방재정보

1. 머리말

  연도(연통 또는 굴뚝)란 불을 땔 때에 연기가 밖으로 빠져나가도록 만든 구조물로서 주로 철판, 토관, 벽돌 따위로 만든 것을 말한다. 연도는 보일러 따위의 화기시설에 설치되는 부수적인 구조물이기 때문에 직접적인 화염에 노출되지 않아 비교적 화재위험이 낮은 편이나 연소 생성물인 고온의 연기가 지나가는 통로역할을 하기 때문에 조건에 따라 화재위험이 따르기도 한다.

  일반적으로 연도는 건물의 내부에 설치된 보일러에서 발생한 연소생성물인 고온의 연기를 건물 외부로 배출시키기 때문에 불가피하게 건물의 구조를 관통하게 된다. 이때 건물 관통부의 재료 및 밀폐를 위한 마감재에 따라 화재위험도가 달라질 수 있다.

  특히 가연재료로 연도 관통부를 마감 할 경우 당연히 화재위험이 높아질 것을 예상해 볼 수 있으며, 실제 일부 다세대 주택 등에 설치된 연도 관통부 마감 재료로 신문지 등 가연재료를 무분별하게 사용한 경우를 어렵지 않게 목격할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보일러 등 연소기에 설치된 연도의 사용조건 등에 따른 상황적 변수를 제공하여 연도의 발열특성을 실험적으로 확인하고 그에 따른 화재위험성에 대해 분석해 보았다.

2. 본문

가. 연도의 안전관련 법적 기준

(1) 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙

(2) 소방기본법 시행령

나. 연도관련 화재사례

  연도관련 화재가 해마다 꾸준히 발생하고 있는 사실을 미루어 짐작해 볼 때 연도의 시공자 및 사용자들은 연도의 화재위험에 대해 정확하게 인지하지 못하고 있는 것으로 판단된다. 그렇기 때문에 실제의 화재사례를 소개해 보고 이러한 내용을 통해 사용자로 하여금 연도의 화재위험을 환기시키고자 한다.

(1) 강릉 주택 화재사례

(가) 사고개요
- 사고일시: 2014년 10월 08일, 01:04
- 사고장소: 강릉시 완산면 고단리
- 건물구조: 시멘트 블록조 및 목조
- 업 종: 주택

(나) 사고내용
  강릉시 완산면 고단리의 한 주택에서 화재가 발생해 주택 1동(66)을 태우고 6시간여 만에 꺼졌으며, 인명피해는 발생하지 않았다. 경찰과 소방당국은 화목 보일러 연통 과열로 불이 난 것으로 보고 정확한 화재원인을 조사하고 있다.

(2) 울산 주택 화재사례

(가) 사고개요
- 사고일시: 2016년 03월 19일, 17:06
- 사고장소: 울산광역시 울주군 삼동면
- 건물구조: 철골조 샌드위치 패널 구조
- 업 종: 주택

(나) 사고내용
  울산광역시 울주군 삼동면의 주택에서 화재가 발생하여 가재도구와 벽체 및 지붕 등을 태워 소방서 추산 약 490만원 상당의 재산피해를 내고 50여 분만에 진화되었다. 경찰과 소방당국은 화목보일러 가동 중 연통의 과열로 인한 전도열에 의해 샌드위치 패널 구조의 충전재가 착화되어 연소확대가 된 것으로 보고 정확한 사고원인을 조사하고 있다.

다. 실험

  이미 제정된 연도의 안전관련 기준에 따라 연도가 안전하게 시공된다면 화재 발생 가능성이 미미한 수준이라 할 수 있다. 하지만 앞서 살펴본 화재사례와 같이 연도의 안전관련 기준을 성실히 준수하지 못하여 화재가 발생하는 경우가 종종 발견되기도 한다. 따라서 연도관련 화재위험을 확인하기 위해 연도 관통부 마감재의 종류에 따라 상황별로 어떠한 양상이 발생하는지를 <표 1>과 같이 선정하여 화재재현실험을 실시하였다.

<표 1> 실험상황

번호	실 험 상 황	비 고
1	글라스울 패널	유리섬유 패널
2	EPS 패널	스티로폼 패널
3	목재	합판
4	종이	골판지 박스

(1) 글라스울 패널을 연도 마감재로 사용한 경우

(가) 실험방법
  열원은 시간당 발열량 20,000kcal 튜브히터를 사용하였으며, 튜브히터의 배기구에 연도를 설치하고 마감재로 내화성능이 확보된 글라스울 패널을 사용하였다. 온도변화가 생기는 부위의 온도를 측정하기 위하여 K-TYPE 열전대(0.65 mm)를 배기구, 연도표면, 연도마감재에 설치하였으며, 시간에 따른 온도변화를 측정하였다. 마감재의 종류를 제외한 조건은 모든 실험에 걸쳐 동일하게 구성하였다.

