1.1 국내외 폭발 사건 및 SIP 적용 필요성

Table 1은 미국과 국내에서 발생하였던 폭발 사고 및 포격에 대한 피해 규모 및 유사 상황 발생 시 현시점 예상 피해 추정이다. 미국의 경우 오클라호마 연방청사 폭탄 테러를 포함하여 1980년부터 2001년까지 총 482건의 사고와 테러가 발생하였으며 그 중 324건이 폭발로 인한 피해였다(FEMA 453, 2006). 국내의 경우 1987년 대한한공 858편 폭파 사건을 제외하면 폭탄 테러는 전무한 수준이지만 폭발 사고 혹은 적국의 도발과 같은 포격은 언제든지 발생할 수 있다. 여수/안산 화학공장 폭발 사고(2000)와 연평도 포격전(2010)이 그 실제 사례이다. 여수/안산 화학공장 폭발 사고는 인명피해로 78명의 사상자가 발생하였으며 당시 재산 피해는 5,100 백만원의 피해가 발생하였으며 공장 2동의 전파, 2동의 반파가 발생하였다. 현시점에 유사한 상황이 발생할 경우 자동화된 공장들로 인해 인명피해는 감소할 것으로 예상되나 약 20,000 백만원의 재산 피해가 발생할 것으로 추정되었다.

Table 1

Case and Damage Estimation of Explosive Accident

연평도 포격전(2010)은 60명의 사상자가 발생하였고 12,256 백만원의 재산 피해가 발생하였다. 포격 사건으로 인해 해당 지역의 대피시설의 현대화와 보강이 이뤄졌다. 이처럼 폭발로 인해 막대한 인명, 재산 피해가 예상되는 화학공장, 주유소, 원자력발전소와 같은 시설과 적국의 공격이 예상되는 지역의 인명, 재산 피해를 최소화하기 위한 방안이 필요하다. 이를 위한 방안으로 테러 취약 시설, 폭발에 취약한 시설 및 적국의 공격이 예상되는 지역은 방호⋅방폭 설계의 적용이 고려되어야 한다. 앞서 언급된 바와 같이 방호⋅방폭 설계를 통해 시설물 자체의 방호⋅방폭 성능을 개선하여 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있을 것이다.

SIP (Shelter In Place)란 화학공장, 충전소 및 실험시설과 같은 폭발 사고가 예상되는 시설과 대피시설에 방호⋅방폭 설계를 적용하여 유사시에 시설물 자체가 대피시설로 활용하는 시설물 내 대피시설이다. 취약 시설뿐만 아닌 일반시설에 방호⋅방폭 설계를 적용하고 일반시설의 SIP화를 통해 폭발과 각종 위협에 대해 더 안전한 대한민국을 만들 수 있을 것이다.

1.2 서울특별시 대피소 현황

Table 2를 통해 서울특별시의 민방위 대피시설의 현황을 나타내었다. 총 3,060개의 대피소가 25개의 자치구에 분포해있다. 각각의 대피소는 각 행정구역의 인구밀도와 대피소의 접근성, 수용인원, 대피 중 예상되는 혼잡도를 고려하여 지정되었다. 서울특별시의 모든 대피소는 고층 건물의 지하층, 지하철, 터널, 다층물의 지하층으로 공공시설 및 공공용시설로 분류되어있다. 서울의 모든 대피소의 등급은 국내 민방위 대피시설 기준 2등급, 3등급에 해당하는 대피소이다. 2, 3 등급의 대피시설로는 공공시설의 지하 층 등이 주로 사용되며 이는 외부 유입 공기 차단 및 정화 장치가 적용되어 있지 않아 화생방 위협 상황에 대한 대비가 되어있지 않다는 문제점과 공습과 같은 상황에서 시설물 자체의 붕괴에 대한 대비가 되어있지 않다는 문제점이 있다. 대한민국의 수도인 서울은 인구밀도가 가장 높은 도시이며 대피시설과 일반시설에 방호⋅방폭 설계를 적용한 더 높은 수준의 SIP를 실현하여 국민의 안전을 보장할 필요가 있다.

