초등학교 1학년 학생의 일체형 방화셔터 비상문 개폐력 평가
Evaluation for Capability of the First-grade Elementary Students to Open the Emergency Door Integrated with the Fireproof Shutter
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Abstract
일체형 방화셔터에 설치된 비상문의 개폐력은 133N 이하로 국토교통부고시 제2015-212호 제5조(성능기준)에 명시되어 있다. 이는 용도별, 장소별에 따라 구분되어 있지 않고 모든 경우에 적용하고 있어 상대적으로 힘이 약한 초등학교 1학년의 경우에 적용상 문제점이 없는지에 대한 평가가 필요하다. 이에 n=500에 대한 초등학교 1학년 남녀학생을 대상으로 그 적정성 여부를 평가하였으며, 그 결과 일체형 방화셔터가 적용되는 초등학교의 경우에는 일체형 방화셔터에 설치된 비상문의 개폐력 부분에 있어 하향조정이 필요한 것으로 나타났다.
Trans Abstract
Door effort of emergency exit installed at integrated fire protecting shutter was stated by ministry directive subdivision 2015-212 of Article 5 (performance standard) less than 133N. The performance standard applied in all cases rather than use and location-specific conditions, so it is necessary to evaluate relatively for any problem to Gr.1 in elementary school, which has weak power. Evaluated for appropriateness of Gr.1 boys and girls in elementary school about n=500, the result in the case of the elementary school which has been applied integrated fire protecting shutter has shown the exit door needs downward regulation by door effort.
1. 서론
일체형 방화셔터는 비상문이 설치되어 있는 방화셔터로 불가피한 경우에 한해 지자체 허가를 받아 설치하도록 건축법에 규정하고 있지만 실제 현장에서는 공간 활용성의 이유로 영화관, 쇼핑몰 등 대형공간의 방화구획에 지나치게 많이 사용하고 있는 추세이다. 특히 일체형 방화셔터는 비상문을 포함하고 있어 추가로 방화문을 설치하지 않고 있으며, 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)에 비상문의 개폐력이 133N 이하로 규정되어 있다. 그러나 상기의 개폐력은 용도별, 장소별 등 차별적으로 적용되지 않고 모든 경우에 적용되고 있어 실제 화재 발생으로 인한 대피시 문제점을 가지고 있는 실정이다. 이에 본고에서는 상대적으로 힘이 약한 초등학교 1학년과 같이 어린 학생의 경우에 화재로 인한 혼돈의 상황에서 충분히 일체형 방화셔터에 장착된 비상문을 열고 탈출이 가능한지에 대한 적정성을 평가하고자 한다.
2. 일체형 방화셔터 관련 규정
일체형 방화셔터와 관련하여 국내에서는 건축법규와 소방법규에 설치기준 및 구조 등에 관한 사항이 기술되어 있으며, 공간의 활용이라는 측면에서 대공간의 대형화재구획설비로 많이 사용되고 있다. 그러나 국외에서는 국내와는 달리 일체형 방화셔터에 대한 화재안전에 대한 인식이 충분하지 않아 일체형 방화셔터 만을 사용하지 않고 부득이한 경우에 한해 방화문과 동시에 설치하도록 되어 있는 경우가 대부분이다.
2.1 국내 일체형 방화셔터 관련 규정
2.1.1 소방법규
일체형 방화셔터를 포함하는 방화구획에 대해 소방법규에서는 화재예방, 소방시설 설치 · 유지 및 안전관리에 관한 법률 제11조, 동법 시행령 제17조에 규정되어 있다.
기존 부분과 증축 부분이 내화구조로 된 바닥과 벽으로 구획된 경우(소방시설 설치 유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 제17조).
기존 부분과 증축 부분이 갑종 방화문(자동 방화셔터 포함)으로 구획되어 있는 경우.
2.1.2 건축법규
일체형 방화셔터를 포함하는 방화구획에 관한 건축법규는 건축법 제49조, 동법 시행령 제46조, 건축물의 피난 · 방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제14조, 제26조에 명시되어 있다.
