화재에 안전하게 건축물 특성에 맞춰 설계한다-국토교통 R&D 연구 토대 건축물 맞춤형 성능기반 화재안전 설계방안 마련
담당부서건축안전과 등록일2020-12-25 11:00
화재에 안전하게 건축물 특성에 맞춰 설계한다
- 국토교통 R&D 연구 토대 건축물 맞춤형 성능기반 화재안전 설계방안 마련 -
□국토교통부(장관 김현미)는 건축물의 특성(재실자수·행동특성, 내부 공간구조 등)을 고려하고, 안전성능 목표치를 설정하여 맞춤형 화재설계를 하는 성능기반 화재안전 설계기준(안)을 마련하였다고 밝혔다.
※ 국토교통R&D(한국건설기술연구원, ’15.7~’20.10)의 연구결과, 성능기반 화재안전 설계기준(안) 및 화재안전성 향상 기술을 개발
구분
지금은
성능기반 설계 도입 시
사례1
상업·업무복합시설을 소유한 건축주 A씨는 일부를 어린이집 또는 유치원으로 용도 변경하고자 하나, 해당 용도 변경시 화재안전성 확보에 대한 확신이 없어 고민이 크다.
어린이 등 피난약자의 행동특성 및 건축물의 형태·구조 등을 고려하여 화재 및 피난 시뮬레이션을 적용한 결과, 어린이들도 충분한 시간 내에 피난 할 수 있음을 확인하고 설계할 수 있다.
사례2
B씨는 창의적인 디자인의 건축물을 건축하고자 한다. 그러나 현행 화재안전 기준에 따를 경우, 원하는 디자인을 구현하기가 어려워 고민이 많다.
건축물 재실자의 수, 피난특성 및 건물 형태와 구조 등을 고려하여, 화재발생시 모든 재실자가 피난을 완료할 수 있는 시나리오를 구상하여 화재·피난 시뮬레이션을 적용한 결과, 창의적인 디자인의 건축물 설계가 가능하다.
□현행기준은 건축물 용도 및 규모(층수, 면적 등)가 유사한 구조·형태에 따라 일률적으로 내화구조 및 피난안전 규정*을 적용하고 있으나,
* 예시) 내화피복 두께, 면적에 따른 방화구획 설치, 피난계단 개수 및 설치기준 등
ㅇ재실자의 피난 행동특성, 건축물의 공간 및 구조특성, 내부 적재물 등을 고려한 화재 위험도나 창의적인 건축물의 형태 구현 등을 고려하기 어려운 한계가 있다.
-이와 같이 법규적용이 어렵고 복잡한 형태의 건축물*의 화재안전 대응능력 강화를 위해 미국, 영국, 일본 등 주요 선진국에서는 성능기반 설계방식을 도입하여 운영하고 있다.
* 초고층 건축물, 대공간(아트리움 등), 대형쇼핑몰, 공항터미널, 다목적 스타디움 등
□“성능기반 화재안전 설계”는 건축물 내 모든 재실자가 피난할 수 있는 환경 조성 등 안전 성능 목표치를 설정하고, 반복적인 화재·피난 시뮬레이션을 통해 목표성능을 확보하는 설계를 의미한다.
ㅇ국토교통부는 올해 마련한 성능기반 화재안전 설계기준(안)의 검토를 위해 과천, 대전, 인천 등에 위치한 기존 건축물 대상 시뮬레이션을 실시하였다.
구분
현행 설계기준
성능기반 화재안전설계
개념
ㅇ건축물 용도, 규모(층수 및 면적)만을 대상으로 일률적인 화재안전 규정을 적용
ㅇ건축물의 화재안전성능 목표를 설정하고, 해당 건축물의 용도·규모·재실자 밀도 등을 고려하여 이를 구현할 수 있도록 하는 설계
적정
적용
대상
ㅇ일반 모든 건축물
ㅇ건축물의 형태 및 구조가 복잡ㆍ특수한(대공간, 초고층, 대형 쇼핑몰, 공항 등) 건축물
ㅇ창조적ㆍ창의적 건축물 형태 구현
특징
ㅇ설계 용이 및 단순
ㅇ사용용도, 내부 적재물, 공간 조건에 따른 적정 화재 위험도 설정 어려움
ㅇ건축물별로 화재확산에 영향을 미치는 모든 요소를 고려해야 하므로, 설계과정 복잡
ㅇ사용용도, 내부 적재물, 공간 조건 등 개별 건축물 특성 반영하여 공간 활용도를 높이고, 공사비 절감 등에 기여
□국토교통부 김상문 건축정책관은 “건축물도 특성에 맞는 옷을 맞춰 입을 수 있도록 설계 패러다임의 변화가 필요한 시점으로, 건축물 성능기반 화재안전 설계의 단계적 도입을 통해 인명 및 재산보호와 더불어 건축물의 창조적인 디자인 적용과 개발이 확대됨으로써 동 분야 기술 경쟁력이 크게 향상될 것”이라고 전망하였다.
ㅇ국토교통부는 지금까지 마련한 설계기준(안)과 시뮬레이션 결과를 토대로 ’21.8월까지 건축물 성능기반 화재안전 설계기준을 수립하고, ’21년 내 건축법령 개정을 통해 근거를 마련할 계획이다.
ㅇ이와 더불어, 화재안전성을 확보함과 동시에 다양한 디자인의 건축물 설계를 유도할 수 있도록 관련 기술을 지속적으로 검증해 나갈 계획이다.
붙임
성능기반 화재안전 설계기준(안) 주요내용
① 내화구조 설계
ㅇ(주요내용) 건축 구조물의 기둥, 바닥판(슬래브) 및 보 등 힘을 받는 구조요소의 화재시 붕괴 방지를 위한 내화성능 확보 방안
-화재온도 가열곡선 등을 통한 화재크기 예측 및 열전달해석 등을 통한 내력구조 부재의 구조적 안전성 평가방법*
* 요구안전대피시간 설정, 화재크기 산정, 재료에 따른 열전달 해석 및 열응력 해석, 구조적 거동 허용범위 등 기술기준
② 피난안전 설계
ㅇ(주요내용) 설계과정에서 건축물의 조건에 맞추어 인명안전을 가장 우선으로 하는 설계와 안전성 검토에 관한 절차와 방법
-사용자 중심의 건축물 용도 분류체계 및 재실자 밀도 산정방법, 설계시나리오, 피난시간을 예측을 위한 필요한 기준 값 등
-예비 성능설계 및 평가기준, 화재·피난 시뮬레이션 모델, 안전계수, 확인·검증 지침 등
* 화재시나리오를 바탕으로 호흡 한계선, 허용한계 가시거리, 열 및 독성가스 기준치 등을 통한 안전 대피시간 산정 기술기준
② 연기제어 설계
ㅇ(주요내용) 수치화된 설계 목표(연기 하강 높이, 가시거리 등) 제시 및 건축물과 가연물 특성에 따른 연기발생량·흐름에 대한 계산방법
-용도, 실 면적 및 개구부 등을 고려한 화재 곡선, 화염 특성 산정방법, 실내 연소 물질을 고려한 연기 발생량 등 산정방법
* 온도, 독성가스 농도, 가시도, 연기높이, 차압 및 방연풍속 기준치 등 성능 기술기준