스프링클러설비의 수소폭발사고 사례분석을 통한 안전성 확보방안에 관한 고찰

A Study on Ensuring Safety by Analysis of Hydrogen Explosion in Sprinkler System

본 연구에서는 건축물 내 화재가 발생할 경우 인명과 재산을 보호하는 스프링클러설비의 유지, 점검 중에 발생한 폭발사고의 원인에 대해 분석하였다. 현재 국내 스프링클러설비는 화재안전기준(NFSC103)에 의거하여 배관 내 사용압력에 따라 적합한 재질의 배관을 사용하도록 되어있다. 이중 배관용 탄소강관(KS D 3507)은 배관 내부의 사용압력이 1.2 MPa이하 인 경우 사용이 가능하며 국내 많은 건축물에 설치되어 있다. 배관용 탄소강관은 도금의 유무에 따라 흑관과 백관으로 구분되고 국내에서는 대부분 부식방지를 위해 아연 도금된 배관을 사용하고 있는 실정이다. 국내에서는 스프링클러 배관에서 발생하는 부식과 그로 인한 스프링클러설비의 관리에 초점을 맞추어 연구가 다양하게 진행된 상태이나 부식의 부산물로 생성되는 수소기체와 동반되는 폭발 위험성은 간과되거나 과소평가되고 있다. 이에 본 연구에서는 스프링클러 배관에 주로 사용되는 아연도금 탄소강관 내부의 화학적 반응과 그로 인한 폭발 가능성을 이론적으로 고찰하였으며, 스프링클러설비 관련 폭발사고 사례를 소개하고 사고원인에 대해 분석하였다. 스프링클러 배관 내부에 소화용수가 일정 시간이상 충수될 경우 도금된 아연은 물과 반응하여 수소가스를 만들어 내게 되고 발생하는 수소가스의 양은 건축물 규모에 따른 배관 설치길이, 배관 내 물의 충수시간, 물의 성질 등 다양한 설치환경 요소에 영향을 받을 것으로 판단된다. 배관 내에 발생한 수소가스는 건축물에 설치된 스프링클러설비의 특성, 구조 등에 따라 인적요인 없이도 폭발이 가능하여 스프링클러설비 관련 안전사고 방지를 위한 각별한 주의가 요구된다. 본 연구 결과는 향후 스프링클러설비의 폭발사고 예방을 위한 대책 수립과 국내 스프링클러설비에 관한 제도적 개선에 대한 유용한 자료가 될 것으로 판단된다.