건축법 제49조(건축물의 피난시설 및 용도제한 등) 대통령령이 정하는 용도 및 규모의 건축물과 그 대지에는 국토교통부령이 정하는 바에 의하여 방화구획을 설치하도록 명시되어 있음.
건축법 시행령 제46조(방화구획의 설치)에 따라 주요 구조부가 내화구조 또는 불연 재료로 된 건축물로서 연면적이 1,000m2 을 넘는 건축물로 명시되어 있음.
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국토교통부령 제238호 건축물의 피난방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제14조(방화구획의 설치기준) 및 제26조(방화문의 구조)에서 규정.
- 방화문의 성능은 건축물의 피난 · 방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제14조에서는 방화구획의 사용 및 설치기준에 대해 규정(면적, 층, 구조 등)하고 있음.
- 방화문의 성능은 건축물의 피난 · 방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제26조에서 “영 제64조에 따른 갑종방화문 및 을종방화문은 국토교통부장관이 정하여 고시하는 시험기준에 따라 갑종방화문은 비차열 1시간 이상 및 차열 30분 이상(영 제46조제4항에 따라 아파트 발코니에 설치하는 대피공간의 갑종방화문만 해당)의 성능이 확보되어야 한다. 을종방화문은 비차열 30분 이상의 성능을 확보할 것”으로 규정되어 있음.
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국토교통부 고시 제2015-212호 자동방화셔터 및 방화문의 기준에 의하면 제2조에 일체형 자동방화셔터(방화셔터의 일부에 피난을 위한 출입구가 설치된 셔터를 말함)에 대한 정의가 있으며, 제3조(갑종방화문으로부터 3미터 이내의 별도설치, 다만 일체형 셔터의 경우에는 갑종방화문을 설치하지 아니할 수 있다.)에 설치위치, 제4조에 셔터의 구성, 제5조에 성능기준에 대해 규정하고 있음.
- 일체형 방화셔터의 사용은 2005년 7월 27일 건설교통부 고시 제2005-232호를 통해 처음으로 허용됨.
2.2 국외 일체형 방화셔터 관련 규정
국외에서는 국내와는 달리 일체형 방화셔터에 대한 화재안전성을 인정하고 있지 않아 대부분 사용하고 있지 않은 실정이다. 미국의 NFPA 101 (2015)와 IBC (2015), 호주의 NCC (2011), 뉴질랜드의 NZBC (2004), 홍콩의 Code of Practice for Fire Safety in Buildings 2011과 같은 화재선진국의 각종 규정에서도 일체형 방화셔터에 대한 언급은 없다. 단, 싱가폴의 Fire Code 2013과 영국의 BS 9999(2008)에 셔터와 일체형 방화셔터의 비상문에 해당하는 wicket door에 대한 언급이 존재하지만 BS 9999에서는 상급위험도가 있는 지역에서는 피난로로 인정되지 않는 등 기본적으로 사용이 금지되어 있는 실정이다.
개폐력에 대해서도 기본적으로 방화문에 대한 개페력만을 기술하고 있으며, 미국의 경우 NFPA와 IBC 모두 동일하게 피난문 걸쇠를 풀 때 67N 이하, 피난문을 움직일 때 133N 이하, 도어 클로저가 없는 문 열 때 22N 이하로 규정하고 있다. 호주의 NCC의 경우에는 방화문 개폐력에 대한 언급이 없으며, 다만 의료시설에서 sliding door를 사용할 수 없는데 개폐력이 110N 이하인 경우 sliding door를 사용할 수 있다고 기술하고 있다. 뉴질랜드 NZBC에는 미국과 유사하게 피난문 걸쇠를 풀 때 67N 이하, 피난문을 움직일 때 133N 이하로 규정하고 있다. 특히 영국과 싱가폴의 경우에는 문 개방각도에 따라 규정하고 있다. 영국은 BS 8300 (2009)에 따라 장애인시설 문개폐력은 “0~30°에서 30N 이하”, “30~60°에서 22.5N 이하”에 따라 규정하고 있으며, 싱가폴은 “0°에서 30N 이하”, “30°에서 20N 이하”로 규정하고 있다.
