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3 Types SOP 선택으로 시작하는 대형물류창고 화재대응 성공 솔루션- Ⅰ

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경기 용인소방서 문충락 | 기사입력 2023/01/20 [10:00]

3 Types SOP 선택으로 시작하는 대형물류창고 화재대응 성공 솔루션- Ⅰ

경기 용인소방서 문충락 | 입력 : 2023/01/20 [10:00]

“물탱크차가 마치 코끼리 앞에 있는 얇은 비스킷 과자 같아 보였어”

 

2021년 6월 경기도 이천시 소재 쿠팡 물류센터 화재 현장 옥상에 있던 진압대원이 급수를 지원하는 물탱크차를 내려 보며 느낀 감정을 우리 연구팀(용인소방서 문충락, 황인호, 주형근, 남희재)에게 들려준 말이다. 

 

물론 이 진압대원의 진술은 과장이 심한 걸 수도 있다. 하지만 이해도 가는 게 화재 현장에서는 평소 보던 건물이 크게 느껴지기도, 낯설게 느껴지기도 한다. 특히 대형물류창고는 화재 발생 전에 가본 경험이 있더라도 화재 현장에서는 전혀 다른 모습을 하고 있다. 내부의 메자닌(Mezzanine)1) 구조와 물품 보관 선반은 거대한 미로다.

 

미로 공원을 체험해 본 적이 있다면 어느 정도 이해할 수 있을 거다. 4년 전 자녀들과 제주도 여행 중 김녕미로공원을 체험한 적이 있다. 미로 공원에서 최종 목적지를 찾기 위해 30여 분간 길을 헤맸다. 그 시간 동안 마음이 답답했고 미로 공원이 굉장히 넓은 줄 알았다.

 

우여곡절 끝에 목적지 종탑에 올라 시원한 바람을 맞으며 미로 전체를 내려다보니 헤맬 때 넓은 줄만 알았던 미로 공원은 생각보다 작았다.

 

이 진압대원의 마음도 미로를 헤맬 때의 그 마음이었을 거다. 화재진압을 하는 동안엔 실제 크기보다 더 거대하게 느꼈을 수도 있다. 그렇다면 크다, 작다. 즉 대형ㆍ중형ㆍ소형 물류창고에 대한 기준은 뭘까? 

 

애매모호한 대형물류창고의 기준

주관적인 느낌으로 물류창고를 대형ㆍ중형ㆍ소형으로 구분한다면 각각의 특징을 명확하게 구분하는 데 한계가 있을 거로 판단했다. 연구 논문을 찾아봤지만 대형ㆍ중형ㆍ소형에 대한 기준은 알기 어려웠다. 

 

한 논문2)에서는 연면적 5천㎡, 소방청 화재 안전 종합대책에서는 10만㎡의 특정소방대상물만 대형물류창고로 분류했다. 차이가 너무 많이 났다. 소방청에서 제시한 연면적 10만㎡의 특정소방대상물은 전국에 61개소밖에 되지 않는다.

 

논문의 연면적 5천㎡ 기준 특정소방대상물의 급수별 구분을 보면 2급 대상이다. 통상 우린 2급 대상을 대형이라고 하지 않는다. 특정소방대상물은 특ㆍ1ㆍ2ㆍ3급으로 구분되는데 특급과 1급을 대형이라고 본다.

 

▲ [그림 1] 전국 특정소방대상물 3급 이상 물류창고 현황

 

따라서 대형물류창고에 대한 기준을 세우는 게 첫 번째 과제라고 생각했다. 대형물류창고의 기준이 다르면 민간 연구단체, 교육기관과 소방관이 체감하는 대형물류창고의 특징이 달라지기 때문이다.

 

민간 연구단체는 소방관보다는 중형 규모의 물류창고까지 대형으로 범위를 설정할 수 있어 자칫 동상이몽이 되지 않겠느냔 우려가 있었다. 

 

대형물류창고와 중ㆍ소형물류창고의 화재 특성은 다르다. 따라서 대형물류창고의 기준을 먼저 제시했다. 대형물류창고 기준을 물류창고의 자동화재속보설비 설치 기준인 바닥면적 1500㎡ 이상으로 정했다.

 

통상 자동화재속보설비는 특정소방대상물의 인명피해 중요성과 시설의 중요도에 따라 소방관서에 자동으로 신고 접수하는 소방시설이다. 자동화재속보설비를 설치한 의미는 그 특정소방대상물이 신속한 대응을 필요로 하는 대상물이라는 의미라고 볼 수 있다.

 

대형물류창고의 경우 한 층 자체가 넓어 수평적 대응이 선제적이기에 연면적 기준보다 바닥면적 기준으로 정의하는 게 적절하다. 대형물류창고 기준 바닥면적 1500㎡ 이상 특정소방대상물은 전국 7085개소다. 이 대상은 누구나 대형물류창고라고 느끼기에 규모가 있는 대상으로 기준을 삼는 데 문제가 없었다.

