1. 서 론
최근 화재발생 중 천정(반자 내부)에서 발화하여, 급격한 화재확산으로 재산과 인명피해를 낳은 사고들이 빈번히 발생하고 있다. 연세 세브란스병원 화재(2018. 02. 03)와 제천 노블휘트니스 & 스파 화재(2017. 12. 21)가 그 예이다. 화재의 조기 감지가 어렵고 자동소화설비인 스프링클러 헤드 설치가 제외 되고, 단열재 등의 가연물들로 하여금 급속한 화재확산이 피해를 키운 요인이라 여러 보고서에서 지적하고 있다. 건축물의 열손실을 줄여 에너지효율을 높이고자 단열재의 시공이 매우 중요 시 되고 있고, 특히 건축물의 에너지 절약설계기준에 의해 중부2지역(서울, 경기, 충청 등)은 외기와 간접적으로 면하는 최상층의 경우 155 mm 이상의 가등급 단열재를 시공하도록 규정하고 있다. 따라서 본 연구에서는 공동주택 최상층 세대의 반자내부의 실태조사를 통해 유사한 실험체를 만들어 실재 화재실험을 실시하여 반자 내부의 가연성 단열재 등이 화재하중으로써 화재에 작용하는 양상과 이에 따르는 CPVC 배관에 미치는 화재영향성을 확인하고자 하였다.
국내의 선행연구로는 Yuk (2022)은 반자내부를 사각지대가 아닌 적절한 관리의 대상으로 삼고자하는 목적으로 법률 분석, 화재사례 분석, 화재 시뮬레이션 등 다양한 방법을 통해 화재의 위험성과 특이성을 도출하고 그에 대한 대안을 제시했다.
Kim (2020)은 필로티 구조 건축물의 천정 공간 내부를 모사한 축소모형과 실대 화재실험을 통해 천정 달열재와 천장재에 따른 화재확산의 정도와 온도변화를 확인했고, 단열재가 화재 확산의 주 요인임을 확인했다.
Jin (2020)은 합성수지와 같은 고분자 물질은 재료의 성분에 따라 그 특성차가 매우 크므로 품질관리를 위한 재료시험 기준 및 화재시험 기준의 개선이 필요하다고 했다.
Choi (2021)은 공동주택 시공사례를 토대로 기준층 및 최상층의 천장과 반자를 재현한 시험체를 제작하여 실험을 통해 반자내부의 합성수지배관에 대한 화재 영향을 살폈다. 화재실험은 ‘소방용 합성수지배관의 성능인증 및 제품검사의 기술기준’에 따라 실시했으며, 세대 내 우물천장과 커튼박스의 합판 재질 부위는 조금 연소하였으나 전체적으로 불연재인 석고보드(12.5 T)의 열차단으로 CPVC 배관에는 큰 영향이 없었다. 그래서 국내의 CPVC 배관에 대한 시험기준이 해외에 비해 엄격도가 낮음을 지적하고 기술기준의 개선방안을 제시하였다.
해외 연구로는 Doley et al. (2022)은 호주에서 주로 사용되는 건축자재들(EPS, XPS 및 PIR 등)을 분석하여 열유속(Heat Release Rate, HRR), 총 열방출량(Total Heat Released, THR), 연기방출량(Total Smoke Release, TSR)등을 비교⋅분석 하였다.
위에서 살펴본 선행연구에서 단열재, 반자, CPVC배관의 여러 화재 위험을 연구하고 그 대책방안도 각각 제시하였으나, 반자 내부의 화재를 가정한 화재에서 단열재가 CPVC 배관에 미치는 화재영향성 연구는 수행되지 못하였다. 이에 반자 내부의 화재에서 CPVC 배관이 변형되거나 파열, 소실된다면 스프링클러설비의 작동과 성능에 큰 악역향이 발생되므로 실물화재 실험을 통해 이를 확인하고, 대책을 연구하고자 하였다.
먼저 중부2지역(경기, 충남지역 등)의 공동주택의 최상층 반자 내부의 실태를 조사했다. 공통적으로 습식 스프링클러 설비 시스템을 적용하였고, 배관은 CPVC 배관을 설치하였으며, 유기계 단열재를 채택하여 시공하였다. 이를 토대로 가장 많이 시공되고 있는 세가지 단열재로 실험체를 구성하여 실물 화재실험을 하였다. 실험은 한국건설기술원에서 실행했으며, 실험체에 온도센서를 설치하고 영상촬영도 함께 진행했다.
