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Fire Sci. Eng. > Volume 37(5); 2023 > Article
산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별을 위한 관련법령 및 문헌분석

요 약

최근 발생하는 산업단지 내 공장 화재로 인해 국가적으로 화재안전대책을 마련하고 있다. 이에 본 연구는 화재예측⋅제어⋅대응기술 개발의 일환으로써 산업단지 내 공장의 화재위험요인을 선별하고자 관련 법령 및 문헌분석을 수행하였다. 이를 통해 산업단지의 정의 및 분류체계, 화재안전대책 적용사항, 화재위험요인 선별방법 및 프로세스, 산업단지 내 공장의 화재특성 및 방호대책을 고찰하였다. 고찰 결과 중 주요내용으로 산업단지 내 공장에 해당하는 건축물은 대형건축물이고, 시설물은 제3종시설물에 해당하는 것을 확인하였다. 이를 근거하여 산업단지 내 공장에서 화재위험사각지대에 놓여있는 건축물의 규모와 범위를 연면적 5,000 m2 미만이면서 10층 이하(높이 33 m 미만)로 설정하였다. 또 강점, 약점, 기회, 위협(SWOT) 분석을 활용한 내⋅외부의 방호 및 위험(IEPR) 분석을 제안하여 산업단지 내 공장의 화재위험요인을 선별하였다. 결론적으로 매트릭스작성을 통해 화재위험모델, 인명안전모델, 화재확산모델, 화재방호모델 4개의 화재위험요인 선별모델을 제안하였다.

ABSTRACT

Owing to recent factory fires in industrial complexes, fire safety measures are being prepared nationally. Accordingly, this study conducted an analysis of related laws and literatures to identify fire risk factors for factories in industrial complexes as part of the development of fire prediction, control, and response technologies. Through this, the definition and classification system for industrial complexes, application of fire safety measures, fire risk factor identification methods and processes, and fire characteristics and protection measures for factories in industrial complexes were examined. The review results confirmed that the buildings corresponding to factories in industrial complexes were large, and the facilities were of Type 3. Based on this, the scale and scope of buildings located in fire risk blind spots in factories within industrial complexes were set to be less than 5,000 m2 in total floor area and no more than 10 stories (less than 33 m in height). In addition, in & exterior of protection and risk (IEPR) analysis using strengths, weaknesses, opportunities, threats (SWOT) analysis was proposed to select fire risk factors for factories in industrial complexes. In conclusion, the following four fire risk factor selection models were proposed through matrix creation: fire risk, life safety, fire spread, and fire protection.

1. 서 론

최근 인천 세일전자, 구미 영진아스텍2공장, 안산 대림B & Co 화재, 시흥 금호화성(주) 등 산업단지 내 공장에서 대형화재가 지속적으로 발생하고 있다(1). 이에 소방청은 산업단지의 화재안전대책을 마련하고자 단계적으로 계획을 수립하였다(2,3). 화재안전대책 마련의 일환으로 화재위험요인을 파악하고자 2022년 12월부터 2023년 2월까지 공장 등 산업단지를 대상으로 화재안전점검도 진행하였다(4). 이와 더불어 국내에서는 산업단지의 화재안전 확보를 위해 화재예측⋅제어⋅대응하기 위한 평가기술의 개발연구가 지속적으로 수행되고 있다.
주요연구로는 BTX 공장 내 5가지 설비의 공정위험성 식별을 위해 화재폭발손실지수법을 적용한 연구(5), 석유화학 국가산업단지의 현황 및 중대사고의 사례분석을 통해 문제점과 개선방안을 제시한 연구(6), 석유화학공장의 소화설비 및 용수관련 기준⋅현황 분석을 수행하여 문제점과 개선방안을 제시한 연구(7), 산업시설의 화재보험인수에 적용하는 COPE data를 얕고 깊은 인공신경망의 학습에 적용하여 산업시설의 화재사고 예측성능을 확인한 연구(8), IPA분석기법에 산업시설을 포함한 건축물의 용도별 화재통계를 적용하여 화재위험 척도를 파악한 연구(9), 산업시설 가설건축물에 대한 화재현장사례분석을 통해 산업시설 내 가설건축물의 문제점 및 화재예방을 위한 개선방안을 제안한 연구(10) 등이 존재한다.
주요연구를 살펴본 결과 산업단지는 용도⋅설비⋅공정특성, 면적⋅공간특성(밀집도)에 따라 화재위험요인이 존재하는 것을 확인하였다. 산업단지 내 공장의 용도⋅규모⋅설비 등 세부적인 특성을 적용한 화재안전대책 및 평가방법 마련을 위해서는 화재위험요인의 선별이 선행적으로 요구됨을 확인할 수 있다. 이에 본 연구는 산업단지 내 공장의 화재안전대책 및 평가방법을 마련하기 위한 기초단계로써 산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별에 요구되는 사항을 확인하고자 관련법령 및 문헌분석을 수행하였다.
연구목적을 달성하기 위해 관련법령 및 문헌에 대한 자료의 수집을 수행하였다. 수집된 자료는 산업단지 및 화재안전 관련법령, 화재위험성평가 관련법령 및 문헌, 화재사고사례 관련문헌으로 구분하였다. 산업단지 및 화재안전 관련법령에 대해서는 국내관계법령을 확인하였고 이를 통해 산업단지의 정의 및 분류체계 현황, 산업단지 화재안전대책 적용사항을 고찰하였다. 화재위험성평가 관련법령 및 문헌에 대해서는 국내의 법령⋅기준과 국외기술현황을 확인하여 이를 통해 화재위험요인 선별방법 및 프로세스 현황을 고찰하였다. 화재사고사례 관련문헌에 대해서는 소방청의 화재통계연감의 화재사례를 통해 국내 공장화재의 원인, 피해 등을 확인하고 이를 통해 산업단지 내 공장 화재특성 및 방호대책을 고찰하였다. 수집된 자료의 고찰을 통해서 산업단지의 범위 및 규모와 화재위험요인 선별 및 모델구성 시에 적용하였다.

