1. 머리말

산업의 발전에 따라 물류시설은 지속적으로 성장하고 발전되어 왔으며, 최근 들어 다양한 배송서비스가 나타나면서 물류 인프라의 중요성은 갈수록 커지고 있다. 물류창고의 화재는 2020년 4월 22일 발생한 경기도 군포 물류창고 화재와 2020년 4월 29일 발생한 이천 물류창고 화재를 계기로 다시 관심을 받게 되었다. 경기도 군포 물류창고 화재는 소방서 추산 220억원의 피해가 발생한 것으로 발표되었고 외국인 근로자의 실화로 알려져 있으며, 이천 물류창고 화재는 근로자 38명의 목숨이 사라지는 대규모 인명피해가 발생하였지만, 그 원인에 대해서는 아직까지도 결론이 나지 않은 상황이다. 대표적인 물류창고 화재로 큰 인명피해가 동반되었던 부산 범창 콜드프라자 화재사고(27명 사망, 1998), 이천물류창고 화재(7명 사망, 2008), 코리아 냉동창고 화재(40명 사망, 2008)이 있었으며, 비교적 근래에 발생했던 아모레퍼시픽 공장 창고화재(2014)는 50억원대의 피해액이 보도되었고, 제일모직 통합물류센터화재(2015)는 방화로 발생하였으며, 최종적으로 2,400억원대의 피해가 발생된 것으로 언론에 보도되었다. 또한 얼마 전 발생한 경기도 군포물류창고 화재도 큰 재산피해가 발생하였다. 물류창고의 재산피해는 특히 창고에서 소실된 물품의 피해액에 더하여, 업무 지연 보상과 같은 잠재적인 피해를 고려해본다면 기업은 물류창고 피해의 심각성에 대하여 크게 고려해야 할 것으로 판단된다.

물류창고 화재에서 대규모 인명피해가 발생했던 화재들이 대부분 공사 중 발생한 화재들이었으며, 최근의 이천물류창고 화재도 유사하여, 물류창고 화재는 주로 작업 중 발생하며 큰 인명피해를 수반하는 것으로 오해하기 쉽다. 하지만 물류창고 화재는 창고 운용 중에 방화를 포함한 다양한 원인이 있으며, 대규모 재산피해로 이어진다는 사실을 알아야 한다.

화재발생 빈도를 보면 2019년도 화재통계에서 창고시설 화재는 1,387건이었으며 특정소방대상물인 창고시설은 전국에 111,079개가 있으므로 약 1.25%정도에서 화재가 발생하는 수준이어서 결코 낮은 수준은 아니다. 이와 같이 물류창고 화재는 인명과 재산피해, 발생 빈도 측면에서 심각하므로, 창고의 특성을 이해하고 이에 부합하는 소방대책들을 수립하여 화재로 인한 손실 저감에 노력해야 할 것이다. 소방청에서는 현장중심형 소방활동지원 기술개발사업 연구(이하 소방청 과제연구)을 통해 랙크식 창고의 문제점과 해결책을 과학적으로 접근하여 해결하고 이를 제도적으로 수용하려는 준비를 하고 있다.

2. 물류창고의 정의와 특성

물류창고의 화재 위험성과 개선방안을 알아보기에 앞서 물류창고에 대한 특성을 이해할 필요가 있다. 국토교통부의「물류시설의 개발 및 운영에 관한 법률」에 의하면 물류시설의 일부이며, 핵심적인 역할을 하는 물류창고는 일반적으로 생각하는 화물의 관리, 집화, 배송을 위한 단순한 보관장소일 뿐만 아니라 하역, 분류, 포장, 상표부착 등에 필요한 기능을 갖춘 시설이다. 즉 물류창고는 단순한 물품을 보관하는 장소만 아니라 분류 포장 상표부착 등의 작업이 진행되는 작업장이 될 수 있다는 것이다.

[그림 1] 물류창고 내 물품 포장 작업 (직접 촬영)

창고의 종류에 대해서 간략하게 보기로 한다. 창고의 형태, 구조, 보관환경에 따라 구분되는 종류와 특성에 의하여 화재안전에 대한 대책도 차이가 있기 때문이다. 먼저 운영형태에 따라 물류창고의 종류는 4가지로 구분된다.