본 연구는 공동주택의 최상층 세대를 모델로 하여, 반자 내부에서의 발화를 가정하였다. 이는 반자 내부에서 전기화재의 원인인 누전과 합선 및 과열 등 충분히 발화가 일어날 확률이 높기 때문이며, 주거공간에서의 전기화재는 매년마다 화재통계를 통해 그 위험을 증명해주고 있다.
2. 이론적 배경
2.1 반자 구조와 관련 규정
2.1.1 반자 구조
모든 공동주택의 세대 내 천정에는 재실자의 미관상, 쾌적한 환경을 확보하기 위해 반자를 설치하여 슬라브 콘크리트면 및 천정공간 내에 설치된 배관 및 배선을 보이지 않게 덮는다. 따라서 상층 슬라브 하부와 반자 사이에 실내조명 및 환기, 냉난방 기구 및 스프링클러 배관 등의 설비를 설치하기 위한 최소한의 공간이 필요하다. 또한 최상층의 천정 내에는 슬라브 하부 콘크리트면에 외부로의 열손실을 줄이기 위해 단열재를 설치하므로 더 높은 공간이 필요하게 된다.
Table 1에서 반자의 종류와 장단점을, Fig. 1에서 목재반자와 경량철골 반자를 보며 알 수 있듯이, 경량철골반자가 화재에 대한 저항성 및 내화성이 좋은데 반해 고비용이라서 공동주택의 세대 내 반자나 소규모의 사업시설에는 대부분 목재반자를 시공하고 있다.
Table 1
Types of Ceiling Materials and Their Characteristics
2.1.2 반자 관련 규정
반자와 관련된 규정으로 ‘스프링클러설비의 화재안전 기술기준 103 (NFTC 103, 2024)’에서 반자 내 스프링클러 헤드 설치 제외 규정이 있다. 천장과 반자 모두 불연재로서 천장과 반자 사이 거리가 2 m 미만인 부분, 2 m 이상으로 그 사이 가연물이 존재하는 않는 부분이다. 또한 천장과 반자 중 한쪽이 불연재료로 반자 사이 가리가 1 m 미만이거나, 천장과 반자 양쪽 모두 불연재가 아니어도 반자사이 거리가 0.5 m 미만인 부분엔 헤드 설치를 제외해도 된다고 규정하고 있다. 이 규정으로 반자를 석고보드 12.5 T (불연재)로 설치할 경우 천장과 반자 사이가 1.99 m까지는 가연성 자재를 제한없이 설치해도 스프링클러 헤드 설치는 제외되는 상황이다.
2.2 단열재와 관련 규정
2.2.1 단열재의 종류와 동향
단열재는 열전달을 차단하는 건축자재로서, 건축물 실내의 쾌적한 온열환경을 유지시키는데 있어 건축물의 외피를 통한 열손실, 열획득을 억제하여 냉난방 에너지 비용을 감소시키는 중요한 자재이다. 이런 중요한 역할을 수행하는 단열재는 화재 발생 시 화재확산과 고온의 화열, 독성연기 발생에 원인이 되기도 하는데, 이는 석유화합물을 주원료로 하는 저단가의 단열재를 시공했던 현장들이다.
단열재는 석유화합물을 주원료로 하는 유기계 단열재와 유리나 암석을 주원료로 하는 무기계 단열재로 나눌 수 있다. Table 2는 현재 많이 쓰이고 있는 대표적인 몇가지를 분류한 표이며, 최근에는 유기계와 무기계 재료를 혼합하거나 표면처리 하는 등의 여러 방식으로 새로운 단열재들이 많이 출시되고 있다. 친환경에 인체에 무해하고 내열성능까지 뛰어난 단열재들이 신제품으로 출시되고 있으나, 단가가 중요한 건설시장에서 아직 그 점유율은 미미한 상황이다.
Table 2
Types of Representative Insulation Materials and Their Characteristics
2.3 소방용합성수지 배관과 관련 규정
2.3.1 소방용 합성수지 배관
소방용 합성수지배관은 소방설비에 사용되는 합성수지 재료를 사용한 배관을 말한다. 소방용 합성수지배관(이하 “CPVC 배관”)은 일반 PVC (Poly Vinyl Chloride)에 염소화 부가반응을 통해 얻은 CPVC (Chlorinated Poly Vinyl Chloride) 재질로서, 일반 PVC가 57% 정도의 염소를 함유하는데 비해 CPVC는 67%~74%의 염소함량을 가지고 있어 자기소화성이 향상된 재질이며, 다음 Table 3과 같은 장단점이 있다.
