비상유도등의 내진설계 안전확인

KDS 41 17 00 「건축물 내진설계기준」 18.1.2(1) 조항에 따르면,

"소방배관과 스프링쿨러시스템 등 인명안전을 위해 지진 후에도 반드시 기능하여야 하는 비구조요소, 또한 피난경로상의 계단, 캐노피, 비상유도등, 중량칸막이벽 등 손상시 피난경로확보에 지장을 주는 비구조요소와 대형 창고형 매장 등에 설치되어 일반 대중에게 개방된 적재장치" 등은 비구조요소 중요도계수 I_p를 (가장 높은 수준의) 1.5로 합니다.

 

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비상유도등의 종류

 

화재나 지진 등 비상 재난시 사람들에게 피난경로를 안내하는 비상유도등은 소방청고시 「유도등 및 유도표시의 화재안전기준(NFSC303)」에서 피난구유도등, 통로유도등(복도통로유도등, 거실통로유도등, 계단통로유도등), 객석유도등으로 구분합니다.

 

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비상유도등, 내진설계를 반드시 검토해야 하는 이유

 

비상유도등을 내진설계 예외대상으로 오인할 수 있습니다.

비상유도등은 KDS 41 17 00 「건축물 내진설계기준」에서 18.1.2(1) 조항에서  I_p=1.5로 상당히 중요한 대상으로 정의하고, 

18.1.1(1) 조항에서  I_p=1.5인 비구조요소는 내진설계를 수행되어야 한다고 정하였는데,

그 아래 예외 조항등 중 '(2) 중량 100N 이하, 단위길이당 중량이 70 N/m 이하인 경우' 전기 및 기계비구조요소는 이 조항을 적용하지 않는다고 기재하고 있습니다.

비상유도등이 대형이더라도 중량 100N (=10.2kg)이상인 경우는 거의 없습니다.

따라서 비상유도등은 내진설계를 검토하지 않아도 되는 것으로 착각할 수 있습니다.

 

소방배관과 스프링쿨러시스템 그리고 비상유도등은 인명안전에 직결되는 가장 중요한 요소라는 것은 누구나 인식합니다.

소방배관과 스프링쿨러시스템은 지관이 아무리 작고 중량이 70 N/m 이하라 하더라도 소화 목적기능이 제대로 발휘되어야 합니다. 지진 2차 피해로 발생 가능성이 상당히 높은 화재가 작은 직경의 스프링쿨러가 설치된 구석 공간에서라도 화재가 발생하면 그 발화점을 초기에 진압하여야 하는 것은 너무나 당연합니다. 건물 어느 구석에서라도 작은 발화점이 건물 전체를 전소시킬 수 있는 것은 당연하고, 이를 예방하기 위해서 소방배관과 스프링쿨러시스템이 설치되는 이유입니다.

이와 마찬가지로 비상유도등은 지진과 상관없는 화재든, 지진 2차 피해로 발생하는 화재든, 화재가 아니더라도 지진으로 상용 전원이 정전되었을 때에 자체 비상전원으로 켜져서 야간에는 전체 피난경로를, 주간에는 계단실 등 암실에서 정확하고 신속하게 대피할 수 있도록 피난경로를 안내해야 합니다. 이 유도등이 지진으로 탈락되면 혼란스럽고 정상적이지 않은 상태에서 그 공간에 익숙한 사람들 마저도 제대로 대피할 수 있을까요? 어두운 계단실에서는 벌을 헛디뎌 굴러서 상해나 사망하는 최악의 금찍한 상황도 발생할 수 있습니다. 

비상유도등의 자중이 가벼우니 이에 작용하는 지진하중도 작을 것이라 기대되지만, 이에 작용하는 지진하중 크기가 얼마인지 계산하지 않고, 또 벽이나 천정에 고정되는 정착부에서 견딜 수 있는 저항강도가 얼마인지 계산하지 않고서는 감히 어떻게 지진에 안전하다고 확신할 수 있겠습니까. 단지 느낌이 아니라 역학적 계산에 의한 근거가 있어야 설계시 고려하는 지진에 안전할 수 있는지를 확인할 수 있습니다. 내진설계 검토의 계산을 통해서 만약 내하력(강도)가 부족하다면 그 부족한 힘의 크기 만큼 어떻게 보완할 수 있는지 대책을 세울 수 있습니다. 

 

한국전기기술기준위원회 내진설계고시 KECG6701-2021 「 발전용 수력 및 화력시설 설비 정착부 내진설계지침」을 살피면, 비상유도등의 중요성에 대하여 명확하게 규정하고 있으며, '중량 100N 이하, 단위길이당 중량이 70 N/m 이하인 경우'의 예외조항은 비상유도등에 적용하지 않는다는 것을 명확하게 규정하고 있습니다.