2. 관련법령 및 문헌분석

2.1 산업단지의 정의 및 분류체계

산업단지의 정의 및 분류체계를 파악하기 위해 「산업입지 및 개발에 관한 법률」 (이하, 산업입지법), 「산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률」 (이하, 산업집적법), 「노후거점산업단지의 활력증진 및 경쟁력강화를 위한 특별법」 (이하, 노후거점산단법)을 확인하였다.
산업단지의 정의는 산업입지법 제2조제8호와 산업집적법 제2조제14호에 규정되어 있는데 두 규정에서 단어의 구성과 배치에서 약간의 차이는 있으나 전반적인 의미는 동일하다. 산업단지는 산⋅학⋅연 연계체제를 구축하여 산업의 질적 향상을 도모하고 이를 지원할 수 있는 관련 시설들을 종합적으로 유치하는데 의의를 두고 있다(11). 이러한 사항을 참고하여 산업단지의 정의를 정리하면 산업시설용지 및 복합용지에 설치하는 공장⋅물류시설 등을 비롯한 관련 시설들과 이들의 기능 향상을 목적으로 설치하는 시설들을 집단적으로 설치하기 위하여 포괄적 계획에 따라 지정⋅개발되는 일단의 토지 및 시설 클러스터라고 할 수 있다.
산업단지의 분류체계는 산업단지의 종류와 하위시설에 대한 분류로 구분하였다. 먼저, 산업단지의 종류는 단지유형, 착공시기 및 설립목적, 유사여부에 따라 구분하였다. 단지유형에 의한 구분법은 산업입지법을 근거로 하여 국토연구원의 산업입지정보센터에서 통계수집에 사용하는 항목과 동일하다. 단지유형에는 국가산업단지(광역단위), 일반산업단지(지방단위), 도시첨단산업단지(도시지역), 농공단지(농어촌지역)로 구분한다. 착공시기 및 설립목적에 의한 구분법은 착공 후 20년 이상이 경과한 산업단지에 대해서 노후산업단지로 구분하고 이들 중 지역 및 국민경제발전의 주요 거점역할을 하는 국가산업단지 또는 경쟁력강화 전략계획에서 인정된 일반산업단지에 한하여 노후거점산단법 제2조제14조에 따라 노후거점산업단지로 구분한다. 또 산업입지법 제2조제8의2호와 산업집적법 제2조제14의2호에 따라 입주기업 및 기반시설 등에 대해서 디지털화, 에너지 자립, 친환경화 등을 추진하는 산업단지를 스마트그린산업단지로 구분한다. 유사여부에 따른 구분법은 산업단지는 아니지만 산업단지와 유사한 것을 의미한다. 산업입지법 제2조제12호에 따른 준산업단지는 특정지역에 입지하는 개별 공장들의 밀집도가 다른 지역에 비해 높은 경우에 지정하는 것을 의미한다. 공장입지유도지구는 지자체의 장이 산업입지법에 따라 공장설립여건이 양호하다고 판단하여 개별공장의 원활한 공장설립을 지원할 수 있도록 사전에 지정 및 고시한 지역을 의미한다.
다음으로 하위시설에 대한 분류항목을 구분하였다. 산업입지법 제2조제7의2호와 동법 시행령 제1조의2를 근거한 산업시설용지에 포함된 시설을 의미하며 공장, 지식산업 관련시설, 문화산업 관련시설, 정보통신산업 관련시설, 재활용산업 관련시설, 자원비축시설, 물류시설, 교육⋅연구시설 및 그 밖에 대통령령으로 정하는 시설인 에너지공급설비, 신⋅제생에너지설비, 산업단지 내 대학시설, 양식시설(농공단지에 한함)로 세분화 되어 있다. 이외에도 위 사항들과 유사한 경우에는 국토교통부장관이 인정하여 고시하는 시설이라면 적용할 수 있음을 확인하였다. 추가적으로 산업집적법 제2조제1호에 건축물 또는 공작물, 물품제조공정을 형성하는 기계⋅장치 등 제조시설과 그 부대시설을 갖추고 대통령령으로 정하는 제조업을 하기 위한 사업장으로 공장이 정의되어 있다.
이를 통해 산업단지 내 공장의 특징을 정리하였다. 주요 특징으로는 산업단지 중 법적요건이 가장 강화되어 있고, 노후거점산업단지에 전부가 포함되는 국가산업단지인 것을 확인하였고 공장은 건축물 또는 공작물이어야 하고 물품 제조공정을 형성하는 기계⋅장치 등 제조시설 및 그 부대시설의 존재해야한다. 또 제조업을 수행하는 사업장이어야 한다.

2.2 산업단지의 화재안전대책 적용사항

산업단지의 화재안전대책의 적용사항으로는 산업단지의 구분방법, 산업단지의 화재안전점검방법으로 구분할 수 있다. 이러한 화재안전대책 적용사항을 파악하기 위해 정부조직별 화재안전대책과 관련한 법령을 확인하였다. 관련법령으로는 국토교통부(이하, 국토부) 소관법령인 「국토의 계획 및 이용에 관한 법률」 (이하, 국토계획법), 「건축법」, 「건축물관리법」, 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」 (이하, 시설물안전법)을 확인하였고 행정안전부(이하, 행안부) 소관법령인 「재난 및 안전관리 기본법」 (이하, 재난안전법)과 소방청 소관법령인 「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률」 (이하, 화재예방법)을 확인하였다.
산업단지의 구분방법은 Table 1에 나타낸 것과 같이 지구⋅지역, 시설물 그리고 건축물에 따라 구분이 가능하고, 각각 의의, 규모 그리고 범위로써 특성을 나타낸다. 지구⋅지역의 구분 시 국토부는 방화지구, 행안부는 특정관리대상지역, 소방청은 화재예방강화지구로 구분하고 있다. 여기서 방화지구는 화재의 위험을 예방하기 위하여 필요한 지구로 정의되고 특정관리대상지역은 재난이 발생할 위험이 높거나 재난예방을 위하여 계속적으로 관리할 필요가 있다고 인정되는 지역으로 정의된다. 화재예방강화지구는 화재발생 우려가 크거나 화재가 발생할 경우 피해가 클 것으로 예상되는 지역에 대하여 화재의 예방 및 안전관리를 강화하기 위해 지정⋅관리하는 지역으로 정의된다. 시설물의 구분은 국토부의 경우 제1종, 제2종, 제3종 시설물로 구분하고 있다. 여기서 제3종 시설물이란 준공 후 15년 이상 경과된 시설물로서 11층 이상 16층 미만 또는 연면적 5,000 m2 이상 30,000 m2 미만인 건축물의 의미한다. 행안부는 국토부의 제3종 시설물과 동일한 규모인 것을 대형건축물이라는 명칭으로 구분하고 있다. 소방청의 경우는 준공시기 및 규모와 관계없이 모든 산업단지에 대해서 소방안전특별관리시설물로서 구분하고 있다. 건축물의 구분에서 국토부는 공장⋅창고, 위험물저장 및 처리시설 등이 해당하고 행안부는 산업단지 내 산업시설구역 및 공공시설이 설치된 지역으로 국토부에 비해 포괄적으로 구분하고 있다. 소방청은 해당 건축물이 국토부와 동일하되 석유화학제품을 생산하는 공장을 제외하고는 산업단지 이외의 장소에 대해서는 밀집정도에 따라 포함여부를 결정하는 특징이 있다.
Table 1
Classification of Industrial Complex by Government Organization
Content District & Area (Significance) Establishments (Scale) Building (Range)
MOLITa Fire-prevention District Class-I, Class-II, Class-IIId Factories; Warehouses; Facilities for Storage and Disposal of Hazardous Substances;
MOISb Areas Subject to Special Management Large buildingsd Public Facility; Site for Industrial Facilities
NFAc Fire Prevention and Reinforcement Districts Facilities Subject to Special Fire Safety Control Factories; Warehouses; Facilities for Storage and Disposal of Hazardous Substances;

a: Ministry of Land, Infrastructure and Transport (Hereinafter MOLIT)

b: Ministry of the Interior and Safety (Hereinafter MOIS)

c: National Fire Agency (Hereinafter NFA)