Table 3
Pros and Cons of CVPC Piping
2.3.2 CPVC 배관 관련 규정
“스프링클러설비의 화재안전성능기준”과 “스프링클러설비의 화재안전기술기준”에서는 다음의 장소에 소방청장이 정하여 고시한 소방용합성수지배관의 성능인증 및 제품검사의 기술기준에 적합한 소방용 합성수지배관으로 설치할 수 있다.
또한 CPVC배관은 [소방용합성수지배관의 성능인증 및 제품검사의 기술기준]에 의하여 한국소방산업기술원(KFI)에서 그 인증검사를 실시하고 있으며, 검사항목으로는 인장강도, 내압시험, 파괴시험, 비틀림시험, 수격시험, 온도반복시험, 진동시험, 충격시험, 환경노출시험, 화재시험 등이 있다. 특히 화재시험은 미국 NFPA 13 (2019) 규정의 기술 기준이 되는 UL 1821 (2019) 규정과 유사하게 규정하였으나, 큰 차이로는 Fig. 2(a)에서 알 수 있듯이 한국의 화재시험은 반자를 설치한 상태로 화원을 반자 아래 두고 점화하므로 화염의 영향이 CPVC 배관에 전달되지 않는 맹점이 있다.
KFI Fire Test와 UL 1821 Fire Test의 차이점은 단순히 반자의 있고, 없음이지만, 이로 인해 파생되는 문제점은 매우 심각하다. 첫째, CPVC 배관의 화재안전 성능 검증이 불가하고 둘째, 반자 내 헤드가 없어서 반자 내부 화재 시 스프링클러 배관 방호가 불가능하다.
반면 UL 1821 Fire Test은 Fig. 2(b)에서와 같이 CPVC 배관이 화염에 직접 노출되어 배관 표면이 274 °C까지 상승함을 알 수 있다. 이렇게 화염에 노출된 배관으로 충격시험, 내압시험 등을 실시하여 성능을 인증하고 있다. NFPA 13의 성능기준이 되는 UL (미국 Underwriters Laboratories Inc) 외에도 FM Global (Factory Mutual insurance company), LPC (미국 Limited Product Certificate) 그리고 VdS (독일 Vertruen durch Sicherheit)에서도 같은 시험을 준용하고 있다.
2.4 화재 하중
2.4.1 화재하중(Fire load)이란
화재하중이란 화재실 안에 포함된 모든 가연성 물질의 완전연소에 따른 전체 발열량이다. 이는 화재의 규모를 판단하는 척도로서 화재실에 있는 모든 가연성 물질의 완전연소 할 때 발생되는 화재실의 단위면적당 열량으로 정의하고 있다. 건축물에 다양한 가연물질이 있고 이들은 발열량이 각각 다르기 때문에 동일한 발열량을 가진 목재의 중량값(1 kg/m2 = 4,500 kcal/m2)을 화재하중으로 치환 해 사용하며 kg/m2의 단위를 쓰고 있다. 즉 단위면적에 모든 가연물의 총발열량이 화재하중인 것이다. 화재하중이 커지면 화재지속시간도 길어지고, 열축적에 의해 온도도 더 높아지며, 제어하기 위한 소화수의 양도 커지게 된다.
2.4.2 화재하중의 계산
화재실에 존재하는 모든 가연물들의 발열량을 합산하여, 총 발열량을 목재중량으로 환산하며, 이를 등가가연물량이라 칭하고, 단위바닥면적당 등가가연물량을 화재하중이라고 한다. 수식으로 표현하면 아래 Eq. (1)과 같이 ‘가연물 밀도’로 표현된다.
여기서, q: 가연물 밀도(kg/m2) ∑GiGi: 모든 가연물의 총중량(kg) A: 화재실의 바닥면적(m2)
최근에는 SI단위가 국제적으로 쓰이며 화재하중의 단위를 kJ, 화재하중밀도(fire load density)를 kJ/m2으로 정의하고 있으나, 화재하중의 개념으로 혼용되어 쓰이고 있다. 미국이나 유렵에서는 화재하중의 제한을 두는 개념으로 반자 내에 11.4 MJ/m2 라는 화재하중 제한을 두고 있다. SI단위계 화재하중밀도의 수식은 Eq. (2)로 계산된다.