Table 2

Status of Evacuation Facilities in Seoul

2.1 미국의 FEMA 453

FEMA 453 (2006)에서 제시하는 대피시설의 종류는 Table 3과 같다. Table 3에 나타난 바와 같이 각각의 대피시설은 방호등급, 예상 수용 인원, 위치를 고려하여 지하 대피시설, 단독 대피시설, 다중 대피시설, 공동 대피시설로 나눠 분류되어 있다. 또한 대피시설의 건설 및 운용에 필요한 고려사항도 함께 제시되어있다. 각각의 대피시설은 폭발 및 화생방 위협에 대한 최소 방호등급이 존재한다. 지하 대피시설의 경우 방폭등급 ‘Medium’, 화생방 방호 등급 ‘Class3’를 최소 방호 등급으로 규정하고 있다. 해당 방폭 등급에 해당하는 시설물에 폭발 하중이 가해진 경우 시설의 피해정도, 인명피해, 재산피해등이 Table 4에 나타나있다. 또한 Table 5를 통해 화생방 방호등급을 확인할 수 있다. 화생방 위협에 대해서는 생물학무기 및 방사능 물질오염, 화학무기에 따라 대피시설이 갖춰야 할 최소 공기 정화 시설 및 공기 순환 장치에 대한 기준이 제시되었다.

Table 3

Commercial Shelter Categories

Table 4

Correlation of ISC Levels of Protection and Incident Pressure to Damage and Injury

Table 5

ISC CBR Levels of Protection

Table 3에 나타난 모든 종류의 대피시설이 공통으로 가지고 있는 화생방 방호 등급 ‘Class 3’의 대피시설은 특수한 목적을 가진 공기 여과 장치 및 환기 시설이 요구되지 않으며 기존의 구조물 지하층 같은 비상 상황 발생 시에 사용이 가능하다는 점에서 국내 대부분의 민방위 시설과 유사한 것으로 보인다. 하지만 FEMA 453 (2006)에서 제시하는 화생방 방호 등급 ‘Class 3’의 대피시설은 4가지 필수 원칙 하에 지정되었다. ‘비상사태 발생 전 실내의 밀폐가 가능할 것’, ‘밀폐 이후 탈출이 가능할 것’, ‘공기순환장치의 신속한 활성화 및 비활성화가 가능할 것’, ‘시설물 내부의 온도 조절이 가능할 것’. 이렇듯 FEMA 453 (2006)에서는 화생방 위협 대비 시설의 필수 원칙과 최소 방폭 등급을 지정하여 평시에 사용되던 지하 구조층, 지하 주차장, 엘리베이터 코어, 사회 시설 등이 유사시에 대피시설로 사용되도록 하고 있다. 이는 넓은 범위의 SIP (shelter in place)로 판단할 수 있다. Table 6에 나타난 바와 같이 FEMA 453 (2006)에서는 폭발 및 화생방 위협에 대해 대응 방법, 조치 및 준수 사항을 특정 위협 상황 발생 시 실내⋅외를 기준으로 제시하였다. 모든 위협 상황 시 실외에 있는 경우 대피시설로 이동하는 것이 권고되었다. 반면 실내에 있는 경우 개인 보호 장구 착용 후 대피가 권고된다. 이처럼 구조물의 지하 층, 지하 주차장 등으로 대피한 뒤 구조를 기다리는 것이 권고되었다.

Table 6

Evacuation Versus Shelter-in-place Options Matrix

2.2 한국의 민방위 시설 장비 관리지침

한국의 경우 지하철 역사, 터널, 빌딩 및 아파트 지하 주차장 등을 주로 민방위 대피시설로 사용되고 있다(Jung and Lee, 2013; Park and Paik, 2014). FEMA 453 (2006) 기준의 대피시설과 유사하게 넓은 범위의 SIP로 판단할 수 있다. 하지만 FEMA 453 (2006)의 기준과는 달리 특정 위협에 맞춰 지정되는 것이 아닌 행정적 역할을 수행함에 치중되어 있는 것으로 보인다. 이러한 대피소들은 건축법 제 53조에 의거하여 설치된 민간 기타 공공기관 소유의 시설 중 대피기능을 갖추고 방송청취가 가능한 지하층으로 건축규모가 60 m² (18평) 이상인 건축물로 규정되어있다. 국내의 대피소들은 폭발과 화생방 위협에 대응하기 위한 FEMA 453 (2006)의 대피소 기준과는 달리 화생방 위협과 같은 극한상황에서의 안전을 보장하지 못할 수도 있다. 우리나라의 민방위 대피 시설의 지정 기준은 Table 7과 같다.