3. 개폐력 및 피난특성 실험방법
3.1 초등학교 1학년 학생의 개폐력 측정
초등학교 1학년 남녀학생의 개폐력 측정을 위해 충북 청주시 초등학교에서 1개 그룹의 인원이 100명인 그룹 5개의 총500명에 대해 Fig. 1.의 IMADA사 push-pull scale을 사용하여 Fig. 2.와 같이 최대한 콘크리트 벽체에 수직으로 위치한 상태에서 측정 대상자 본인의 최대힘으로 밀어 개폐력을 측정하였다. 개폐력은 각 개인별 3회 측정하여 최고값으로 하였다.
IMADA Push-Pull Scale.
Tests of Power to Open.
그룹별 남녀학생 비율은 Group-1(n=100)은 남자 55명, 여자 45명, Group-2(n=100)는 남자 52명, 여자 48명, Group-3(n=100)는 남자 54명, 여자 46명, Group-4(n=100)는 남자 50명, 여자 50명, Group-5(n=100)는 남자 54명, 여자 46명으로 구성하였다.
3.2 설치된 일체형 방화셔터 비상문 개폐력 측정
초등학교에 설치된 일체형 방화셔터 비상문의 개페력 측정을 위해 3.1절에서 초등학생의 개폐력을 측정한 IMADA사의 push-pull scale을 사용하였다. 측정대상은 각 그룹(5개)이 소속되어 있는 학교(5개)별로 임의의 일체형 방화셔터 1개를 선택하여 측정하였으며, 측정부위는 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2(m), 개폐구 끝단에서 0.1(m)이내에서 100회씩 측정하였다.
4. 개폐력 측정결과 및 분석
4.1 통계학적 분석
4.1.1 정규성 검정
전체 자료의 정규성 검정을 위해 Fig. 4.와 같이QQ-Plot을 그려본 결과 500개 전체 자료, 남학생 그리고 여학생 모두 직선의 형태로 나타나 초등학교 1학년 학생의 자료는 정규성을 만족한다고 볼 수 있다. Fig. 4.에서 x축은 표본 데이터로부터의 사분위수를, y축은 표준정규분포의 사분위수를 의미한다.
QQ-Plot.
4.1.2 그룹별 단순 평균값 및 학생 성별에 따른 개폐력 차이 검정
■ 가설-1
귀무가설 : 남학생, 여학생 개폐력 차이 없다
대립가설 : 남학생 힘이 여학생보다 세다
Table 1 에서와 같이 Group-1(n=100, 학교 1) 55명의 남학생의 개폐력 평균값은 103.84(N), 45명의 여학생은 75.29(N)로 나타났으며 P-VALUE < 0.001 이므로 유의수준 0.05하에서 상기 가설-1의 귀무가설을 기각할 수 있으며 이에 따라 남학생의 개폐력이 여학생의 개폐력보다 더 크다고 할 충분한 근거를 얻었다. 성별에 따른 개폐력의 차이는 유의미한 수준으로 나타났다. Group-2(n=100, 학교 2)에서 52명의 남학생의 개폐력 평균값은 95.19(N), 48명의 여학생은 83.35(N)로 나타났으며 P-VALUE = 0.031로 Group-1과 같이 유의수준 0.05하에서 상기 가설-1의 귀무가설을 기각할 수 있으며 이에 따라 남학생의 개폐력이 여학생의 개폐력보다 더 크다고 할 충분한 근거를 얻었으며 이는 성별에 따른 개폐력의 차이가 유의미함을 나타낸다.
The Power to Open for First Grader at Elementary School.
Group-3(n=100, 학교 3)에서 54명의 남학생의 개폐력 평균값은 106.50(N), 46명의 여학생은 82.39(N)로 나타났으며 Group-1, 2와 동일하게 성별에 따른 개폐력의 차이는 유의미한 수준으로 나타났다.
Group-5(n=100, 학교 5)에서 54명의 남학생의 개폐력 평균값은 97.87(N), 46명의 여학생은 71.37(N)로 나타났으며 Group-1, 2, 3과 동일하게 성별에 따른 개폐력의 차이는 유의미한 수준으로 나타났다.