여기서, ΔHeff,i: 유효연소열(kJ/kg) mi: 가연물의 질량(kg)
화재실에 존재하는 모든 가연물의 화재하중을 계산하려면 가연물 각각의 체적(m3)과 질량, 가연물의 유효연소열(ΔHeff,i, effective heat of combustion, kJ/kg)의 정보가 필요하다. 화재하중은 가연물의 체적 또는 중량만을 바탕으로 계산되므로 실재 화재 양상은 가연물의 형상정보에 큰 영향을 받는다.
3. 실물 화재 실험
3.1 실험체 구성
실험체 크기와 구성을 위해 CPVC 배관이 설치된 공동주택 또는 주거형 오피스텔 4곳과 상가를 조사하여 반자 구조체, 반자 깊이, 단열재 종류 및 두께 등을 반영한 실험체를 제작하였다. 용도가 비슷하여 반자구조 및 시공한 단열재들이 유사했다. 실태조사는 Table 4와 같이 최상층 천정 공간의 높이는 공동주택은 최소 38 cm, 최대 55 cm로 단열재의 두께에 비례하였으며, 주거형 오피스텔 상가는 90 cm로 공동주택보다 월등히 크게 나타났는데 이는 천정형 냉난방기 설치 공간 확보에 따른 것으로 보인다. 따라서 단열재의 두께가 두꺼워질수록 천정 내 공간이 커져 가연물과 산소의 양이 동시에 증가하고 있어 화재 위험이 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 주거형 오피스텔은 단열재의 두께가 두껍고 천정 내 공간이 커 공동주택보다 화재 위험이 크다는 것을 확인하였다.
Table 4
Ceiling Condition Survey Form for the Top Floor
오피스텔의 상가 최상층의 단열재로 XPS 200 T를 시공 중이며, 싵태 조사를 실시한 다른 공동주택에서도 상가 부분 최상층 단열재로 XPS 단열재를 시공했음을 확인했다. 그래서 실물화재 실험의 실험체 선정에서 준불연재인 PIR (경질 우레탄보드) 190 T와 함께 가연재료인 XPS (아이소핑크) 200 T를 선택했고, 또한 전체 건축물 단열재로서 가장 수요가 많은 가연재료 EPS (스티로폼) 100 T도 포함하여 세 종류의 단열재로 실물화재 실험을 진행하였다. 각 단열재 실험체마다 화원의 위치와 온도센서의 위치는 Fig. 3과 같이 배열하였으며 온도센서①은 화원 직상부에, 온도센서②는 화원과 1 m 거리에, 온도센서③은 화원과 3 m 거리에 고정하여 실험하였다.
화재하중을 이루는 반자내의 물품으로는 시스템 에어컨, 공조설비 덕트, 조명기구, 배선 및 PVC 전선관, 배관 보온재 등이 있으나, 이 실험에서는 제외하고, 단열재, 반자구조(목구조)와 CPVC 배관으로 구성하고 햅탄 1,000 ml를 화원으로 하여 실험을 진행하였다. 조사에 따라 기본 시험체의 크기는 33평형 아파트를 기준으로, 거실 너비 3,600 mm를 가로 길이로 하고 1,800 mm를 세로 길이로 하여 실제 거실 크기의 1/2 정도로, 반자 깊이는 450 mm로 제작하였다. 여기에 반자 내부에 들어가는 CPVC 배관은 호칭경 25 mm로 가지배관을 구성 하였으며, 헤드 설치 간격을 고려하여 후렉시블 배관 2개를 연결하였다. 또한 반자구조는 목구조를 구성하기 위해 30 × 30 mm 각목을 규칙적으로 배열하였다. Fig. 4는 XPS 실험체 실물 사진이며, 구조체는 철재 앵글로서 실험체에 외부 영향이 최소화되도록 하였다.
3.2 실험체 실물 화재 실험
3.2.1 PIR (Polyisocyanurate) Fire Test
Fig. 5와 같이 PIR 단열재는 점화 직후 화원(햅탄)의 연소로 불꽃을 올리며 화염이 진행되는 듯 보였으나, 햅탄이 모두 소진된 2분 30초 이후엔 PIR 단열재에 착화되었던 불꽃도 작아지면서 3분이 지나자 완전히 꺼져 자동소화(Automatic Fire Suppression)가 되었다. 그러나 PIR 단열재의 열분해가 일어나지 않았다 하더라도 화원의 열기로 앞면의 투명폴리카보네이트 판넬과 CPVC 배관도 심한 열변형이 확인 되었다.