Table 7

Criteria for Designating Shelters in Korea (Yoo and Lee, 2019)

Table 8에서 우리나라의 민방위 경보 시 대피 방법을 나타내었다. 각각의 위협은 민방공 경보체제를 통해 국민들에게 알려진다. 민방공 경보는 적의 침공에 의해 전국 또는 일부 지역에 공격 및 공습이 예상되거나 공습이 있는 경우 또는 화생방에 의한 공격, 위협이 있는 경우에 국민들에게 신속히 전파하는 것을 위해 정부에서 운영하고 있는 방법이다. 각각의 경보는 사이렌 혹은 음성방송을 통해 이뤄진다. 공격 전 예상경보(pre-attack)는 1분간 평탄음의 사이렌이 울리며 공습경보의 경우 3분간의 파상음의 사이렌으로 위협을 알리고 있다. 또한 화생방 공격의 경우 음성안내로 진행된다. 우리나라의 대피 방법은 FEMA 453 (2006)의 기준과 유사하게 즉시 대피시설로의 이동을 권고하고 있으나 실내⋅외의 차이를 두지 않는다는 차이점이 있다. 또한 국내의 대피소 대부분이 지하 주차장과 같은 공공시설의 지하인 것을 감안하였을 때 공습 위협에는 방호성능이 적절할 것으로 예상되나 외부 유입 공기 차단과 밀폐가 가장 중요한 화학무기, 생물학무기 와 같은 화생방 공격에서 국내의 대피소가 안전을 보장하지 못할 수도 있다.

Table 8

Evacuation Methods of Korea

3.1 미국의 FEMA 453

FEMA 453 (2006)에서 제시하는 대피시설의 방호등급은 공습과 같은 폭발에 대한 방폭등급과 CBR (화생방) 방호 등급으로 나눠져 발생할 수 있는 특정 위협, 공격에 따라 대피시설의 방호등급을 지정하였다. Table 4에 나타난 바와 같이 방폭동급은 ‘Minimum’, ‘Low’, ‘Medium’, ‘High’로 나눠져 있다. Table 3에 나타난 것처럼 화생방 방호 등급은 ‘Class 1, 2, 3’로 나눠지며 각각의 방호등급은 ‘High, Medium, Low’ 등급의 방호성능을 나타낸다.

FEMA 453 (2006)에서 제시하는 방호등급은 해당 등급의 시설이 폭발공격에 따라 구조적 피해와 내부의 인원의 부상정도 및 재산피해 정도를 기준으로 나눠진다. ‘Minimum’, ‘Low’ 등급의 방호성능을 가진 대피시설은 폭탄테러, 미사일 공격과 같은 상황에서 시설의 점진적 붕괴가 아닌 취성적 붕괴로 인해 많은 수의 인명피해와 재산 피해가 발생할 것으로 예상된다. 또한 국내의 대피시설이 지하에 위치한 것과는 달리 지상에도 대피시설이 있는 미국의 경우 창문 시스템에 대한 예상 폭압에 따른 방호설계가 권장되기도 하며 유리 파편으로 인해 발생할 수 있는 부상을 방지하고자 피해 예상 범위를 명시하기도 하였다. ‘Minimum’ 등급의 경우 창문 시스템에 대한 방호설계가 없으며 ‘Low’ 등급의 방호시설의 경우 방폭설계가 권장된다.

‘Medium’ 등급의 대피시설의 경우 폭발에 의해 인명피해 및 재산 피해가 예상되기는 하나 많은 인원이 부상에 그치며 시설의 재사용 및 구조 부재의 교체로 복구가 가능하다. ‘High’ 등급을 가진 대피시설의 경우 폭발 공격에 대해 경미한 부상 정도와 재산 피해가 예상되며 시설 및 구조부재의 교체 없이도 재사용이 가능할 것으로 예상된다. ‘Medium’, ‘High’ 등급 대피시설의 경우 창문 시스템의 방호 설계가 적용되어 있다.

