1. 서 론
화재가 발생할 경우 피해가 클 것으로 예상되는 지역(1)을 시⋅도지사가 화재 예방 및 안전관리를 강화하기 위해 지정 관리하는 지역을 화재경계지구(2)라고 하며, 2022년 12월 기존 ‘소방기본법’의 화재경계지구에서 화재예방의 중요성을 명확하게 나타내기 위하여 ‘화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률’에서 화재예방강화지구로 명칭의 변경 및 강화된 법규로 시행되었다.
화재예방강화지구 지정 시, 소방대상물의 위치⋅구조 및 설비등에 대한 화재안전조사를 연 1회 이상 실시하며, 소방관서장은 화재예방강화지구 안의 관계인에 대하여 소방훈련 및 교육을 실시할 수 있으며, 화재예방강화를 위해 소화기구, 소방용수시설(3)등의 설치를 명할 수 있다. 이와같은 화재예방강화지구로 지정하여 관리할 수 있는 지역은 시장지역, 공장⋅창고가 밀집한 지역, 목조건물이 밀집한 지역, 노후⋅불량 건축물이 밀집한 지역, 위험물의 저장 및 처리시설이 밀집한 지역, 석유화학제품을 생산하는 공장이 있는 지역, 법률에 따른 산업단지, 소방시설⋅소방용수시설 또는 소방출동로가(4) 없는 지역 및 소방관서장이 화재예방강화지구로 지정할 필요가 있다고 인정하는 지역으로 범위를 정하고 있다.
위에 열거된 화재예방강화지구 중 기존의 전통시장과(5) 화재에 취약한 주거지역인 쪽방촌에(6) 대하여 화재 및 각각의 거주공간에 대한 특징을 확인하면 다음과 같이 정리할 수 있다.
1.1 전통시장에서의 화재 및 취약성
Table 1에서는 2022년 국회입법조사처의 보고서에서 과거 5년간 전통시장에서 발생한 화재 건수, 사망자, 부상자 및 재산피해 현황을 보여주고 있다(7). 매년 평균 52건 정도의 화재가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 전체 피해액은 1,307억 원에 달하는 것을 볼 수 있다. 또한, 화재 1건당 피해액은 5억원 정도이며, 화재 원인으로서 전기적 요인이 46%로 가장 많았으며, 부주의가 32%, 기계적 요인이 8%, 방화가 1.2%의 순으로 조사되었다.
Table 1
Current Status of Fires in Traditional Markets for the Last 5 Years (2016-2020)
이와 같은 전통시장에서의 화재취약점을 살펴보면 몇 가지 공통된 특징으로서 정리할 수 있다. 첫째, 건축구조물의 노후화, 밀집화 부분이다. 국내의 전통시장은 대부분 70~80년대 건립된 장옥형, 상가주택 복합형 건축물이며 상점들이 밀집되어 있고 노후화로 인하여 내화, 방화성능이 떨어지며 화재 발생 시 큰 화재로 번질 수 있는 취약한 환경을 가지고 있다(8).
둘째, 화재예방이 취약하다는 점이다. 전통시장은 대부분 적재된 판매 물품으로 인하여 통행로가 명확하지 않으며, 각종 가연성 재고자산으로 인하여 구조가 복잡하며, 기존 전기설비의 교체 없이 각종 전기과부하와 같은 화재예방이 취약한 환경을 가지고 있다(7). 셋째, 연소확대가 용이한 특징을 가지고 있다. 화재하중이(9) 매우 높은 합성고분자 제품이 증대되고 있으며, 상품의 적재공간을 별도로 구분하지 않고 있으며, 건축적으로도 주거겸용 또는 소규모 상가건물과 노후화된 건물 및 상가로 인해 대형화재로 확산이 용이한 구조적인 특징을 가지고 있다(10). 넷째, 소화활동을 어렵게 하는 구조적, 공간적인 문제점을 가지고 있다는 점이다. 대부분의 전통시장은 소방대의 접근이 어려운 구조로서 통행로가 협소하며, 불법 주⋅정차 차량 및 피난 용량이 부족한 구조적인 한계를 가지고 있다는 점이다(11).
1.2 쪽방촌의 취약성 및 화재
한편, 2017년 6월에 한국보건사회연구원에서 발간된 ‘2016년도 노숙인 등의 실태조사’에 따르면 쪽방 주민은 약 6,192명으로 파악되었다. 쪽방 주민은 서울, 부산, 대구, 인천 및 대전의 5개 시로 집계되고 있으며, 서울에 57.4%가 거주하고 있는 것으로 파악되고 있다(12).