제3장 설비 등급별 중요도계수 및 내진설계 대상 제10조(설비 등급 분류) 지진재해에 의한 기능손실이 전력공급과 인명, 재산, 시설, 환경, 주요설비 안전 정지에 미치는 영향을 고려하여 설비를 다음 등급으로 분류한다. ① 등급 1 : 안전 및 보호계통 유해 위험물질 또는 발화물질을 저장 및 이송하는 설비, 소방설비, 보호계통 제어설비, 비상전력 공급설비 등 인명안전과 관련되거나 지진 후에도 안전을 위하여 작동되어야 하는 설비 등 ② 등급 2 : 주동력 계통 지진 발생 시 위치를 유지하며 전력 생산에 장기적인 지장을 미치지 않도록 작동되거나 손상을 최소화하여야 하는 설비로 손상시 보수 및 교체에 드는 비용 및 기간이 많이 필요한 주동력계통의 설비 등 ③ 등급 3 : 보조 계통 지진 발생 시 손상되더라도 전력 생산에 직접적인 영향이 적고, 설비 교체 비용 및 수급이 양호하여 설비 교체가 용이하며 전력 생산에 필수설비가 아닌 보조 계통의 설비 등 ④ 등급 4 : 기타 계통 그 외 기타 계통으로 인명안전 및 전력생산에 영향이 없는 설비로 설치 높이가 1.2m 이하, 중량 1,800N 이하이고 덕트나 파이프와의 연결부가 유연한 재료로 구성되어 있는 설비 또는 중량 100N 이하이고 단위길이 당 중량이 70N/m 이하인 설비 등 ⑤ 정착부의 등급은 지지하는 설비의 등급과 같은 것으로 간주한다. ⑥ 설비 계통별 상세 분류는 [부록1] ‘수력 및 화력발전소 설비 등급 분류표’에 따른다. ⑦ 설비 등급 분류표에 명시되지 않은 설비에 대해서는 유사 계통의 등급을 적용하되 다음 사항을 고려하여야 한다. 1. 설비 등급 분류표에는 발전소의 모든 단위 설비를 포함하지는 않는다. 따라서 설비 등급 분류표에 명시되지 않은 설비에 대해서는 해당 설비가 설치되는 상위의 계통(중분류)에 해당하는 등급을 적용한다. 2. 정착부를 갖는 단위 설비 내부의 부속 장치 및 부품류에 대해서는 분류하지 않고 해당 단위 설비에 포함된 것으로 본다. 즉, 내부 부속 장치 및 부품류는 설비분류 대상에서 제외한다. (예, 제어반내의 제어 모듈(카드), 입출력 모듈, 통신 모듈, 전원 공급 모듈 등) 3. 설비 등급 분류표의 소분류에 명시된 설비가 독립적으로 정착부를 갖지 않고 다른 설비에 부착될 경우에는 이를 포함하는 해당 설비의 정착부에 대해서 내진설계를 적용한다. 4. 전기 및 계측제어설비 중 전동기는 구동하는 펌프 또는 팬 등과 같은 설비에 함께 포함된 것으로 보며 동일한 등급을 부여한다. 5. 전기 및 계측제어설비는 전력을 공급하고 제어하는 대상 설비(계통)의 등급 분류에 따라 최소한 동일한 등급을 갖도록 한다. 6. 다음의 전기 및 계측제어설비는 대상설비의 손상이 설비의 보호 및 안전정지에 지장을 초래하고 2차 피해를 일으킬 우려가 있는 가장 중요한 장치에 해당하므로 최상위의 등급으로 분류한다. 가. 유해화학물질, 폭발성(인화성) 물질, 연료 저장 및 취급설비, 소화설비의 제어장치, 보호장치, 비상용 전원설비, 현장계기반, 누출검지기, 화재검지기, 운전지령장치(운전원 연계장치) 나. 보일러 안전 정지를 위한 제어장치, 보호장치, 비상용 전원설비, 현장계기반, 운전지령장치(운전원 연계장치) 다. 터빈(가스터빈, 증기터빈, 수차 등), 발전기 안전 정지를 위한 제어장치, 보호장치, 비상용 전원설비, 현장계기반, 운전지령장치(운전원 연계장치) 라. 상기 항목에 관계되는 직류분전반, 비상용 전원분전반 등의 옥내개폐장치, 축전지 및 충전기 마. 비상용 예비발전설비 바. 조명설비(비상등) 제11조(설비 등급별 중요도계수) 시설의 관리등급에 따른 설비 등급별 중요도계수는 표 11.1과 같이 적용한다.            〈표 11.1〉 설비 등급별 중요도계수             -----------------------------------------------------------------------------------------------------                           구분                     등급 1                  등급2                  등급3                  등급4               -----------------------------------------------------------------------------------------------------                       핵심시설                  Ip=1.5                Ip=1.5                Ip=1.0                Ip=1.0             -----------------------------------------------------------------------------------------------------                       중요시설                  Ip=1.5                Ip=1.5                Ip=1.0                Ip=1.0             -----------------------------------------------------------------------------------------------------                       일반시설                  Ip=1.5                Ip=1.0                Ip=1.0                Ip=1.0             ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 제12조(설비 정착부의 내진설계 여부) ① 중요도계수 Ip가 1.5인 설비의 정착부는 이 지침에 따라 내진설계가 수행되어야 한다. ② 중요도계수 Ip가 1.0인 설비의 정착부 내진설계 여부는 사업자와 협의하여 결정한다. 단, 등급 4 설비의 정착부는 이 지침의 조항을 적용하지 않아도 된다.