보관온도를 기준으로 물류창고의 종류는 3가지로 구분된다.

3. 발화원 관리의 문제점과 개선방안

창고시설의 화재요인은 소방청 화재통계연감을 통해 제시된 데이터를 통해 <표 1>과 같이 분석해 볼 수 있다. 창고시설은 냉장·냉동창고, 창고·물품저장소, 하역장, 그리고 기타창고 등을 포함한다. 2017년과 2018년의 통계를 분석해보면 화재의 가장 많은 부분을 차지하는 요인은 부주의에 의한 실화로 45.4%이며, 전기적 요인은 27.1%로 그 뒤를 따르고 있다. 또한 원인미상도 16.2%이다. 총 2,400억원대의 피해가 발생한 것으로 알려진 2015년도의 제일모직 물류창고 화재의 원인이 방화였던 만큼 이에 대한 원인도 무시하기 어렵다. 부주의에 의한 실화는 담배꽁초, 화원방치, 쓰레기 소각 등이 높은 비중을 차지하고 있으며, 최근 발생한 경기도 군포 물류창고 화재는 외국인 근로자가 담배꽁초를 쓰레기 분리수거장에 버리면서 발생한 것으로 밝혀진 바 있다. 물류창고는 고정적으로 근무하는 상시 근로자들 뿐만 아니라, 상품의 분류, 포장, 상표부착을 위한 임시 근로자들도 다수 근무하게 된다. 이들 모두 화재 예방을 위한 소정의 교육을 받고 근무할 수 있도록 소방안전관리자와 업무담당자의 노력이 필요하다.

4. 물류창고 소화기 및 옥내소화전 문제점과 개선방안

물류창고의 화재 시 대응 중 초기 인적 대응에 대해 살펴보면, 창고는 주간에 다수인원이 근무하지만, 야간에는 1~2인 정도가 경비업무를 보는 경우가 있다. 이러한 경우 화재 발생을 초기에 알게 되었을 때 랙크 부분이 아니라면 수동진압을 수행할 수 있는데, 이때 사용할 수 있는 수단은 소화기와 옥내소화전일 것이다. 소화기는 배치 장소의 문제가 있는 데, 바닥부분에 놓이는 소화기는 통행에 지장을 주지 않으려고 이동경로 안쪽에 배치를 하게 되는 경우, 그리고 소화기 앞에 물품을 적재하는 경우는 소화기의 존재여부를 인지하기가 매우 어려우며, 긴급한 상황에서는 더욱 그러할 것이다. 이와 마찬가지로 옥내소화전 앞에 물품이 적재되면 인지도 어렵고 소화전 문을 열고 호스를 전개하는 것도 어렵다. 특히 야간에는 더욱 소화기와 옥내소화전의 위치를 인지하기 어렵다. 그러므로 소화기와 옥내소화전의 위치표시는 2.5m 이상에 부착되어야 바닥적재 가연물로 인해 방해받지 않고 인식이 가능할 것이다. 또한 가능하면 외부로 돌출되는 부분에 부착하여 안쪽에 있어 인지가 어려운 문제점을 최소화해야 할 것이다.

추가적으로 기존 옥내소화전의 경우 2인의 인원이 필요하게 되므로, 야간 등 운용인력이 부족한 경우를 대비하여 옥내소화전은 1인 운용이 가능한 호스릴옥내소화전으로 교체하야 할 것이다. 또한 통로의 물품 적재 등으로 인하여 호스 도달이 어려울 수 있으므로 이에 대한 충분한 호스길이가 필요하다.

