국내 배연창 기준 개선을 위한 한⋅일 기준 비교 연구
Comparative Study of Korean and Japanese Standards for Improvement of Domestic Natural Smoke Ventilation Standards
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Abstract
본 연구는 국내 배연창 기준의 문제점을 파악하고 개선사항을 도출하기 위한 기초 연구로서, 국내의 법 체계와 유사한 일본의 관련 기준을 분석하고 국내 배연창 기준과의 전반적인 차이점을 도출하는 것이 목적이다. 일본의 건축기준법에서 다루는 배연창 관련 기준을 비교 대상으로 삼았다. 비교항목은 한⋅일 양국의 배연창 기준의 변천과정, 설치대상, 설치방법, 설계 및 유지관리 기준이며 이에 대한 차이점을 바탕으로 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 현재 규정하고 있는 배연창 설치 대상 기준의 재고가 필요하다. 둘째, 배연창 설치 방법 및 재료에 관한 명확한 기준이 명시되어 있지 않음에 따라 다양한 설치 방법 및 불연재료 사용 등을 기준에 명시할 필요가 있다. 셋째, 배연창 설계 시 기존 방화구획에 따른 문제점을 고려하고, 배연창 설치 시 상호 간 수평거리에 대한 기준 도입이 필요하다. 넷째, 유지관리 측면에서 정기 점검항목을 세분화하여 보다 체계적인 점검이 이루어져야 한다.
Trans Abstract
This study aims to identify issues in domestic natural smoke ventilation standards and derive improvements. The objective of this study is to analyze the corresponding standards in Japan, which has a legal framework similar to that of Korea, and to determine the differences between the Korean and Japanese standards for natural smoke ventilation. The natural smoke ventilation-related standards addressed in Japan’s Building Standards Act are used for comparison. The criteria for comparison include the evolution of the natural smoke ventilation standards in Korea and Japan, installation targets, installation methods, and design and maintenance guidelines. Based on this comparison, the following conclusions are drawn. First, there exists a need to review the current standards regarding the installation targets for natural smoke ventilation. Second, there is a lack of clear guidelines regarding installation methods and materials and this should be addressed by specifying various installation methods and the use of noncombustible materials in the standards. Third, when designing a natural smoke ventilation system, the issues related to existing fire compartments must be considered and guidelines regarding the horizontal distance between installations must be introduced. Finally, for a systematic inspection and maintenance process, the items under regular inspection should be subdivided into relevant categories.
1. 서 론
국내의 경우, 화재로 인한 사상자 현황을 보면 연기 및 유독가스 흡입으로 인한 피해가 대부분을 차지하고 있다. 연기 및 유독가스로 인한 피해를 저감하는데 직접적인 영향을 끼치는 연기제어는 현재 국내에서 배연과 제연으로 그 방식을 나누어 배연의 경우 건축법, 제연의 경우 소방법에 따라 법을 규정하고 있다. 건축법의 배연방식 중 자연배연방식(이하 배연창이라고 한다)은 피난시간의 확보에 중요한 연기제어 요소로 소방법에서 규정하는 제연설비에 비하여 동력원이 불필요하고 고온의 연기를 지속적으로 배출할 수 있으며, 유지보수 및 경제성의 우수한 장점이 있다. 단점으로는 외기에 접해야 설치할 수 있고, 외부 풍향⋅풍속 등에 취약하다. 즉, 전반적으로 제연설비에 비하여 관리가 쉽고, 단순하며, 경제성이 용이한 장점이 있으나, 설치 위치, 크기 등 설계⋅설치 방법뿐만 아니라 유지관리에서도 세밀한 접근이 필요하다는 것이다.
하지만 현재 국내의 배연창 관련 기준을 살펴보면 6층 이상 건물 및 특정 용도 건물을 대상으로 한 기준들이 주를 이룬다. 다시 말해서, 이에 해당하지 않는 저층 건축물 등에서의 배연창은 설치 대상이 아니다. 또한, 현 규정에서는 배연창의 최소 기준만을 제시하고 있으며 배연창의 성능을 보장할 수 없고 규정상 불합리한 부분 등이 있어 법 규정의 적용 시 다수의 문제가 발생하고 있다(Yun et al., 2016). 또한 현재까지 국내 배연창 관련 기준 중 배연창 유효면적 완화조건, 설치 방법 및 유지관리 점검 사항의 경우 그 내용이 단순하거나 고려되고 있지 않은 문제점이 지적되고 있다.