다만 Group-4(n=100, 학교 4)에서 50명의 남학생의 개폐력 평균값은 93.86(N), 50명의 여학생은 86.32(N)로 나타났으며, P-VALUE = 0.187로 귀무가설을 기각할 수 없으므로 남학생과 여학생의 힘 차이가 없는 것으로 분석되었다.
4.1.3 학교별 평균차에 대한 검증
■ 가설-2
귀무가설 : 학교별 학생들의 힘의 평균은 같다
대립가설 : 귀무가설의 부정
Table 2.에서와 같이 Group-1~5 총500명에 대한 분산분석 결과 P-VALUE = 0.277이므로 귀무가설을 기각할 수 없다. 이는 Group(학교)에 따른 개폐력의 차이가 나타나지 않음을 의미하며, 따라서 다섯 군데의 학교에 따른 학생들의 개폐력에는 차이가 없는 것으로 나타났다.
Variance Analysis Table.
4.1.4 초등학교 1학년 학생의 개폐력 가설 검정
현재 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)에서 고시하고 있는 안전문을 열 수 있는 최소힘인 133N에 대하여 5개소 그룹(학교)에서 생활하는 학생들이 일체형 방화문의 비상문을 열 수 있는지에 대해 가설검정을 시행하였다. 현재 적용되고 있는 비상문을 열기 위해 필요로 하는 최소한의 힘인 133N이 너무 크다고 생각하여 학생들의 힘은 133N보다 작을 것으로 대립가설을 세우고 유의수준 5%에서 검정하였다.
■ 가설-3
귀무가설 : 학생들의 개폐력은 133N 이상이다
대립가설 : 학생들의 개폐력은 133N 미만이다
검정결과, Table 3.에서와 같이 5개 그룹에서 모두 P-VALUE < 0.001 로 귀무가설 “학생들의 개폐력은 133N 이상이다”를 기각할 수 있는 충분한 근거를 얻을 수 있었다. 이에 따라 현재 시행되고 있는 133N은 우리 초등학교 1학년 학생들에게는 높은 수치라고 판단할 수 있으며, 좀 더 다양한 관측을 통해 합리적인 값의 도출이 필요할 것으로 판단된다.
Independent Schools by Gender Test Results.
4.2 RANGE(최대, 최소값)에 따른 분석
Fig. 5.~6.에서와 같이 Group-1(n=100) 개폐력 측정결과에서는 남학생의 개폐력이 63~184(N) 범위로 평균 104(N)로 나타났으며, 여학생의 경우에는 남학생보다 평균 약 29(N) 낮은 25~137(N)로 평균 75(N)로 측정되었다. 남학생과 여학생 개폐력 최소값과의 차이가 34(N), 최대값과의 차이가 47(N)이며, 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)를 초과하는 남학생은 11명으로 20%, 여학생은 2명으로 약 4.5% 정도가 해당하여, 이는 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 남학생이 80%, 여학생은 95.5% 수준으로 전체학생을 대상으로 약 87%가 일체형 방화셔터의 비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Distribution Chart of Power.
Test Result of Power to Open.