 

▲ [표 1] 전국 대형물류창고 현황(바닥면적 1500㎡ 이상, 자동화재속보설비 설치 기준. 출처 소방청 민원정보시스템 2021년 예방통계 기초데이터(Low Datas))


대형물류창고 화재, 어떻게 대응해야 할까?

이제 대형물류창고 기준을 설정했으니 본격적으로 대형물류창고 화재대응에 관한 이야기를 해보기로 하자. 결론적으로 말하면 새로운 대형물류창고는 최근 10년간 화재사례를 분석해 보니 세 가지 타입으로 명확히 구분된다. 

 

▲ [표 2] 세 가지 타입으로 분류한 대형물류창고 화재 특성 비교

 

[표 2]에서 네 가지가 보이는데 철골구조는 제외하고 철근콘크리트(PC, RC) 구조만 다뤄보겠다. 철골구조는 화재 발생 30분 내외면 일반적으로 붕괴하기 때문이다. 또 기존 SOP로 충분히 대응할 수 있고 소방관들이 지금까지 늘 봐오던 물류창고 형태라서다.

 

반면 철근콘크리트 구조는 이틀이 넘게 진압해도 무너지지 않는다. 무너지지 않으니 당연히 소방관이 대형물류창고에 진입해 진압하는 형태로 변화할 수밖에 없다. 

 

물류창고 건축물이 철근콘크리트 구조로 변화된 건 큰 의미가 있다. 무너지지 않으니 관계인의 대피 허용 시간이 길어져 관계인은 안전해진다. 그러나 소방관은 내부에 진입해야 하므로 불안전한 요소가 발생할 수밖에 없다.

 

게다가 물류창고 형태가 기존 창고보다 좀 더 넓고 높은 건축물 형태로 변화하면서 화재 특성도 바뀌었다. 플래시오버 도달시간(F.O.T)이 길어지거나 연기폭발, 백드래프트 등 급속 화재 진행(Rapid Fire Progress) 현상이 발생해 소방관의 안타까운 희생을 낳고 말았다.

 

최근 두 건의 대형물류창고 화재는 정말 최선을 다한 대응이었다. 하지만 동료 네 명을 한순간에 떠나보낸 되돌릴 수 없는 안타까운 사고로 남았다.

 

2021년 6월 이천시 쿠팡 물류창고 화재와 2022년 1월 평택시 팸스 물류창고 화재로 7개월간 두 건의 화재에서 소방관이 순직했다. 따라서 변화한 건축환경에 맞춰 물류창고 용도별로 구분한 새로운 대형물류창고 ‘3 Types SOP’를 [표 2]와 같이 제시해 봤다.

  

신유형의 표준작전 절차(SOP)

이제 본격적으로 [표 2]의 네 가지 화재사례를 비교해 신유형의 표준작전 절차를 살펴보도록 하겠다.

 

우선 2022년 5월 경기도 이천시 소재 일반철골조(PEB) 구조에 샌드위치 패널(EPS) 재료의 골프의류 창고에서 발생한 화재를 살펴보자. 

 

▲ [표 3] 기존 SOP로 가능한 철골구조 대형물류창고 화재사례

 

이천시 관내 대형물류창고는 화재 위험성을 누구보다 잘 알아서인지 평소 교육한 대로 상주 근무자 142명이 신속하게 대피해 다행히도 인명피해가 발생하지 않았다. 이 물류창고는 2000년대 초에 건축된 대표적인 물류창고 구조와 재질로 건설돼 화재 발생 30분에서 1시간이면 전체가 붕괴한다.

 

따라서 공격 전략보다는 방어적 전략으로 연소 확대 저지가 주된 전략이다. 건물이 붕괴한다는 의미는 더는 구획실 연소가 아니기에 연기폭발이나 백드래프트 등 급속 화재 진행(Rapid Fire Progress) 현상이 발생하지 않는 걸 의미한다.

 

물론 플래시오버는 발생하지만 화재 초기 선착대 도착 전 이미 발생했거나 도착 시 이미 최성기이므로 기존 SOP로 충분히 대응할 수 있어 제외했다.

 

신유형의 대형물류창고 SOP가 필요한 화재는 1타입 2021년 이천시 쿠팡 대형물류창고 화재와 2타입 2020년 용인시 양지 SLC 대형물류창고 화재, 3타입 2022년 평택시 팸스 대형물류창고 화재를 대상으로 봤다. 

 

우선 용도로 구분했다. 1타입은 상온ㆍ정온 창고, 2타입은 냉동ㆍ냉장창고, 3타입은 신축공사장(냉동ㆍ냉장창고)이다. 그리고 세 가지 타입 용도 화재 특성을 화재사례를 통해 연구해 보니 확연한 차이를 보였다. 그 중심이 물류창고 내부에 뿜칠 된 우레탄폼이다. 

