소방공무원 인식조사를 통한 필로티 건축물 화재진압 연구
Study on Fire Suppression of Piloti Architecture Based on a Perception Survey of Fire Officials
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Abstract
본 연구는 화재사례 분석과 선행연구 분석, 소방공무원의 인식조사를 통해 필로티 건축물의 화재 위험성 분석을 바탕으로 효과적인 필로티 건축물의 화재진압 방안을 제안하는 데 목적이 있다. 필로티 건축물은 가연성 건축자재 사용으로 급격한 연소 확대의 위험성이 있으며, 지상 출입구는 화염으로 피난 기능을 상실할 수 있다. 연구의 결과 필로티 건축물 화재진압 방안으로 첫째, 돌진관창과 셀라관창을 활용하고, 소화볼과 열화상카메라를 활용한다. 둘째, 3인조법과 4인조법을 활용하여 화재를 진압한다. 셋째, 4차산업 기반 화재진압 전술로 소방드론과 소방로봇을 사용하여 화재진압한다.
Trans Abstract
This study aims to propose an effective fire suppression strategy for piloti buildings based on the fire hazard analysis of piloti building fires, analysis of prior research, and a perception survey of fire officials. The use of combustible building materials in piloti architecture poses a risk of rapid combustion, which may cause ground entrances to lose their evacuation function because of flames. Based on the results of this study, piercing applicators and cellar nozzles were suitable for use as a fire extinguishing strategy in pilotis with the aid of fireballs and thermal imaging cameras. Secondly, trios and quadruples were used to extinguish fires. Thirdly, fire suppression strategies based on the fourth industrial revolution, such as fire drones and fire robots, were used to extinguish fires.
1. 서 론
최근 들어 도시지역에 필로티(pilotis) 건축물이 지속적으로 증가해왔다. 필로티 건축물은 도심 주거지에서 일조량 부족과 사생활 침해 등의 불편함으로 1층을 기피하고, 더 나은 조망권 확보를 원하는 거주자의 선호를 반영하고 있다. 또한 다세대⋅다가구 주택의 1층 주차장 설치 의무화제도가 2000년대에 시행되어 시공 편의, 경제성 등 건축주의 선호에 따라 필로티 건축물이 우후죽순 등장하게 되었다(Choi, 2018). 2017년 국토교통부 지역별 필로티 건축물 추정현황에 따르면, 국내 필로티 추정 건축물은 23만 6,810동으로 20만여 동이 아파트, 빌라 등 주거용으로 85%를 차지한다.
필로티 건축물은 외벽 없이 1층을 기둥으로 지탱하고 그 공간을 주차장으로 사용할 수 있어 주차 문제 해결을 위해 주로 활용하고 있다. 필로티 구조의 주차장은 시공이 간편하고 사방이 개방된 구조이기 때문에 쾌적한 공간으로 활용을 할 수 있다는 장점이 있다. 주차장 용도 외에도 재활용 분리 시설, 커뮤니티 공간, 자전거 보관, 보행통로 등으로 활용되고 있다. 이러한 필로티 건축물은 경제성⋅활용성 등 많은 장점이 있지만, 불특정 다수인의 출입이 가능한 구조이기 때문에 방화범죄가 발생하거나 행인이 버린 담배꽁초 등에 의해 주차된 차량이나 재활용 분리 시설에서 화재가 발생하는 등 위험에 노출되어 있다. 특히, 2019년 이전 필로티 건축물은 가연성 단열재와 드라이비트(Dryvit)의 외벽 마감 공법이 사용되어 화재에 더욱 취약하다.
필로티 건축물 대부분은 한 곳을 통해 출입이 가능한 구조로 필로티 공간에서 화재 발생 시 지상 대피가 불가능하다. 높은 열 방출량을 가진 차량과 천장 단열재로 인해 발열량이 많고, 연료 지배형 화재의 형태를 보이며, 외부 바람의 영향을 많이 받는 구조로 화염의 확산 속도 또한 빠르다. 또한, 계단이나 엘리베이터 등이 굴뚝 같은 역할을 할 수도 있어 화염과 연기가 상층부로 급속히 확산할 수 있는 구조이다. 이러한 필로티 건축물의 대표적 화재사례로 2015년 의정부 대봉그린아파트 화재, 2017년 제천 스포츠센터 화재, 2022년 청주 산부인과 화재가 있다.
이와 같은 화재 사고의 발생으로 필로티 건축물의 화재 위험성이 대두된 이후, 법령개정 및 정책적 제도 강화로 신규 필로티 건축물에 대한 안전성은 어느 정도 확보되고 있으나 2019년 이전에 건축된 기존 필로티 건축물들은 상기 화재사례와 같이 국민의 안전권을 위협하고 있다.