3.2.2 XPS (eXtruded Polystyrene) Fire Test
XPS 단열재는 Fig. 6과 같이 점화 직후 화원(햅탄)의 연소로 불꽃을 올리며 연소하기 시작하여 시간이 갈수록 점점 더 화염이 커지고 확대되는 것을 확인 하였다. 햅탄의 소진 이후에도 단열재의 자체 열분해와 열축적으로 화염은 더욱 커지고, 실험체 앞면의 투명 폴리카보네이트 판넬도 화열에 모두 녹아내리는 것을 확인하였다. 8분 경에는 실험체 전체로 확대되고 높은 화열로 상부 석고보드가 소실되어 떨어지면서, 화염은 상부로 더욱 치솟는 양상을 보였다. 연기발생량도 매우 많았으며 짙은 검은 색 연기를 품어내며 연소를 계속했다. 8분 경과 후 실험체 전체가 화염확산 됨을 확인하고, 주수소화를 통해 강제 실험 종료(Forced Fire Suppression)했다.
3.2.3 EPS (Expanded Polystyrene) Fire Test
Fig. 7과 같이 EPS 단열재는 XPS 단열재와 마찬가지로, 점화 직후 화원(햅탄)의 연소로 불꽃을 올리며 연소하기 시작하여 시간이 갈수록 점점 더 화염이 커지고 확대되는 것을 볼 수 있었다. 햅탄의 소진 이후에도 단열재의 자체 열분해와 열축적으로 화염은 더욱 커지고, 실험체 앞면의 투명 폴리카보네이트 판넬도 화열에 모두 녹아내리는 것을 확인하였다. 8분 경에는 실험체 전체로 확대되고 높은 화열로 상부 석고보드가 소실되어 떨어지면서, 화염은 상부로 더욱 치솟는 양상을 보였다. 연기발생량도 매우 많았으며 짙은 검은 색 연기를 품어내며 연소를 계속했다. 화염의 크기가 XPS 단열재에 비해 조금 작은 것은 XPS 단열재 200 T에 비해 얇은 EPS 100 T의 두께차이로 이는 화재하중의 차이가 화염의 크기로 반영됨을 알 수 있었다. 8분 경과 후 실험체 전체가 화염확산 됨을 확인하고, 주수소화를 통해 강제 실험 종료(Forced Fire Suppression)했다.
4. 실험 결과 및 분석
4.1 화재실험 결과(온도)
4.1.1 PIR (Polyisocyanurate)
PIR (경질우레탄보드) 실험체 온도센서①, ②, ③번의 온도는 아래 그래프와 같다.
Fig. 8에서 화원에 근접한 온도센서①의 최고온도는 점화 후 2분 24초에 713 °C까지 상승했다. 이는 발화원인 햅탄의 연소에 의한 온도상승으로 보인다. 화염은 발화원인 햅탄 트레이 직상부에서만 일어났으며 경질우레탄보드 자체는 화염을 형성할 열분해를 하지 않고, 그로인해 화염전파가 전혀 이루어지지 않았음을 확인하였다. 그러나 햅탄의 발화열이 반자 내부에 전달되어, 화염전파가 전혀 없었던 온도센서③의 온도가 260.5 °C까지 올라가면서 CPVC 배관의 열변형이 발생한 것을 확인하였다.
4.1.2 XPS (extruded polystyrene)
XPS의 실험 온도 그래프는 Fig. 9과 같이 점화 후 온도센서① ②의 온도가 1분여 만에 700 °C까지 상승했고, 화염확산과 함께 온도도 계속 상승하여 최고온도는 점화 후 5분55초에 950.3 °C까지 상승했다. 아이소핑크의 지속적인 열분해로 화염이 연속적으로 확대⋅전파되면서 7분30초엔 시험체 전체가 화염을 발산했다. 반자내부에 열축적되면서 화원과 3 m 거리인 3번 온도센서 ③의 최고온도가 8분50초에 971.3 °C까지 지속적인 상승을 확인하였으며 이후 강제 소화시켰다. 반자 내부 전체의 고열로 CPVC 배관은 연소하여 형태를 알아보기 어려운 잔해만 남았다.
