소방설비기사 소방원론 · 건축물 화재현상

Building Fire Behavior

건축물 화재는 닫힌 구조 안에서 연기와 열이 쌓이고, 계단실 같은 수직 통로를 타고 위층으로 빠르게 번진다. 건물 안팎의 온도 차로 계단실 · 승강기 샤프트를 따라 공기와 연기가 올라가는 것이 굴뚝 효과다. 방화 구획, 두 방향 피난, 불에 잘 견디는 내장재가 불이 커지는 것을 막는 뼈대이다. 위 그림에는 불난 방에서 복도를 지나 계단실로 올라가는 연기 길이, 아래 그림에는 방화벽으로 나뉜 화재 구획과 비화재 구획이 그려져 있다.

건물 안의 불은 다르다

🏢 건축물 화재의 특수성

건축물 화재는 트인 공간과 달리 닫힌 구조 안에서 진행된다. 연기가 갇히고 열이 쌓이며, 수직 통로를 따라 위층으로 빠르게 번진다. 건축 구조와 내장재가 화재의 진행을 좌우한다.

건축물 구조별 내화 성능

구분	재료	특성	화재 진행
내화 구조	철근 콘크리트, 벽돌, 돌	정해진 시간 동안 화재에 견딤(1 ~ 3시간)	구획 안에서 그치고 느리게 번짐
방화 구조	철망 모르타르 바르기(두께 2cm 이상) 등	불길이 번지는 것을 막는 정도의 성능	내화 구조보다 오래 견디지 못함
목조 · 경량 철골	목재, 샌드위치 패널	불에 약하고 빨리 무너질 위험	빨리 번지고 일찍 무너짐

연기는 어디로 가는가

🌫️ 굴뚝 효과(stack effect)

높은 건물에서 안팎의 온도 차 때문에 계단실 · 승강기 샤프트 · 파이프 덕트 같은 수직 통로를 따라 공기와 연기가 빠르게 올라가는 현상이다. 안팎 온도 차가 큰 겨울에 더 심하다.

굴뚝 효과 압력 차

ΔP = C · h · (1T_o - 1T_i)

C: 상수(약 3,460 Pa·K/m), h: 높이(m), Tₒ: 바깥 온도(K), Tᵢ: 실내 온도(K). 온도 차가 크고 건물이 높을수록 압력 차가 커져 연기가 더 빨리 오른다.

방화 구획으로 화재를 막는다

방화 구획 기준

10층 이하 층

바닥 면적 1,000m² 이내(스프링클러 등이 있으면 3,000m²)

11층 이상 층

바닥 면적 200m² 이내(스프링클러 등이 있으면 600m²)

구획 구성

내화 구조 벽 · 바닥 + 방화문

대상

모든 층(층마다 구획)

구성

바닥은 내화 구조, 관통부는 방화 댐퍼 · 내화 채움

핵심

수직 확산 차단이 목적

대상

용도가 다른 부분 사이

예시

주거 ↔ 상업, 주차장 ↔ 사무실

핵심

다른 용도 사이로 불이 번지는 것을 막음

내장재와 피난 동선

건축 내장재 연소 특성

구분	정의	예시	시험 기준
불연 재료	불에 타지 않는 재료	콘크리트, 석재, 벽돌, 기와, 유리	불연성 시험 · 가스 유해성 시험 통과
준불연 재료	불연 재료에 가까운 성능	석고 보드(두께 9.5mm 이상)	가열 10분 동안 총 방출 열량 8 MJ/m² 이하
난연 재료	불에 잘 타지 않는 재료	난연 합판, 난연 플라스틱	가열 5분 동안 총 방출 열량 8 MJ/m² 이하