국내의 연구에서 배연창 관련 문제점을 도출하고 보완점을 제시하는 연구는 여러 차례 진행된 바 있다. Kim et al. (2002)은 일본 배연설비의 기준 비교 및 실제 오피스텔을 대상으로 화재시뮬레이션을 구동하여 용도 및 규모를 고려한 배연시스템 마련, 방화구획 강화 등의 개선방안을 제시하였다. Lee (2002)는 현행 배연창 설치 개수에 관하여 방화구획 중 면적구획 1,000 m2의 기준의 경우 상대적으로 넓고, 연기의 배출을 고려하였을 때 방화구획이 아닌 벽체로 구획된 실에 대한 고려가 필요함을 주장하였고 배연창 설치 높이 기준의 문제점을 일본 배연창 설치기준과 비교를 통해 지적한 바 있으나 국내의 배연창 설치기준 항목 중 완화조항이 고려되지 않았다. Kim and Park (2010)은 국내 배연창의 경우 최소 규격만을 기준으로 제시하고 있고, 화재크기와 재실자의 피난소요시간에 따른 배연창 크기 및 배연효과의 검증과정이 필요하다고 주장하였으나 산정방법에 대한 내용은 제외되어 있었다. 국외 배연창 설치기준 비교 및 현장조사를 통한 국내 유지관리 주체의 문제점을 파악하고 개선 필요성을 Yun et al. (2016)을 통해 이루어져 왔으며, 배연창 설치 위치의 기준 및 단순 바닥면적에 따른 일률적 기준이 아닌 건축용도, 가연물 양 등을 고려한 성능설계의 도입 필요성을 주장한 연구가 Wi (2022)를 통해 이루어졌다. 하지만, 이 역시 국외 기준조사 등을 통한 개선사항 제시는 이루어지지 않았다. Huh et al. (2023)은 한⋅일 자연배연 기준을 조사한 후, 일본의 설계지침을 통해 한국에서는 배연창 설치 대상이 아닌 물류창고의 설치 적용성을 검토하기 위하여 Case Study를 진행하여 물류창고 내 Case 별 연기발생량과 연기배출량을 도출하였으나 기준 비교 항목은 배연창 설치 대상과 유효면적 산정만을 고려하였다.
앞서 제시된 국내의 연구는 주로 배연창에 대한 설치위치, 설치 대상, 유지관리 주체 등의 문제점에 대한 개선방안을 제시하였다. 그러나 배연창 유효면적의 완화조건, 설치 방법 및 유지관리 사항의 문제점 및 개선방안에 관한 연구는 현재까지 소홀하게 진행되어 왔으며, 세부 조항까지 비교하여 국내 배연창 설계에 대한 한계를 제시하지는 않았다.
본 연구는 국내 배연창 기준의 개선을 위한 기초 연구로서 먼저 국내와 배연창에 관한 용어 및 법체계가 유사한 일본의 기준을 조사한 후 국내 기준과 비교하고자 한다. 특히, 다양한 건축물의 용도에 따라 고려되어야 하는 배연창의 유효면적 완화, 설치 방법 및 유지관리 사항을 중심으로 차이점을 도출하여 국내 배연창 관련 기준의 개선사항을 탐색하고자 한다. 이를 위해 일본의 배연창 관련 기준인 『건축기준법』을 국내의 『건축법 시행령』, 『건축물의 설비기준 등에 관한 규칙』 및 『건축법관리법 시행령』과 비교를 진행하였다.
연구의 순서로 첫째, 국내와 일본의 법체계에서 배연창 관련 기준의 제정 배경을 파악하기 위해 변천 과정을 조사한다. 둘째, 배연창 설치 대상, 배연창 설치 방법, 설계 및 유지관리 기준을 조사한다. 마지막으로 도출된 결과 통해 다양한 규모의 건축물에 설치되는 배연창의 면적에 대한 차이점을 고찰하였다.
