복합건축물 내 노인복지시설 피난계획 개선에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

대한민국은 세계에서 가장 빠른 속도로 초고령사회에 진입하고 있으며, 경기도는 노인 인구와 노인복지시설 수가 모두 전국 최고 수준에 이른 지역이다. 노인요양시설·노인요양병원과 같은 노인의료복지시설에는 거동이 불편하거나 인지능력이 저하된 피난약자가 다수를 차지하고 있어, 화재 발생 시 일반 건축물을 전제로 한 수직피난 중심의 피난체계만으로는 인명안전을 확보하는 데 한계가 크다. 특히 도심지 복합건축물 상부층에 입지한 노인복지시설의 경우, 하부 다른 용도의 층에서 발생한 화재와 연기가 짧은 시간 안에 상층으로 확산되어 대피 기회를 급격히 축소시키는 특성을 보인다. 최근 이천 학산빌딩 화재, 김포 요양병원 화재, 장성 요양병원 화재 등의 사례는 수직피난시설과 피난기구가 설치되어 있더라도 실제로 고령·거동불편 재실자의 피난수단으로 기능하지 못하는 현실을 여실히 드러낸 바 있다.
이에 본 연구는 복합건축물 내 노인복지시설을 대상으로 화재위험 특성과 피난취약성을 정량적으로 분석하고, 수직피난 중심의 기존 피난체계의 한계를 검증하며, 수평대피공간을 도입·확충했을 때 피난안전성이 어떻게 개선되는지를 규명하고자 하였다. 이를 위해 관련 법·제도 및 국내외 선행연구를 고찰하고, 경기도 소재 3층 복합건축물 내 노인요양시설을 사례 대상 시설로 선정하였다. 화재 시뮬레이션(FDS)과 피난 시뮬레이션(Pathfinder)을 활용하여 계단을 이용한 수직피난 시나리오와 방화구획·간이스프링클러·수평대피공간을 결합한 수평피난 시나리오를 구성하고, 연기 확산, 가시도, 온도, 독성가스 농도, 피난소요시간(RSET)과 피난허용시간(ASET)의 관계를 비교·분석하였다.
분석 결과를 통해, 첫째 수직피난만을 적용할 경우 일부 구간에서 RSET이 ASET을 초과하여 허용범위 내 피난이 어려운 지점을 도출하고, 둘째 방화구획과 수평대피공간을 도입했을 때 가시도·온도·독성가스 조건이 개선되어 ASET이 유의미하게 확대되는 효과를 확인하였다. 셋째, 이동식 침대와 휠체어 등 피난약자 특성을 반영한 수평대피공간의 기능과 필요 면적의 개략적 범위를 제시하고, 넷째 이러한 결과를 바탕으로 복합건축물 내 노인복지시설의 피난안전관리 체계를 수직피난 중심에서 수평피난 중심으로 전환할 필요성과 법·제도 개선 방향을 제안하였다. 본 연구는 한정된 사례와 시나리오에 기반한 시뮬레이션 연구라는 한계를 가지지만, 노인복지시설의 수평대피공간 도입 필요성을 정량적으로 검증하고 향후 설계기준 및 정책 논의에 기초자료를 제공하였다는 점에서 의의를 가진다

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Korea is rapidly transitioning into a super-aged society, which has led to a sharp increase in elderly care facilities, many of which are located within mixed-use buildings. However, residents of long-term care hospitals are predominantly mobility-impaired and cognitively vulnerable, making vertical evacuation extremely difficult during fire emergencies. Recent fire incidents—such as the 2019 Gimpo nursing hospital fire and the 2022 Icheon building fire—have demonstrated that toxic smoke spreads rapidly through shafts and corridors in mixed-use structures, causing untenable conditions long before assisted evacuation can be completed. These events highlight the critical need for effective horizontal refuge areas rather than reliance on conventional vertical evacuation systems.
This study aims to analyze the fire risk characteristics of elderly care facilities in mixed-use buildings and to quantify the required size and performance of horizontal evacuation spaces. A simplified three-story building model was selected as a conservative baseline to evaluate the risks inherent in more complex real-world structures. Fire dynamics simulations (FDS) were conducted to assess smoke propagation, temperature rise, and toxic gas concentrations, while evacuation simulations (Pathfinder) were employed to estimate Required Safe Egress Time (RSET) based on occupant mobility, congestion, and behavioral delay. By comparing RSET with Available Safe Egress Time (ASET), this study identifies critical bottlenecks and evaluates the viability of horizontal evacuation strategies.
The results confirm that vertical evacuation is virtually infeasible for most occupants of elderly care facilities and that survival is possible only when adequately sized, properly compartmentalized horizontal refuge areas are provided. The findings support the development of architectural and regulatory guidelines for horizontal egress design, offering policy implications for improving fire safety in aging societies.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1. 1 연구의 배경 및 목적 1
• 1. 2 연구의 범위 및 방법 2
• 1. 3 선행연구 고찰 5
• 제 2 장 이론적 배경 및 화재사례 7
• 2. 1 노인복지시설 7
• 2. 1. 1 노인복지시설의 구분 7
• 2. 1. 2 노인요양시설의 이용특성 9
• 2. 1. 3 노인복지시설의 증감 9
• 2. 2 노인요양시설의 화재 11
• 2. 2. 1 노인요양시설의 화재피해 11
• 2. 2. 2 노인요양시설의 화재사례 11
• 2. 2. 3 노인요양시설의 소화활동 및 인명피해 16
• 2. 3 노인요양시설의 피난 및 인명구조 17
• 2. 3. 1 노인요양시설의 화재위험 17
• 2. 3. 2 노인요양시설에서의 피난 18
• 2. 3. 3 노인요양시설에서의 인명구조 20
• 제 3 장 노인요양병원에서의 피난 22
• 3. 1 피난영향 요소 22
• 3. 1. 1 연소생성물과 인명안전 22
• 3. 1. 2 피난시간 25
• 3. 1. 3 피난경로 26
• 3. 1. 4 피난용량 28
• 3. 2 노인요양병원 피난관련 규정 29
• 3. 2. 1 건축법 29
• 3. 2. 2 노인복지법 31
• 3. 2. 3 소방관련법 32
• 3. 2. 4 미국 IBC CODE 35
• 3. 3 노인요양병원 피난안전의 평가 37
• 3. 3. 1 노인요양병원의 구조 37
• 3. 3. 2 시뮬레이션 Tool 39
• 3. 3. 3 시뮬레이션 평가요소 42
• 제 4 장 피난성능의 평가 47
• 4. 1 시뮬레이션의 수행 47
• 4. 1. 1 시뮬레이션의 조건 47
• 4. 1. 2 연소생성물의 변화 51
• 4. 2 계단을 이용한 피난(수직피난) 54
• 4. 2. 1 화재위험 요소의 변화 54
• 4. 2. 2 시간대별 피난 상황 56
• 4. 2. 3 피난안전성 평가 57
• 4. 3 방화구획을 이용한 피난(수평피난) 60
• 4. 3. 1 시뮬레이션의 조건 60
• 4. 3. 2 시간의 경과에 따른 피난(커플링) 61
• 4. 3. 3 피난안전성 평가 63
• 제 5 장 결론 65
• 참고문헌 67
• Abstract 69