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온도 발달에 따른 샌드위치패널(판넬) 구성에 대한 화재 진압 결정(3)

출처: https://www.escholar.manchester.ac.uk/api/datastream?publicationPid=uk-ac-man-scw:260024&datastreamId=FULL-TEXT.PDF

 

4. 연구 목표

 

    샌드위치패널(판넬) 건축에서 많은 화재가 발생했습니다. 이러한 화재의 결과는 심각한 재정적인 손실과 소방관 사망으로 이어졌습니다. 그 결과, 그들은 샌드위치패널(판넬) 구조에서 화재 진압에 대한 다른 권고안을 이끌어 냈습니다. 이 연구의 목적을 이해하기 위해서는 이러한 화재 사고에 대한 검토가 필요합니다.

 

    이 연구의 구체적인 목적은 다음과 같습니다.

 

   ① 샌드위치패널(판넬)의 다양한 두께와 방향을 실제 화재 조건에 적용합니다.

   ② 샌드위치패널(판넬) 샘플의 다양한 중요 부분에서 온도 데이터를 측정하고 수집합니다.

   ③ 수집된 온도 데이터를 분석하고 화재 진압 전술에 미치는 영향에 대해 논의합니다.

   ④ 정보 분석을 활용하는 방법에 대한 권장 사항을 제공합니다.

   ⑤ 실용적으로 사용하기 쉬운 지침을 제공합니다.

 

 1) 배경

 

  (1) North Carolina 화재(미국, 1991)

 

       19919, North Carolina에서 단열된 샌드위치패널(판넬)로 건설된 닭가공 공장에서 화재가 발생했습니다. 화재 당시 참석했던 인원 90명 중 25명이 사망하고 54명이 부상했습니다. 수색과 구조작업이 진행되는 동안 화재진압이 지연되었습니다. NFPA는 초기 응급처치 화재 진압을 가능하게하는 빠른 화재 발생 요인 중 하나를 파악했습니다.

 

  (2) Sun Valley Poultry Ltd의 화재(영국, 1993)

 

       영국에서 화재와 관련된 샌드위치패널(판넬) 구조에 대한 우려는 19939Sun Valley Poultry Ltd 가금류 화재 전에 한동안 나타났었으며, 이 화재로 2명의 소방관이 목숨을 잃었습니다. Sun Valley 화재 이후, 내무부의 FRDG(Fire Research Development Group)는 샌드위치패널(판넬)과 관련된 화재에 대한 화재진압 선택에 대한 검토를 수행하기 위해 Fire Research Stations에 의뢰했습니다. 연소되는 샌드위치패널(판넬) 구조는 이 두 화재가 발생하기 전에는 중요한 문제로 여겨지지 않았습니다. 그러나 소방서에서 몇 차례 실수가 보고되었고, 소방관들은 이러한 유형의 구조가 그들에게 주는 위험에 대해 잘 알고 있었습니다.

 

       이 보고서는 샌드위치패널(판넬) 구조와 관련된 화재 진압시 화재 및 구조를 지원하기 위해 추가 연구가 필요한 31가지 고려 사항을 제공했습니다. 여기에는 조인팅 및 고정 세부 사항에 대한 추가 조사, 대체 소방기술 연구 및 열 이미지 기술 사용이 포함됩니다. 열 이미지 기술은 사고 현장에서 소방대원들이 수행하는 동적 위험 평가(DRA)를 알릴 수 있는 것으로 알려졌습니다. 이 보고서는 이 기술을 어떻게 사용할 수 있는지, 어떤 정보를 도출할 수 있는지. 그리고 이 정보가 소방 전술을 돕기 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 구체적인 세부 사항은 제공하지 않습니다.

 

   ① Sun Valley 화재에 따른 변화와 권고

 

       이 사건에 이어 일련의 권고와 변화가 뒤따랐습니다. 권고안은 사건 이전에 이루어질 수 있는 개선 사항, 사건으로 가는 도중 고려 사항 및 사건이 전개되고 있는 곳과 관련하여 분류되었습니다. 주요한 변경 사항을 요약하면 다음과 같습니다.