2. 한⋅일 배연창 기준의 비교
2.1 화재사례를 통한 배연창 관련 기준의 변천과정
국내의 경우 1962년 건축법의 제정되어 배연설비 및 특별피난계단의 환기 등에 관한 법이 명시되어 있었으나, 1971년 대연각 호텔 화재 및 1984년 부산 대아호텔 화재 등 배연설비를 설치하지 않은 건축물에 화재 시 연기로 인한 피해가 지속적으로 발생하였고 이에 따라 1986년 건축법 시행령에 6층 이상의 건축물로서 특정 용도의 외부에 접한 부분에 설치하는 창문 등 개구부에 배연설비를 설치하도록 기준이 신설되었다. 또한 1991년 대구 나이트, 1999년 인천 호프집, 2014년 장성 요양병원 등의 화재를 겪으며 설치 대상의 개정이 이루어져 현재에 이르렀으나 배연창 설치 대상과 유지관리에 관한 문제는 여전히 해소되지 않은 실정이다.
일례로 2019년에 발생한 광주 모텔 방화사례의 경우 방화로 인한 급격한 화염 및 연기확산 가운데 해당 건축물은 5층 건축물로 배연창 설치 대상이 아니었다. 연기흡입으로 인한 33명의 사상자가 발생하였고 옥상으로 통하는 문을 개방하는 대처를 하였기 때문에 내부 연기가 배출되어 더 큰 피해를 막을 수 있었다. 해당 사례를 겪은 광주시는 배연창에 대한 전층 의무화를 건의했다. 또한, 2017년 65명의 사상자가 발생한 제천 스포츠센터 화재사례의 경우 해당 시설은 배연창 설치 대상으로 배연창이 설치되어 있었으나, 당시 건물 내 배연창 작동 스위치를 고의로 꺼놓거나, 잠금장치의 설치 문제가 있어 유지관리에 대한 전반적인 문제가 지적되었다.
한편, 일본의 경우 1961년에 건축법과 소방법에서 각각 배연을 위한 설비, 배연설비라는 용어가 등장하였으나 당시 국내와 마찬가지로 구체적 사양 및 기술기준에 대해서는 정해져 있지 않았다. 이 시기에는 붕괴를 고려한 내화 기술 개발이 주를 이루었다. 이후 화재 시 구조체 자체는 연소되지 않으나 수납된 가연물은 용이하게 연소되어 대량의 연기를 발생시키는 문제가 지적된 바 있다. 이러한 상황에서 1966년 가나이빌딩 화재로 인하여 23명의 사상자가 발생하였고 이후 일본의 건설대신은 건축관계단체, 연구위원회 등을 초청하여 『건축물의 안전성 확보 등에 관한 자문 및 건축심의회』를 실시하였고 이 과정에서 배연에 관한 연구가 활발히 진행되었고 배연설비 설치장소가 기존 특별피난계단 부속실에서 거실, 복도로 확대되었다. 이후 1980년 가와지 프린스 호텔, 1982년 호텔 뉴재팬 화재를 겪으며 피난 경로인 복도와 계단이 연기로 충만한 공통적인 문제를 해결하기 위해 기존의 배연창 이외의 방식인 급기가압방식 등의 연기제어 연구가 성황을 이루었으며(Architectural Institute of Japan, 2014), 많은 사상자를 발생시키는 화재는 감소하기 시작하였다. 또한 2000년에 성능설계(루트 B, C)가 도입되면서 기존의 사양 설계뿐만 아니라 공학적인 계산방법을 활용하여 배연설비를 설계하여 이를 통해 완화 및 면제가 가능한 규정이 신설되었다.