쪽방은 1명의 사람이 잠만 잘 수 있을 정도의 대부분 면적인 2평 이하인 매우 작은 크기의 생활공간으로 편의시설이 제대로 갖춰져 있지 않다. 이곳에 주거하는 대부분의 거주자는 노인이며 경제적⋅사회적으로 안정적이지 못한 빈곤층이다. 이러한 쪽방이 밀집된 지역 또는 군집하여 생활공간을 이루는 것을 쪽방촌이라 하며 이는 화재로부터 재산⋅생명을 지키기 어려운 밀접한 관계를 가지고 있다.
무허가 건물로 좁은 면적에 쪽방이 무계획적으로 확장되면서 기존 도로를 점유하는 형태로 구성되어 있으며 노후한 구조체에 합판, 슬레이트, 비닐 등을 이용하여 지붕을 마감하는 단순한 형태이며 기본적인 누수, 방수, 단열 등에 대한 대처가 부족하여 냉난방이 열악한 환경조건을 가지고 있다. 이러한 주거환경적 측면에서의 열악성과 더불어 화재에 매우 취약한 건축 환경적 특징을 가지고 있다. 이와 같은 쪽방촌에서 현재 상황과 화재에 취약한 점을 살펴보았으며, 기존의 지상설치 소방제품 외 화재 발생 시 전문 소방 인력 및 장비가 도착 전 자율 초동 화재 진화에 필요한 장비에 대한 필요성과 요구가 계속하여 재기 되고 있는 상황이다(13).
2. 지하매설용 소화전함의 개발 및 제반사항
따라서, 본 연구는 이와 같은 화재에 매우 취약하고, 화재 신고 시에도 소방차량을 이용한 초동대응이 어려운 전통시장과 쪽방촌 등에서 관계인 등이 초기화재 시 최소인원으로 상수도 및 수원이 공급되는 장소에서(14) 비교적 손쉽게 화재를 진압 및 제어할 수 있는 새로운 개념의 수원을 이용한, Figure 1과 같은 일명 ‘지하매설용 소화전함’을 개발 및 소방제품으로 적용하고자 기술적으로 살펴보았으며, 실제 현장에서의 적용 가능성에 대하여 고찰하였다.
2.1 지하매설용 소화전함의 제원 및 특징
현재, 지하매설용 소화전함의 경우 소방청의 요청과 수도사업소의 협조하에 제작된 지하매설용 소화전함 초기 모델을 가지고 창신동의 쪽방촌과 종로4가의 광장시장 등에 현재 시범 설치되어 있다. 기본적인 제원을 살펴보면 Table 2와 같다.
Table 2
Specification of Underground Buried Fire-fighting Hydrants
제원을 살펴보면 기본적으로 제품의 명칭은 일명 ‘지하매설용 소화전함기기 시스템’이며, 기본적인 크기는 외측이 800 (W) × 800 (L) × 800 (H)이며, 내측이 700 (W) × 700 (L) × 600 (H)의 크기로서 매설하기에 적정한 크기로서 상수도원에 근접한 지역이며 매설 시에 다른 관계시설과 지장이 없으면 매설이 가능한 소화전함 시스템이다. 외부는 초고강도 콘크리트의 맨홀구조로서 매설 시 강도에 충분히 견딜 수 있는 구조로 설계되었다. 그리고, 기밀 및 방수를 위하여 1차적으로 지상의 노출 되는 부분은 스테인레스로 제작하였고, 2차적으로 내부의 덮개를 매미 걸이로 단단히 고정하였고, 기밀이 될 수 있는 이중의 잠금장치 구조를 채택하였으며, 덮개의 개방은 가스식 쇼버 장치를 구성하여 개방의 편리성을 도모하였다. 한편, 소화용 호스로서는 직경 25 mm의 50 m 인증을 통과한 릴호스를 사용하였으며, 기타 부분으로서 연결배관, 앵글밸브, 관창, 안내문, 스패너, 비상용 후레쉬 및 보온제 등을 사용하여 겨울에도 최대한 소화전함의 내부에 소화수 등의 잔존 시에도 동파를 방지하기 위한 방법을 고려하였으며, 실제 제품의 사용절차를 Figure 2에서 보여주고 있다.
2.2 지하매설용 소화전함 설치의 협조 및 제반사항
현재, 서울 종로의 광장시장과 창신동의 쪽방촌 등에 지하매설용 소화전함이 Figure 3과 같은 소방서의 지원과 수도사업소의 협조 등으로 정식 설치가 아닌, 시범설치가 이루어진 상황이며 현재 공공기관을 중심으로 이와 같은 제품의 소방용 기기로서의 타당성을 긍정적으로 검토되고 있는 상황이다.