 

       1947년 소방법(Fire Services Act) 이후 건물과 관련하여 관련 정보를 수집할 의무가 있었으며, 이는 2004년 소방 및 구조법에서 강화되었습니다. 소방 및 구조대가 역사적으로 위험 정보의 수집을 수행했으며, 일반적으로 정보를 수집하여 하드카피 형식으로 저장했으며 전자 해결책을 찾았습니다.

 

       화재 진압의 동적 특성으로 인해, 동적 위험 평가(DRA, Dynamic Risk Assessment) 처리가 개발되었으며 화재 상황의 급격한 변화를 인식하여 사건 지휘관이 사용하도록 요구되었습니다.

 

       작동 담당자에게는 단열 샌드위치패널(판넬)이 설치된 시설에서 발생할 수 있는 위험과 위해에 대한 정기적인 지침을 제공해야합니다. 교육 과정에는 단열 샌드위치패널(판넬)을 건설에 사용하는 배치 영역의 샌드위치패널(판넬)과 구조를 인식하는 방법에 대한 지침이 포함되어야합니다. 지붕 빈 공간 및 이중 벽 내에 확산되는 화재 및/또는 연기의 범위를 파악하기 위해 조기 조사를 실시해야하며, 샌드위치패널(판넬)의 유형, 특성 및 위치를 최대한 빨리 확인해야합니다.

 

       사고가 개발 단계에 있는 경우, 건물 내부의 공기를 냉각하고 희석하기 위해 물 분무를 사용하는 방법을 교육하고 지시합니다. 사고 지휘자는 조기 진화를 강화해야합니다. 건물의 조기 환기는 사용 가능한 설치 시스템을 사용하여 고려해야 합니다. 자동 또는 수동 지붕 통풍구는 뜨거운 화재 가스를 제거하고 소방 작업을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 건물의 조기 환기는 전술적으로 유리한 경우 고려해야합니다. 이것은 지붕 구조물을 선택적으로 절단하여 지붕과 처마 높이에서 수행되어야 합니다.

 

       이 작업을 수행하는 소방관의 수는 최소한으로 유지해야하며, 열화상 카메라와 소방 장비를 갖춘 안전 요원에 의해 지원되어야합니다. 호흡장치(BA, Breathing apparatus)는 항상 착용해야 하며, 단열재에 화재가 발생하면 용융 폴리스티렌의 연소 방울이 생성될 수 있습니다. 극한 온도(-28)의 작업 시간이 있는 냉장 창고 화재를 진압할 때, 추가로 고려해야 할 사항이 크게 줄어듭니다. 소방관이 이 온돈에서 효과적으로 작업하는 데 미치는 영향도 고려해야합니다.

 

       샌드위치패널(판넬)과 관련된 대형 화재의 환경 영향을 과소 평가해서는 안되며, 환경청과 환경보건 및 건강 보호국에 대규모 사고에 대해 알려야합니다. 이는 환경 오염 및 물 유출의 유해한 영향으로 인한 것이며, 수로 오염을 방지하기 위한 노력이 필요합니다.

 

  (3) Fire at Du Punt(네덜란드, 2008)

 

       200859, 네덜란드 Du Punt에 있는 상업용 건물에서 화재를 진압하던 중 세 명의 소방관이 목숨을 잃었습니다. 소방관들은 건물 안으로 진입하여 화재 현장에 도착하려다 갑작스럽고 빠른 화재 확산에 휘말렸습니다. 소방관들은 창고를 통해 이동하면서, 뜨거운 층이 점화되었고, 폭발을 일으켜 화재는 구조물을 통해 더 확산되었습니다. 세 명의 소방관이 화재의 크기와 강도가 증가함에 따라 초기 구조 작업이 방해를 받으면서 치명적으로 갇히게 되었습니다.

 

       지붕 건설에 사용된 샌드위치패널(판넬)은 인화성 및/또는 화재 확산 측면에서, 그러한 건물에 적용되는 네덜란드의 법적 요구 사항을 준수했지만 동시에 중대한 위험도 제시했습니다.

 

       후속 조사 및 화재 조사 보고서는 샌드위치패널(판넬)이 충분히 가열된 경우, 존재하는 폴리우레탄은 가스 방출로 이어져 화재의 급격한 확산을 초래할 수 있다는 것을 확인했습니다. 그러한 샌드위치 유형의 건설과 관련된 위험은 이전에 화재 시험 및 실제 화재 과정에서 입증되었지만, 그 당시 모든 소방관들이 이러한 유형의 건설과 관련된 위험과 위해에 익숙했던 것은 아닙니다.