Group-2(n=100) 개폐력 측정 결과에서는 남학생의 개폐력이 60~158(N) 범위로 평균 95(N)로 나타났으며, 여학생의 경우에는 남학생보다 평균 약 12(N) 낮은 31~142(N)로 평균 83(N)로 측정되었다. 남학생과 여학생 개폐력 최소값과의 차이가 29(N), 최대값과의 차이가 16(N)이며, 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)를 초과하는 남학생은 5명으로 약 10%에 해당하며, 여학생은 2명으로 약 4% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이는 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 남학생이 90%, 여학생은 96% 수준으로 전체학생을 대상으로 약 93%가 일체형 방화셔터의 비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-3(n=100) 개폐력 측정결과에서는 남학생의 개폐력이 69~151(N) 범위로 평균 107(N)로 나타났으며, 여학생의 경우에는 남학생보다 평균 25(N) 낮은 33~154(N)로 평균 82(N)로 측정되었다. 남학생과 여학생 개폐력 최소값과의 차이가 36(N), 최대값과의 차이가 3(N)이며, 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)를 초과하는 남학생은 14명으로 약 26%에 해당하며, 여학생은 4명으로 약 9% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이는 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 남학생이 74%, 여학생은 91% 수준으로 전체학생을 대상으로 약 82%가 일체형 방화셔터의 비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-4(n=100) 개폐력 측정결과에서는 남학생의 개폐력이 67~177(N) 범위로 평균 94(N)로 나타났으며, 여학생의 경우에는 남학생보다 평균 약 8(N) 낮은 33~163(N)로 평균 86(N)로 측정되었다. 남학생과 여학생 개폐력 최소값과의 차이가 34(N), 최대값과의 차이가 14(N)이며, 국토부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)를 초과하는 남학생은 6명으로 약 12%에 해당하며, 여학생은 2명으로 약 4% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이는 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 남학생이 88%, 여학생은 96% 수준으로 전체학생을 대상으로 약 92%가 일체형 방화셔터의 비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-5(n=100) 개폐력 측정결과에서는 남학생의 개폐력이 67~186(N) 범위로 평균 98(N)로 나타났으며, 여학생의 경우에는 남학생보다 평균 약 27(N) 낮은 32~166(N)로 평균 71(N)로 측정되었다. 남학생과 여학생 개폐력 최소값과의 차이가 35(N), 최대값과의 차이가 20(N)이며, 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)를 초과하는 남학생은 7명으로 약 12%에 해당하며, 여학생은 3명으로 약 4% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이는 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 남학생이 88%, 여학생은 96% 수준으로 전체학생을 대상으로 약 90%가 일체형 방화셔터의 비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-1~5 총500명에 대한 개폐력 측정결과를 분석해 보면 남학생(n=265)의 개폐력이 60~186(N), 여학생(n=235)의 경우에는 25~166(N)로 측정되었다. 이는 남학생과 여학생 개폐력 최소값 차가 35(N)이며 최대값 차는 20(N), 평균값으로는 남학생이 99(N), 여학생이 80(N)으로 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)에 비해 평균값은 남학생은 약 75% 수준, 여학생은 60% 수준으로 분석되었다. 국토교통부 고시 기준 133(N) 기준 대비 남학생의 최소값은 약 45%, 여학생은 약 19% 수준으로 분석되어 남학생에 비해 여학생의 개폐력 만족 정도가 심각한 수준으로 저하되는 것으로 나타났다.
4.3 일체형 방화셔터 비상문 실제 개폐력 측정값을 고려한 분석
Group-1(n=100) 남학생, 여학생의 개폐력을 측정한 곳에서 무작위로 실제 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2 m에서 측정하였다. Fig. 7.에서와 같이 측정결과는 Group-open-1 (n=100) 40~96(N)로 평균 58(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 측정범위는 30~72(%), 평균은 44% 수준에 해당하는 것으로 나타났다. 상기의 결과값 중, 열악한 수준값으로 볼 수 있는 최소값 40(N)을 기준으로 하였을 경우 Group-1에서 최소값 40(N)을 초과하는 남학생은 55명으로 100%, 여학생은 38명으로 약 84% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이를 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 학생은 여학생에서만 7명으로 약 16% 수준으로 Group-1 전체학생을 대상으로 약 7%가 일체형 방화셔터의비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Test Result of Power to Open the Emergency Door.