정리하면, 비상유도등[조명설비(비상등)]은 2차 피해를 일으킬 우려가 있는 가장 중요한 장치에 해당하므로 최상위 등급인 '등급 1'로서 내진설계 대상이며, 인명안전 등에 영향이 없는 '등급 4'의 '중량 100N 이하이고 단위길이 당 중량이 70N/m 이하인 설비'에 포함된다고 여겨선 안된다.

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비상유도등 내진설계시 검토하는 내용

 

비상유도등은 벽면 또는 천정에 설치하고, 콘크리트 또는 조적에 매설된 Box 철판편에 직경 4mm 내외의 직결스크류(Self Drilling Screw)볼트 2개 또는 그 이상으로 정착시키거나, Box 철판편에 구멍위치가 맞지 않아 볼트 정착이 곤란할 때는 구조체 바탕에 직접 칼블럭(Carl Plug) 2개 또는 그 이상을 관입시켜 정착시킵니다.

이 정착부에 대하여 지진시 비상유도등이 빠지거나 탈락되지 않고 안전한지를 검토합니다.

비상유도등의 규격은 시중에서 일반적으로 사용하는 것으로 대형, 중형, 소형 모두 검토 가능하며, 옥상이나 큰 발코니 등 외기 영향을 받는 위치에 설치되는 경우도 감안하여 내진 뿐만아니라 내풍에 대한 검토도 동시에 진행합니다.

이때 비상유도등 자체의 규격(대형, 중형, 소형)이나 무게, 정착 스크류 등의 규격(#8)은 경우의 수가 많지 않으나, 건물의 규모와 지반조건, 건설지역, 풍환경조건 등은 경우의 수가 많으므로 이에 따른 지진하중과 풍하중이 건축물마다 다르게 산정되어 정착부에서의 소요인장력과 소요전단력은 제각각 달라집니다. 이에 대해 가장 불리하게 산정된 외력의 하중조합으로 산정한 소요강도가 정착부에서의 설계강도보다 작으면 구조적으로 안전하다고 평가하며, 이 내용을 「구조검토계산서」와 「비구조요소 내진안전확인서」에 작성하여 의뢰인에게 제출합니다.

의뢰인은 이 자료를 감리자에게 제출하여야 하고, 준공 시점에서 사용승인 신청서류에 다른 비구조요소 내진안전확인 서류들과 함께 첨부하여 지방자치단체 인허가권자에게 제출하여야 합니다. 

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비상유도등 설치시공시 유의사항

비상유도등은 철골기둥에 용접된 Box 또는 콘크리트벽체에 매설된 Box에 정착하는 것을 기본으로 합니다.

조적벽체에 설치된 Box에 설치하는 경우에 그 조적벽체는 중량칸막이벽체로서 비구조요소 내진안전이 확인된 경우라면 가능합니다. 

출입문틀에 정착하는 경우에 그 출입문틀이 철골기둥 또는 콘크리트벽체에 단단하게 고정된 경우라면 가능합니다.

기타 인테리어 벽면 마감재나 텍스 등 천정 마감재에 정착하는 경우에 이 바탕 마감재도 비구조요소로서 내진안전이 확인된 경우라면 가능하고, 내진안전이 확인된 경우가 아니라면 지진시 마감재가 탈락되더라도 기능이 유지되도록 각관 등으로 지지프레임을 형성하는 등의 구조적으로 안전성이 확인된 방법으로 조치를 취하여야 하므로 가급적 경량마감재에 정착하는 방법은 피해야 합니다.

 

.  끝.

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문의하실 곳 : 코어건축구조기술사사무소

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소방시설 내진설계 기준과 적용대상, 처리방법 등