재난과 화재 상황에서의 신속ㆍ정확한 경보는 중요하며 재실자의 신속한 피난과 초기소화를 위해 소방시설과 연동되어 화재를 자동으로 소화하게 하는 역할을 한다. 하지만 잦은 비화재경보의 발생은 자동화재탐지설비의 신뢰성을 떨어뜨려 더 큰 사고를 야기하기도 한다. 특히 연기감지기는 화재 시 발생하는 연기 외에도 인위적, 관리적, 설비적 요인 등 다양한 요인에 의해서도 반응하며, 주변의 환경 변화에도 영향을 많이 받기 때문에 상대적으로 열감지기보다 비화재경보가 많이 발생한다(1). 따라서 연기감지기의 사용 장소 및 설치 위치에 대한 고려가 필요하다.

2021년 9월 소방청에서는 ‘경보ㆍ속보설비 비화재경보 개선대책’으로 아날로그식 감지기의 보급을 단계적으로 확대할 것이며, 감지기의 성능 개선을 위한 신기술 도입 및 감지기의 기술기준 상향 등을 추진하겠다고 발표한 바 있다. 이렇듯 빈번하게 발생하는 비화재경보를 줄이기 위하여 정책적으로 개선책을 마련하는 한편, 기술적으로도 비화재경보 저감을 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 교차 감지 기술을 도입한 감지기 개발 노력 또한 지속되고 있다(2), 그동안 교차 감지로써 많은 연구가 진행되어 온 일산화탄소(carbon monoxide, CO)는 화재 조기 감지에 유효하여 화재 감지의 적응성을 인정받았으나(3), 제도적으로 인정받기 위해서는 화재 감지 센서로서의 다양한 연구를 통한 신뢰성 확보가 필요하다. 미국에서 제시하고 있는 UL 268의 시험의 경우, 국내에서 발생하는 비화재경보의 변수와는 차이가 있어(4) 국내 실정에 맞는 시나리오를 통한 다양한 연구로 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 실정에 맞는 다양한 비화재경보 발생 상황 조건에 따른 설치 위치별 일산화탄소 농도 변화와 연기감지기의 반응 특성을 분석하여 교차 감지의 적용성을 확인하고자 한다.

본 연구에서는 비화재경보 저감을 위해 국내 실정에 맞는 다양한 비화재경보 발생 상황 조건을 주고 연기감지기 및 일산화탄소 센서의 설치 위치별 반응 측정을 통해 감지 특성을 분석하고자 하였다. 실험을 통해 도출된 측정 장치의 거리별 감지 특성을 정리해 보면, 전체 지점에서 아날로그식 연기감지기가 반응하는 시간보다 일반 연기감지기가 반응하는 시간이 다소 빠른 것으로 나타났으며, 아날로그식 연기감지기가 화재로 반응한 시점에서 일산화탄소의 농도는 대부분 평균적으로 3 ppm 내외로 측정되는 것을 확인할 수 있었다. 각 지점별로 분석해 보면 0 m 지점에서는 일산화탄소 농도가 연기감지기의 반응보다 먼저 3 ppm에 도달하였고, 연기감지기의 반응보다 약 100 s 먼저 측정되었다. 실험 시간 내에 일산화탄소는 7 ppm 이내까지 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 1.5 m 지점과 3.0 m 지점에서는 연기감지기가 반응하는 평균 시점 약 400 s에서 900 s 사이에 일산화탄소가 최초 측정되었으며, 최대 약 5.5 ppm까지 상승하는 것을 확인하였다. 복도 지점에서는 연기감지기가 화재로 반응한 이후에 일산화탄소 농도가 측정되는 것을 확인하였다. 또한 각 실험을 종합하여 거리별 일산화탄소 농도 특성을 분석한 결과, 평균적으로 7 ppm 이내로 일산화탄소가 발생하며, 각 지점마다 시간이 경과함에 따라 약 1∼2 ppm 정도 차이가 발생하는 것을 확인하였다. 즉, 가열원과 가까운 지점일수록 단시간에 일산화탄소 농도가 측정되며, 연기감지기보다 빠르게 감지되고, 거리가 멀어질수록 일산화탄소가 측정되기까지의 시간이 소요되어 거리상의 농도 및 시간 차이가 있음을 실험을 통해 확인하였다. 비화재경보가 발생하는 시나리오 재현실험을 통해 측정된 일산화탄소 농도는 화재로 인해 발생하는 농도보다 매우 적은 것으로 도출되어 연기감지기와 교차 감지 기술로써 일산화탄소가 적용성이 있음을 확인할 수 있었다. 추가적으로 교차 감지로서의 일산화탄소 적용성을 판단하기 위해서는 UL 268 등의 시험기준에 따른 실험을 통한 감지 특성을 확인할 필요성이 있으며, 국내 기준을 수립하기 위해서는 본 연구를 포함한 다양한 실험 자료들이 기초 자료로 활용될 필요가 있다고 판단된다.