Group-2(n=100) 남학생, 여학생의 개폐력을 측정한 곳에서 무작위로 실제 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2 m에서 측정하였다. 측정결과는 Group-open-2 (n=100) 33~85(N)로 평균 54(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 측정범위는 25~64(%), 평균은 41%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 상기의 결과값 중, 최소값 33(N)을 기준으로 하였을 경우 Group-2에서 최소값 33(N)을 초과하는 남학생은 52명으로 100%, 여학생은 46명으로 약 96% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이를 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 학생은 여학생에서만 2명으로 약 4% 수준으로 Group-2 전체학생을 대상으로 약 2%가 일체형 방화셔터의비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-3(n=100) 남학생, 여학생의 개폐력을 측정한 곳에서 무작위로 실제 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2 m에서 측정하였다. 측정결과는 Group-open-3 (n=100) 37~81(N)로 평균 55(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 측정범위는 28~61(%), 평균은 41%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 상기의 결과값 중, 최소값 37(N)을 기준으로 하였을 경우 Group-3에서 최소값 37(N)을 초과하는 남학생은 54명으로 100%, 여학생은 44명으로 약 96% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이를 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 학생은 여학생에서만 2명으로 약 4% 수준으로 Group-3 전체학생을 대상으로 약 2%가 일체형 방화셔터의비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-4(n=100) 남학생, 여학생의 개폐력을 측정한 곳에서 무작위로 실제 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2 m에서 측정하였다. 측정결과는 Group-open-4 (n=100) 43~84(N)로 평균 60(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 측정범위는 32~63(%), 평균은 45%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 상기의 결과값 중, 최소값 43(N)을 기준으로 하였을 경우 Group-4에서 최소값 43(N)을 초과하는 남학생은 50명으로 100%, 여학생은 46명으로 약 92% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이를 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 학생은 여학생에서만 4명으로 약 8% 수준으로 Group-3 전체학생을 대상으로 약 4%가 일체형 방화셔터의비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
Group-5(n=100) 남학생, 여학생의 개폐력을 측정한 곳에서 무작위로 실제 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 비상문 하부바닥에서 높이 0.9~1.2 m에서 측정하였다. 측정결과는 Group-open-5 (n=100) 38~88(N)로 평균 63(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 측정범위는 29~66(%), 평균은 약 47%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 상기의 결과값 중, 최소값 38(N)을 기준으로 하였을 경우 Group-5에서 최소값 38(N)을 초과하는 남학생은 54명으로 100%, 여학생은 40명으로 약 87% 정도가 해당하는 것으로 나타났다. 이를 수치상으로만 고려하였을 때 비상문 개폐가 불가능한 학생은 여학생에서만 6명으로 약 13% 수준으로 Group-3 전체학생을 대상으로 약 6%가 일체형 방화셔터의비상문 개폐가 불가능한 수준으로 볼 수 있다.
실제 5개 학교에 설치되어 있는 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 측정한 Group-open-1~5의 총 500개소 측정결과, 개폐를 위해 필요한 힘은 33~96(N)로 평균 55(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 25~72(%), 평균은 41%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 초등학교 1학년 학생들의 최소한의 대피안전성을 확보 가능한 최소값인 33(N)을 기준으로 보았을 경우, 이 값을 초과하는 남학생은 265명(총원 265명)으로 모두 만족하나, 여학생의 경우에는 223명(총원 235명)으로 약 95%만 초과하고 12명인 약 5%는 만족하지 못하는 것으로 나타났다.
4.4 초등학교 1학년 학생의 실제 피난특성 분석
개폐력과는 별개로 일체형 방화셔터를 작동시켜 놓은 상황에서 초등학교 1학년 학생 100명의 비상문 개폐 후 탈출시험을 통해 피난 특성을 평가하였다. 그 결과 Table 4.에서와 같이 남학생 55명 중 1명(1.8%)이, 여학생 45명 중 5명(11.1%), 총 100명 중 6명(6%)이 일체형 방화셔터에 설치된 비상문을 열고 탈출하지 못하는 결과를 보여 향후 이에 대한 조정이 필요할 것으로 판단된다. 이 결과값은 본고 4.3 일체형 방화셔터 비상문 실제 개폐력과 초등학교 1학년 학생의 힘을 측정한 결과간의 분석과 유사하게 여학생 전체에서 약 5%가 실제 측정한 일체형 방화문 비상문의 개폐를 위한 최소값에 미치지 못한 것으로 나타났다.
Test Result of Escaping.
5. 결론
상기의 연구결과에서와 같이 초등학교 1학년 학생들에게는 133(N)이라는 힘은 버거운 것이 사실이며, 특히 화재가 발생하여 검은 연기로 앞이 분간하기 어렵고 호흡이 곤란한 혼돈의 상황에서는 어려움이 더욱 클 것으로 판단된다. 우리의 사랑스럽고 소중한 아이들의 안전을 위한다면 일률적인 법의 적용보다는 대상에 따른 세심한 기준값의 적용이 무엇보다도 필요할 것으로 생각된다.