d: The terminology is different, but the meaning is the same

이러한 산업단지의 구분방법을 통해 화재안전점검대상으로써의 산업단지의 준공시기와 면적, 층수 등 규모를 확인할 수 있다. 그리고 연면적 5,000 m2 미만이거나 10층 이하인 건축물에 대해서는 화재안전점검의 대상에서 제외되어 수행하지 않는 것을 확인할 수 있다.
다음으로 산업단지의 화재안전점검방법에 대해서 확인하였다. Table 2에 나타낸 것과 같이 안전점검대상 및 항목, 안전등급을 확인하였다. 국토부의 경우 안전점검대상을 시설물과 건축물로 구분하고 각각의 관리법에 따라 수행하도록 규정되어 있다. 시설물의 경우 시설물관리법상 안전점검을 조건(정기, 긴급, 소규모노후건축물)에 따라 수행한다. 항목으로는 10가지(진단계획수립 및 보고서체계의 적정성 외)가 존재한다. 점검은 법 제21조에 근거한 「시설물 안전 및 유지관리 실시 등에 관한 지침」에 따라 수행한다. 점검결과에 대한 등급은 5가지로 A (우수), B (양호), C (보통), D (미흡), E (불량)으로 구분한다. 건축물의 경우는 건축물관리법상 안전점검을 조건(정기, 긴급 등)에 따라 수행하고 항목으로는 8가지(법규유지, 기능유지, 화재안전 외)가 존재한다. 점검은 법 제17조에 근거한 「건축물관리점검지침」과 동법 시행령 제32조에 근거한 「건축물관리점검결과에 대한 평가 운영규정」에 따라 수행한다. 점검결과에 대한 등급은 3가지로 A (적합), B (미흡), C (부적합)으로 구분한다. 행안부의 경우 안전점검대상을 지구⋅지역단위인 특정관리대상지역에 대해서 수행한다. 재난안전법상에서는 안전점검이 지역관리점검 중 하나의 항목에 해당하고 일제조사, 수시조사 등을 통해 점검대상을 선정하여 안전점검을 수행한다. 안전점검은 조건(정기, 수시, 긴급)에 따라 수행하고 항목으로는 11가지(건축분야, 토목분야, 전기분야 외)가 존재한다. 점검은 영 제32조에 따른 「특정관리대상지역의 지정⋅관리 등에 관한 지침」에 따라 수행한다. 점검결과에 대한 등급은 5가지로 A (최상), B (양호), C (보통), D (결함), E (위험)으로 구분한다. 소방청의 경우 화재안전점검에 대한 법적 규정은 별도로 존재하지 않는다. 다만, 유사한 형태인 화재예방법을 근거한 화재안전조사 및 화재예방안전진단이 존재하여 이를 확인하였다. 대상은 소방안전특별관리시설물에 대해 화재안전조사를 수행하고 법 제41조 및 영 제43조에 따른 8개 대상에 대해서는 화재안전조사 대신 화재예방안전진단을 수행한다. 화재안전조사 시 15개의 항목(화재의 예방조치 등에 관한 사항 외)에 대해 일부 또는 전부 확인한다. 8개 대상에 대하여 화재예방안전진단은 각각 별도의 양식에 따라 수행된다. 화재안전조사에 대해서는 영 제13조를 근거한 「화재안전조사에 관한 세부운영규정」에 따라 수행되고 화재예방안전진단은 규칙 제41조 및 제42조를 근거한 「소방안전특별관리시설물의 화재예방안전진단 세부절차 및 평가방법 등에 관한 규정」에 따라 수행된다. 화재안전조사의 결과는 별도의 등급이 없는 것으로 확인하였다. 다만, 화재예방안전진단의 결과와 연계하는 것을 확인하였다. 화재예방안전진단의 결과는 5가지로 A (우수), B (양호), C (보통), D (미흡), E (불량)으로 구분하고 이 중 D와 E에 대해서는 화재안전조사를 추가적으로 실시한다.
Table 2
Fire Safety Inspection of Industrial Complex by Government Organization
Content Type of Target The Number of Items Classfication of Safety Grade
MOLIT Establishment 10 A, B, C, D, E
Bulidings 8 A, B, C
MOIS Areas Subject to Special Management 11 A, B, C, D, E
NFA Facilities Subject to Special Fire Safety Control (All) 15 -
Facilities Subject to Special Fire Safety Control (8 Target) There is a Separate form for Each Target A, B, C, D, E
정부조직별 안전점검방법 중 화재관련 항목에 대해서는 전반적인 내용을 다루는 것이 아닌 일부 포함되어 있음을 확인하였다. 다만, 점검항목인 8~15가지 분야에 대하여 평가를 수행한 후 3~5등급으로 구분하는 것은 공통적인 사항임을 확인하였다. 그리고 하위 1~2등급에 대해서는 벌칙 등 강화된 조치 및 추가점검시행 등이 진행하여 화재안전조치가 잘 이행되었는지 여부를 파악하는 사후처리도 수행하도록 되어 있다.

2.3 화재위험요인 선별방법 및 프로세스 현황

산업단지의 화재위험요인 선별방법 및 프로세스 현황으로는 화재위험성평가관련 국내 법령⋅기준과 국외기술현황으로 구분하여 파악하였다.
국내 법령⋅기준분석은 정부조직별 화재위험성평가관련 법령 및 기준을 바탕으로 수행하였다. 관련법령으로는 고용노동부(이하, 고용부) 소관법령인 「산업안전보건법」과 산업통상자원부(이하, 산업부) 소관법령인 「고압가스 안전관리법」 (이하, 고압가스법), 「액화석유가스의 안전관리 및 사업법」 (이하, 액화석유가스관리법), 「도시가스사업법」을 확인하였다. 또 소방청 소관법령인 화재예방법과 「다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법」 (이하, 다중이용업소법)을 확인하였고 원자력안전위원회(이하, 원안위) 소관법령인 「원자력안전법」을 확인하였다.
Table 3에 나타낸 것과 같이 화재위험성평가를 수행할 때의 평가자, 평가대상, 평가내용을 확인하였다. 고용부의 경우는 산업안전보건법을 바탕으로 사업주에 의해 작업장 내의 근로자에 대한 유해⋅위험요인에 대한 평가를 진행한다. 관련 고시로 사업장 위험성평가에 관한 지침이 존재한다. 산업부의 경우는 고압가스법, 액화석유가스법, 도시가스사업법에서 각각 안전성평가로써 사업자에 의해 작업대상에 대해 평가를 진행한다. 고압가스법의 작업대상은 종합적인 안전관리대상자가 보유한 시설로 고압가스안전관리기준 통합고시가 별도로 존재한다. 액화석유가스관리법의 작업대상은 저장설비의 저장능력의 총합계가 1,000 t 이상인 것에 대해 충전, 저장, 배관망공급 등과 관련된 인력이 동법 시행규칙 56조에 의거하여 평가를 실시한다. 도시가스사업법의 작업대상은 액화천연가스의 인수기지로 동법 시행규칙 제27조의3에 의거하여 평가를 실시한다. 도시가스사업법의 경우 가스공급시설 및 사용시설의 관리 및 운영실적에 대한 안전관리수준평가도 실시하는데 법 제17조의3과 규칙 제27조의4에 의거하여 평가를 수행한다. 소방청의 경우는 화재예방법을 근거한 화재위험성평가, 다중이용업소법을 근거한 화재위험성평가, 초고층재난관리법을 근거한 사전재난영향성검토가 존재하고 각각의 대상에 따라 평가 및 검토를 실시한다. 화재위험성평가는 화재안전중점관리대상 선정 및 관리규칙에 따른 화재안전중점관리대상과 다중이용업소 안전관리 기본계획서 및 지침(12)에 따른 다중이용업소의 밀집지역 또는 다중이용업이 밀집된 건축물에 대해 실시한다. 또 초고층재난관리법 상 초고층 건축물 등은 초고층 및 지하연계 복합건축물 재난관리업무메뉴얼(13)에 따라 사전재난영향성검토를 실시한다. 원안위의 경우 원자력안전법에 따라 원자로시설, 핵연료주기시설, 방사설폐기관리시설에 대해서 각각의 기술기준이 존재하고 화재위험성을 분석한다.
Table 3
Laws and Standards Related to Fire Risk Assessment by Government Organization
Content Checker Target Note
MOELa Business Owner - Workers in the Workplace Assessment of Harmful and Risk Factors
MOTIEb Business Owner 1. Gas Facilities
2. Gas Storage
3. Takeover Base
Safety Evaluation of Target
NFA Fire Official, Fire Safety Manager 1. Fire Safety Priority Management Target
2. Publicly used Establishments
3. Skyscraper
Disaster Risk Assessment of Target
NSSCc Safety Manager - Nuclear-related Facilities Fire Risk Assessment of Target

a: Ministry of Employment and Labor (Hereinafter MOEL)

b: Ministry of Trade, Industry and Energy (Hereinafter MOTIE)

c: Nuclear Safety and Security Commission (Hereinafter NSSC)