더불어 본 소방용 제품이 정식 소방용 제품으로 인정받기 위해서는 보다 구체적인 실질적인 인증기준에 따른 수정 및 보완 등이 이루어져야 하는 사항이며 인증기준의 항목에 포함 여부, 성능기준의 검사 방법 및 절차가 필요한 제품이다. 그리고, Figure 4와 같은 방법으로 펌프와 같은 별도의 가압송수장치(15) 없이 지하에 매설된 상수원을 소화수로 사용하기 때문에 관계기관의 철저한 검증과 Figure 3과 같은 협조가 필요한 제한된 상항에서 설치가 이루어지는 한계는 분명히 존재하는 소방용 제품으로서 향후보다 많은 검토가 필요한 시범 설치된 제품이라는 특징도 가지고 있는 사항이다.
3. 지하매설용 소화전함의 기술기준(안) 개발
이와 같은 지하매설용 소화전함이 공인된 소방제품으로 사용하기 위해서는 공공기관에서 관리되고 있는 기술기준을 바탕으로 검증을 득한 후 소방용으로 사용이 가능하므로 기술기준의 개발이 필요한 사항이며, Figure 4와 같이 시범 설치된 장소를 방문 후 다음과 같은 기준에 필요한 성능의 제반사항을 검토하였다.
현장 방문 전 시범설치된 동일한 제품에 대하여 소방학과 교수 1명, 공공기관 연구원 및 소방기술사 3명이 매설되지 않은 지하매설용 소화전함 제품에 대한 검토 및 작동을 수행한 후, 서울 종로 4가의 광장시장과 종로 창신동의 쪽방촌에 시범 설치된 장소를 각각 현장 방문하였으며, 동일한 전문가들이 1차 외함 덮개와 2차 내함 덮개를 직접 개방과 방수를 하여 성능에 필요한 성능의 항목을 검토하였으며, 지하매설용 소화전함의 소방설비로서의 필요성을 확보하였다.
현장 방문 결과 지하매설용 소화전함으로서 첫째, 구조적인 적합성, 각종 오염물질에 대한 저항성 및 배수성 등의 구조적인 검토가 필요함을 확인할 수 있었다. 둘째, 사용자의 입장에서 사용 편의성, 개⋅폐에 대한 정량적인 기준, 안전성 등의 기준이 필요함을 알 수 있었다. 셋째, 각종 차량 및 사람들의 움직임에 따른 하중에 대한 지지력, 각종 충격 및 내구성에 대한 기술기준 등이 필요함을 인지할 수 있었으며, 기타사항으로 사용상의 반복성 시험기준, 추가된 재료에 대한 시험기준, 소화전함의 위치를 인지할 수 있는 기준 등이 필요함을 확인할 수 있었다.
한편, 문제점으로는 화재 시 사용자들에 대한 평상시 교육과 사용방법을 숙지하는 방법 등에 대해서는 논의가 필요할 것으로 사료되었으며, 1차측과 2차측 함의 빠른 개방과 폐쇄를 위한 개⋅폐력을 줄이는 방법 및 반복 개⋅폐에 따른 내구성의 확보는 보완사항으로 확인하였다.
3.1 기술기준의 구조적 시험
본 항목에서는 구조시험 항목으로서 구조상 견고하며, 쉽게 변형되지는 않는 구조로의 판정이 필요하며, 보수 및 점검이 비교적 쉬운 구조로서, 지하매설용 소화전함의 내부의 물은 비교적 배수가 원활히 되는 구조가 필요하다. 그리고, 지하에 매설되는 부분이므로 예상치 못한 외부의 환경에 적응할 수 있는 부력시험이 필요하리라 판단된다. 본 기기에 대한 기본적인 배수, 중량 및 부력시험의 모습을 Figure 5에서 보여주고 있다.
3.2 개폐 및 작동 관련 기준
지하매설용 소화전함의 덮개 개폐 제어 시험 항목은 불특정 다수인이 사용할 수 있는 개방 및 폐쇄의 편리성 및 유사시에 누구나 사용할 수 있는 최소의 힘으로서 개방 및 폐쇄의 작동 유⋅무를 검사하기 위한 시험이다. 시험결과 기존의 소화전함을 개폐하기 위한 최소의 힘은 133 N으로서 이 값을 기준으로 볼 때, 1차측의 개방 시 힘은 287.1 N이고, 폐쇄 시에는 427.9 N의 힘이 필요하였다. 그리고, 소화전함의 밀실을 위한 2차측의 소화전함의 개방 시에는 167.8 N의 힘과 폐쇄 시에는 68.7 N의 힘이 필요한 것으로 측정되었으며, Figure 6에서 측정하는 모습을 보여주고 있다. 이와같은 결과 값을 가지고 살펴볼 때 개폐 및 폐쇄력에 대해서 소화전함의 개폐의 힘과 유사한 값으로 조정 및 설계의 변경이 다소 필요한 것으로 판단된다.
