석유화학플랜트 내의 시설물 화재위험 분석을 위한 실험적 연구

황의홍(Euy-Hong Hwang),권오상(Oh-Sang Kweon),강현(Hyun Kang) 한국화재소방학회 2023 한국화재소방학회논문지 Vol.37 No.6

This study was conducted to analyze the fire risk in facilities within a petrochemical plant. We confirmed the chemicals used within the petrochemical plant and the hazardous substances and special combustibles stipulated in firefighting laws (Hazardous Materials Safety Management Act and Framework Act on Fire Services). Based on the confirmation results, an actual-scale fire experiment was conducted by constructing wood crib hazardous materials based on the equivalent calorific values of cumene and phenol used in petrochemical plants. In the experiment, a measurement location was selected, and the temperature and heat flux were measured. The fire spread distance was estimated based on the fire spread on the surface of the combustible material and the radiant heat effect of the fire plume, and the variation in flame height with separation distance was analyzed. 본 연구는 석유화학플랜트 내의 시설물 화재위험 분석을 위하여 수행되었다. 이를 위해 석유화학플랜트 내에서 사용되고 있는 화학물질과 소방관계법령(위험물안전관리법, 소방기본법)상의 위험물 및 특수가연물에 대해 확인하였다. 확인결과를 통해 석유화학플랜트 내에서 사용되는 큐멘과 페놀의 등가발열량을 바탕으로 목재크립 위험물을 구성하여 실물화재실험을 수행하였다. 실험에서는 측정위치를 선정하여 온도와 열유속을 측정하였다. 측정결과를 바탕으로 가연물 표면에서의 화재확산 및 화재플룸의 복사열영향을 통해 화재확산거리를 추정하고 이격거리에 따른 화염높이 경향성을 확인하였다.

비화재보로 인한 오인출동 저감방안에 관한 연구

황의홍(Euy-Hong Hwang),박수진(Soo-Jin Park),이성은(Sung-Eun Lee) 한국화재소방학회 2020 한국화재소방학회논문지 Vol.34 No.6

화재가 발생하였을 때 5 min 이내에 도착하여 골든타임을 확보하는 것은 인명안전에서 중요한 부분이다. 그러나비화재보로 인한 오인출동이 발생되고 있어 이에 대한 근본적인 저감방안을 모색할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 비화재보 오인출동과 관련된 통계 및 실태조사와 비화재보에 관한 소방공무원의 인식에 대한 설문조사를 실시하였다. 그 결과 문제점으로 화재감지설비의 비화재보로 인해 출동할 수 있는 경우와 전화신고로 인한 오인출동의 경우가 혼용되어 사용되고 있고, 당해 소방대상물의 이해관계자들 간의 역할분담 문제, 기기의 노후화 등 유지·관리적문제, 통계시스템 미구축 등을 확인하였다. 이를 저감하기 위한 방안으로 법적 용어정리, 이해관계자들 간의 협업,내구연한 기준 지정, 비화재보조사서 개발 등을 제안하였다. In the event of a fire, it is important to arrive within 5 min and fully utilize the “golden time”. However, it is necessaryto find a fundamental reduction plan for this purpose, as mistaken dispatch due to unwanted fire alarms do occur. Therefore,we conducted a survey on statistics and fact-finding related to unwanted fire alarms, as well as a survey on the perceptionof fire officials regarding unwanted fire alarms. As a result, problems include mixed use of people who can be dispatcheddue to unwanted fire alarms from the fire detection systems and cases of misreporting via phone, issues of role sharingamong stakeholders of the fire target, and maintenance and management issues such as aging of equipment, And thestatistical system was not established. To reduce this, organization of legal terminology, cooperation among stakeholders,designation of durability standards, and development of the dispatch report about unwanted fire alarms.

원룸형 주택에서 수증기로 인한 비화재보

황의홍(Euy Hong Hwang),최한빛(Han Bit Choi),이성은(Sung Eun Lee),최돈묵(Don Mook Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