 

       조사위원회의 의견은 아마도 천장 아래의 연기층이 적외선 카메라에서 인지할 수 있거나 경고하는 이미지를 생성하기에 충분히 뜨겁지 않았다는 것이었습니다. 천장 높이의 조명 기구에서 방출되는 열도 이미지 과정을 방해했을 것입니다. 이처럼 따뜻한 날에는 천장과 벽이 있었을 것이고, 이것은 이미지의 대조를 제한했을 것입니다. 또한 오버 헤드 도어는 정문에 서있는 사람이 볼 수 있는 시야를 제한했을 것입니다.

 

   ① Du Punt 화재 이후 변경 및 권장 사항

 

       이 사건 이후의 보고서는 네덜란드 소방 구조 내의 일반적인 소방 관행 절차를 개선하기 위해 해결해야 할 여러 가지 단점을 발견했습니다. 네덜란드 소방관은 화재가 갑자기 확대되어 비교적 작은 구획 내에서 플래시오버 상태에 도달하는 상황에 대해 주로 훈련을 받았습니다. 이 사건에서 그들은 높은 천장과 상당한 환기를 가진 매우 큰 구획을 제공받았고, 따라서 그들은 플래시오버 조건이 그러한 대형 구획 내에서 도달될 수 있다는 것을 고려하지 않았습니다. 이러한 이유로 건물 내부에서 선택한 공격 방법은, 이 화재를 진압하기 위한 가장 논리적이고 안전한 접근법처럼 보였습니다.

 

       일차적인 결과는 사고가 잘 조정되지 않았고, 길을 잃거나 다친 소방관을 다룰 수 있는 절차가 없었다는 것입니다. 추가 권장 사항은 위험 및 위해 식별 조치를 개선하고, 기존 정책 및 절차를 수정하고, 사고 지휘관을 위한 기술 및 교육에 투자하는 것이었습니다.

 

       현재 네덜란드 소방대에 제공되는 플래시오버 훈련에 대한 우려가 있는데, 이는 실내에서 열이 축적된다는 명확한 신호가 없으면 내부에서 안전하게 화재를 진압할 수 있음을 시사합니다. 산업 건물의 건설 요소에 대한 지식의 향상, 소방관들이 소방관들에게 미칠 수 있는 화재 위험, 소방대가 어떻게 절차를 강화하여 소방관들이 위험에 대한 더 많은 전문적인 지식을 얻고 화재 현장에서 안전을 관리할 수 있는지 등을 확인할 수 있습니다.

 

  (4) Atherstone on Stour(영국)

 

       2007112일 금요일 약 17:20, WarwickshireAtherstone-On-Stour 대규모 야채 포장 시설에서 화재 경보기가 작동했습니다. 건물의 사용은 상품을 신선하게 유지하기 위해, 주로 냉장 보관이었습니다. 저장 공간을 포함한 건물의 대부분은 벽을 형성하기 위해 샌드위치패널(판넬)이 부착된 스틸 프레임으로 구성되었습니다. 넓은 저장 공간 내에는 공간을 더 작은 구획으로 효과적으로 분할하는 여러 개의 내부 샌드위치패널(판넬) 벽이 있었습니다. 사건이 끝나자 4명의 소방관이 현장에서 사망한 것으로 판명되었습니다.

그림2 [Atherstone upon Stour, 2007]

   ① Atherstone on Stour 화재 이후 변경 및 권장 사항

 

       운영 위험으로 간주되는 모든 전제는 위험 평가의 대상이 되며, 위험 정보는 수집되어 모바일 데이터 단말기(MDT)를 통해 이용 가능하게 합니다. 이 모든 위험 정보가 모바일 데이터 단말기(MDT)를 통해 모든 소방차가 사용할 수 있는 데이터베이스에 보관됩니다. 이것은 모든 사건 지휘관은 현장에서 위험 정보를 볼 수 있습니다.

