방재정보

1. 머리말

  화재 및 재난 초기에 재실자를 신속하고 효과적으로 피난할 수 있도록 화재 및 재난 상황을 안내하는 방안이 필요하다. 공동주택의 경우 야간(20:00 ∼ 08:00) 화재 발생은 적으나 사망자 비율은 61.2 %로 많은 것으로 나타났다. 야간에 발생하는 화재 상황을 공동주택 각 실에 거주하는 사람들에게 신속하기 전달하기 위한 방안으로는 비상 방송 설비가 있다.

  비상 방송 설비는 각 세대별 홈 오토메이션 장치와 통합되고 있다. 이에 본 연구에서는 일반적인 공동주택(84 m2 타입)의 거실에 설치된 비상 방송 설비에서 발생되는 경보음이 각 거주공간으로 전달되는 특성을 예측하여 거주자가 비상 방송 설비 안내음을 인지 가능한지 여부를 평가하였다. 음향 시뮬레이션을 수행한 공동주택 세대는 [그림 1]에서와 같이 4베이 타입으로 구성하였다.

2. 비상 방송 설비 안내음 및 공동주택 음향 특성

  화재 발생을 공동주택 세대 내의 거주자에서 전달하기 위한 방안으로 비상 방송 설비가 활용되고 있다. 비상 방송설비에서 발생되는 경보음 및 안내 멘트의 음압 레벨은 [그림 2]와 같다. [그림 2]에서와 같이 고주파수 대역으로 갈수록 음압 레벨이 증가하는 특성을 갖는 것으로 나타났다. 비상 방송 설비 경보음레벨은 약 85 dB의 크기를 갖는 것으로 보고되었다. Myles는 주거용 건축물의 경보음으로는 배음구조를 갖으며 85 dB(A) 이상 음량을 제안하였다. 85 dB 크기를 갖는 비상 방송 경보음은 Myles가 제안한 크기와 유사한 것으로 나타났다. 그러나 Myles는 85 dB(A) 크기를 갖는 경보음에도 거주자의 각성에 적절하지 않을 수 있어 경보음 인지(detectability) 효과를 고려한 연구의 필요성을 제시하였다.

  [그림 1]의 공동주택 모델에서 비상 방송 경보음은 거실의 벽에 위치한 홈 오토메이션 장비 등의 스피커에서 발생되는 것으로 설정하였다. 각 방으로 전달되는 경보음 레벨은 공동주택 세대내 방문의 차음성능을 고려하여 설정하였다.

  거실에서 발생된 비상 방송 설비 경보음이 침실 및 세대내 공간으로 전달되는 특성 시뮬레이션 결과는 각 주파수 대역별로 [그림 3]과 같이 나타났다. 거실 내부 공간으로 전달되는 비상 방송 경보음의 음압레벨은 평균 약 73 dB 수준으로 나타났다. 거실과 방문을 거쳐 안방 및 작은 방으로 전달되는 비상 방송 경보음의 크기는 각각 약 50 dB, 52 dB 수준으로 나타났다.

  63 Hz, 125 Hz 대역과 같은 저주파수 대역의 경보음은 공동주택 세대 내부로 전파되면서 감쇠되는 음압 레벨이 상대적으로 적은 것으로 나타났다. 그러나 경보음 전체 주파수 대역에서 저주파수 대역이 차지하는 음에너지가 낮은 것으로 나타나 비상 방송 경보음에서 상대적으로 큰 음에너지 비중을 차지하고 있는 4000 Hz, 8 000 Hz 대역의 경우 [그림 3]에서와 같이 동일 공간 내에서의 감쇠 및 방문의 차음으로 인한 감쇠가 매우 큰 것으로 나타났다.

  경보음 레벨에 대한 Nober의 연구결과 정상청력의 수면 중인 대학생 대상으로 한 야간 결과 피험자를 깨울 수 있는 소음 레벨은 침대 머리 방향에서 55 dB(A) ∼ 70 dB(A)를 적절한 레벨로 제시하였다. 또한 NFPA 72에서 규정하고 있는 수면 공간의 경보음 관련 규정은 평균 배경소음 보다 최소한 15 dB 이상 크게 하거나, 침대 머리 방향에서 최소 75 dB(A) 음량을 유지하도록 규정하고 있다. [그림 4~6]은 거실, 방 및 안방으로 전달되는 비상 방송 경보음 평균값의 주파수 특성을 공동주택의 배경소음(적색), 배경소음 + 15 dB(청색) 및 55 dB (녹색 점선)과 비교하여 나타낸 것이다.

  거실의 경우 전체 음압 레벨은 약 73 dB 수준으로 나타났으며, Nober가 제안한 경보음 레벨과 NFPA 72의 배경소음보다 15 dB 큰 경보음 레벨을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 NFPA 72에서 규정하고 있는 침대의 머리위치에서 75 dB(A) 크기는 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 방의 경우 경보음 레벨은 각각 52 dB, 50 dB로 Nober가 제안한 경보음 레벨 크기에 근접하는 것으로 나타났다. 그러나 NFPA 72에서 규정하고 있는 75 dB(A) 크기의 경보음 레벨에는 약 20 dB 정도 부족한 것으로 나타났다.

3. 맺음말

  본 연구에서는 공동주택 내부 거주자에게 화재 발생 사실을 신속하게 전달하기 위해 사용되는 비상 방송 설비의 경보음 전달 특성을 음향 시뮬레이션을 수행하여 검토하였다. 음향 시뮬레이션은 공동주택 내부 가구 등이 설치되지 않은 조건으로 수행하였다.

  거실 벽면에 위치한 홈 오토메이션 장치에서 발생되는 비상 방송 경보음은 공동주택의 배경소음 레벨 보다 15 dB 이상 커야 한다는 규정을 만족하는 것으로 나타났으나, 침대 머리 위치에서 75 dB(A)이상 되도록 해야 한다는 NFPA 72기준은 만족시키기 못하는 것으로 나타났다.

  위의 시뮬레이션은 공동주택 가구 등 흡음 특성을 고려하지 않은 것으로 가구 설치 등에 의한 추가 흡음으로 인해 경보음 전달이 약해지는 현상을 고려하면, 각 실별 비상 방송 장치 설치 등의 방안이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 비상 방송 경보음의 주파수 특성이 고주파 특성이 크게 구성되어 있어 연령 증가에 의한 고음 청각 손실 등을 고려하면 비상 방송 경보음의 개선도 필요한 것으로 판단된다.