2015년부터 공동주택이 연기감지기 설치대상에 포함됨에 따라 현행법에서는 공동주택의 일환인 원룸형 주택에 연기감지기를 설치하도록 규정하고 있다. 그러나 원룸형 주택의 특성상 화장실, 주방, 거실에 대한 구획이 명확하지 않아 연기와 유사한 수증기(Steam)로 인해 연기감지기의 잦은 비화재보가 발생하는 문제가 대두되고 있다. 이에 본 연구는 원룸형 주택에서 수증기로 인한 비화재보의 가능성과 감지기 작동특성을 확인하고자 한다. 실험은 원룸형 주택을 구현한 Mock-up에 물 500ml와 커피포트를 이용하였다. 측정기기로는 수증기의 영향을 확인하고자 아날로그연기감지기 및 일반연기감지기를 설치하였고, 온습도를 포함하여 미세먼지, CO, CO2를 측정할 수 있는 환경센서를 설치하였다. 또 커피포트의 주변에 열전대를 이용하여 온도와 저울을 이용하여 질량 감소율을 확인하여 발생의 균질성을 확인하였다. 실험결과로 첫 번째, 일반형 및 아날로그형 관계없이 증기발생위치와 문턱을 넘는 위치에서만 연기감지기가 작동하는 특성이 나타났다. 두 번째, 작동한 아날로그 연기감지기의 감광율 상승시점 및 습도센서의 값 상승시점이 유사한 것으로 나타났다. 세 번째, 커피포트의 내부의 물 표면온도 및 커피포트 상부표면온도 상승률과 연기감지기의 감광율 상승이 유사양상을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서 수증기는 비화재보에 영향을 줄 수 있는 요소라고 판단된다. 수증기로 인해 비화재보가 발생하려면 감지기 내부로 수증기가 침투해야 하고 이를 위해 일정속도 이상의 기류가 동반되어야 한다. 직하부분에서 상승하는 기류 및 문턱을 넘을 때 발생하는 기류와 같이 천장으로 수직방향으로 향하는 기류는 감지기의 하단부분에 직접적으로 수증기가 들어갈 수 있기 때문에 비화재보의 발생가능성이 큰 것으로 판단된다. 하지만 실 또는 복도에서 수평으로 이동하는 기류의 경우 풍속이 거의 없기 때문에 감지기의 측면을 통해 내부로 수증기가 침투하기 어렵기 때문에 비화재보의 발생가능성이 적은 것으로 판단된다.

국내·외 비화재보의 통계 및 관리체계에 관한 연구

황의홍(Euy-Hong Hwang),이성은(Sung-Eun Lee),최돈묵(Don-Mook Choi) 한국화재소방학회 2020 한국화재소방학회논문지 Vol.34 No.2

화재 및 재난에서 신속·정확한 경보는 피해규모의 최소화와 인명 피난의 성공과 직결된다. 그러나 자동화재탐지설비의 비화재보로 인해 119서비스의 오인출동의 수가 증가하고 있다. 이는 건물의 관계인의 안전 불감증과 소방의인력낭비를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 국외(미국, 영국) 및 국내의 비화재보에 대한 통계DB 및 문헌을 확인하고, 비화재보의 관리체계에 대해서 비교·분석하여 비화재보에 대한 통계 및 관리체계의 문제점을 확인하였다. In the event of a fire and a disaster, prompt and accurate alarms inside and outside the building are directly related tothe minimization of damage and the success of life evacuation. However, due to unwanted fire alarms in automated firedetection systems, the number of dispatches by misunderstanding in the 119 service is increasing. This causes theinsensitivity to the safety of building managers and the waste of the fire-fighting power. Therefore, in this study, thestatistical databases and literature on unwanted fire alarms in Korea and abroad (USA, UK) were identified and themanagement systems for unwanted fire alarms were compared and analyzed to identify problems of statistics in themanagement systems for unwanted fire alarms.

국내·외 비화재보 관계법령 비교 분석

최한빛(Han-Bit Choi),황의홍(Euy-Hong Hwang),이성은(Sung-Eun Lee),최돈묵(Don-Mook Choi) 한국화재소방학회 2020 한국화재소방학회논문지 Vol.34 No.6