지금까지의 필로티 건축물에 관한 연구는 건축 구조적 특성과 화재 위험성 분석 연구가 중심을 이루고 있다(Choi and Choi, 2016; Hwang and Kwon, 2017; Han et al., 2018; Lee and Kwon, 2019; Kim et al., 2020; Kim et al., 2022). 그러나 필로티 건축물에서 화재가 발생할 때 신속하게 인명을 구조하고 화재를 진압하여 인명피해와 재산피해를 최소화할 수 있는 화재진압에 관한 연구는 거의 찾아볼 수 없다.
필로티 건축물에서의 화재는 산소의 원활한 공급이라는 구조적 특징으로 인해 단시간의 연소 확대를 일으킨다. 주 출입구가 필로티 1층에 설치되어 있어 비상구가 사전에 확보되지 않으면 재실자의 대피에 어려움이 발생해 막대한 인명피해가 예상된다는 점 또한 간과해서는 안 될 문제이다. 이처럼, 다양한 문제를 내포하고 있는 필로티 건축물의 화재진압 방법에 관한 연구는 인명 및 재산피해의 방지를 위해 하루빨리 시행되어야 한다.
따라서, 본 연구는 화재사례 분석과 선행연구 분석, 소방공무원의 인식조사를 통해 필로티 건축물의 화재 위험성 분석을 바탕으로 효과적인 필로티 건축물의 화재진압방안을 제안하는 데 목적이 있다.
2. 필로티 건축물의 화재 위험성 검토
2.1 연소확대의 위험성
2.1.1 가연성 건축자재의 위험성
필로티 건축물은 다양한 화재 위험성을 가지고 있는데, 그중 가연성 건축자재의 사용은 급격한 연소 확대를 일으킬 수 있다. 현재는 관련 법령의 개정으로 많은 부분이 개선되고 있지만, 과거에 지어진 필로티 건축물에서는 건축비 절감을 위해 드라이비트 외벽 마감재를 사용해 화재 시 발열량을 높이고 화염의 확산 속도를 증가시켜 많은 재산 및 인명피해가 발생하기도 하였다. 또한 필로티 반자와 천장 사이 보온재료로 가연성 단열재(EPS)를 이용하고, 반자 마감재를 사용함에도 가연성 소재인 열경화성수지 천장재(SMC)를 많이 사용해왔다. 이처럼 가연성 건축자재의 사용은 급격한 연소 확대를 일으켜 필로티 건축물의 화재 위험성을 증가하게 한다. 또한 필로티 건축물은 1층이 개방된 구조로 화재가 발생하면 텅 빈 공간이 공기유입구로 변해 외부 공기가 쉽게 유입된다. 이처럼 대량의 산소공급원은 실내공간에서 발생한 화재에 비해 급격한 연소 확대를 일으키는 원인이 되어, 필로티 건축물의 화재위험을 더욱 크게 만든다(Kim et al., 2020).
2.1.2 차량화재 위험성
필로티 건축물에서 필로티 층은 공용공간으로 주차장, 통행로, 자전거 보관소, 재활용 분리수거함 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 그중에서도 가장 많이 사용되는 용도는 바로 주차장이다. 우리나라에서 필로티 건축물이 이렇게 많이 지어지게 된 이유도 지상 1층에 주차공간을 확보할 수 있는 필로티 건축물의 장점 때문일 것이다. 하지만 이러한 장점이 화재가 발생하면 위험한 단점이 되기도 한다.
차량은 발열량이 많아 연료를 제거한 실물 차량 화재실험에서도 최대 발열량이 3.4~4.9 MW까지 올라가는 것으로 확인되었다. 성인용 침대 매트리스 1개의 발열량이 1 MW인 것을 고려하면 상당한 발열량을 가지고 있다고 볼 수 있다. 만약 차량의 연료를 제거하지 않은 상태였다면 더 많은 발열량이 검출되었을 것이다. 또한 차량 화재는 차량의 특성상 진화가 곤란하고 휘발유 또는 LPG와 같은 연료로 가득하여서 폭발의 위험성도 내포하고 있다. 차량은 수많은 부품으로 구성되어 있으며, 배터리로부터 연결된 전원은 상시 충전되어 있고, 차량 대부분 기능이 자동으로 제어되고 있는 관계로 전기에 의한 화재가 우려된다(Choi and Choi, 2016).
