4강. ATRIUM 방재의 첨단기술
어원 : 로마 건축에서 안뜰, 중정(中庭) 등에서 유래, 현대에서는 건축물의 고층화, 대형화를 의미
1. ATRIUM의 방재기술
건축물에 아트륨 디자인을 선호하는 이유
태양광선을 건물 중앙에 끌어 들이기 위함
아트륨을 공유하는 것에 의한 무대 장치로 해서 발생하는 공간의 매력 대부분의 사람들이 아트륨을 희망
재 해 사 례
1. ATRIUM의 방재기술
장 소 : 1973년 미국, 호텔 용도의 건물
현 황 : 지상 12층 750명의 객실을 가지고 11층의 아트륨을 가진 건물
발 생 : 아침 2층 라운지에서 방화로 추정되는 화재 발생 문제점 : 화재발생시 기계배연은 시스템이 해제되어 있어
작동하지 않음
[소방대 도착시 아트륨 내부에는 연기가 충만(가시거리 약 3M]
일반적인 약점
아트륨내 혹은 이웃한 공간의 일면에 화재가 발생할 경우 아트륨을 통해서 단시간에 다른 영역으로 연기가 퍼져나감 화재의 발생에 관여하지 않은 제 3자를 위험에 빠뜨림
개방적, 공간과의 일체감이 늘어날수록 잠재적 위험성이 높음
2. ATRIUM
인텔리젼트 빌딩 – 아트륨 공간을 제공
기존의 소방기술로는 아트륨이라는 대규모 공간에 대한 효과적인 방재를 기대할 수 없음
NFPA의 아트륨의 평면시설 기준 그림
그림 확대 다음 페이지
2. ATRIUM
방화벽 (1시간내화도) 또는 수막설비가 설치된 유리벽일 경우에는 충분한 방재가 된 것으로 인정
2. ATRIUM
포 인 트
아트륨 공간의 방재상 문제점
환경제어 및 방재설비의 최첨단 기기 앞으로의 과제
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
ATRIUM의 화재시 문제점
아트륨내 혹은 인접해 있는 공간에서 화재가 발생할 경우 아트륨을 통해서 단시간에 다른 영역으로 퍼져나갈 수 있음 건물내의 잔류인원에게 피해를 줄 수 있다.
일반적인 건축물에 설치되는 기존의 감지기로는 천정이 대단히 높은 ATRIUM의 특성상 정상적인 열 및 연기감지 기능의 작동을 기대할 수 없음
ATRIUM 공간의 미적 효과 증대를 위하여 장식 재료 등이 도입됨에 따라 화재하중이 증가함으로써 위험성이 증대됨
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
화재의 감지 · 통보
주간인 경우 상주인원이 많아서 육안에 초기 화재감지가 신속히 이 루어질 수 있음
야간인 경우 자동화재 탐지 설비에 의한 화재의 감지에 의존하게 되는데, 이때 아트륨의 특성상 천장높이, 공간규모가 일반건물 의 거실과 비교해서 매우 높기 때문에 천장에 설치한다 하여도 효과를 기대하기 어려움
화원으로부터 발생한 연기가 상부의 감지기에 도달해도 연기감지 레벨 이하로 확산, 아트륨 상부의 온도가 높을 경우 상대적으로 연기의 부력이 약해서 정상부까지 도달이 어렵다.
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
연기의 전파
아트륨에 연기가 유입되는 경로의 유동 연기가 천정부근으로 도달
연기는 아트륨과 구획이 되어있지 않은 공간으로 이동 중성대보다 윗부분에 연기가 축적(개구조건에 따라 다름)
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
아트륨내의 중성대보다 아랫부분에 공기가 유입되면 빠르게 배연이 되는 결과를 가져옴으로써 연기의 급속한 전파를 방지
중성대
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
연소의 확대
아트륨에서 상층계로의 화재확대 위험은 아트륨의 특성상 충분한 공기량이 있으므로 가능하며, 공기의 유입으로 분출 화염이 계속될 가능성도 있다.