2.2 배연창 설치대상의 비교
국내의 경우 『건축법 시행령 제51조(거실의 채광 등)』의 2항에 따라 Table 1과 같이 6층 이상인 건축물 중 특정 용도로 쓰는 건축물에 대하여 배연창을 설치하도록 규정하고 있다. 또한, 예외적으로 화재 시 피난이 취약한 요양병원, 정신병원, 노인요양시설, 장애인거주시설, 장애인 의료재활시설 및 산후조리원에 한하여 해당 용도의 건축물은 층수 제한 없이 전 층에 대하여 배연창을 설치하도록 규정하고 있다. 일본의 경우 『건축기준법 시행령 제126조의 3』에 따라 연면적 500 m2을 넘는 특수건축물(불특정 다수의 사람이 이용하는 건축물로 화재 발생 가능성이 높고 주위에 미치는 영향이 큰 용도의 특수성이 있는 건축물로 건축기준법에 따라 규정된 건축물을 말한다.), 3층 이상 연면적 500 m2를 넘는 건축물, 무창거실(천장 또는 천장 아래 80 cm 이내에 거리에 있는 창문 등 개방할 수 있는 부분의 면적의 합계가 해당 거실의 바닥면적의 1/50인 것에 해당하지 않는 거실), 또는 연면적이 1,000 m2를 넘는 건축물의 거실로 그 바닥이 200 m2를 넘는 것에 대하여, 즉 용도, 규모, 층수, 무창거실에 따른 배연창의 설치를 규정하고 있다(Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, 1975). 또한 Table 1과 같이 설치완화와 설치면제에 관한 규정이 있어 국내와 다른 차이점을 보인다.
Comparison of the Building of Korea and Japan Natural Smoke Ventilation Installation
2.3 배연창 설치 방법의 비교
국내의 경우 건축법에 따라 설치 방법이 고려되어야 하나 현재까지 배연창에 대한 명확한 설치 방법은 전무 하였으며, 해당 기준 외 배연창 설치 방법에 관한 지침서 또한 전무한 실정이다. 이뿐만 아니라, 배연창에 대한 『건축법 시행규칙 제26조의 5 (실내건축의 구조⋅시공 방법 등)』의 기준에 따라 실내에 설치하는 난간, 창호 및 출입문은 방화에 지장이 없고, 구조적으로 안전할 것이라고 명시되어 있으나 해당 규칙에 배연창의 포함 유무는 알 수 없었다. 또한 『건축물의 피난⋅방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제24조(건축물의 마감재료 등)』에 따르면 특정 용도의 건축물 대상 그 거실의 벽 및 반자의 실내에 접하는 부분의 마감을 불연재료⋅준불연재료⋅난연재료로 할 것으로 규정하고 있으나 반자돌림대, 창대 기타 이와 유사한 것은 제외라고 명시되어 있으며 인접대지경계선에 접하는 외벽에 설치하는 창호가 인접대지경계선과 1.5 m 거리 이내인 경우 해당 창호는 방화유리창으로 하도록 규정하고 있으나 이 또한 배연창이 포함되는지에 대한 유무는 알 수 없었다. 해당 법은 애초에 화재확산을 방지하기 위한 목적으로 제정되었을 것이라고 사료된다. 다시 말해서, 배연창의 재료 규정 또한 명확하게 기재되어 있지 않았다. 반면 일본의 경우 설치 방법에 대하여 해당 규정에 관한 해설이 포함된 지침서(The Japan Building Equipment and Elevator Center Foundation, 2024)에따라 배연 상 유효한 개구부에 대한 설명과 배연창은 인접대지경계선 또는 동일 부지 내 다른 건축물 등 보다 25 cm 이상 확보되고 배연 상 지장이 없는 공간으로 할 것(처마가 설치되어 있는 경우, 처마까지의 거리)이라 기재되어 있고 Dry Area (DA) 및 배연 샤프트에 면하는 경우 각각의 면적산정 방법을 제공하고 있으며, 배연창과 피난방향의 관계에 대해서 배연창은 피난 방향과 연기의 흐름 방향이 반대가 되도록 배치할 것을 제시하고 있다. 해당 지침서는 법 및 건설성 고시에 대한 해설이 기재되어 있으며 특히, 고시는 일본의 건축법 및 관련 법령에 따라 제정된 규정으로 특정 기준이나 절차를 세부적으로 명시하고 있다. 또한 『건축기준법 시행령 제126조의 3』에 따라 배연창, 풍도 그 외 연기에 접하는 부분은 불연재료로 하도록 명확히 규정하고 있다(Fig. 1).