특징을 살펴본 결과 고용부는 인명안전, 산업부는 시설안전을 중심이기 때문에 화재안전에 대해서는 간접적으로 다루고 있다. 소방청은 특정대상에 대해 직접적으로 화재안전에 대한 평가 및 검토를 수행하고 규칙 및 고시 등에서 방법을 규정하고 있다. 그리고 특정대상에서 공장의 경우 연면적 30,000 m2 이상인 것에만 심의를 진행하는 것으로 확인되었다. 원안위는 원자력 관련된 각각 시설에 대한 화재안전관련 사항이 별도로 규정되어 있음을 확인하였다.
국외기술현황 분석은 선별방법 및 프로세스에 대해 분석하였다. 분석대상은 코드로써 국제코드인 international existing building code (이하, IEBC)(14)와 international organization for standardization (이하, ISO)의 표준인 ISO 16732-1(15)와 ISO TR16732-3(16)을 분석하였고 영국 코드인, published document (이하, PD) 중 PD 7974-7(17), british standards (이하, BS) 중 BS 9999(18) 그리고 publicly available specification (이하, PAS) 중 PAS 79-1(19)를 분석하였다. 화재위험성평가tool로써는 벨기에의 F.R.A.M.E.(20,21), 뉴질랜드의 B-risk(22-24), 호주의 Fire-Risk(25-28), 캐나다의 FiRECAM™(28-31)과 FIERAsystem(32,33)를 분석하였다.
Table 4에 나타낸 것과 같이 코드분석은 화재위험성평가 시 대상, 화재위험요인 선별항목, 평가방법을 확인하였다. IEBC는 기존건축물에 관한 전반적인 사항을 규정하고 있는 기준으로 제13장에 기존건축물 성능준수지침을 제안하고 있다. 건물안전성능을 3개 분야(화재안전, 출구수단, 일반안전)로 구분하여 평가한다. 분야별 적용항목은 용도에 따라 20-21개로 구분하여 점수를 산정한다, 산업단지 내 공장의 용도는 F에 해당하여 화재안전(24점), 피난시설(34점), 일반안전(34점)보다 큰 점수를 부여받아야 건물이 안전하다고 판단한다. 각각의 점수는 다른 코드에서 규정하고 있는 항목을 적용하여 반영하는 방식과 계산식을 활용하여 도출하는 방식이 존재한다. ISO 16732-1은 화재안전공학으로써 화재위험성평가방법을 제시하고 있고 ISO 16732-3은 산업시설(공장 등)의 평가 사례를 제시하고 있다. 산업시설 평가 사례를 살펴보면 ISO 16732-1에 따라 화재위험성평가에는 빈도와 결과에 따라 위험수용여부를 결정하는 확률론적 위험성평가 기법을 사용하여 시나리오를 설정한다. 빈도가 낮고 결과가 높은 시나리오는 무시할 수 없는 시나리오이기 때문에 빈도에 따른 결과로써 위험성을 판단하기 보다는 빈도에 가중치를 부가하여 계산에 반영하여 최종적으로 화재 시나리오 선정 시에 사용한다. ISO 16732-3의 산업시설(공장)의 경우는 발생하는 화재는 빈도가 낮지만 결과가 높은 시나리오로 판단하고 있다. PD는 영국의 british standards institute (이하, BSI)의 출판문서로 법적 강제성은 없지만 공학적으로 참고할 수 있는 사항들을 제시하고 있는 문서이다. PD 7974-X 시리즈는 화재안전공학 원칙의 건물설계 적용에 들어갈 사항들을 다루는 문서로 PD 7974-7에서 화재안전공학으로써 화재위험성평가방법을 다루고 있다. PD 7974 -7에서는 확률론적방법(이하, PRA)을 기반으로 위험도평가 및 분석을 수행하는데 ISO 16732-1의 평가 및 분석방법과 달리 거의 모든 부분을 정량적으로 평가하고 있다. 위험도평가의 개시단계에서는 위험허용수준에 대해 확인하는데 산업시설의 인명안전정도를 확인하는 구성원의 위험수준을 최대허용수준(10-4 death/year, D/Y)과 일반허용수준(10-6 D/Y)으로 제시하고 있다. 통계적 수치로서 95년도부터 99년도까지 건축물수, 가용인원수 등과 화재건수, 사상자수 등을 비교하여 공장의 구성원 위험정도가 2.5 * 10 - 5 D/Y를 나타내는 것을 확인하였다. 재산피해는 단순통계분석을 통해 건축물의 면적, 건축물 내 시설, 시스템 등의 가치(건축물 내 균일하게 퍼져있다고 가정)에 대한 사항을 확인하여 면적당 손실을 계산할 수 있다. 위험허용수준과 비교대상으로 위험성평가수준을 확인할 때는 확률적 분석을 수행하는데 표준확률적 분석과 복합확률적 분석으로 구분한다. BS는 영국의 british standards institute (이하, BSI)의 영국표준으로 법적 강제성은 없지만 공학 및 기술적 사항에 대해 권고하고 있는 문서이다. BS 9999는 건물 및 주변에 있는 인원의 화재안전을 확보하기 위해 설계, 관리 및 사용에 관한 권장 사항을 다루는 문서이고 일부 항목에 대해서는 법적효력이 있다. BS 9999의 제2절에서는 화재위험성평가의 일반사항과 화재위험가능성을 추정하기 위해 위험성프로파일을 설정하는데 이는 화재성장률과 건물의 재실형태에 따라 결정된다. 화재위험성평가는 예상되는 화재 발생 가능성, 화재의 예상되는 심각도 및 잠재적 확산, 화재 및 연기의 확산에 저항하는 구조의 능력, 건물 내부 및 주변 사람들에 대한 결과적 위험 그리고 자산 및 콘텐츠 보호, 비즈니스 이익 및 환경 문제를 해결해야 할 필요성을 고려해야한다. 위험성 프로파일에 적용하는 화재성장률은 저속, 중속, 고속, 초고속으로 구분하고 공장, 작업장의 경우는 “고속”으로 판단한다. 위험성 프로파일에 적용하는 건물의 재실형태는 재실자의 수면여부와 건물에 대한 익숙 여부에 따라 비수면-친숙, 비수면-낯선, 수면, 진료(수면은 아니지만 움직일 수 없는 경우)로 구분하고 공장, 작업장의 경우는 “비수면-친숙”으로 판단한다. 위험성프로파일은 이러한 화재성장률 4가지와 건물의 재실형태 3가지(진료는 제외)를 바탕으로 아래 표와 같이 A1~C4까지 12가지 형태로 구성되며 공장 및 작업장은 A3 또는 A4(일부에 한해서)에 해당할 것으로 예측된다. PAS는 영국의 british standards institute (이하, BSI)의 공공개방문서로 법적 강제성이 없고 공학 및 기술적 사항을 제시하는 가이드라인 문서이다. 그 중 PAS 79-1은 건물 및 주변에 있는 인원의 화재안전을 확보하기 위해 설계, 관리 및 사용에 관한 권장 사항을 다루는 문서이다. PAS 79-1에서의 위험성평가는 체크리스트기법과 매트릭스기법 결합체로 정성적인 평가방식을 사용하고 있다. 평가는 체크리스트기법을 이용하여 수행하고 이에 대한 결과를 화재발생도와 화재심각도에 대해 3가지 단계로 나누어 평가하여 이들의 곱을 구하는 매트릭스 기법으로 최종값을 도출 한다.
Table 4
Overseas Technology Status Related to Fire Risk Assessment (Code & Standard Analysis)
Content Target Item Assessment Methods
IEBC Factory (F) 1. Fire Safety (MFS)
2. Means of Egress (MME)
3. General Safety (MGS)
Score (Reference-Evaluation) is Positive Number.
ISOa Industrial Facility 1. Fire Frequency
2. Fire Result
3. Risk Level
Set Risk Level after Comparison (Frequency and Result)
PD 7974-7 Industrial Facility 1. Fire Frequency
2. Fire Result
3. Risk Level
Set Risk Level After Comparison (Frequency and Result)
BS 9999 Factory, Work place 1. Risk Profile (12)
2. Life Safety (4)
3. Property Risk (4) 4. Fire Protection (5)
After Setting the Risk Profile, 13 Items were Evaluated
PAS 79-1 Factory 1. General
2. Fire Risk Factor
3. Fire Protection 4. Fire Safety Management
Set Risk Matrix After Comparison (Potential Consequences and Likelihood)