2.1.3 소방시설 부재로 인한 화재위험
현재는 강화된 필로티 건축물 관련 법령에 따라 필로티 건축물에 스프링클러 및 방화유리창 등이 설치되고 있으나, 법령개정 이전에 지어진 필로티 건축물에는 스프링클러 등 소방설비의 부재로 화재 발생 시 초기진화에 실패하여 순식간에 연소 확대가 이루어지는 상황이 발생하였다. 이처럼 적합한 소방설비가 제대로 갖춰지지 않은 필로티 건축물은 언제나 화재위험이 있다(An et al., 2020).
2.2 다수 인명피해 위험
2.2.1 지상 출입구 피난구 기능 상실
필로티 층에서 화재가 발생하면, 유일한 피난구인 지상 출입구는 화염으로 피난 기능을 상실할 수 있으며 다수 인명피해가 발생할 수 있다. 현재는 필로티 건축물의 지상 출입구 외부 설치 등 방화구획 기준이 강화되었으나, 법령개정 이전에 지어진 필로티 건축물은 그대로 방치되어 있다. 이는 지상으로 대피하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 출입구와 연결된 계단이 화염과 연기가 이동하는 굴뚝효과로 상층부까지 많은 인명피해를 발생하게 한다(Kim, 2021).
2.2.2 화재진압 및 소방활동 공간협소
필로티 건축물에 많은 인명피해가 발생하는 또 다른 이유는 화재진압 및 구조활동 공간의 협소이다. 화재 발생 시 인명피해 여부를 결정하는 중요한 요소가 적절한 소방력과 장비, 대응 전술일 것이다. 하지만 필로티 건축물 중 상당수는 주택가 밀집 지역 골목 안에 위치한다. 따라서 사다리차와 같은 대형 소방차량이 진입하는 데 어려움이 있고, 화재 초기에 다방면으로 충분한 소방력을 투입하여 신속한 구조활동을 펼치기에도 어려움이 있다.
2.2.3 불특정 다수에 의한 화재위험
필로티는 사방이 개방되어 일반인도 필로티를 통한 통행이 가능하다. 그러기 때문에 방화⋅실화 등의 화재위험에 항상 노출되어 있다. 소방청 국가화재 정보시스템 통계에 따르면 지난 2021년 화재 발생 36,267건 중 건축구조물(주거용) 화재가 10,005건으로 전체 화재발생 중 27.6%를 차지했으며, 이중 부주의 5,037건 50.3%, 방화 및 방화의심 283건 2.8%, 전기적 요인 2,838건 28.4%가 발생했다(National Fire Agency, 2021).
통계에서 알 수 있듯이 실화 및 방화가 차지하는 비율이 53.1%에 달해 사회구조에서 발생하는 화재가 상대적으로 높음을 알 수 있다. 방화의 경우 장난에 의한 것과 계획적, 사회적 관심 유발 등 다양한 양상에서 발생되는 것으로 보인다. 실화의 경우는 그 원인이 다양하여 딱히 어떠한 원인을 꼽기는 어렵다. 그러나 필로티 공간은 대중의 시선을 피하기 좋은 공간으로, 이러한 장소를 이용하기 좋아하는 이들에 의한 담배꽁초 투기와 같은 불씨의 유입이 그 대표적인 예일 것이다(Choi and Choi, 2016).
2.3 필로티 건축물 화재사례 분석
2.3.1 화재발생 개요
2022년 3월 29일 화요일 오전 10시 09분경 충청북도 청주시 사창동 소재 지상 10층, 지하 1층 건물인 산부인과 1층 필로티 주차장 천장에서 전기적 요인으로 화재가 발생했다. 화재 발생 전 3월 24일부터 3월 25일까지 이틀간 신관 1층 필로티 주차장 천장 수도 배관에 열선 설치작업이 있었으며, 화재 발생 당일 9시 46분경 병원 시설과장이 콘센트에 전원을 공급 후 열선 전원 플러그를 기둥 콘센트에 접속한 사실이 있었다.
최초 신고자는 병원 건물 1층 주차장에서 검은 연기와 커다란 불꽃이 분출되고 있는 것을 목격하고 119로 신고하였다. 10분 정도 짧은 시간에 화재가 발생하여 불길이 급격히 번져나갔다. 화재는 인명피해 없이 재산피해만 약 20여억 원이 발생했다. 긴급대피 인원 122명 중 47명이 산모와 신생아였으나 피해는 없었으며, 인근 산부인과 등으로 이송하였다(Chungcheongbuk-do Cheongju Seobu Fire Department, 2022).