Example of the Installation Method for Each Case in Japan (The Japan Building Equipment and Elevator Center Foundation, 2024)
2.4 배연창 설계 기준의 비교
국내의 경우 배연창 설치 시 『건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제14조』에 따라 방화구획마다 1개 이상 설치하도록 규정되어 있다. 또한 배연창의 위치는 천장 또는 반자로부터 수직거리 0.9 m 이내에 설치하고 반자높이가 3 m 이상일 경우 바닥에서 2.1 m 이상 높이에 설치하도록 규정하고 있다. 배연창의 유효면적은 1 m2 이상으로 바닥면적(또는 방화구획 면적)의 1/100 이상 설치하도록 규정하고 있으며, 유효면적 산정방법은 Fig. 2와 같으며 수평 투영 거리를 측정하는 것은 실무적으로 측정이 번거로울 것으로 판단된다. 작동의 경우 연기감지기 또는 열감지기에 의하여 자동으로 열리는 구조여야 하고 손으로 열고 닫을 수 있을 것으로 규정하고 있다. 완화조건으로 거실바닥면적의 1/20 이상으로 환기창 설치 시 해당 면적은 배연창 유효면적 산정 시 산입하지 않도록 하고 있으나, 일본의 무창거실과 같이 천장으로부터 80 cm 이내의 거리에 있는 것에 한한 것과 반대로 설치높이이 대한 명확한 기준이 없어 해당 공간에 대한 배연창 설계 시 최소 규격만을 만족하게 된다. 일본의 경우 『건축기준법 시행령 제126조의 3』에 따라 방연구획 500 m2 마다 1개 이상 설치하도록 규정되어 있다. 또한 해당 방연구획 내 각 배연창 하나에 이르는 수평거리가 30 m 이하가 되도록 해야 하고, 천장 또는 벽의 상부로부터 0.8 m 이내에 설치하도록 규정하고 있다. 유효면적은 방연구획 부분 바닥면적의 1/50 이상 설치하도록 규정되어 있으며, 유효면적 산정방법은 Fig. 2와 같으며 회전 각도에 따라 유효면적을 산정하여 실무적으로 비교적 편리한 유효면적 계산방법을 규정하고 있다. 특히, 배연구, 풍도 그 외 연기에 접하는 부분에 대해서 불연재료로 하도록 명시되어 있고 폐쇄 상태를 유지하고 개방 시 배연에 따라 발생하는 기류에 의해 폐쇄될 우려가 없는 구조의 문 기타 이와 유사한 것을 설치하도록 규정되어 있다. 또한, 국내와 같이 수동개방장치를 설치하도록 규정하고 있으나 수동개방장치의 설치 위치를 벽의 경우 바닥면으로부터 0.8~1.5 m의 높이로, 천장에 매달아 설치할 경우 바닥면에서 1.8 m 높이에 설치하도록 규정하고 있는 점과 보기 쉬운 방법으로 사용 방법을 표시하도록 규정하고 있음에 따라 국내에 비하여 더욱 세밀한 규정을 하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 국토교통대신이 정한 구조 방법, 즉 성능설계를 활용할 경우 전술한 방법 외의 방법으로 설치하거나 완화 또는 면제가 가능하다는 차이를 보였다(Table 2).
Method of Estimating the Effective Area of Korea and Japan Natural Smoke Ventilation (The Japan Building Equipment and Elevator Center Foundation, 2024)
A Comparison of Korea and Japan Natual Smoke Ventilation Design Standards
2.5 배연창 유지관리 기준의 비교
국내의 경우 배연창에 대한 유지관리 사항을 『건축물관리법 제13조』에 따라 규정하고 있으며, 매 3년마다 정기점검을 실시하고 있다. 정기점검 항목은「건축물의 정기점검표」와 같이 배연창 성능유지(작동), 배연설비의 성능유지(작동) 및 거실 반자높이의 유지 여부를 조사하고 있다(Table 3).