5. 물류창고 수용물품의 화재 위험성과 개선방안

화재에 있어서 대상의 내부에 있는 가연물의 양과 종류, 그리고 배치형태는 매우 중요하다. 이는 화재의 발생, 확산, 그리고 지속시간과 관계되기 때문이다. 물류창고 화재에서 연소열, 열방출율, 그리고 화염확산속도와 같은 가연물의 연소특성은 보관물품의 종류뿐만 아니라 포장재 그리고 파렛트 등이 복합적으로 관여되며, 배치방식, 적재높이, 저장환경 등도 직접적인 영향을 미치게 된다. 물류창고에서 가연물로서 수용물품을 보면, 물류이송과 보관을 위하여 물품의 외부 포장재로 랩이나 비닐의 사용은 기본적이며, 완충재로 스티로폼, 스티로폼 볼, 에어캡, 발포지 등의 플라스틱류가 사용된다. 또한 경우에 따라 목재나 마대로 한 포장도 있다. 이는 수용물품 자체가 불연성이라 하더라도 외부 포장재는 가연성이며, 외부포장재에 더하여 종이박스로 포장을 하고 그 내부에 스티로폼 등의 완충재를 넣는 경우는 경우 화재 위험성은 더 높아진다고 할 수 있다. 즉, 물류창고의 화재 발생 시 극초기의 연소는 수용물품이 아니라 비닐, 랩, 종이 포장재, 그리고 플라스틱류 완충재들일 가능성이 매우 높다.

미국, 일본, 유럽 등에서는 물류창고의 다양한 수용물품에 대해 이를 분류하고 등급을 부여하여 스프링클러설비 설계의 기준으로 사용하고 있다. 미국은 NFPA13, IFC, FMDS 8-1에서 기준을 제시하고 있으며, 유럽 EN기준과 일본은 4개 등급을 사용하고 있는 것으로 조사되었다. FMDS 8-1 기준을 보면 Class 1∼4로 구분되며, 고위험군인 Class 4는, 포장재와 내부재질을 기준으로 4가지로 구분하고 있다. 이는 판지박스 포장 비발포플라스틱(Cartoned Unexpanded Plastic, CUP), 판지박스 포장 발포플라스틱(Cartoned Expanded Plastic, CEP), 판지박스 비포장 비발포플라스틱(Uncartoned Unexpanded Plastic, UUP), 판지박스 비포장 발포플라스틱(Uncartoned Expanded Plastic, UEP)으로 포장재와 내부재를 기준으로 구분하고 있다. 이는 물류창고 수용물품 화재에서 보관물품과 함께 포장재료와 상태도 중요함을 알 수 있다. 소방청 연구과제에서 수행된 실험적 연구를 보면 판지박스포장 발포플라스틱(CEP)가 박스단위 및 파렛트 단위 적재 등의 실험에서 초기의 높은 열방출율과 함께 빠른 화재성장속도를 보여주고 있는 것으로 나타났다.

보관물품의 종류가 한정되는 경우인 일부 자가창고나 공공창고 등은 고정된 수용물품을 기준으로 낮은 등급의 가연물을 설정하고 이에 따라 스프링클러의 요구성능을 낮출 수 있겠지만, 다양한 물품이 보관되는 영업용창고나 임대창고, 그리고 보관물품의 변경이 있는 자가창고는 스프링클러의 요구성능 설정이나 기타 소방대책 수립 시 수용물품의 화재 위험성을 판지박스 포장 발포플라스틱(CEP) 수준으로 설정해야 할 것이다.

5. 물류창고 수용물품의 화재 위험성과 개선방안

물류창고의 물품적재는 바닥적재, 랙크적재, 그리고 기타방식의 적재가 있다. 소방청 과제연구의 일부로 2016년 3월에 실시된 전국 물류창고 70개소에 대한 조사연구에서 물류창고의 적재형태는 단열, 이중열 랙크를 주로 사용하여 적재한 경우가 51.2%로 가장 높은 것으로 나타났으며 바닥적재방식을 주로 사용한 경우는 43.2%, 기타 적재가 각각 0.8% 순으로 조사되었다.

물류창고의 관련 물품과 시설은 물류를 위한 유닛로드시스템(Unit load system)에 의하여 그 규격이 정해지며, 이는 KS T(물류) 표준에 의하게 된다. 물류창고의 물품은 일반적으로 파렛트에 적재되며, 포장된다. 물류창고에서 수용물품은 이송상태의 포장을 유지하는 경우도 있지만, 출고 등의 작업을 위해 바닥면에서 파렛트 단위의 포장이 해체되어 있는 경우도 볼 수 있다. 또한 랙크식 창고의 경우 랙크 사이 통로에도 물품을 적재하여 사람의 이동도 힘든 상황이 만들어져 있는 경우도 있다. 이는 비상 시 인적대체가 어렵다는 것을 의미한다.