2.3.2 화재의 위험성
필로티 건축물의 앞선 주요 화재사례와 같이 이번 화재도 초기 다수 인명피해가 우려되었고, 급속한 연소 확대로 소방대 초기대응에 어려움이 있었다. 주차장 천장 내부에는 단열재가 약 9 cm 두께로 부착되고 열경화성수지 소재의 천장재로 마감하여 플래시오버 현상이 발생하였고 차량 9대가 주차되어 있던 상황 등 높은 열 방출량의 가연물 조건이 형성되었다. 주차장 CCTV 분석 결과 화염이 약 10초 만에 1층 필로티 전체로 확산하며 화염과 농연이 분출되었다. 그 후 강한 화염이 유리문을 파괴하며 연기가 순식간에 내부로 유입되었으며 불길과 연기가 위로 빠르게 확산되었다.
산부인과 위치는 도심지 상가 건물이 밀집한 장소이며 건물 전면에는 인도와 8차선 도로가 있으며 좌측에는 은행 건물이, 우측에는 상가 및 다가구 주택, 뒤편에는 모텔 건물과 주택가가 있어 주변으로 연소 확대의 위험성이 있었다. 실제로 뒤편 모텔은 건축물 이격거리 1.2 m로 가까이 있어 건물 전체가 소실되는 화재손해를 입었다.
2.3.3 화재진압의 문제점
건물 전면으로 소방차 진입은 수월했으나 옆 골목은 통행로가 좁고 주⋅정차 차량도 있어 대형차량 진입은 곤란하였다. 그리고 현장 도착 당시 1층 필로티 주차장 전체가 화염에 휩싸여 초기대응에 한계가 있었다. 선착대는 인접 건물로의 연소 확대를 저지하며 필로티 주차장 화점 방수를 시행하였고, 구조대원도 즉시 건물에 투입되어 인명구조 및 대피 유도에 주력하였다.
병원 직원 및 환자들은 소방대와 병원 측의 통제에 잘 따라 비교적 순조롭게 대피가 이루어질 수 있었다. 만약 화재 초기 긴급 피난 유도와 평상시 소방시설 유지⋅관리가 적절히 이루어지지 않았더라면 대형화재로 이어졌을 가능성이 크며, 필로티 화재 전술 방안이 있었더라면 진압이 좀 더 수월했을 것이다.
2.3.4 시사점
필로티 구조에 외벽은 드라이비트 공법으로 설계되어 화재의 급격한 확산으로 대형화재가 될 수 있었다. 하지만 주차장 1층 필로티 출입구가 닫혀있어 건물 내부로의 연소 확대 및 농연 확산이 사전에 차단되었으며, 건물 내부의 소방시설이 정상 작동하여 관계자들의 초기 대처와 인명대피가 신속히 이루어질 수 있었다. 인근 금융기관의 환자 대피장소 제공과 함께 관할소방서의 초기 적절한 대응으로 병원⋅지역공동체⋅소방이 유기적 협력으로 인명피해 막을 수 있었다.
2.4 선행연구 분석
Choi and Choi (2016)는 필로티 구조의 공동주택 화재 위험성 연구에서 필로티와 같은 개방된 구조는 바람의 영향을 많이 받기 때문에 화염의 확산이 빠르고 발열량이 높은 차량과 단열재 등으로 인해 유리 출입문이 깨어지면 건물 내부로 유입된 유독가스는 계단과 승강기 그리고 피트와 같은 공간을 통해 상층으로의 연소가 급격히 진행되었다. 그러므로 공동주택에 1층을 필로티로 하려면 첫째, 주차장으로 활용을 자제하고, 주차장으로 사용하였을 때 스프링클러 설치를 의무화하여야 한다. 둘째, 필로티 건축물에서 상층으로 통하는 출입문은 방화문 또는 망입유리가 내장된 방화문으로 하고, 상층으로 통하는 별도의 비상구를 갖추어야 한다. 셋째, 초기 화재 발생을 알릴 수 있는 화재 경보장치를 설치하여야 한다. 또한 넷째, 통신 피트와 같은 공간은 완벽하게 밀폐하여 화염확산을 방지하여야 하며, 다섯째, 계단실의 방화문은 도어클로져를 부착하여 항상 닫힌 상태를 유지하여야 한다.