A Comparison of Maintenance standards of Korea and Japan Natural Smoke Ventilation
일본의 경우 배연설비에 대한 유지관리 사항을 건축기준법에 따라 규정하고 있으며, 매년마다 정기점검을 실시하고 있으며 그 항목은 급배수설비, 환기설비, 비상조명장치 및 배연설비로 구성되어 있다. 배연설비 정기점검 항목은 국토교통성 고시 제285호 『건축설비의 정기검사보고에 있어서의 검사 및 정기검사의 항목, 사항, 방법 및 결과의 판정기준 및 검사결과표를 정하는 건』에 따라 규정하고 있다. 그 내용으로는 조작부, 전달부, 배연창부로 나누어 조작부, 전달부에 대한 변형⋅손상 상태와 주위에 작동에 지장이 가는 장애물 등의 유무를 검사하고 배연창부의 경우 개방⋅폐쇄조작이 원활한지를 확인하고 있어 국내보다 더욱 구체적으로 점검항목을 나누어 점검하고 있다(Table. 3).
2.6 비교결과
한⋅일 배연창 기준을 비교한 결과는 다음과 같다.
2.6.1 배연창 설치 대상
배연창 설치 대상의 경우 층수 제한(6층 이상)과 특정 용도만으로 구분하여 규정하는 것이 아닌 규모, 면적, 완화 및 면제를 고려하는 등의 보완이 필요하다. 일본의 경우 국내에서 배연창 설치 대상으로 규정하고 있지 않은 물류창고 등의 대공간에서도 배연창을 설치하도록 규정하고 있다. 『건설성 고시 제1436호』에 따른 방법을 사용하여 재실자의 피난안전을 검증할 수 있다면 이를 면제 또는 완화하고 있다.
2.6.2 배연창 설치 방법
국내 배연창에 관하여 명확한 재료 규정 및 설치 방법이 없음에 따라 혼선이 우려된다. 반면 일본의 경우 배연창을 불연재료로 하도록 명확하게 규정하고 있으며, 지침서에서는 배연 상 유효한 개구부에 대한 설명, 인접대지경계선, Dry Area (DA) 및 배연 샤프트에 면하는 경우 등 다양한 Case에 대한 해설을 제공하고 있다.
2.6.3 배연창 설계 기준
배연창 설계 기준의 경우 방화구획, 수직 기준, 환기창, 수동개방장치의 설치기준에 대한 규정의 차이를 보였다. 첫째, 일본의 경우 방연구획의 개념을 도입하여 화재 시 연기의 수평전파를 늦추고 배연 성능을 높여 피난시간의 확보를 도모하고 있다.
국내 규정의 경우 방화구획마다 1개소 이상의 배연창을 설치하도록 하고 있어 1개소의 방화구획 내 여러 거실로 구획된 사무실 건축물 등의 경우 배연창이 설치되지 않은 거실이 발생하는 문제가 있다.
둘째, 배연창 설치 시 수직 설치 위치 기준만 있는 국내에 비해 일본의 경우 수직거리 및 수평거리 기준이 존재한다. 즉, 국내의 경우 한 실에 대하여 배연창을 설치한다고 가정하였을 경우, 배연창이 해당 실의 면적과 상관없이 한 곳에만 설치될 수 있다는 것이다. 셋째, 국내의 경우 환기창에 대한 높이 기준이 없으나 배연창 설치 시 거실 면적의 1/20 이상의 환기창 설치 시 해당 면적은 배연창 유효면적 산정에 산입하지 않는 문제가 있다. 반면 일본의 경우 천장으로부터 80 cm를 넘는 범위에 설치된 창에 대해서는 무창 거실로 취급하고 있어 해당 실에 대하여 배연창을 설치하도록 규정하고 있다. 즉, 무창 거실은 단순히 창문이 전혀 없는 방을 나타내는 것이 아닌 창이 있어도 건축기준법상의 기준을 만족시키는 창이 없는 거실이다. 국내 배연창 역시 구획공간 화재 시 연기는 상부부터 채워져 아래로 하강하는 특성을 고려하여 천장과 가까운 일정 높이에 설치하도록 규정하고 있음에도 불구하고 완화조건으로 설치 높이에 대한 규정이 없는 환기창에 대하여 면적만을 고려하여 완화를 규정하고 있다. 즉, 국내의 경우 환기창에 따른 배연창 면적산정의 완화를 받을 시 배연에 유효한 창은 해당 공간의 규모와 상관없이 법적 최소 기준인 1 m2만 만족하면 되는 문제점이 발생한다. 넷째, 수동개방장치의 경우 손으로 열고 닫을 수 있을 것으로 단순 명시하고 있는 국내에 비하여 일본의 경우, 수동개방장치의 설치와 더불어 벽에 설치한 경우와 천장에 매달아 설치한 경우를 고려하여 특정 설치 높이를 규정하고 있으며 이뿐만 아니라 해당 부근에 보기 쉬운 방법으로 그 사용 방법을 표시해 두도록 규정하고 있다.