a: ISO 16732-1 and ISO TR16732-3

국외기술현황 중 코드분석 결과를 확인하였다. 공통적으로 산업시설 및 공장이라는 명확한 대상을 구분하여 평가한다는 것과 화재위험요인을 위험수준 등으로 각각의 코드에 목적에 부합하도록 파악하고 있음을 확인하였다. 다만, ISO와 PD의 경우 화재빈도와 결과의 통계를 바탕으로 위험성을 추정하는 정량적방법을 주로 사용하는데 비해 IEBC, BS, PAS는 일부항목을 제외하고는 대부분 체크리스트를 바탕으로 화재, 피난, 방화요소를 파악하는 정성적방법으로 화재위험요인을 파악하는 것을 확인하였다. 특히, BS는 위험요인을 등급화한 위험성프로파일이 존재하기 때문에 유사한 대상에 대해서 군집화가 가능하다는 장점이 있음을 확인하였다.
Table 5에 나타낸 것과 같이 화재위험성평가 tool분석은 설계화재모델, 하위모델의 종류를 확인하였다. F.R.A.M.E은 fire risk assessment method for engineering의 약어로써, 공학적인 요소를 반영한 화재 위험 평가 방법을 의미한다. 2008년도에 벨기에의 Erik De Smet에 의해 개발된 준-정량적평가방법을 활용한 도구이다. 그리트너의 방법론을 활용하여 잠재위험, 수용수준, 보호수준에 해당하는 각각의 계수를 계산하여 건물내의 화재위험도를 도출하는 방식이다. 설계화재는 화재 성장 곡선과 FRAME에서 화재 증가가 전체 화재 위험에 미치는 영향은 잠재적 위험p의 구성요소인 화재 확산 계수 i에 의해 고려된다. 화재 확산 계수 i는 함량 m, 화염 전파 클래스 M, 파괴 온도 T의 평균 치수로 계산이 가능하다. 총 17개의 적용모델을 활용하여 각각의 잠재적 위험(P), 수용 가능한 정도(A), 보호 수준(D)을 계산한 후 P/(A*D)의 식을 통해 화재위험도(R)를 도출한다. 이때, R값이 1이하인 경우에 적절하게 보호된다고 판단한다. 뉴질랜드의 B-RISK는 Branzfire의 fire zone model을 기반한 정성적 방법론을 사용하면서 확률론적 latin-hypercube monte-carlo 샘플링 기술을 사용하여 정량적으로 위험도 평가가 가능하도록 만든 확률론적 기능을 가진 zone model이다. 2013년도에 뉴질랜드 건축 및 건설연구기관인 BRANZ의 Colleen Wade가 뉴질랜드 건축법 New Zealand building code (NZBC)를 바탕으로 하여 모델설계 및 개발을 진행하였다. 설계화재는 A (다중 반복을 위한 DFG functionality), B (다중 반복을 위한 parametric HRR 입력), C (단일 반복에 대한 parametric HRR 입력)로 세 가지 옵션이 존재한다. 각각의 값은 재료의 연소시험에 의한 HRR 등을 활용한다. 이외에 5개의 적용모델을 활용하여 정량적인 화재위험성을 평가한다. B-Risk는 컴퓨터유체역학(CFD) 기반이기 때문에 성능기준보다는 피난허용시간인 ASET을 도출하는데 최적화되어 있다. 호주의 FIRE-Risk모델은 화재의 확률적 거동 및 화재 시 인간 행동에 대한 출력 분포를 확인하기 위해 결정론적 모델에 확률론적 모델을 공급하는 방식이다. 건물의 화재성장 및 화재확산 모델, 앞의 모델과 상호작용하는 거주자의 피난 모델을 두 가지 구성요소로 나눌 수 있다는 인식에 기반한다. 2000년도에 호주의 건축법위원회 Austalian building code board (ABCB)와 관련기관들이 개발한 정량적 화재위험평가도구로 A.M. Hasofer, J. Qu, V.R Beck이 함께 개발하였고, Beck의 방법론을 토대로 모델을 설계하였다. 건물 및 화재조건에 대해서 설정하는데 건물에 대한 기본전제 등은 정적 이벤트트리로 구성하고, 화재성장 및 화재확산의 불확실성은 동적 이벤트트리로 구성한다. 이를 통해 비용-효율적인 측면을 고려하여 정량적으로 화재위험도를 평가할 수 있게 만든 도구이다. 설계화재는 smoldering, flaming only, potential flashover fire로 3가지 유형으로 고려한다. 문과 창문을 열림과 닫힘의 유무로 총 4가지의 시나리오를 고려하며 DOWO, DOWC, DCWO, DCWC로 표현한다. 연기 및 확산과 관련된 고려, 계단의 문여닫힘에 대한 고려, 거주자의 취침여부에 대한 고려를 하면 총 384개의 화재 시나리오가 고려된다. 시나리오의 개수가 상당한데 설계화재의 유형, 현실화접근법, 환기조건에 따른 문과 창문, 현관문, 피난을 위한 재실자 및 내부공간의 상태 등을 세부적인 사항까지 고려하기 때문이다. 적용모델인 3개 전제조건으로써 시간-의존모델, 시간-비의존모델, 경제모델에 따라 개별적으로 계산한다. 계산결과로 거주자의 estimated risk of injury (ERI), 건물화재로 인한 estimated risk to life (ERL) 그리고 건물가치 및 재산피해에 대한 an estimate of the fire cost expectation (FCE)을 확인할 수 있다. 캐나다의 FiRECAM은 약 15개의 하위 모델로 구성되어 화재 발생 시 화재 성장, 연기 확산, 거실자 반응 및 소방서 개입의 동적 상호 작용에 대한 시뮬레이션을 수행하는 프로그램이다. 1999년도에 캐나다 건축법(national building code for Canada)를 근거로 David Yung 등 5명의 연구진이 모델설계 및 개발을 진행하였고 통계데이터를 활용한 비용-효율적인 측면을 고려하는 정량적평가방법이다. 시나리오의 개수는 설계화재의 유형, 스프링클러의 설치유무, 개구부 등으로 나누어서 설정하도록 되어 있다. 설계화재는 smoldering, flaming (non- flashover), flashover로 3가지 유형으로 고려한다. 문의 열림과 닫힘의 유무로 총 6가지의 설계화재를 고려하며 SM/DO, SM/DC, NF/DO, NF/DC, FL/DO, FL/DC로 표현한다. 15개의 서브모델은 관련 코드에서 권고하고 있는 수준에 점수를 부여한 결과를 통해 적용하고 있다. 캐나다의 FIERAsystem은 국방부와 같은 파트너와 협력하여 institute for research in construction (IRC)의 화재 위험 관리 프로그램 연구원이 개발하였다. 