국내 건축물 소방설계 시 적용하고 있는 성능위주설계에서 화재경보에 의한 피난평가 시 발화층 수평피난으로 피난안전성을 판단하는 것은 현재 소방설계의 화재경보기준과 상충되어 성능위주설계를 통한 건축물 피난안전성 향상에 어려움이 있다고 본다.
또한, 성능위주설계의 심의조건에 따른 전층 피난시뮬레이션 평가는 전층피난의 구체적인 방향과 건물규모에 따른 피난시설 등의 고려없이 성능위주설계의 피난평가를 진행해 오고 있는 것이 현실이다.
따라서, 본 연구에서는 성능위주설계 시 건축물 피난평가기준과 국내·외화재경보방식의 분석을 통하여 국내 소방설계의 화재 시 우선경보방식을 반영한 단일층, 직상층, 직상 4개층 피난시뮬레이션과 전층피난을 위한 일제경보방식의 피난시뮬레이션을 상황별로 비교평가하고 아래와 같은 연구를 통하여 현실적인 성능위주설계의 피난평가를 제시하고자 한다.
1. 성능위주설계 시 건축물 피난평가 적용기준의 고찰
국내 건축물에 적용하고 있는 성능위주설계의 정의와 사양위주설계 및 성능 위주설계의 비교를 통해 성능위주설계의 장단점을 분석해보고, 피난안전성평가의 ASET과 RSET 구분을 이론적으로 정리하였다.
또한, 국내에서 적용하고 있는 성능위주설계의 관련기준과 피난계획의 고찰을 통하여 현재의 성능위주설계 피난평가가 건축물 소방설계 시 적용하는 화재경보방식에 의한 재실자의 피난형태와 상충됨을 확인하였다.
2. 국내·외 화재경보방식의 고찰
국내 화재경보방식에서 적용하는 일제경보방식과 우선경보방식을 대상별로 구분하고, 건축물에 설치되는 화재경보시설별 설치기준을 나열하였다.
또한, 국외 화재경보기준을 국내 기준과 비교검토하여 국내와 일본은 건물 규모에 따라 우선경보방식을 적용하고, 영국과 미국은 화재경보방식 규정은 없이 시설기준에 따라 시행하고 있음을 확인하였다.
3. 우선경보방식을 반영한 피난시뮬레이션 및 피난평가
우선경보방식을 반영한 Case 1(발화층+피난층 우선경보: 피난인원 108명), Case 2(발화층, 직상층+피난층 우선경보: 피난인원 216명), Case 3(발화층, 직상4개층+피난층 우선경보: 피난인원 540명)의 피난시뮬레이션은 상황별로 발화층 피난계단 출입구에서 수평피난 완료시간(Case 1: 182초, Case 2: 238초, Case 3: 250초)이 각각 다르게 나타나고 있다.
이러한 현상은 직상층과 직상 4개층 동시수평피난이 이루어지고 동시에 특별피난계단을 이용한 수직피난에서의 계단실내 정체로 인하여 층수평피난에 영향을 미치는 것으로 분석되어, 건축물 규모에 따라 직상발화 우선경보방식(직상층 또는 직상 4개층)을 선택하여 피난하는 형태가 현실과 유사하다고 판단하여 우선경보방식의 피난평가로 제안하고자 한다.
또한, 화재경보방식에 따른 피난시간이 증가함으로써 건축적 대응인 피난계단 수의 추가, 피난계단 폭의 확대 그리고 피난동선의 단축 등을 통한 피난시간을 최소화하는 건축설계적 검토가 이루어져야 할 것으로 판단하였다.
4. 일제경보방식을 반영한 피난시뮬레이션 및 피난평가
일제경보방식을 반영한 건축물에 설치된 특별피난계단과 피난안전구역, 피난용승강기를 이용한 Case 4(특별피난계단 이용), Case 5(피난안전구역 이용), Case 6~9(피난안전구역과 피난용승강기 이용)의 전층 피난시뮬레이션을 통하여 건축물의 전층피난을 위한 수직피난동선인 특별피난계단과 피난용승강기에서의 정체가 가장 큰 문제점이 될 수 있으며, 건축물에 설치되는 피난안전구역과 피난용승강기의 이용 및 인원배분에 따라 총피난시간에 영향이 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 피난안전구역의 설치유무에따라 고층부 재실자들이 피난안전구역까지 1차적인 피난이 이루어진후 하부층으로의 2차 피난을 실시하며, 피난용승강기가 설치된 경우에는 최적의 인원배분조건인 상부층 노약자의 50% 인원이 피난용승강기를 이용하여 피난층까지 피난을 실시하는 현실적인 일제경보방식의 피난평가를 제안하고자 한다.
이러한 피난평가방식의 도입을 통하여 발전적인 성능위주설계의 피난평가가 이루어 짐으로써 건축물 설계 시 피난안전성이 보장된다면 화재 시 건축물에서 피난하는 재실자의 인명안전에 이바지 할 수 있을 것으로 기대한다.