2.6.4 배연창 유지관리 기준
국내 기준의 경우 배연창에 대한 유지관리를 위한 정기점검 항목이 배연창 성능유지(작동), 배연설비의 성능유지(작동) 및 거실 반자높이의 유지 여부만을 조사하고 있는 것에 반해 일본 기준의 경우 배연설비에 대한 유지관리 사항을 조작부, 전달부, 배연창부로 나누어 조작부, 전달부에 대한 변형⋅손상 상태와 주위에 작동에 지장이 가는 장애물 등의 유무를 검사하고 배연창부의 경우 개방⋅폐쇄조작이 원활한지를 확인하고 있고, 사용방법을 명시한 표시판 유무 또한 확인하고 있어 국내보다 더욱 구체적으로 점검항목을 나누어 점검하고 있다.
2.7 고 찰
2.7.1 배연창 면적: 바닥면적이 100 m2 이내의 경우
배연창 면적의 산정을 위하여 실의 바닥면적은 10 m2부터 100 m2까지 10 m2 단위에 따라 산정하고자 한다. 국내의 경우 방화구획 면적의 1/100임에 따라 바닥면적에 해당 기준값을 곱하여 산정한다. 다만, 국내 기준에 따라 최소면적 1 m2 이상을 만족해야 하므로 해당 공간의 배연창 면적은 바닥면적과 관계없이 모두 1 m2이다. 반면, 일본의 경우 방연구획 면적의 1/50임에 따라 해당 공간의 배연창 면적은 0.2 m2부터 2 m2까지 유동적인 결과를 보이며 바닥면적이 50 m2 일 경우까지는 국내에 비해 배연창의 면적이 최대 5배까지 차이가 나는 것으로 산정 되었다(Fig. 3(a)).
Result about Area and Number of Natural Smoke Ventilation Comparison of Korea and Japan
2.7.2 배연창 면적: 바닥면적 100 m2~3,000 m2인 경우
바닥면적 당 배연창 면적을 산정하였다. 바닥면적이 100 m2인 경우 국내는 1 m2, 일본은 2 m2로 산정되었으며 3,000 m2인 경우 국내는 30 m2, 일본은 60 m2로 2배의 차이를 나타냈다(Fig. 3(b)).
2.7.3 배연창 개수: 바닥면적 100 m2~3,000 m2인 경우
국내의 경우 방화구획(최대 3,000 m2) 당 1개 이상, 일본의 경우 방연구획(최대 500 m2) 당 1개 이상으로 규정하고 있음에 따라 국내의 경우 바닥면적 100 m2부터 3,000 m2까지 균일하게 1개이며, 일본의 경우 바닥면적 500 m2를 기준으로 1개~6개의 배연창 개수를 보였다. 해당 공간 내에서 한⋅일 배연창 개수는 최대 6배의 차이를 보였다(Fig. 3(c)).