이는 기존의 주거 및 업무용도 전용 컴퓨터 화재 위험 비용 평가 모델인 FiRECAM의 기능을 보완하고 건물과 경공업 건물 사이의 이질감을 최소하기 위해 새로운 모델이 필요하다는 것을 인지하여 개발하였다. 산업단지의 경우 사용 가능한 연료로 인해 산업시설물에서 더 많은 화재 시나리오가 발생할 수 있고 점유자 대응 및 대피의 역할은 상대적으로 작아졌지만 환경 영향 및 인접 건물로의 화재 확산은 더 중요하다. 또한 경공업용 건물은 건물의 기하학적 구조, 공정 및 포함된 재료에 따라 각각 고유한 상황이기 때문에 감지 및 소화 시스템에 대한 신뢰성과 효율성을 평가해야하고 이는 통계 빈도분석보다는 실험과 정교한 컴퓨터 모델에 훨씬 더 의존해야 한다. FIERAsystem의 설계화재는 개방 또는 밀폐 공간에서의 액체 풀 화재; 랙식 창고 화재; 및 t2 heat release rate (HRR) 곡선으로 표시되는 일반적인 화재;로 구분할 수 있다. 설계화재, 환기조건, 방호시설의 유형 등을 바탕으로 화재위험요인의 선별을 선행적으로 수행한다. 이후 하위 모델 15개에 대하여 적용한 화재위험도평가를 수행한다.
Table 5
Overseas Technology Status Related to Fire Risk Assessment (S/W Tool Analysis)
Content Model of Design Fire Types of Submodels
Fire Type Type of Model Building Life Safety Property Damage
F.R.A.M.E 1. Ultra Fast
2. Fast
3. Medium
4. Slow
5. Ultra Slow
- Fire Load (q)
- Spread (i)
- Venting (v)
- Activation or Ignition Sources (a)
- Area (g)
- Level (e)
- Access (z)
- Fire Resistance (F)
- Evacuation Time (t)
- Enviroment (r)
- Content (c)
- Dependency (d)
- Escape (U)
- Water Supply (W)
- Normal Protection (N)
- Special Protection (S)
- Salvage (Y)
B-RISK 1. DFG (M)
2. Parametric HRR (M)
3. Parametric HRR (S)
- Fire growth on Surface Linings
- Glass Fracture
- Post-flashover Wood Crib
- Flame Spread
- Two-Zone - Life Hazard Calculations
- Thermal Detector
- Smoke Detector
- Sprinklers
- Design Fire Generator, Room Population
- Enhanced Burning Option
- Item-to-item Ignition and Fire Spread to Secondary Target
FIRE-Risk 1. Smoldering
2. Flaming Only
3. Potential Flashover Fire
- Fire Growth
- Smoke Spread
- Door & Window (Open/Close)
- Sleeping People
- Information
- Barrier Performance
- Effect of Fire and Smoke Spread on Fire Safety System
- Effect of Fire and Smoke Spread on Occupants
- Occupant Response
- Fire Brigade Intervention
- Possible Spread of Fire beyond Room of Origin
- Possible Injuries and Fatalities Outside Room of Origin
- Possible Damage Outside Room of Origin
- Economic
FiRECAM™ 1. Smoldering
2. Flaming (Non Flashover)
3. Flashover
- Fire Growth
- Fire Spread
- Smoke Movement
- Door (Open/Close)
- Characteristics
- Building Evaluation
- Boundary Element Failure
- Fire Department Response
- Fire Department Action
- Occupant Response
- Occupant Evacuation
- Expected Number of Deaths
- Expected Risk to Life
- Fire Department Effectiveness
- Economic
- Property Loss
- Fire Cost Expectation
FIERAsystem 1. Pool Fire
2. Lack-Storage
3. t-square HRR
Fire Development Fire Spread Smoke Movement - Characteristics
- Building Element Failure
- Fire Detection
- Fire Department Response
- Occupant Response
- Occupant Evacuation
- Life Hazard
- Expected Number of Deaths
- Suppression Effectiveness
- Fire Department Effectiveness
- Economic
- Downtime
국외기술현황 중 평가tool분석 결과를 확인하였다. 공통적으로 화재모델을 구성할 때 화재성장곡선을 바탕으로 수행되며 각 모델별로 성장속도, 형태등을 적용하고 있다. 화재모델에는 화재하중, 환기조건, 발화 및 확산원 등이 고려되고 건물에 대한 정보로써 구획, 면적, 층수 등 특성을 파악하도록 되어 있다. 하위모델은 tool별로 상이하지만 인명안전의 확보를 위해 피난시간확보(감지, 소요시간, 화재 및 연기 등), 소방대의 개입 및 대응 등으로 구성되어 있고 재산피해를 대비하기 위해 소방시설 및 확보(수원, 소화설비 등), 소방대원의 활동결과, 화재확산가능성, 건물의 가치(비용 등)가 포함되어 있음을 확인하였다.