Lee (2018)는 필로티 건축물의 화재 위험성에 관한 연구에서 필로티 건축물의 화재 위험성을 통계적으로 분석했다. 전체 건축물, 주거용 건축물, 도시형생활주택 등의 화재 발생 비율과 필로티 건축물 화재 발생 비율에 대한 비교를 통해 필로티 건축물의 화재 발생률이 타 건축물보다 낮음을 확인했다. 그리고 필로티 건축물의 화재사례 분석을 통하여 화재피해 확대 요인을 도출하고 개선방안을 모색하였다. 필로티의 화재안전 확보를 위해 필로티 건축물 주차장과 주거공간의 방화벽 등을 이용한 구획 분리, 주 출입구 이외의 비상 출구 확보, 불법주차의 근절을 통한 소방대 접근성 향상, 화재진압용 유리창 확보 등의 추가적인 안전 확보방안을 제시하였다.
Song (2021)은 『지역공동체 화재 대응을 통한 소방 초기대응 개선방안에 관한 연구』에서 필로티 건축물 화재로 인한 참사의 예방대책으로 지역공동체 화재 대응 방안을 제시하였다. 드라이비트 등 가연성 외장재 필로티 건축물의 주요 화재사례를 통해 지역공동체 화재 대응의 다양한 모습들을 문헌 연구를 바탕으로 정리하고 결과에 어떠한 영향을 미쳤는지 분석함으로써 지역공동체 화재 대응이 갖는 의의와 필요성을 강조하였다. 그리고 이를 도입하려는 방안을 법규 제정, 행정 전략, 교육⋅훈련적 전략과 홍보전략을 제시하였다.
지금까지 살펴본 선행연구에서는 필로티 건축물의 화재 원인, 인명대피 여건과 대피상황, 인명피해와 재산피해 등 피해 상황을 중심으로 한 연구가 주를 이루고 있고, 그 외에 필로티 건축물의 구조적인 요인과 관리적 요인을 중심으로 연구된 내용이 대부분이다.
3. 소방공무원의 인식조사
3.1 인구사회적 배경
Table 1은 설문에 응답한 소방공무원들의 인구 사회학적 배경 분포를 보여주는 것으로 분석에 적절한 응답을 한 소방공무원들은 총 1,283명이었다. 분석 결과를 해석하기에 앞서 응답자의 개인적 특성을 먼저 검토하고 분석 결과를 해석하고자 한다. 그 이유는 응답자의 개인적 특성을 파악함으로써 설문지의 응답이 어떤 영향을 끼쳤는지를 유추할 수 있기 때문이다.
Respondents’ Demographic Background
성별로는 남성 소방공무원 1,096명(85.4%)이 여성 소방공무원 187명(14.6%)보다 압도적으로 많았다. 근무경력은 5년 미만이 593명(46.3%)으로 가장 많은 응답 분포를 보였으며, 그다음으로 20년 이상이 280명(21.8%), 10~15년 미만이 175명(13.6%), 5~10년 미만이 161명(12.5%), 15~20년 미만이 74명(5.8%) 순으로 나타났다. 직급별로는 소방사가 452명(35.2%), 소방교 247명(19.3%), 소방위 246명(19.2%), 소방장 217명(16.9%), 소방경 이상 121명(9.4%) 순으로 나타났다. 응답자들의 현재 직무로는 화재진압이 403명(31.4%), 운전이 318명(24.8%), 행정이 216명(16.8%), 구급대원이 213명(16.6%), 구조대원이 133명(10.4%) 순의 분포를 보인다.
3.2 소방공무원 인식 결과분석
3.2.1 필로티 건축물 화재진압 곤란
필로티 건축물은 다른 건축물에 비해 화재진압이 어려운가에 대한 응답 분포는 “그렇다”가 521명(40.6%)으로 가장 많았으며, 다음으로는 “매우 그렇다”가 365명(28.4%)으로 나타났고, 평균은 3.90으로 화재진압이 곤란하다고 인식하고 있는 것으로 조사되었다(Table 2 참조). 소방공무원들이 평소에 많은 화재현장을 접하지만, 필로티 건축물이 다른 화재에 비해 어려움이 있음을 인식하고 있어야 한다. 이러한 결과는 적절한 필로티 화재 매뉴얼이나 전술이 있어야 하는 것으로 파악된다.
Difficulty Extinguishing Fire
3.2.2 필로티 건축물의 화재진압 지연
필로티 건축물은 다른 건축물에 비해 화재를 진압하는 데 시간이 많이 소요되는가에 대한 응답 분포는 “그렇다”가 517명(40.3%)으로 가장 많았으며, 다음으로는 “매우 그렇다”가 344명(26.8%)으로 나타나 필로티 건축물 화재진압에 많은 시간이 소요된다고 인식하고 있음을 알 수 있다(Table 3 참조). 이를 바탕으로 진압 시간을 단축할 방안을 마련한다면 현장 활동에 도움이 될 것으로 판단된다.