통계학적 분석 : 전체 자료의 정규성 검정을 위해 QQ-PLOT을 그려본 결과 500개 전체 자료,남학생 그리고 여학생 모두 직선의 형태로 나타나 초등학교 1학년 학생의 자료는 정규성을 만족한다고 볼 수 있다. 검정결과, 유의수준 0.05 하에서 귀무가설인 “학생들의 개폐력은 133N 이상이다”를 기각할 수 있는 충분한 근거를 얻을 수 있었다. 이에 따라 현재 시행되고 있는 133N은 우리 초등학교 1학년 학생들에게는 높은 수치라고 판단할 수 있으며, 좀 더 다양한 관측을 통해 합리적인 값의 도출이 필요할 것으로 판단된다.
Range(최대, 최소값)에 따른 분석 : Group-1~5 총500명에 대한 개폐력 측정결과를 분석해 보면 남학생(n=265)의 개폐력이 60~186(N), 여학생(n=235)의 경우에는 25~166(N)로 측정되었다. 이는 남학생과 여학생 개폐력 최소값 차가 35(N)이며 최대값 차는 20(N), 평균값으로는 남학생이 99(N), 여학생이 80(N)으로 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)에 비해 평균값은 남학생은 약 75% 수준, 여학생은 60% 수준으로 분석되었다. 국토교통부 고시 기준 133(N) 기준 대비 남학생의 최소값은 약 45%, 여학생은 약 19% 수준으로 분석되어 남학생에 비해 여학생의 개폐력 만족 정도가 심각한 수준으로 저하되는 것으로 나타났다.
일체형 방화셔터 비상문 실제 개폐력 측정값을 고려한 분석 : 실제 5개 학교에 설치되어 있는 일체형 방화셔터의 비상문의 개폐력을 측정한 Group-open-1~5의 총 500개소 측정결과, 개폐를 위해 필요한 힘은 33~96(N)로 평균 55(N)로 측정되었다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 기준으로 하였을 경우 25~72(%), 평균은 41%수준에 해당하는 것으로 나타났다. 초등학교 1학년 학생들의 최소한의 대피안전성을 확보 가능한 최소값인 33(N)을 기준으로 보았을 경우, 이 값을 초과하는 남학생은 265명(총원 265명)으로 모두 만족하나, 여학생의 경우에는 223명(총원 235명)으로 약 95%만 초과하고 12명인 약 5%는 만족하지 못하는 것으로 나타났다.
초등학교 1학년 학생의 실제 피난특성 분석 : 개폐력과는 별개로 일체형 방화셔터를 작동시켜 놓은 상황에서 초등학교 1학년 학생 100명의 비상문 개폐 후 탈출시험을 통해 피난 특성을 평가하였다. 그 결과 남학생 55명 중 1명(1.8%)이, 여학생 45명 중 5명(11.1%), 총 100명 중 6명(6%)이 일체형 방화셔터에 설치된 비상문을 열고 탈출하지 못하는 결과를 보여 향후 이에 대한 조정이 필요할 것으로 판단된다.
최종결론 : 본 연구를 위해 측정한 개폐력에 대한 데이터는 QQ-Plot 분석결과 정규성을 보이고 있어 데이터로서의 활용이 가능하며, 분석결과 국토교통부 고시에서 제시하고 있는 133N의 힘은 우리의 사랑스럽고 소중한 초등학교 1학년 학생들에게는 단순 수치상의 계산만으로도 부담이 되는 수준으로 판단된다. 특히 실제 개폐력을 측정하고 이를 반영하여 분석한 결과에서도 힘이 약한 여학생의 경우에 약 5%에 해당하는 12명(총원 235명)이 실제 측정한 일체형 방화셔터의 최소값인 33(N)을 초과하지 못하는 결과를 보이고 있어 이에 대한 조정이 필요할 것으로 판단된다. 국토교통부 고시 제2015-212호 제5조(성능기준)의 비상문 개폐력 133(N)을 모든 경우에 적용하기 보다는 피난약자가 거주하는 그리고 제연설비 등의 적용여부에 따라 세심한 기준값의 적용이 필요하다고 생각한다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 도시건축연구사업의 연구비지원(과제번호#16AUDP-B100356-02)에 의해 수행되었습니다.