2.4 산업단지 내 공장 화재특성 및 방호대책

산업단지 내 공장 화재특성 및 방호대책을 파악하기 위해서 소방청의 화재통계연감의 화재사례를 검토하였다. 소방청의 화재통계연감은 2015년부터 전년도의 주요 대형화재사례를 다루고 있는데 최근 8년간(2014년도부터 2021년도까지)의 화재통계연감을 확인하였다(34-40,1).
Table 6은 2014년도부터 2021년까지 8년간 대형화재 중 공장화재(이하, 공장 대형화재)에 대해서 나타낸 것이다. 대형화재란 「화재조사 및 보고규정」에 따라 인명 및 재산피해가 큰 것으로 인명피해는 사망 5인 및 사상 10인 이상인 경우가 해당하고 재산피해는 총액 50억 이상인 경우에 해당한다. 지난 8년간 발생한 공장 대형화재는 총 18 건으로 확인되었다. 발화원인을 살펴보면 미상(11 건), 전기적요인(4 건), 부주의(2 건), 화학적요인(1 건) 순으로 확인되었다. 전기적요인에는 단락, 정전기가 포함되고, 부주의에는 용접작업이 포함된다. 화재피해를 살펴보면 재산피해 50억 이상(15 건), 인명피해-사상 10인 이상(4 건), 인명피해-사망 5인 이상(1 건)으로 확인되었다.
Table 6
Causes and Damages of Factory Fires Among Major Fires for 8 Years from 2014 to 2021 Unit: people, billion won
Date Cause of Ignition Casualties Property Damages
2014.03.09. (Sun) Chemical Factor Does not exist 256.7
2014.04.28. (Mon) Unknown Does not exist 137.9
2014.09.30. (Tue) Unknown Does not exist 155.4
2015.08.21. (Fri) Unknown 1 (Injury) 326.2
2017.09.16. (Sat) Unknown 4 (Injury) 60.7
2017.09.21. (Thur) Electrical Factor (Static) 26 (Injury) 17.3
2018.08.21. (Tue) Electrical Factor 9 (Death) 6 (Injury) 2.2
2018.09.07. (Fri) Carelessness Does not exist 125.8
2018.09.19. (Wed) Unknown 1 (Death) 5 (Injury) 67.0
2019.05.20. (Mon) Unknown Does not exist 132.8
2019.08.06. (Tue) Unknown 1 (Death) 11 (Injury) 81.2
2019.08.18. (Sun) Unknown Does not exist 90.2
2019.12.05. (Thur) Unknown 12 (Injury) 1.2
2020.05.05. (Tue) Carelessness (Welding) 1 (Injury) 72.3
2020.06.03. (Wed) Electrical Factor (Short) Does not exist 131.4
2020.10.12. (Mon) Unknown Does not exist 71.2
2021.07.02. (Fri) Unknown Does not exist 78.2
2021.07.17. (Fri) Electrical Factor Does not exist 59.1
주요내용을 바탕으로 공장 대형화재의 특성을 정리하였다. 첫 번째로, 발화원인과 화재확산원인의 파악이 별도로 요구된다는 특징이 있다. 미상을 제외한 발화원인으로는 전기적요인, 부주의, 화학적요인 순으로 확인되었다. 이러한 발화원인으로 인해 제조 및 가공공정 등에 활용되는 물품, 적재물이나 공장의 내부 및 외벽마감에 활용되는 가연성재료 등으로 인해 급격히 화재확산된 것으로 나타났다. 화재확산이 상대적으로 적었던 곳은 물품, 적재물이 없었거나 철근콘크리트 구조 등으로 외벽을 불연성재료로 활용한 건축물이라는 것과 상응한다. 두 번째로, 인명피해보다 재산피해가 더 크다는 특징이다. 이는 산업단지의 밀집특성과 공장의 구조 및 재료적 특성으로 인해 화재발생지점으로부터 인접건물까지 확산됨과 상응한다. 전체 18 건 중 샌드위치 패널을 내부 및 외벽마감재 또는 지붕재로 사용한 철골조 등이 11 건이고 급격한 화재확산 이유도 샌드위치 패널의 사용으로 인한 것이 확인되었다. 세 번째로, 연소확대 및 소화실패로 인해 피해가 더 커졌다는 특징이다. 방화구획적 측면에서 내부의 공정, 물품 등의 보관⋅운반 등으로 인해 면제된 사항이 있었고, 스프링클러설비의 설치가 되었음에도 내부의 공정, 물품 등의 설치간격(이격거리) 등으로 인해 살수장애가 발생하였다. 추가적으로 일부 가설건축물(간이천막 등)에 대해서는 소방시설 설치대상이 아니기 때문에 초기화재대응에 실패하는 원인이 되었다. 마지막으로, 초고속화재로 인한 진압의 어려움이 있었다. 대부분의 공장이 철골조에 샌드위치 패널로 마감한 형태여서 초고속화재가 발생할 수 있는 조건이다. 초고속화재란 1 MW의 열방출량에 75 s 이내에 도달한 화재이고 국내외 소방 골든타임의 대응이론 중 보수적인 5 min을 적용한다. 만일 초고속화재가 발생한다면 5 min 이내에 소방대가 도착하였다고 가정하더라도이미 화재가 최성기에 도달하기 때문에 소방대원이 다량의 복사열로 인해 직접 주수소화를 수행하기 어렵다(41). 특히, 119신고 지연 등으로 인한 시간지연까지 겹친다면 화재규모는 더 커질 수 있다. 일부 공장은 건물부지의 면적이 넓어 지휘부 구성과 자원조직화 등 지원활동에 어려움도 있어 화재진압시점이 지연되었다.
화재특성에 대한 방호대책으로 제안된 사항을 정리하였다. 첫 번째로 가연성 샌드위치 패널 및 마감재의 사용 규제강화이다. 이는 공장대형화재 시 화재확산원인과 재산피해에 직접적인 영향을 미치는 요소임과 상응한다. 두 번째로 관계자에 의한 화재초기 대응 능력향상이다. 소방시설 자체점검자와 소방안전관리자의 자격요건의 상향과 자위소방대 운영을 통해 신속한 119신고 및 초기소화능력 강화 등이 해당한다. 세 번째로 소방시설의 설치기준 강화이다. 공장 등에 설치되는 소화설비(스프링클러설비, 옥내⋅외소화전설비 등)에 대해서는 헤드 증설, 추가 수원확보, 연면적기준 강화 등이 해당하고 가연성물품이 보관되어 있는 가설건축물 등에 자진설비로써 경보설비, 소화기 등을 추가 설치하는 방안도 해당한다. 마지막으로 소방대의 자원확보와 역량강화이다. 금속⋅화학⋅위험물화재 등 관계인에 의한 진압자체가 어려운 장소에 대해 인근 소방대에 화학소방차의 배치, D급소화기의 설치권고 등을 수행하는 것이 해당하고 대형화재 상황을 가정한 반복훈련 등 자원조직화를 위한 훈련이 해당한다.

3. 산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별

3.1 산업단지 내 공장의 범위 및 규모

산업단지의 정의 및 분류체계 현황파악과 화재안전대책 적용사항의 고찰을 통해 산업단지 내 공장의 범위 및 규모를 설정하였다.
산업단지 내 공장의 범위는 산업단지의 정의 및 분류체계 현황파악을 통해 설정하였다. 산업단지 내 공장이란 국가산업단지에 설치된 공장으로써 건축물 또는 공작물이어야 하고 물품 제조공정을 형성하는 기계⋅장치 등 제조시설 및 그 부대시설의 존재하는 사업장으로 선별하였다. 산업단지 내 공장의 규모는 화재안전대책 적용사항 고찰을 통해 설정하였다. 현재 화재안전점검과 위험성평가를 수행해야하는 산업단지 내 공장시설의 법적 최소 연면적은 5 000 m2 이상인 것으로 시설물, 건축물에 관계없이 적용된다. 이에 준하는 산업단지 내 공장시설의 층수 및 높이는 11 층 이상, 높이 33 m 이상이다. 따라서 대형건축물의 제외한 산업공단 내 공장에 대한 현행 화재안전사각지대는 연면적 5 000 m2 미만이거나 10 층 이하(높이 33 m 미만)인 산업단지 내 중⋅소규모 공장이 해당된다.