Delay Extinguishing Fire
3.2.3 필로티 건축물의 연소 확대
필로티 건축물은 다른 건축물에 비해 연소 확대가 빠른가에 대한 응답 분포를 살펴보면 “그렇다”가 550명(42.9%), “매우 그렇다”가 517명(40.3%)으로 나타났고, 평균 4.21로 다른 건축물에 비해 연소 확대가 빠른 경향이 있다고 인식하고 있다(Table 4 참조). 이는 필로티 건축물의 구조적 특성의 영향이 크며 화재 상황별 화재진압 전술을 개발하고 상황에 맞는 장비를 활용한다면 연소 확대에 적절히 대응할 수 있을 것이다.
Combustion Magnification
3.2.4 공간협소로 인한 소방활동 제약
필로티 건축물은 진입로 및 공간협소로 소방활동에 제약을 받는가에 대한 응답 분포는 “그렇다”가 493명(38.4%), “매우 그렇다”가 429명(33.4%)으로 나타났고, 평균 4.00으로 협소한 현장으로 인해 소방활동에 제약을 받는 것으로 조사되었다(Table 5 참조). 필로티 건축물은 골목길에 있는 다세대 주택인 경우가 많아 불법 주⋅정차 차량으로 인해 진입로가 좁고, 차량부서 및 화재진압에 어려움이 있다. 이는 평상시 시민들의 지지가 필요하며, 주차난 해결을 위한 정부의 주차장 확보사업 등의 노력이 필요할 것으로 판단된다.
Restrictions on Firefighting Activities
3.2.5 내부진입 곤란성에 대한 인식
필로티 건축물 화재는 내부진입에 어려움이 있는가에 대한 응답 분포를 살펴보면 “그렇다”가 504명(39.3%), “매우 그렇다”가 411명(32.0%)으로 나타났고, 평균은 3.98로 내부진입에 어려움을 겪고 있는 것으로 파악된다(Table 6 참조). 화염과 농연으로 인해 진입구가 차단되거나 현장 도착 당시 진입이 어려운 상황에 연소 확대 저지를 위한 다양한 장비를 활용하거나 인명구조 장비를 활용하여 신속하게 대응할 방법을 마련해야 한다.
Difficult to Enter Inside
4. 필로티 건축물 화재진압 방안
4.1 장비활용
4.1.1 셀라관창 활용
셀라관창은 방수압력에 의해 관창 선단이 자유 회전을 하며 살수되며, 다양한 각도로 방사 진화작업이 가능한 기능성 관창이다. 소방호스에 직접적으로 연결할 수 있으며 화재현장 여건에 따라 연결대를 사용하거나 볼밸브 부착 사용이 가능하다. 설문 조사에서 필로티 건축물은 다른 건축물에 비해 화재진압의 어려움에 대한 응답분포 결과의 평균값이 3.90으로 나타나 어려움을 확인하였다. 필로티 건축물에 주차된 차량이 연소할 때 반자와 천장 사이에 소화볼을 투척하여 건축물로 연소 확대를 저지할 수 있으며, 다양한 각도로 방사가 가능하여 복사열로 인한 고온으로 대원의 접근이 불가능한 상황에서 연소확대를 저지하는 데 효과적이다(Park and Lee, 2022).
4.1.2 소화볼(Fire Ball) 활용
화재 발생 가능성이 큰 곳에 설치하여 자동 또는 수동으로 사용이 가능한 장비로, 화염에 접촉되면 자동으로 소화 가루 혼합물을 방출하여 화재를 진압한다. 화재 발생 가능성이 큰 반자 내부 공간에 미리 설치할 수도 있고, 화염이 발생한 곳에 직접 굴리거나 던져서 사용할 수 있어서 대원의 안전거리를 확보할 수 있는 장점이 있다. 또한 중량도 0.4~1.3 kg으로 가볍고 사용이 간편하다. 설문조사 결과 필로티 건축물 화재진압 곤란성에 대한 인식(3.90), 내부진입 곤란성에 대한 인식(3.98)이 높게 나타나 현장에서의 어려움을 확인했다. 필로티에 발화된 주차된 차량 또는 반자 사이 공간에 소화볼을 투척하면 상층부로의 연소 확대 저지에 매우 유용하다(Kwak et al., 2010).