그리고, 모서리 날카로움 시험에서는 지하매설용 소화전함의 각 부분에 대해서 인체에 날카로운 부분에 대해서 테이프를 이용하여 검사하는 항목으로서 본 샘플 제품에 대해서는 큰 문제가 없는 것으로 판단되었으며, Figure 7에서 관련 시험 모습을 보여주고 있다.
3.3 정하중 시험
정하중 시험은 외부기관인 한국건설품질시험원에 의뢰하여 약 260 kN의 압력을 상판에 가하여 정상적인 작동을 확인하였으나, 1차측의 덮개 개⋅폐 작동에 문제가 있는 것으로 판정되었다. 따라서, 이와 같은 부분은 향후 일반 맨홀 정도의 정하중 기준을 반영하여 정하중의 값을 정할 필요가 있는 것으로 조사되었으며, Figure 8에서 실험의 모습을 보여주고 있다.
3.4 방수시험
지하매설용 소화전함은 상부의 덮개는 도로 또는 지상위에 노출되는 부분에 대하여 빗물이나 외부의 물에 대한 방수시험이 필요한 설비이다. 따라서, 방수시험 시험이 필요하며, 시험결과 기존의 다른 소방제품의 기술기준을 바탕으로 시험한 결과, 내부의 방수에 대한 저항성은 우수한 것으로 판정되었으며, 소화전함에 대해서 침수 시험의 결과에서도 내부의 공간에는 물이 침입하지 않은 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, 지하매설용 소화전함의 방수에 대한 저항성은 적합한 결과를 얻을 수 있었으며, Figure 9에서 방수시험의 모습을 보여주고 있다.
3.5 충격시험 등 기타 필요시험
위에서 언급된 시험 외에도 필요한 기술기준에 포함되어야 할 내용으로서는 강구를 이용한 외부 충격시험, 저온에서의 작동을 확인하기 위한 -40 ± 2 ℃의 저온에서의 작동 유⋅무, 제품의 밀폐에 사용된 고무류의 재료시험, 소화전함의 외부 금속 재질에 대한 재료시험, 외함의 콘크리트의 압축강도 시험, 염수분무시험을 필요로 하는 내식시험, 호스 연결 부위의 내압시험, 호스릴의 수납을 위한 수납장치 강도시험, 각종 표시사항 및 외부의 인식을 돕기 위한 축광 표지의 시험 등이 필요하리라 판단된다. 본 연구에서는 기본적인 실험은 수행하여 성능에 대한 기초적인 시험을 수행하였으며, 각각의 실험 모습을 Figure 10에서 보여주고 있다.
이와 같은 소방제품으로서의 기술기준에 필요한 시험의 내용을 선별하여 기초 시험을 수행하였으며, 본 연구에서는 지하매설용 소화전함을 소방제품으로 검증하기 위한 요구되는 기술기준 분석 결과 Table 3과 같이 정리할 수 있다.
Table 3
The List of Test Standards
4. 결 론
본 연구는 지하매설용 소화전함에 대하여 사용 가능성을 살펴보기 위하여 아래와 같은 결론을 도출하였으며, 향후 성능인증 등의 기술기준 개발을 통하여 국내 전통시장과 쪽방촌 등과 같은 화재에 취약한 지역에 효과적으로 적응될 수 있는 소방제품이 될 것이라고 기대할 수 있다.
국내 일부 전통시장과 쪽방촌에 시범 설치된 ‘지하매설용 소화전함’을 이용한 소방제품에 대하여 부가적인 가압송수장치 및 전기장치가 필요 없이 상수원을 이용한 소화설비로서의 기술기준에 대한 항목이 검토되었다.
제품에 대한 구조적 특성을 확인하기 위한 기본적인 배수, 중량 및 부력시험이 확인되었으며, 개방 및 폐쇄의 원활한 작동 유⋅무를 확인하기 위한 결과 1차 측의 개방 시 287.1 N의 힘이 필요하였고, 폐쇄 시 427.9 N의 힘이 필요함을 확인할 수 있었으며, 개선이 요구됨을 확인할 수 있었다.
그리고, 모서리 날카로움 시험에서는 제품의 각 부분에 대하여 테이프를 이용하여 검사하였으며, 제품에 대한 외형의 정하중 시험에서는 260 KN의 압력에 대하여 덮개의 개⋅폐 작동에 문제가 있는 것으로 판정되었으며, 정하중에 대한 강도를 높일 필요성을 알 수 있었다.
본 연구의 기술기준 검토 결과 일명 지하매설용 소화전함은 향후 설치 현장에 바로 적용될 수 있다는 것을 가정하는 것이 아니라, 소방용 제품으로서 기술기준 확립 및 이에 따른 성능검사를 받는 절차가 필요함을 제언한다.
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