3. ATRIUM 공간의 방재상의 문제점
ATRIUM 내부화재의 소화
아트륨의 인접공간에서의 소화대책
일반거실의 소화대책과 같은 모양으로 스프링클러로 대응 가능 아트륨의 바닥부분에서의 소화대책
천정이 높기 때문에 스프링클러헤드가 작동할 정도의 고온의 기류가 도달하지 않음
도달의 경우 물방울이 증발하거나 작아져 소화효과의 저하 (스프링클러헤드가 바닥으로부터 8M이상의 천정에 설치 한 경우 효과 없음)
4. 환경제어의 첨단기술
아트륨과 인접공간과의 사이를 고정식망입유리 창과 방화셔터 등으로 나누고, 영향을 미치지 않도록 하는 방법임
트렌처 설치 : 아트륨과 인접공간의 연소방지
효과를 높임
4. 환경제어의 첨단기술
연 기 제 어 기 술
아트륨 상부에 연기를 축적시키고, 기계배연, 자연배연에 의해서 연기를 배출하여 건물내의 체류하는 곳에 연기가 내려오지 않도 록 청정층을 유지시키는 방법 (자연배연시 여름철에 문제점 발생) 열기류와 부력을 고려한 모델
종래의 수단 아트륨과 경계면에 자동폐쇄형의 셔터와 방화문을 설치 (평상시 개방, 화재시 폐쇄)
공조설비기기에 의한 수단 경계를 나누지 않고, 기계력을 가지고 아트륨 내부로 혹은 내부에서 거실로 연기의 침입을 막음
4. 환경제어의 첨단기술
화재감시 시스템의 개요
화재에 의한 열기류가 상승하여 천정까지 도달하는데 시간이 오래 걸림 적외선불꽃감지기로 감지
연기가 천정까지 도달하는 시간과 감지농도에 도달하는 시간이 오래 걸림 광전식분리형감지기로 감지
감지장해 발생 광전식분리형감지기와 인적대응 병행 비화재보의 발생 화염감지기의 감도설정의 적정화
5. 각종 최첨단 기기
광전식분리형감지기
연기에 의한 감광을 이용한 감지기
송광부와 수광부를 5 ~ 10m의 감시거리를 두고 설치
광축이외의 부분에 연기가 발생한 경우에는 감지할 수 없음 (다른 높이에 광축을 직교해서 여러 개를 설치하는 등 신뢰성을
높이는 연구가 진행)
5. 각종 최첨단 기기
연기에 의한 감광을 이용한 감지기
5. 각종 최첨단 기기
화염감지기
적외선카메라를 중심으로 회전장치, 조정기, 원격 제어부로 구성 대상물로부터의 적외선을 검출하여 그 양에 해당하는 전기신호를 원격제어부로 송신하고 화재신호를 자동화재탐지설비로 보냄
5. 각종 최첨단 기기
방 수 총 장 치 시 스 템
구성 : 시스템제어판, 방수총 제어중계기, 방수총 원격조작판, 방수총 현지조작판 및 배관
공기보조가압식 노즐 사용, 전역을 방호할 수 있게 설계
방수총은 주사식 화재감지기(Scanning type fire detector)와 연동함 유효사거리 : 중거리 65m, 장거리 95m
Intelligent Fire Detection & Extinguishing System Full Auto Stand by System
5. 각종 최첨단 기기
5. 각종 최첨단 기기
이동식 스프링클러
건축구조물 화재의 소화설비 중 스프링클러 소화설비가 대단히 효과적임
아트륨에는 높이가 대단히 높기 때문에 이동식 스프링클러가 효과적임
화재 진압의 효율을 높이기 위하여 일정 거리까지 이동하여 화원에 접근 후 분무
5. 각종 최첨단 기기
5. 각종 최첨단 기기
5. 각종 최첨단 기기
5. 각종 최첨단 기기
이동식 스프링클러의 개념
헤드를 이동판에 설치하여 이동시키는 전체이동형 혹은 부분이동형
이동시키는 방법
신축방식 혹은 굴절방식 헤드분분의 면의 변환
화원에 대해서는 모든 각도에서 대응가능한 방식 다기능 방수형태
스프링클러헤드와 후렉시블노즐(소형다이아프램노즐 등) 병용방식
5. 각종 최첨단 기기
이동식 스프링클러의 개념
※ 안전성을 높이기 위한 방법으로 백업용으로 천정에 종래형의 고정식 헤드를 설치해 두고, 수평수관은 종래형, 수직수관은 후렉시블타입의 강관을 사용
승강형 : 상하로 스프링클러헤드의 설치면을 이동하는 방식 전체이동방식과 부분이동방식이 있음
상하좌우자유이동형 : 유압식으로 헤드면이 화원방향으로 자유자재로 이동하는 방식
※ 안정성을 높이기 위한 방법으로 백업용으로 천정면에 종래형의 헤드를 설치함
5. 각종 최첨단 기기
CCTV 시스템
감시와 방수총장치의 조작을 도와주는 목적으로 설치하며, 화재 감지시스템에 의한 화재신호 또는 방수총장치의 조작신호에 연동 하여 작동
연동카메라를 방수총본체에 설치하고 방수총의 회전에 연동하여 모니터수상기의 영상으로 해서 원격조작을 행할 수 있음
6. 앞으로의 과제
자연배연의 합리적 설계법
부력환기에 의한 자연배연을 전제로 하는 경우는 아트륨 내부의 중성대 위치를 할 수 있는 한 윗 쪽 방향으로 하는 것 이 실내로의 연기 확산영역을 적게 하는 것을 목적으로 함
6. 앞으로의 과제
가압배연의 타당성
실제의 화제 시에는 가압송풍으로 인하여, 외부 신선 공기의 유입에 의해 화염의 확대를 도와 줄 수 있음
송풍속도와 정압의 적정범위 등의 기술적인 데이터 축적이 필요
6. 앞으로의 과제
연기제어기술개발을 위한 예측수단의 개발
2층영역모델 : 연기제어기술을 검토하기 위한 모델로
화원으로부터의 발생한연기가 구획실 내에서 일시에 확산되어 축적되어지는 것을 가정한 모델
아트륨의 형상 및 공간구성이 복잡하기 때문에 이러한 모델로 연기의 전파 성상을 예측하는데 어려워 계속적인 연구의 개발 필요
6. 앞으로의 과제
일반공조와의 겸용배연
일반건축물에 있어서는 과거의 공조시스템이 이용되어짐 일반 공조 설비기술에 관계자들과 연계하여 이 부분에 대한 지속적인 연구가 이루어져야 함
발전방향
첨단 방재기술의 설치는 아트륨내의 화재로 인한 피해를 최소 화시킬 수 있다.
일정한 규모 이상의 경우에는 국제적으로 공인 받은 Software를 이용하여 Simulation한 결과로부터 화재에 대한 안전성이 평가 받은 경우나, 앞에서 제시한 첨단 방재기술을 설치한 경우에는 소방법에서 제시한 규제를 완화하는 방향으로 방화규정의 개정 이 절실히 필요하다.