As unwanted fire alarms within the automatic fire detection system increase, fire-fighting power gets wasted. This isrecognized as important because it causes a decrease in the evacuation reliability of the occupancy. Therefore, in order todevelop measures to reduce unwanted fire alarms, foreign (United States and, United Kingdom) and domestic standardsrelated to unwanted fire alarms were compared and analyzed in the present study. Through the analysis the problems withthe standards were identified as uncertainty regarding the detecting space and radius of the smoke detector, the absence ofa statistical database (DB) for unwanted fire alarms, the absence of a protocol for managing unwanted fire alarms, and theabsence of testing standards for unwanted fire alarms based on scenarios. Consequently, it is proposed that to deal withthe problems, it is necessary to ascertain the detecting space and radius of the smoke detector, to propose unwanted firealarm protection codes for database (DB) system construction, to supplement the fire safety management log by developingrelated manuals, and to develop unwanted fire alarm testing standards of Korean type based on scenarios. 자동화재탐지설비의 비화재보가 증가함에 따라 소방력의 공력(空力)이 초래되고 있다. 이는 재실자의 피난 신뢰성을 저하하는 요인이 되기 때문에 중요성이 인식되고 있다. 따라서 본 연구에서는 비화재보 저감방안을 마련하는것을 목적으로 국외(미국, 영국) 및 국내의 비화재보 관련 기준을 비교·분석하였다. 비교·분석 결과 비화재보 관련기준의 문제점으로 연기감지기의 감지면적·반경의 불명확성, 비화재보 통계DB 구축의 부재, 비화재보 관리업무규정의 부재 그리고 시나리오 기반 비화재보 시험기준의 부재가 확인되었다. 이에 따라 해결방안으로 연기감지기의감지면적·반경의 명확화, DB 구축을 위한 비화재보 원인코드의 제안, 소방안전관리일지 보완 및 관련매뉴얼 개발그리고 시나리오를 기반으로 한 한국형 비화재보 시험기준 개발의 필요성을 제안하였다.

소방시설 자체점검 제도의 효율적인 운영방안에 관한 연구

김석훈(Seok-Hun Kim),황의홍(Euy-Hong Hwang),최돈묵(Doon-Mook Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회논문지 Vol.35 No.4

복합형 건축물의 실내의 구조 및 구획이 복잡하기 때문에 전기실 등과 같은 부속 시설에 대한 설치가 요구된다. 이러한 부속시설에 주로 설치되는 설비는 이산화탄소소화설비로 매년 설치수량이 증가하는 추세임이 확인되었다. 이에 따라 자체점검에 대한 중요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 소방시설 자체점검과 관련 문헌 및 통계현황을고찰하였다. 결과를 토대로 자체점검과 유사한 점검과의 중복, 압력스위치의 설치위치, 공기호흡기의 설치기준, 관계인등의 인명안전의식, 자체점검보조인력에 대한 기술등급에서 문제점을 도출하였고, 이에 대하여 관련 법령 및 고시등을 제·개정 및 신설하는 개선방안을 제안하였다. Installation of ancillary facilities such as electrical rooms is crucial due to the complicated structure and division of theinterior of a complex building. Furthermore, carbon-dioxide extinguishing systems are mainly installed in these ancillaryfacilities, and the number of systems installed has been increasing annually. Accordingly, the importance of in-houseinspection is being emphasized. In this study, the literature and statistics related to the in-house inspection of fire-fightingfacilities were reviewed. Based on the results, problems were derived from the overlap between in-house inspection andsimilar inspection, the installation location of the pressure switch, the installation standard of the air respirator, the safetyawareness of people involved, and the technical qualification level of the in-house inspection assistant. Additionally,improvement measures to enact, amend, and establish public notices were proposed for self-inspection systems.

원룸형 주택에서 요리방해연기경보

최한빛(Han Bit Choi),황의홍(Euy Hong Hwang),이성은(Sung Eun Lee),최돈묵(Doon Mook Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

원룸형 주택의 주방은 거실, 화장실과 특별한 구획이 되지 않은 형태의 주거시설로 연기감지기를 필수적으로 설치해야하는 대상이다. 연기감지기는 연기 이외에도 요리행위로 발생한 부산물로 인해 비화재보 즉, 요리방해연기 경보가 발생될 수 있다. 이에 본 연구에서는 원룸형 주택에서 요리방해연기 경보의 특징을 확인하고자 한다. 실험은 원룸형 주택을 구현한 Mock-up에서 진행하였고, 주방에서 2mm의 대패삼겹살 300g을 프라이팬에 굽는 시나리오로 가정하여 3회 실시하였다. 실험에서 인위적 개입을 최소화하기 위해 프라이팬에 대패삼겹살을 미리 올린 상태에서 조리하였다. 8개소에 동일하게 배치한 아날로그형 및 일반형 연기감지기의 전체작동을 기준으로 종료시점을 판단하였다. 또 실험의 일관성을 검토하고자 주방의 조리대 주변에 열전대를 설치하였고 실 중앙에 광학농도계를 설치하였다. 실험결과로 첫 번째, 광학농도계와 아날로그형 연기감지기의 Build-up시점이 유사한 것으로 나타났다. 두번째, Build-up후 240±60s가 경과된 시점부터 감지기가 작동하는 것을 확인하였고 작동 순서는 설치위치와 관계없이 랜덤으로 나타났다. 세 번째, 구획공간의 내부와 출입구 부근에 설치된 감지기는 비슷한 시간에 작동하는 것으로 나타났다. 요리방해연기 경보가 발생하는 상황은 화재와 달리 화염의 출화가 없기 때문에 온도 및 밀도차가 형성되지 않았고, 구획공간의 내부와 출입구 부근의 작동시점이 유사한 것으로 보아 구획실내의 수평기류와 출입구를 빠져 나오는 기류가 동시다발적으로 발생하는 것으로 판단된다. 이러한 특성으로 인해 화재보다 느리고 다방향으로 기류가 발생하여 연기감지기가 순차적으로 작동하지는 않았다고 판단된다.