4.1.3 EPS (Expanded polystyrene)
Fig. 10에서 EPS 실험 온도 그래프와 같이 EPS도 XPS와 같이, 점화 직후부터 계속적인 온도 상승을 보이며, 화원 직상부의 온도센서①과 1 m 거리의 온도센서②의 그래프가 유사하게 상승함을 할 수 있다. 화원의 연소가 종료된 후에도 단열재로 확대된 화염은 점점 더 커지면서 단열재 전면으로 화염이 전파됐다. 센서①의 온도가 6분여 시간에 957.8 °C를 기점으로 하강하는 것은 단열재가 화염에 모두 소진되어 화세가 작아지고, 또한 앞면에 덮었던 폴리카보네이트 판넬이 화열에 떨어져 내려, 차가운 공기가 유입되면서 온도가 내려간 것으로 보인다. EPS의 화염은 XPS와 비슷한 양상을 보이나 센서③의 온도상승이 더 빠르고 높은 것은 EPS의 열분해 속도가 더 빠르기 때문으로 여겨진다. 반자 내부 전체의 고열로 CPVC 배관은 연소하여 형태를 알아보기 어려운 잔해만 확인되었다.
4.2 화재실험 후 CPVC 배관 상태
Fig. 11에서 알 수 있듯이 반자내부 실물화재 실험 모든 CASE에서 CPVC 배관은 화염에 의해 소실되거나 탄화되고 혹은 열변형을 일으켜 심하게 구부러진 형태를 보였다.
EPS나 XPS는 가연성 단열재로 화열에 취약함을 이미 인지한 상태였으나, 반자라는 공간의 특성으로 열 축적이 되면서 온도가 978.4 °C까지 상승하였고, 이로 인한 CPVC 배관의 완전 소실을 확인하였다. 직접적인 화염도 문제이지만, PIR의 경우에 화원과 3 m 거리의 화염이 전혀 닿지 않은 배관까지 260 °C의 온도상승으로 열변형을 일으켜 심하게 구부러져 있는 상태를 확인하였다.
4.3. 반자 내 온도상승 시간 그래프 분석
세 종류의 단열재 실험체에서 각각의 화원과 3 m 거리의 센서③에서 120 °C, 260 °C에 도달하는 시간을 확인하였다. Fig. 12에서 ‘120 °C’붉은 가로선은 CPVC 배관이 열변형이 시작되는 온도이고 ‘260 °C’붉은 가로선은 PIR 화재실험의 최고온도로서 CPVC 배관의 표면 탄화와 함께 심하게 구부러지는 현상이 발생한 온도이다. 실험의 오차가 있겠지만, 모든 실험체가 점화 후 1분~2분 사이에 120 °C, 2분~4분 30초 사이에 260 °C, 7분 이내에 500 °C까지 온도가 상승함을 알 수 있다. 500 °C는 목재의 자연발화와 알미늄 재질의 열변형을 일으킬 수 있는 온도이다.
5. 결 론
본 연구에서는 반자 내부에 설치되는 스프링클러 설비의 배관이 CPVC 배관으로 설치된 최상층의 아파트 및 주거형 오피스텔을 기준으로 화재실험을 진행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
공동주택 최상층의 반자 내부에 설치되는 단열재의 연소성은 화재 발생 시 자체 연소는 물론 반자 내에 설치된 각종 설비 특히 스프링클러설비의 CPVC 배관에 열변형 및 탄화, 소실을 발생시키므로 스프링클러 설비의 정상적인 주수 및 소화 성능을 발휘할 수 없음을 확인하였다.
이에 다음과 같은 대안을 제시하고자 한다.
첫째, 반자 내부의 단열재와 자재들, 그리고 각종 설비들에 연소성의 제한이 필요하다. EPS, XPS 단열재는 빠른 화염확산으로 반자 내부 전체가 연소되면서 971.3 °C까지 상승했고, 준불연 재료인 PIR 단열재는 연소하지 않았지만, 화원의 열축적으로 260 °C까지 상승하였다. 이는 다른 가연성 자재의 연소로도 CPVC 배관의 기능 손상을 예상할 수 있다.
둘째, 반자 내부에 스프링클러 헤드의 설치가 필요하다. 화재 실험 결과 직접적인 화염은 물론, 간접적인 화열에도 CPVC 배관이 손상되어 배관의 성능을 신뢰할 수 없었다. 따라서 CPVC 배관의 손상을 방지하고, 기타 설비와 각종 배선들도 방호해야 할 필요가 있다.
셋째, 반자 내의 화재하중 제한이 필요하다. 현재 국내의 CPVC 배관의 성능시험은 반자 내에 습식 스프링클러설비를 기준으로 CPVC 배관 설치를 규정한 시험방법이다. 반자 내의 화재 발생은 고려하지 않은 시험방법으로서, 스프링클러 설비의 신뢰성을 높이기 위해서는 반자 내의 CPVC 배관이 직접 화염이나 화열에 노출되지 않도록 반자 내의 전체적인 화재하중을 제한할 필요가 있다.
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