[그림 2] 물류창고 내 바닥 물품 적재 상태 (직접 촬영)

기본적으로 파렛트에 적재되는 물품이 약 2m 정도 높이로 수납되므로 일반적인 사무실이나 가정의 가연물에 비하여 높은 화재하중을 가지게 되며, 수직으로의 화염전파에 취약하게 된다. 랙크식 적재의 경우 수직으로 랙크 단마다 파렛트 단위 물품이 적재되게 된다. 소방청 과제연구 조사에 의하면 랙크의 전체 높이가 6m 이상 10m 미만인 경우가 58%로 가장 많은 비중을 차지하였으며, 3m 이상 6m 미만이 22%, 0~3m, 그리고 10m 이상의 랙크가 각각 10%의 비중을 차지하고 있었다. 즉, 국내에서는 6~10m 정도의 랙크를 많이 사용하고 있는 것으로 보인다. 하지만, 10m 높이 랙크의 경우 물품 수납높이가 10m 아니다. 실제로 최상단에도 물품을 올려놓기 때문에 약 12m 정도 가연물의 높이가 형성된다고 보아야 하며, 대부분 랙크는 동일한 상황이라고 보아야 할 것이다. 그러므로 소방시설 설치 시 랙크의 높이가 아닌 실제 적재높이를 고려하여야 할 것이다.

랙크식 적재의 경우 수직으로 파렛트 단위 물품이 적재되는데 이는 수직으로 가연물이 배치되는 형태라 신속한 화재확산이 진행될 것은 당연한 사실이다. 특히 랙크 적재 물품의 틈새로 송기공간(Flue space)이 형성되는데, 이 공간을 통해 화재가 급격히 확산되게 된다. 랙크식 창고 적층부분에서의 화재형태는 시간별로 초기단계의 잠복(Incubation), 화염이 상부로 급속히 확산되는 발전(Take off), 화염이 수평으로 번져나가는 잠식(Eating in)으로 크게 3단계로 구분할 수 있다. 소방청 과제연구에서 2회 진행된 10m 높이의 CEP가연물 적재대상 조기진압형 스프링클러(ESFR) 성능시험을 보면 점화 후 최상단에 화염이 도달하는데 소요된 시간은 스프링클러의 동작시간과 거의 유사하며, 40초와 1분 17초정도였다. 랙크에 적층된 가연물의 소손피해를 줄이려 한다면, 발화 후 20~30초 이내의 극초기에 동작하는 스프링클러 시스템이 필요하며 이를 위한 시스템은 소방청 과제연구에서 집중식 소화설비로 개발된 바 있다.

전통적인 소방시설을 사용하면 물류창고 바닥적재 수용물품의 화재는 천장형 스프링클러로 대응하겠지만, 렉크에 적재된 가연물의 화재는 조기진압용 스프링클러(ESFR sprinkler)와 인랙스프링클러(In-rack sprinkler) 두 가지가 있다. 먼저 조기진압용 스프링클러는 가연물을 CEP로 설정하는 경우 K360헤드를 사용할 때 최대 천장 높이가 12m인 경우까지만 설치할 수 있다. 이는 FMDS 8-9에 수록된 사항을 기준으로 한 것이다. 위에서 언급한 것처럼 화재 발생 시 신속하게 헤드가 동작하여 살수를 시작하지만, 일정시간 동안은 화염 확산을 멈추지 않았다. 또한 1단과 4단도 일부분을 제외하고, 주로 2단과 3단의 적재된 물품이 집중적으로 연소하고 붕괴되어 떨어져 내렸다. 하지만 2건 모두 약 5분이 경과된 이후 화세는 약화되고 진압되어 가는 모습이 관찰되었다. 이를 볼 때 조기진압용 스프링클러의 선택은 적재된 수용물품의 대규모 손실을 감당해야 한다고 볼 수 있다.