4.1.3 열화상카메라
필로티 건축물은 공간적, 재질적 특성에서 다른 화재보다 연소 확대가 급속도로 일어나기 때문에 초기에 화점을 파악하는 것이 필요하다. 설문조사 결과 내부진입 곤란성에 대한 인식(3.98)이 높게 나타나 화재현장에서 화점확인이 어려운 것으로 조사되었다. 천장 내부 화재진압을 위해 열화상카메라를 활용하면 건축물 내부에 미세한 열 변화를 탐지하여 발화지점 파악에 유용할 것이다. 심지어 화재의 성장기에는 농연으로 인해 시야가 확보되지 않기 때문에 열화상카메라를 사용한 실시간 모니터링은 대형화재를 막기 위해서 무엇보다 중요하다(Lee, 2019).
4.2 화재진압 전술
4.2.1 3인조법 적용
필로티 건축물에 화재가 발생하여 연소가 건물 전체로 확대 중인 상황으로 선착대 소방력으로 화재진압 및 후착대 상황전파와 소방력 지원을 요청한다. 선착한 펌프차 1대에 운전원 1명, 진압대원 2명이 탑승한 경우, 출동대 인원은 3인으로 편성하여 임무를 수행한다. 1번 관창수는 이동식 자립형 방수포 및 65 mm 호스 1본을 가지고 주수지점으로 이동 후 방수포와 연결을 실시한다. 2번 관창 보조 대원은 65 mm 호스 1본을 가지고 호스를 관창수의 호스와 결합 후 주수지점으로 이동하여 방수포 전개를 보조하고, 이때 3번 운전원은 주수지점까지 소방활동이 원활하도록 여유 호스를 확보해 준다.
4.2.2 4인조법 적용
필로티 건축물에 화재가 발생하여 연소가 건물 전체로 확대 중인 상황으로 선착대 소방력으로 화재진압 및 후착대 상황전파와 소방력 지원을 요청한다. 선착한 펌프차 1대에 운전원 1명, 진압대원 3명이 탑승한 경우, 출동대 인원은 4인으로 편성하여 임무를 수행한다. 1번 관창수는 이동식 자립형 방수포 및 65 mm 호스 1본을 가지고 주수지점으로 이동 후 방수포와 연결을 시행한다. 2번 관창 보조 대원은 65 mm 호스 1본을 가지고 호스를 관창수의 호스와 결합 후 주수지점으로 이동하여 실시하고, 4번 운전원은 주수지점까지 소방활동이 원활하도록 여유 호스를 확보해 준다. 3번 관창수는 연소 확대 방지용 진압장비를 필로티 건축물 주변으로 전개 및 주수 실시하여, 주변 건물로의 연소 확대 저지에 주력한다. 필요에 따라 풍향 등을 고려하여 연소 확대 위험이 있는 지점에 추가로 연소 확대 방지용 진압장비를 배치한다.
4.3 4차산업 기반 화재진압 전술
4.3.1 IOT 기술 활용
사물인터넷(IOT) 기술을 접목하여 실시간 화재감지 시스템과 연동하여 자체 소방시설이나 스마트폰 어플리캐이션으로 화재상황을 알림으로써 초기화재 시 피난이나 대응을 빠르게 대처하여 화재로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것이다. 이는 IOT 기반 실시간 무선 화재 감지 시스템을 통해 화재 발생 여부를 파악하여 필로티 건축물 화재 상황에서의 골든타임을 확보할 수 있고, 인명피해 감소 및 발 빠른 화재 대처가 가능하게 될 것이다.
4.3.2 소방드론 활용
필로티 건축물 화재의 최성기에 화재의 확산 방향 및 범위를 파악하는 것은 중요하다. 설문조사 결과 내부진입 곤란성에 대한 인식(3.98)이 높게 나타나 드론을 활용하면 눈으로 확인하기 어려운 화재확산 범위를 상공에서 실시간으로 확인할 수 있고, 다양한 각도로 변하는 화재에서 화재 진행 방향을 신속히 파악할 수 있어 효과적으로 화재를 진압할 수 있다. 그리고 적외선 열화상카메라가 장착돼 있어 육안으로 확인하기 어려운 건물 내부의 물체를 감지할 수 있고, 요구조자 탐지에도 유용하다. 앞으로도 운항기술과 화재진압 능력이 향상된 소방드론이 개발된다면 여러 종류의 화재 상황에서 연소 확대 저지 및 인명 검색에 뛰어난 효과를 발휘할 수 있을 것으로 예상된다(Ha et al., 2021).
4.3.3 소방로봇 활용
국내⋅외에서 소방로봇의 활용 범위가 점차 확대되고 있다. 설문조사 결과 내부진입 곤란성에 대한 인식(3.98)이 높게 나타나 필로티 건축물 화재현장에서 폭발, 붕괴의 위험이 있는 곳이나 화세가 강해 대원들의 공격적인 화재진압이 불가능한 곳 또는 협소한 장소에 화재진압용 무인 로봇을 투입한다면 화재진압을 효과적으로 실시할 수 있을 것이다(Kim and Kim, 2010).