국내외 일산화탄소 화재감지기 시험기준 분석

강두호(Doo Ho Kang),황의홍(Euy Hong Hwang),최한빛(Han Bit Choi),이성은(Sung Eun Lee),최돈묵(Don Mook Choi) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계

최근 2018년 강원도 강릉펜션 일산화탄소 누출 사고, 2019년 전주 여인숙 화재 사고 등 일산화탄소로 인한 인명사고가 연이어 발생하고 있다. 이러한 화재들에서 인명사고의 주된 원인은 일산화탄소 등 유독가스로 나타났다. 이에 따라 화재로 인한 일산화탄소의 발생을 감지하고 경보하기 위해서 국내외에서는 관련 연구 및 법령이 지속적으로 진행되고 발전하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내외 실규모 일산화탄소 화재감지기 시험 관련기준(이하 CO 관련기준)을 분석함으로써 국내에 일산화탄소 화재감지기 도입 시 요구되는 시험기준을 모색하고자 한다. 국내 규격으로는 소방청고시(화재안전기준, 감지기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준 등)와 KS 규격(KS B 7240-6)을 확인하였고 국내 기준과 연관성이 있는 미국(UL 268,217), 국제(ISO 7240-6,9) 그리고 영국(BS EN 54-26)의 규격을 확인하였다. 국내 기준과 연관성이 있는 국외 기준을 분석하여 CO 관련기준에 대해 비교 분석하였다. 소방청 고시로써 감지기의 우수품질기준 및 세칙은 UL 268/217과 유사성을 확인하였고 해당 규격에서 규정하고 있는 polyurethane foam smoldering test 및 cooking nuisance smoke alarm test에서 CO 관련기준이 제시되고 있다. KS 규격 중 KS B ISO 7240-6에서만 화재시험인 Test File 2,3,9를 제시하여 CO 관련기준이 존재함을 확인하였고 국제표준규격인 ISO 7240-6과 유사한 것으로 확인하였다. 다만, ISO 7240-6에서는 각각 화재시험에서 유효성 기준에 일산화탄소 profile을 제시하였지만 profile에 대한 구체적인 설명이 없음이 확인되었다. 추가적으로 KS 규격 중 KS B ISO 7240-6과 유사한 표준규격으로 ISO 7240-9, BS EN 54-26 등에서는 유효성기준 등 세부기준에 대한 설명이 존재하였다. 결론적으로 KS 규격에서는 일산화탄소 화재감지기에 대해 기술하고 있기 때문에 NFSC 등 소방청고시에도 CO 관련기준을 반영하도록 정책연구가 필요하다고 판단된다. 또한 관련 국외 표준규격 및 기준을 참고하여 국내 실정에 맞도록 일산화탄소 화재감지기를 복합형화재감지기 등의 형태로 반영하는 방향도 고려해야 한다.

연기감지기 감도시험기 내부 챔버의 환경특성 연구

정수빈(Su Bin Jung),황의홍(Euy Hong Hwang),최한빛(Han Bit Choi),이성은(Sung Eun Lee) 한국화재소방학회 2022 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.추계