FEMA 453 (2006)에서 제시하는 화생방 방호등급은 생물학, 방사성 오염에 대비하여 적용된 공기 여과 장치의 등급과 화학, 방사성 가스를 방지하기 위해 활용된 조치 방안을 중점으로 나눠진다. 공기 정화 장치의 등급은 MERV (minimum efficiency reporting value) 필터와 HEPA (high efficiency particulate air) 필터가 기준으로 사용되었다(First, 1998; Cecala et al., 2016; Cadnum et al., 2023). 화생방 방호 등급 중 ‘Low’ 등급의 방호시설은 생물학, 방사성 오염에 대비하여 MERV 13 필터 혹은 동등한 수준의 필터가 적용된 시설을 의미한다. MERV 13 필터는 0.3~1.0 μm의 입자가 50% 이상, 1.0~3.0 μm의 입자가 85% 이상, 3.0~10.0 μm의 입자가 95% 이상 여과되는 필터를 의미한다.

또한 화학, 방사성 가스에 대한 대비가 요구되지 않으며 FEMA 453 (2006)의 대피시설에 대한 등급에서 ‘Class 3’로 표기된다. ‘Medium’, ‘High’ 등급의 화생방 방호 성능은 생물학, 방사성 오염에 대해 0.3 μm 이하의 입자가 99.97% 이상 여과되는 HEPA 등급의 공기 여과 장치가 사용되었다. 또한 연기 및 유해가스의 차단, 최소화를 위해 계단 시설 등의 양압 유지가 요구된다. 두 등급의 차이점은 ‘Medium’ 등급 대피시설의 경우 화학, 방사성 가스에 대해 외부에서 유입되는 공기만을 대상으로 가스 흡수제가 사용되는 것과 달리 ‘High’ 등급의 대피시설은 외부 유입 공기와 시설 내 순환 공기를 대상으로 가스 흡수제가 사용되는 것이다. 각각의 등급은 FEMA 453 (2006) 기준 ‘Class 2’, ‘Class 1, 2’로 표기된다. 국내 기준의 경우 SIP 시설물 자체의 구조적 특징에 따라 등급이 분류되는 반면 FEMA 453 (2006)의 경우 공습 및 화생방 공격과 같은 특정 위협에 대한 SIP 시설물의 예상 방호등급을 제안한다는 점에서 큰 차이가 있다. 이처럼 FEMA 453 (2006)에서 제시하는 방호등급과 같이 SIP 시설물 자체의 구조적 특징이 아닌 SIP 시설물에 가해질 수 있는 특정 위협에 따라 대피시설의 최소 방호성능을 제안한다면 대피시설 자체의 안전성과 국민의 생존 가능성을 향상시킬 수 있을 것이다.

3.2 국내 기준

국내 대피시설의 등급 지정 기준은 Table 9와 같다. 대피시설의 등급은 민방위 시설 장비 관리지침에 따라 총 4단계로 나눠진다. 모든 대피시설은 건축법 제 53조(지하층)에 따라 지하 시설이다. 대부분의 국민들은 경계⋅공습 경보시 2등급 이하의 대피시설로 대피해야 한다. 화생방 공격과 같은 위협 상황 시 밑으로 가라앉는 가스를 피해 고층 건물로 피하는 것이 FEMA 453 (2006)과 우리나라의 대피 방법에서 권고된다. 하지만 대부분의 대피시설은 공공시설 혹은 아파트 등으로 계단과 엘리베이터를 활용하여 고층으로의 대피가 가능하지만 충분한 층고가 확보되지 않은 3, 4등급의 대피시설이나 공습 및 폭발로 인해 수직이동이 불가능하다면 대피시설이 제 역할을 수행하지 못해 큰 인명피해가 발생할 수 있다. 국내의 대피시설은 일상생활 중 국민들이 쉽게 접근할 수 있는 장소에 지정되어 있으나 국민의 생존 가능성을 증가시키기 위해 화생방 대비 및 물리적 방호성능의 개선이 필요하다고 판단된다. 국내의 2, 3, 4등급 대피시설과 폭발 사고와 같은 위험이 있는 시설물에는 방호⋅방폭 설계와 화생방 위협에 대비하기 위한 고성능의 공기 여과 장치 적용이 요구된다.

Table 9

Protection Level of Shelters in Korea