2.7.4 배연창 면적: 환기창을 고려했을 경우
바닥면적 100 m2~3,000 m2의 공간에 따른 배연창 면적을 계산한다. 다만, 국내의 환기창 기준을 고려하였다. 해당 거실은 바닥면적의 1/20 이상이 환기창으로 설치된 경우이며, 이 환기창은 천장으로부터 80 cm 이상의 범위에 위치한 일반창문으로 상정한다. 해당 거실을 대상으로 산정한 결과, 국내의 경우 거실 바닥면적과 관계없이 법적 최소 기준만 만족하면 되므로 1 m2의 배연창 면적으로 산정되었다. 반면, 일본의 경우 천장으로부터 80 cm 이상의 범위에 위치한 일반창문으로 구성된 실은 무창거실로 취급하므로 바닥면적 100 m2~3,000 m2에 따라 기존의 기준을 만족하도록 설계해야 한다(Fig. 3(d)).
2.7.5 소 결
국내의 기준과 다르게 일본에서는 수평거리를 고려한 균일한 배치를 규정하고 있어 해당 공간의 가연물 배치, 화원 위치에 유연한 대응이 가능할 것으로 사료된다. 국내의 환기창 규정을 적용하였을 경우의 배연창 면적을 도출 한 결과 배연창 면적은 최대 60배 차이를 보였다. 국내에서 규정하고 있는 환기창 면적에 따른 배연창 면적 완화는 단순 배연창 면적의 차이만이 아닌 환기창의 높이 기준이 전무함에 따라 환기창 설치 높이에 따라 화재초기 연기배출 성능이 상이할 것이며, 환기창 높이가 출입문의 높이 범위 내에 있으면 연기가 출입문을 통해 다른 공간으로 확산하게 되는 문제점이 발생할 것으로 판단된다.
3. 결 론
본 연구는 국내 배연창 기준의 개선을 위한 기초 연구로서 일본의 배연창 관련 기준을 비교해 보았다. 일본의 『건축기준법』을 국내의 『건축법 시행령』, 『건축물의 설비기준 등에 관한 규칙』과 비교를 진행하였다. 비교항목은 기준의 변청 과정, 설치 대상⋅설계⋅설치 방법 및 유지관리이다. 비교 결과를 바탕으로 한⋅일 배연창 기준의 차이점을 도출하였으며 이를 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
첫 번째 개선사항으로 배연창 설치 대상이 6층 이상 건축물 및 특정 용도로 제한되어있는 국내와 다르게 일본의 경우 층수와 용도뿐만 아니라 규모 및 면적에 따라서 규정하므로, 보다 구체적인 기준이 적용되고 있어 이를 참고하여 현 규정의 재고가 필요하다.
둘째, 배연창의 설치 방법 및 재료에 대한 명확한 기준이 필요하다. 현재 국내에서는 설치 방법에 대한 규정이 부족하여 혼선이 발생할 우려가 있으며, 일본의 기준처럼 불연재료 사용과 더불어 다양한 Case 별 설치 방법에 대한 지침서 등의 도입이 필요하다.
셋째, 배연창 설계 시 기존 방화구획을 기준으로 배연창을 설치할 경우 발생할 수 있는 문제점과 더불어, 유효면적의 산정 방법 및 기존의 수직 설치기준만이 아닌 수평 설치기준 도입의 필요성, 그리고 현행 환기창 설치에 따른 완화에 대한 재고가 필요하다. 이는 화재 시 연기의 확산을 늦추고 배연 성능을 높이기 위한 중요한 조치가 될 것이다.
넷째, 배연창의 유지관리 측면에서도 정기 점검항목을 보다 세분화하여, 각 부품의 상태와 작동 여부를 체계적으로 점검할 필요가 있다. 일본의 경우 조작부, 전달부, 배연창부를 나누어 점검하고 있어, 이를 참고하여 국내 점검항목을 강화할 수 있을 것이다.
본 연구에서 도출한 차이점을 통해 국내 배연창 기준의 개선을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 하지만 기준 비교 대상으로 국외 여러 국가 중 일본만을 대상으로 하였기에 개선사항을 탐색하는데 한계가 있었다.
향후 다양한 국외 각국의 기준을 조사하여 이들로부터 조사된 기준의 비교분석을 통해 국외의 다양한 접근방식 및 국내 기준의 미비점 등을 파악할 필요가 있다. 또한, 조사 결과를 바탕으로 분석 및 Case Study 등을 진행한다면 국내 특성에 맞는 개선방안을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었습니다(RS-2022-00156237).