2015년 화재안전기준(NFSC203)의 개정으로 연기감지기의 설치범위가 특정소방대상물의 거실로 확대되며 연기감지기의 수요 및 공급이 늘어나는 추세이다. 국내의 연기감지기 감도시험은 감지기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준 제19조에 의거하여 실시된다. 이에 본 연구는 연기감지기의 감도시험 시 내부환경의 특성을 분석 및 수치화하여 감도시험 개선 기반 기술자료로 활용하고자 수행하였다. 연기감지기의 감도시험은 작동시험 및 부작동시험을 별도로 진행하는데 실험 시 내부환경 측정하기 위한 센서를 시험 시 감지기의 설치 위치와 동일하게 설치하였다. 실내환경을 측정하기 위한 센서로는 CO, CO2, PM 1.0, PM 2.5, PM 10.0으로 구성하였다. 기준이 되는 광감율은 제2종 연기감지기의 시험조건을 설정하였고 감도시험기 내부에 셀레늄광전지를 이용한 감광식 농도계를 이용해 감광율을 측정하였다. 감광율 값은 작동시험에서는 기준광감율이 15%/m일 경우를 의미하고, 부작동시험에서는 기준감광율이 5%/m인 경우를 의미한다. 온⋅습도 및 풍속 조건 등 기타 조건은 기존 시험조건과 동일하게 구성하였다. 내부환경을 특성 분석결과로 측정한 센서값 중 CO, CO2, PM 10.0에 대해서 작동시험과 부작동시험에서 유의미한 차이가 있는 것을 확인하였다. 먼저, CO는 작동시험에서 6.40 ± 1.41 ppm의 범위로 진행되었고, 부작동시험에서는 5.43 ± 1.14 ppm의 범위로 진행되었다. 다음으로, CO2는 작동시험에서 6.40 ± 1.41 ppm의 범위로 진행되었고, 부작동시험에서는 5.43 ± 1.14 ppm의 범위로 진행되었다. 마지막으로 PM 10.0은 작동시험에서 7,837 ± 169 ㎍/㎥ 범위로 진행되었고, 부작동시험에서는 4,959 ± 219 ㎍/㎥의 범위로 진행되었다. 결론적으로 추후 발전된 감도시험으로 기준을 개선하기 위해서는 실험결과를 바탕으로 감도시험기 내부환경에 대한 기술적 사항으로 추가하여 시험이 진행되어야 한다고 판단된다. 또한 감도시험에 내부환경 특성에 대한 기술적 사항이 추가된다면 CO 등을 활용한 복합형화재감지기의 개발에 적용할 수 있는 기준으로도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

일산화탄소감지기의 국내.외 관계법령 비교

이지호(Ji Ho Lee),황의홍(Euy Hong Hwang),최한빛(Han Bit Choi),최돈묵(Don Mook Choi) 한국화재소방학회 2021 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.추계

최근 2021년 이천물류창고 화재, 2017년 동탄메타폴리스 화재, 2014년 고양터미널 화재와 같은 대형화재들이 연이어 발생하고 있다. 이러한 화재들이 대형화재의 주요 원인으로 소방시설의 잦은 오작동, 비화재보로 인해 해당 건물의 관계인이 수신기의 전원을 차단하는 등 안전조치 미흡에서 나타났다, 이에 본 연구에서 비화재보를 효율적으로 저감하기 위해 일산화탄소감지기와 관련된 국내외 화재안전기준 및 성능기술기준을 비교⋅분석하고자 한다. 국내의 화재안전기준인 NFSC 203에 화재감지기와 관련된 규정사항이 존재하지만 일산화탄소감지기에 대해서는 규정되어 있지 않다. 다만, 가스누설경보기로써 일산화탄소경보기가 NFSC 206에 규정되어 있다. 또한 관련성능기술기준인 감지기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준에는 일산화탄소감지기에 대해서는 규정하고 있지 않으나 가스누설경보기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준에 일산화탄소경보기로써 규정되고 있다. 미국의 일산화탄소감지기와 관련된 화재안전기준은 NFPA 72 및 720에 명시되어 있다. 관련 기술기준은 UL 2034 및 2075에 일산화탄소감지기에 대한 성능 평가 및 기술기준에 대해 규정하고 있다. 또한 연기감지기 기술기준인 UL 268 및 217의 일부 시험에서 일산화탄소가 화재감지기로 활용되고 있음을 확인하였다. 영국의 화재안전기준인 화재안전:AD B 1,2에는 일산화탄소감지기에 대해 명시되어 있지 않지만 연소기기와 연료저장시스템:AD J에 규정되어 있다. 또한 관련 성능기술기준인 BS EN 50291-1에서 설치 장소에 대해 규정하고 있음을 확인하였다. 비교⋅분석을 통해 확인된 문제점으로는 NFSC 206과 NFSC 203에 공통적으로 적용되어야 할 일산화탄소감지기 관련 화재안전기준의 부재, 일산화탄소감지기 및 경보기의 명확한 정의의 부재, 화재감지기로써 미활용으로 인해 관련 기술기준의 부재 등이 나타났다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 국외의 사례를 바탕으로 국내 실정에 맞는 일산화탄소감지기와 관련된 화재안전기준 및 기술기준을 제⋅개정하고 일산화탄소경보기와의 차이를 명확한 정의를 규정해야 한다고 판단된다.