인랙스프링클러의 경우 수평차단막과 함께 사용하여야 효과를 발휘할 수 있다. 인랙스프링클러는 화염과 화재플룸에 직접 노출되지 않으면, 조기반응형이나 표준형 관계없이 반응시간이 늦어진다. 실제 실험에서는 화재로 가연물이 연소되는 상황에서 헤드가 동작이 상당히 지연되는 경우가 많았다. 그러므로 인랙스프링클러의 동작시간을 단축시키고 화재확산을 저지하기 위해서는 수평차단막의 설치가 필수적이다. 또한 이러한 차단막+인랙스프링클러 전략은 자동창고에 매우 유용하다. 스테커 크레인을 사용하여 입출고를 진행하는 자동창고는 국내의 경우 최대 50m 높이가 시공되었다고 알려져 있으며, 이러한 고층화된 자동화창고는 차단막+인랙스프링클러 시스템이 전통적인 소방시설 중 거의 유일한 대안이라 할 수 있다.

(1) 착화

(2) 1분 후

(3) 1분 17초 후 스프링클러 동작

(4) 1분 22초 후

(5) 2분 후

(6) 3분 30초 후

[그림 2] 조기진압용 스프링클러 시험 1회(K360 @4.1Bar. CEP 4단 10m)

(1) 30초 후

(2) 40초 후*

(3) 50초 후

(4) 2분 후

(5) 3분 후

(6) 4분 30초 후

[그림 3] 조기진압용 스프링클러 시험 2회 (*스프링클러 동작)

[그림 4] 조기진압용 스프링클러 1차 및 2차 실험 중 가연물의 연소상태

7. 창고 구조 및 공간 특성에 의한 화재 위험성과 개선방안

창고의 구조는 철골철근 콘크리트 구조를 가지거나, PC(Precast Concrete) 구조를 가지며, 벽체는 샌드위치 패널 또는 콘크리트를 사용한다. 화재 발생 시 내부 가연물 연소 후 샌드위치패널 벽면 연소로 이어지고 결과적으로는 건물의 부분적 붕괴로 연결되는 경우가 많다. 물류창고 화재에서 가장 중요한 것은 내부 적재 수용물품의 발화 후 화재 확산을 최소화하는 것이 가장 중요하며, 이는 이를 대상으로 하는 스프링클러 시스템의 역할이다. 하지만 벽면에 인접되어 바닥면에 위치하는 가연물들의 연소 시 12m 이상 천장의 스프링클러가 동작하기 전에 샌드위치 패널의 심재에 착화될 우려가 있다. 이를 방호하기 위해서는 가연성구조 방호용 스프링클러설비의 도입이 필요하다. 이 시스템은 가연성 심재를 사용하는 벽면에 부착되어 설치되며, 벽면에 인접한 가연물의 화재 시 감열에 의해 헤드가 동작하여 착화를 방지하고, 인접가연물의 화재를 진압하는 시스템이다. 이 시스템은 물류창고가 아닌 일반적인 샌드위치 패널을 사용하는 건물에도 유효한 성능을 보여줄 수 있다.

물류창고의 공간구조에 있어 중층의 설치 문제가 있다. 중층, 중이층 또는 메자닌(Mezzanine)이라는 용어도 사용된다. 물류작업의 효율화를 이유로 준공이후 설치되는 경우가 많다. 또한 한 개 층을 2~3개 층으로 나누어 사용하는 경우도 있다. 이러한 구조의 문제점은 건축 당시 화재감지기와 스프링클러가 천장에 설치하는 경우, 중층 구조가 만들어지게 되면 그 하부에서의 화재 시 감지는 지연되며 살수범위에서 벗어나 초기 진압이 어렵게 된다. 또한 층간 구획화가 되지 않기 때문에 화재 시 상부로 쉽게 확산된다는 문제점이 있다. 그러므로 사용기간 중 중층 설치 시 이에 따른 소방시설 설치에 대한 조사와 연구가 필요하다.

8. 재실자 피난의 문제점과 개선방안

물류창고는 작업을 위한 인원이 있는 경우를 제외하고는 적은 수의 사람이 근무하는 공간이다. 이러한 이유로 물류창고에서의 피난은 그리 중요한 문제로 여겨지지 않는 경우가 있다.