3.2 SWOT 분석과 화재위험요인 선별

화재위험요인 선별방법 및 프로세스 현황과 산업단지 내 공장의 화재특성 및 방호대책에서 고찰한 사항을 적용하여 화재위험요인을 선별하였다. 선별 시 SWOT 분석기법을 활용하였다. 이는 경영학에서 기업에 대한 경영전략을 수립하는데 활용하고 강점(strengths), 약점(weaknesses), 기회(opportunities), 위협(threats)으로 구분한다. 결과로 TOWS 매트릭스를 작성하는데 이는 경영전략에서 중점적으로 요구 및 대응사항의 파악하는데 활용된다(42).
공장의 위험성은 내부상황, 인명피난, 외부상황, 인접건물로 구분할 수 있다(43). 이를 공장화재의 측면에서 내부상황과 인명피난에 대한 사항은 내부의 화재위험 및 방호로 구분하고 외부상황과 인접건물에 대한 사항은 외부의 화재위험 및 방호로 구분하여 각각 SWOT 분석을 응용한 IEPR분석(in & exterior of protection and risk)을 실시하였다. Table 7은 내부화재방호(IP), 내부화재위험(IR), 외부화재방호(EP), 외부화재위험(ER)을 구분하여 나타낸 것이다. 내부화재방호는 내부구조 및 재료, 소화⋅방화시설, 경보⋅피난시설로 구분하였고 내부화재위험은 구획의 구성, 가연물 및 점화원(산업공정), 재실자의 상태로 구분하였다. 이는 건축물의 내부화재에 대한 특성을 수동적시스템, 능동적시스템, 인명피난으로 구분한 것이다. 외부화재방호는 외벽구조 및 재료, 보유공지 및 안전거리, 소방⋅방화시설, 인근소방대활용으로 구분하였고, 외부화재위험은 인접건물의 구조 및 재료, 도로 및 건물 간 이격거리, 가연물 및 점화원(외부설치), 소방대출동으로 구분할 수 있다.
Table 7
Risk of Factory Fire Applying IEPR (SWOT) Analysis
IEPR of Factory Fire
Interior Protection (Strength) 1. Structure and Materials
2. Fire Extinguish⋅Protection System
3. Fire Alarm and Escape System
Risk (Weakness) 1. Composition of Compartment
2. Flammable Materials and Sources of Ignition (Industrial Process)
3. Condition of Occupant
Exterior Protection (Opportunity) 1. Structure and Materials
2. Distance (Notice and Safety)
3. Fire Extinguish⋅Protection System
4. Activity of Nearby Fire Station (Distance and Fire Service Force)
Risk (Threat) 1. Structure and Materials (Adjacent)
2. Distance (Road and Building to Buiding)
3. Flammable Materials and Sources of Ignition (External Installation)
4. Dispatch of Nearby Fire Station (Traffic Condition, Time)
추가적으로 IEPR 분석을 통해 선별한 결과를 화재보험 인수시 사용되는 COPE 지표와 비교하였다. COPE 지표란 산업시설의 화재보험 인수 시 사용지표로 건축 특성(construction), 업종 및 용도 특성(occupancy), 방재 및 위험관리현황(protection), 외부노출 특성(exposure)의 약어이다. Table 8은 COPE 지표를 IEPR분석에 적용하여 나타낸 것이다(8). 주요 특징으로 COPE는 건축물의 규모와 면적, 용도에 초점을 맞췄고 인명안전부분까지 고려하지 않은 특징을 가진다. 이는 당해 건축물까지의 위험관리로써 건축물의 구성 재료, 높이 등 인접건물 확산에 대한 중요도가 낮고 공장 화재에서는 재산피해의 대응이 중요하기 때문에 인명안전은 제외한 것이라고 판단된다(44).
Table 8
Applying COPE Data to IEPR Analysis
IEPR COPE Data
Interior Protection (Strength) C1 Building Structure
P1 Sprinkler System
P2 Fire Detection System
P4 Other Fire Suppression System
P5 Prevention Activities
P9 Safety Management
Risk (Weakness) C2 Construction Size
C3 Construction Area
O1 Office Area
O2 Process Area
O3 Storage Area
O4 Electrical Utilities
P6 Hazardous Materials Management
P7 Hot Work Management
P8 Smoke Control
Exterior Protection (Opportunity) C1 Building Structure
P3 Water Supply System
P4 Other Fire Suppression System
P5 Prevention Activities
P9 Safety Management
E2 Distance Between Nearest Facility
Risk (Threat) C3 Construction Area
C4 Building Arrangement
O1 Office Area
O3 Storage Area
P6 Hazardous Materials Management
P7 Hot Work Management
E1 Local Wildfire Risk
결과적으로 화재위험요인의 선별은 화재위험성평가와 직결된다. 화재위험성평가를 위해서는 평가모델구성이 필요한데 이는 TOWS 매트릭스 작성을 통해 도출할 수 있다. Table 9에 IEPR분석을 TOWS 매트릭스로 나타낸 것이다. TOWS 매트릭스를 통해 IEPR 분석결과로 내부 및 외부의 화재위험요인을 선별하면 예상발화지점부터 인접건물까지의 확산경로까지 화재위험성을 평가할 수 있음을 확인하였다 화재방호모델(SO)과 화재위험모델(WT)은 건축물 내부 및 외부의 방호대책 및 위험성에 대해서 구성한 내용이고 화재확산모델(ST)은 건축물 내부에서 외부로 확산되었을 때이고, 인명안전모델(WO)은 건축물 내부 확산 시 외부의 개입으로 저감하는 것을 의미한다.
Table 9
IEPR Analysis and TOWS Matrix
Interior Exterior
Risk (Threat) Protection (Opportunity)
Risk (Weakness) [WT] Fire Risk [WO] Life Safety
- Flammable Materials - Occupant
- Compartment - Protection System
- Sources of Ignition - Nearby Fire Station
Protection (Strength) [ST] Fire Spread [SO] Fire Protection
- Structure - Structure
- Building Distance - Building Materials
- Nearby Fire Station - Protection System

3.3 논의 및 한계

본 연구를 통해 산업단지 내 공장의 화재위험요인에 대해 고찰하여 산업단지 내 공장의 범위 및 규모의 설정과 화재위험요인을 선별하였다.
첫 번째로 산업단지의 정의 및 분류체계 현황파악과 화재안전대책 적용사항의 고찰하여 용도, 연면적, 높이, 층수로써는 제시하였다. 그러나 공정, 물품 등 세부적인 사항까지는 결정하기 어려움을 확인하였다. 이는 향후 관련통계 분석을 통해 보완하고자 한다.
두 번째로 화재위험요인 선별방법 및 프로세스 현황과 산업단지 내 공장의 화재특성 및 방호대책에서 고찰하여 SWOT분석을 활용한 IEPR분석과 매트릭스 작성을 수행하였다. 그러나 서브모델 및 선별기법 등 프로세스에 대해서는 모델의 중요도가 요구되는 것을 확인하였다. 이는 향후 관련설문 분석을 통해 보완하고자한다.
세 번째로 관련법령 및 문헌분석을 통해 도출된 산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별방법은 향후 관련통계 및 설문분석과 크로스체크를 수행하여 산업단지의 화재위험성평가방법을 개발하는데 활용하고자 한다.

4. 결 론

산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별을 위해 관련법령 및 문헌분석을 수행하였고, 수행결과를 바탕으로 산업단지 내 공장의 범위 및 규모를 설정하고 SWOT분석기법을 활용하여 화재위험요인을 선별하였다. 이에 결론은 아래와 같다.
  • (1) 산업단지의 화재위험요인을 선별해야 할 대상인 산업단지 내 공장의 정의와 분류체계를 확인하여 법적 화재안전사각지대에 해당하는 건축물로 고려하였다. 법적 화재안전사각지대에 해당하는 건축물이란 산업단지 내 공장시설로써 3종 시설물, 대형건축물의 최소 연면적인 5,000 m2와 최소 층수인 11층(높이 33 m)에 해당되지 않아 화재안전점검을 수행하지 않는 것을 의미한다. 결과적으로 제조 및 저장시설로써 사용되는 공장으로써 연면적 5 000 m2 미만이면서 층수 10층 이하(높이 33 m 미만)인 중⋅소규모 건축물로 제안하였다.

  • (2) 산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별방법 및 프로세스현황을 바탕으로 공장화재의 위험성을 4개영역으로 구분하였고 결과적으로 내부위험 및 방호, 외부위험 및 방호로써 SWOT분석에서 파생된 IERP분석을 제안하였다.

  • (3) IERP분석의 결과를 활용하여 TOWS매트릭스를 작성하였다. 결과적으로 화재위험요인 선별모델로써 화재위험모델(WT), 인명안전모델(WO), 화재확산모델(ST), 화재방호모델(SO)을 구분하여 제안하였다. 이를 활용하면 건축물의 예상발화지점으로부터 인접건물까지의 확산경로 상에 화재위험성을 일괄적으로 평가할 수 있다고 판단된다.

  • (4) 연구의 한계로써 향후 관련통계 및 설문분석을 통해 제안한 산업단지 내 공장의 화재위험요인 선별방법과 크로스체크를 통해 최종적으로 화재위험성평가방법을 개발하고자 한다.

후 기

본 연구는 과학기술정보통신부 한국건설기술연구원 연구운영비지원(주요사업)사업으로 수행되었습니다(과제번호 20230135 -001, 산업공단 초고속 화재 예측⋅제어⋅대응기술 개발).

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