressure on the escape elevator or the escape stair fire door to minimize damage, such as the introduction of automation to induce and operate evacuation to the other side of the fire, so that no further damage can occur in the event of a high-rise building fire.