물류창고는 상시근로자와 임시근로자가 근무하게 되는 데 상시근로자는 창고 내 구조에 친숙할 수 있으나, 임시근로자는 그렇지 못하다. 물류창고는 바닥에 적재된 물품과 랙크로 인해 미로와 같은 구조가 만들어질 수 있으며, 이에 더하여 적재물품과 시설물로 인하여 복도통로유도등의 인지가 어려울 수 있어 근로자들이 화재 발생 시 피난이 원활하지 않을 수 있다. 또한 랙크로 구성되는 통로로 시야의 범위가 제한받고 야간에 조명이 없는 경우는 더 심화되어 피난방향을 찾기 어려우므로 이에 대한 대안도 필요하다.

건축 설계단계에서 적정하게 피난경로가 설정되고 피난구의 위치가 결정되지만, 임대창고의 경우 보세 구역 등 구역분할을 위하여 내부에 펜스를 설치하는 경우가 있다. 이러한 경우 펜스는 피난에 큰 지장을 주는 요소로 등장하게 되는 데, 펜스를 통과하는 문의 배치와 간격, 그리고 화재경보 시 연동되어 잠금이 해제되는 기능 등에 대한 규정 등이 없어 사용자가 임의로 설치하기 때문에 화재 시 피해발생의 요소가 될 수 있다. 그러므로 펜스 설치 시 적정한 문의 배치를 수행하고 화재경보와 연동되는 잠금해제 기능이 있는 도어락 등을 설치하도록 해야 할 것이다.

[그림 5] 보관지역 내 펜스로 구역을 분할 한 모습 (직접 촬영)

[그림 6] 적재물, 충돌방지시설로 가려져 인식이 어려운 유도등 (직접 촬영)

9. 물류창고 소방시설 동파방지 문제점과 개선방안

물류창고는 물품보관지역의 경우 동계에 난방이 되지 않아 외부와 거의 유사하며 실제 관리자의 말에 의하면 –15℃가 되는 경우도 있다고 한다. 이러한 문제로 인랙스프링클러, ESFR스프링클러, 옥내소화전 등 물품보관지역 실내에 설치되는 수계소화설비의 물을 빼놓는 등의 관리적 조치가 진행될 수 있다. 건식이나 준비작동식 스프링클러를 대안으로 생각할 수 있겠지만 화재확산이 매우 신속한 물류창고 화재의 경우, 특히 랙크식 창고의 경우는 물이 방출되는데 일정한 시간 소요가 있는 시스템은 그 효용성이 매우 낮다고 할 수 있다. 습식배관의 동파를 방지하기 위한 열선, 히터 등 설치 방안이 있으나, 기술적인 부분을 신중히 고려하여 선택해야 한다.

10. 물류산업의 변화와 소방 대응

재 정부는 도시첨단물류단지 개발 사업에 박차를 가하고 있다. 이는 기존의 물류가 지역 간 물류와 대규모 보관형태를 가지고 있었지만, 최근 전자상거래와 다양한 판매 비즈니스 모델의 개발로 다빈도 소량 물류가 증가하고 있고, 유통기간이 짧은 물품의 소규모 배송도 늘어나고 있는 추세여서 수송거리 단축을 통한 비용절감과 서비스 향상을 위해 대도시로부터 떨어져 있던 물류기지들이 대도시권으로 들어오려는 추세이다. 도시첨단물류단지는 생활물류 위주로 온라인 기반 택배, 신선식품, 의약품, 소형고가품 등을 효율적으로 처리하기 위하여 도시권내에 설치되는 물류기지이다. 이러한 도시첨단물류단지는 여러 시설이 복합적으로 구성되는 데, 이는 여러 형태의 화재 위험이 복합화된다는 의미이기도 하다. 첨단화되어가는 물류산업의 경쟁력 확보를 위하여 새로운 형태의 시설 도입은 적극적으로 수행되어야 하지만, 이러한 시설의 화재위험성에 대해서는 선제적으로 검토하고 대비하여, 화재사고로 인한 피해 최소화 및 국가경쟁력 강화에 기여해야 할 것이다.

11. 맺음말

물류창고 화재의 피해를 저감하기 위해서는 대상의 화재특성에 대해 과학적으로 이해하고 이를 기반으로 한 실효성 있는 소방대응이 필요하다. 현재 소방청에서는 랙크식 물류창고의 화재에 대한 과제를 마무리하고 제도화를 위한 노력을 수행하고 있다. 이러한 노력은 랙크식 물류창고

참고문헌