4.3.4 VR 기반 화재진압 교육
화재진압 교육에도 4차산업 기술을 접목시켜 각 소방학교 신임소방관 및 현장 대원들에게 표준작전절차를 기반으로 한 가상⋅증강현실 소방 훈련 콘텐츠 도입을 시행하는 것이다. 그리고 필로티 화재진압 교육 및 훈련 과정에 가상⋅증강현실 교육과정이 개설되어야 한다. 설문조사 결과 VR⋅AR 교육의 필요성 인식(3.98)이 높게 나타나 필로티 건축물만의 체계적인 전술 교육과 훈련 과정이 있다면 대원들의 현장활동 어려움이 다소 해소될 수 있을 것으로 보인다(Chae, 2018).
5. 결 론
필로티 건축물의 화재 원인, 인명대피 여건과 대피상황, 인명피해와 재산피해 등 피해 상황을 중심으로 한 연구가 주를 이루고 있는 기존 연구들과는 달리, 본 연구는 필로티 건축물의 화재특성 및 위험성을 살펴보고 효과적인 화재진압 방안을 제시하는 것에 목적을 두고 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 건축물의 효과적인 화재진압 방안을 제안하고자 한다.
첫째, 필로티 건축물 화재로 인한 피해를 줄이기 위한 가장 근본적인 방안은 건축법령을 강화하는 것이다. 비용적인 측면을 고려하지 않을 수 없겠으나, 법령개정 이전 필로티 건축물의 급격한 연소 확대 방지를 위해서는 불연성 마감재 사용 등 소급입법 및 제도적 보완이 필요하며, 필로티 층에서 발생한 화재가 외부를 통해 상층부로 쉽게 연소 확대되지 않도록 캔틸레버나 드렌처 설비 등의 설치를 통해 필로티 층에서 외부를 통한 상층부로의 연소 확대를 막을 수 있을 것이다. 옥내 출입구를 통한 연소 확대를 막기 위해서도 필로티 주차장과 내부 방화구획 의무화 이전에 지어진 필로티 건축물에도 방화문 설치를 위한 지속적인 노력이 필요할 것이다. 그 외에 옥외피난 계단 설치를 의무화하는 것도 여러 문제점 등을 고려한 후 방안으로 제시할 수 있다.
둘째, 필로티 건축물 화재로 인한 피해를 줄이기 위한 방안으로 소방법령을 개정하는 것이다. 필로티 건축물 화재는 급격한 연소확대 발생 가능성이 크므로 초기 진압이 매우 중요하다. 따라서 필로티 건축물 중 위험성이 큰 대상물에는 필로티 층에 스프링클러(간이스프링클러), 물분무소화설비, 포소화설비 등 자동화된 소화설비의 설치를 의무화해야 한다. 또한 신속한 소방대의 출동을 위해 자동화재속보설비나 IOT 화재 신고시스템 등을 의무적으로 설치하도록 하여야 한다. 화재 발생 시 내부의 급격한 연소 확대를 저지하는 방안으로 방염성능이 있는 실내 장식물의 사용 확대도 필요하다.
셋째, 필로티 건축물 화재로 인한 피해를 줄이기 위한 다음 방안은 신속한 소방 활동을 위한 방안을 마련하는 것이다. 필로티 건축물 화재 발생 시 빠른 시간 안에 소방대가 도착하여 소방활동을 시작하는 것이 중요하므로, 화재 위험성이 큰 필로티 건축물 주변에는 불법 주⋅정차 단속을 강화하고, 소방차 전용 구역 설치 및 정기적인 소방통로확보 훈련 시행도 고려해 볼 수 있다.
넷째, 그 외 방안은 필로티 건축물 관계인에 대한 안전의식 확산을 위한 교육 및 홍보 강화이다. 2017년 발생한 제천 스포츠센터 화재를 예로 보면, 관계인의 최초 신고는 지연되었고 안전의식 부족으로 출입구 방화문은 열린 상태로 고정되어 있어 계단실이 아궁이 및 굴뚝 역할을 하였다. 대피 유도도 늦어져 많은 인명피해를 가져온 요인으로 작용하였다. 이와 같은 사례가 다시는 발생하지 않도록 예방하기 위해서는 정기적으로 필로티 건축물 관계인에 대한 교육과 홍보를 통해 안전의식 개선을 위한 노력이 있어야 할 것이다.