 

       물 공급 장치의 위치는 사용 가능하며, MDT에 사용되는 지도 시스템을 통해 사용 가능해야합니다. 가압된 공급 외에도, 알려진 모든 개방된 물 공급 장치(: 호수, 연못, 수영장 등)가 지도 시스템에 표시됩니다. 이는 모든 운영 소방관이 물 공급을 가능하게하는 데 필요한 모든 정보를 가지고 있음을 의미합니다.

 

       이 사고로 숨진 4명의 소방관은 RDS(Retained duty system, 유지임무제)를 운용하는 시간제 소방대원입니다. 유임된 소방관은 일주일에 2시간만 훈련하면 되지만 여전히 그들의 동료들이 참석하는 모든 범위의 사건에 참석할 것으로 기대됩니다. 소방 당국은 훈련 요구 사항을 검토하고 핵심 훈련 시간 증가가 필요한지 여부를 판단하도록 요청받았습니다.

5. 범위 및 내용

 

    위의 간략한 검토를 통해 샌드위치패널(판넬) 구조에서 화재가 발생하면 심각한 결과를 초래할 수 있음을 분명히 알 수 있습니다. 그러나 화재진압 의사 결정에 대한 근거에 기초한 지침은 없습니다. 이 연구의 목적은 화재 사고 지휘관이 활용할 수 있는 샌드위치패널(판넬) 구조에서 소방에 대한 쉬운 지침을 제공하는 것입니다. 이 연구는 샌드위치패널(판넬) 샘플의 화재 테스트 프로그램과 화재 테스트 결과의 분석을 기반으로합니다. 이 연구는 문헌 검토, 화재 테스트, 테스트 결과의 분석 및 해석, 소방 권장 사항의 네 부분으로 구성됩니다.

 

    이러한 문헌 검토의 목적은 샌드위치패널(판넬) 구조 건물 내에서 소방 및 구조가 화재 조건을 결정하는 방법에 대한 정보를 확인하는 것입니다. 화재 테스트 및 데이터 분석의 주요 목적은 샌드위치패널(판넬) 구조의 조인트를 포함하여 다양한 중요 지점에서 온도 변화를 결정하는 것입니다. 분석 결과는 샌드위치패널(판넬) 구조에서 화재진압을 돕기 위해 열화상 기술을 사용하는 방법에 대한 새로운 권장 사항의 기초가 될 것입니다.

 

6. 자료 순서

 

    이 자료는 2년 동안 MPhil 연구 프로그램에 대한 연구 결과를 자세히 보여줍니다. 여기에는 기술 및 학술 자료에 대한 상세한 문헌 검토와 영국의 여러 소방 및 구조에 제공되는 보다 일반적이고 실용적인 지침이 포함되어 있습니다. 그런 다음에 실험 테스트에 대한 설명과 방법론을 제공하고, 도달한 결론과 함께 결과 분석을 제공합니다.

 

   Chapter 1: 연구의 목적과 목표에 대한 설명과 함께 연구 문제에 대한 간략한 소개를 제공합니다.

 

   Chapter 2: 연구 문제와 관련된 기존 문헌을 검토하고, 영국 소방 구조에서 채택한 지침과 정책을 식별합니다. 이 장의 주요 초점은 이 분야 내에서 이전의 연구를 제시하고 토론하며, 연구 프로젝트의 독창성을 정당화하고 이 연구에 적합한 연구 방법론을 고안하기 위해 지식의 차이를 식별하는 것입니다.

 

   Chapter 3: 실험 프로그램을 수행하는 데 사용되는 방법론에 대한 설명을 제공합니다. 이 장의 주요 초점은 화재 테스트 실험을 수행할 때 채택된 배치와 절차를 설명하는 것입니다.

 

   Chapter 4: 실험 프로그램에서 얻은 화재 데이터 결과를 그래픽 형식으로 표시하고 측정 방법 및 데이터 수집에 대한 근거를 설명합니다.

 

   Chapter 5: 화재 데이터 결과와 화재 진압 의사 결정에 미치는 영향에 대한 분석을 제공합니다.

 

   Chapter 6: 주요 발견 사항에 대한 요약과 논의를 제공하고 화재 개발의 분석과 단계 사이의 관계를 식별합니다. 사용하기 쉬운 지침이 제공되어 화재진압의 의사 결정에 도움이 됩니다.

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