PBD를 위한 화재시뮬레이션에서 시안화수소(HCN)가 ASET에 미치는 영향

Effect of Hydrogen Cyanide (HCN) on Available Safe Egress Time (ASET) in Fire Simulation for PBD

건축물에서 발생된 화재로 인한 인명피해는 화재 공간 내부에 있는 가연물의 열분해 및 화학적 반응에서 생성된 독성가스에 의해 증가될 수 있다. 화재환경에서 발생된 다양한 가스 중 극소량으로도 인체에 치명적일 수 있는 가스는 대표적으로 시안화수소(Hydrogen cyanide, HCN)와 포스겐(Phosgene, COCl2) 등이 있다. 특히 HCN은 건축물의 단열재, 생활가구의 완충재 등으로 사용되는 Polyurethane (PU)과 같은 고분자 물질을 통해 발생되기 때문에, 화재 안전성 평가에서 고려되어야 할 화학종 농도 중 하나라고 판단할 수 있다. 최근 국내에서 시행되고 있는 화재안전 성능위주설계(Performance-based design, PBD) 평가보고서를 확인해 보았을 때, 화재시뮬레이션에 적용되고 있는 다양한 가연물 중 큰 비중을 차지하고 있는 물질은 HCN을 발생시킬 수 있는 PU GM21으로 확인되었다. 그럼에도 불구하고 국내 인명안전기준에서는 HCN의 농도를 적용하지 않고 있는 실정이다. 반면에 국외에서는 HCN이 인체에 치명적인 독성이 포함되어 있는 것을 고려하여, 인명안전기준에서 HCN 농도 80 ppm을 적용하고 있다. 인명안전기준에서 CO의 임계값이 1,400 ppm인 것을 고려하자면, 상대적으로 매우 낮은 농도에서도 위험할 수 있기 때문에 HCN 농도는 허용피난시간(Available safe egress time, ASET)에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 화재시뮬레이션에서 HCN이 고려됨에 따라 ASET 예측결과에 미치는 영향이 검토되었다. 이를 위해 단순한 공동주택 형상을 대상으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 수치해석 조건으로는 열방출률 및 HCN yield의 민감도 분석이 수행되었다. 수치해석 결과는 화재모델의 V&V 결과를 적용하여 분석되었다. 주요 결과로써, ASET의 예측결과는 화재모델의 V&V 결과가 적용됨에 따라 HCN 농도에 의해 결정되는 것으로 검토되었으며, 이를 통해 인명안전기준에 HCN을 고려함으로써, ASET 예측결과에 대한 신뢰성이 향상될 것으로 기대된다.