 

▲ [그림 2] 1타입의 화재 성상 과정(특징: 장시간 성장기)

 

1타입인 상온ㆍ정온 창고는 우레탄폼 뿜칠이 돼 있지 않아 내부 보관 물품(가연물)의 차이에 따라 화재 특성이 결정되는 게 특징이다. 그리고 무너지지 않는 넓고, 높은 구획실 특성에 따라 성장기와 플래시오버 도달시간이 길었다. 

 

2타입은 사용 중인 냉동ㆍ냉장창고로 화재사례를 분석해 보니 최초 발화는 냉장창고, 복도, 펌프실 등 냉동실이 아닌 곳에서 발생했다. 화재 초기 뿜칠 된 우레탄폼이 착화하면서 급격하게 화재가 시작되다가 냉동창고에 막혀 소강상태를 보이는 경향이 있었다.

 

냉동ㆍ냉장창고는 냉기보존을 위한 두 시간의 비상 발전으로 소강상태가 길어질 수 있다. 2013년 안성시 코리아나 냉동ㆍ냉장창고도 냉동실로 확대 전 소강상태를 보이다가 냉동실로 연소가 확대된 후에는 냉동실 고기류에 착화하면서 68일간 화재진압을 한 대표적인 사례다.

 

▲ [그림 3] 양지 SLC 물류창고 화재 중 연기폭발 장면

▲ [그림 4] 2타입의 화재 성장 과정(특징: 급격한 성장 후 소강상태, 최장의 최성기)


3타입은 신축공사장(냉동ㆍ냉장창고)으로 가장 급격한 형태이자 화재 초기부터 접근조차 힘든 화재 패턴이다. 대형물류창고 화재에서 관계인의 인명피해가 가장 많은 형태이기도 하다.

 

우레탄폼 뿜칠을 하고 마감이 덜 된 상태에 화재가 발생하면 높은 열 방출률과 급속한 초기, 성장기를 지나 최성기를 갖는다. 공사 중이라 내부에 건축자재도 있었지만 우레탄폼 패널과 뿜칠 된 우레탄폼만으로도 높은 화재하중을 갖고 [그림 5]와 같이 급격하면서도 장기간의 최성기를 맞이한다.

▲ [그림 5] 3타입의 화재 성장 과정(특징: 급격한 성장 후 장시간의 최성기)

 

세 가지 타입의 화재 성장 과정을 비교 정리해 보면 철근콘크리트 구조라서 화재 후 붕괴하지 않는다는 공통점이 있다. 플래시오버 도달시간과 급속 화재 진행(Rapid Fire Progress) 현상에서는 차이점을 보인다.

 

플래시오버 도달시간은 최성기의 시작점이자 플래시오버가 발생하는 시기를 의미한다. 플래시오버 인자는 환기구 크기와 바닥면적, 층고 높이, 화염 특성이다.

 

즉 세 가지 타입은 제한된 환기구와 넓은 면적, 높은 층고로 유사하므로 화염 특성에 따라 구분할 수 있다. 1타입과 2, 3타입은 뿜칠 된 우레탄폼 여부로 구분한다. 2, 3타입은 사용 중인지, 공사 중인지에 따라 뿜칠 된 우레탄폼이 갈바륨과 같은 재질로 마감처리됐는지 여부에 따라 구분될 수 있다.

 

즉 화염 특성은 화염 성장 모델에 따라 1타입은 내부 화재하중에 영향을 받지만 2, 3타입은 뿜칠 된 우레탄폼의 영향으로 열방출률(HRR)이 높다. 또 1타입은 넓은 면적과 높은 층고 때문에 복사열로 물류창고 전실이 플래시오버에 도달하기까진 굉장히 긴 시간이 걸렸다.

 

3타입은 마감처리 되지 않은 뿜칠 된 우레탄폼 영향으로 넓고 높은 구획실임에도 Ultrafast 급으로 급격한 성장과 장시간의 최성기 특성을 갖게 된다. 2타입은 3타입과 비교해 뿜칠 된 우레탄폼으로 마감 처리됐고 냉동실에서 화재 시작은 물론이고 연소 확대에 비교적 시간이 소요된다.

 

따라서 냉장실과 복도 등에서 시작된 화재는 좁은 통로를 따라 연기폭발로 초기 화재가 시작된 후 소강상태가 되고 냉동실에 고기류 등이 해동돼 연소 확대되면서 가장 긴 최성기를 갖는 게 특징이다.

 

 


1) 메자닌(Mezzanine): 건물 내부의 층과 층 사이에 설치된 중간층

2) 전북대학교 석사학위(김종수, 2010년), 샌드위치 패널 화재에 대한 효율적인 대응방안에 관한 연구

 

경기 용인소방서_ 문충락 : hangci24@gg.go.kr

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2023년 1월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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