(나) 실험결과
  운전 시 배기구의 최고온도는 449℃를 기록하였으며, 연도마감재는 355℃, 연도표면은 357℃를 기록하였다. 실험 종료 후 글라스울 패널을 관찰한 결과 연도 주변부분이 일부 탄화된 것을 제외하고 특이점을 식별할 수 없었다.

(2) EPS패널을 연도 마감재로 사용한 경우

(가) 실험결과
  운전 시 배기구의 최고온도는 453℃를 기록하였으며, 연도마감재는 354℃, 연도표면은 349℃를 기록하였다. 실험 종료 후 EPS패널을 관찰한 결과 연도 주변부분을 중심으로 용융되었으며, 그로인해 패널 내부는 빈 공간이 생기게 되었다. 이러한 현상 이외에 연소에 관련된 특이사항은 관찰되지 않았다.

(3) 목재를 연도 마감재로 사용한 경우

(가) 실험결과
  실험 과정에서 연도와 연도마감재 사이에서 지속적으로 발연을 수반하는 훈소가 진행되었다. 실험 종료 후 목재 관통부 주변은 훈소로 인해 탄화심도가 상당히 깊게 형성된 것을 식별 할 수 있었으며, 실험이 더 진행되거나 축열조건, 산소 공급조건 등이 더 원활하게 될 경우 유염연소로 진행 될 수 있을 것으로 보인다. 운전 시 배기구의 최고온도는 457℃를 기록하였으며, 연도마감재는 407℃, 연도표면은 352℃를 기록하였다.

(4) 종이를 연도 마감재로 사용한 경우

(가) 실험결과
  실험 시작 약 10분 후부터 연도와 연도마감재 사이에서 지속적인 발연과 동시에 훈소가 진행되었으며, 실험시작 약 1시간 25분 만에 유염연소로 전이되었다. 유염연소 전이 후 화염이 급격하게 확산되기 시작하여 바로 소화작업을 실시하였다. 유염연소 전까지 운전 시 배기구의 최고온도는 452℃를 기록하였으며, 연도마감재는 361℃, 연도표면은 347℃를 기록하였다.

3. 맺음말

가. 전기튀김기의 화재위험성

  지금까지 다양한 상황조건을 가정하고 연도 및 연도마감재에서 나타나는 발열특성을 확인하고 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.

(1) 연도의 마감재로 글라스울 패널을 사용할 경우 연도와 마감재가 접촉하는 부분에서 국부적인 탄화흔적이 식별되었다.

(2) 연도의 마감재로 EPS패널을 사용할 경우 연도와 마감재가 접촉하는 부분 주변의 충전재가 일부 용융되는 것을 식별하였다.

(3) 연도의 마감재로 목재를 사용할 경우 지속적으로 발연을 수반하는 훈소가 진행되었으며, 실험이 더 진행되거나 축열조건, 산소 공급조건 등이 더 원활하게 될 경우 유염연소로 전이될 가능성을 확인하였다.

(4) 연도의 마감재로 종이를 사용할 경우 비교적 단시간 내에 훈소가 진행되었으며, 훈소는 곧 유염연소로 전이되었다.

(5) 실험 상 글라스울패널이나 EPS패널은 목재나 종이에 비해 비교적 화재위험이 낮은 것으로 보이나 금속제의 열전도에 의한 화재위험을 온전히 배제할 수 없다.

나. 화재예방대책

(1) 화기시설의 연도가 건축물의 벽체를 관통할 경우 그 관통부는 금속제 이외의 두께 10cm 이상인 불연 재료로 마감해야 한다.

(2) 화기시설의 연도 주변에 가연재가 위치할 경우 연도와 최소 15cm 이상 이격시켜야 한다.

(3) 연도 내부 및 외부에 분진 등 연소하기 쉬운 가연물 누적 확인 및 주기적인 청소를 권장한다.

(4) 연도가 처마 등과 1m 이상 이격되었는지 확인한다.

(5) 연도가 천장, 바닥, 벽체 등 건물의 구조와 최소 0.6m 이상 이격되었는지 확인한다.