내화설계 (fire resistance design)
쉽게 풀면
불이 나도 건물이 일정 시간 동안 무너지지 않도록 미리 계획하는 설계예요. 불이 났을 때 벽이나 기둥, 바닥이 일정 시간 동안 무너지지 않고 버티도록 미리 설계하는 것을 말한다.
왜 중요한가
화재 발생 시 일정 시간 동안 구조물의 붕괴를 막고 화염과 연기의 확산을 지연시키도록 설계하는 것으로, 내화구조 기준과 방화구획 설정이 핵심이며 건축법규상 인명안전을 위한 필수 설계요건으로 다뤄진다. 내화시간은 통상 1시간, 2시간, 3시간 단위로 구분되며, 층수가 높거나 대피가 오래 걸리는 건물일수록 더 긴 내화시간이 요구되는 것이 일반적인 기준이다. 내화구조의 성능은 실물 크기의 부재를 가열로에 넣어 실제로 태워보는 내화시험을 통해 확인되며, 이 시험 결과를 근거로 내화구조 인정을 받는다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
내화뿜칠재를 통해 철골 기둥의 내화성능 기준을 만족시킨 내화설계 사례를 설명한다.
화재가 나도 일정 시간 동안 구조가 버틸 수 있도록 철골에 보호막을 씌웠다는 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
내화설계는 재료 자체의 내화성능뿐 아니라 화재 시 피난동선 확보시간까지 종합적으로 고려해야 하는데, 실제 화재사고 조사에서는 법정 내화기준을 충족한 건물에서도 마감재나 설비관통부의 방화처리 미흡으로 피해가 확대되는 경우가 자주 발견된다. 내화설계는 부재가 화재 시 일정 시간 동안 하중지지력, 차염성, 차열성을 유지하도록 요구되는 내화시간을 건물 용도와 층수, 구조 부위별로 다르게 규정하며, 철골은 내화피복을, 콘크리트는 충분한 피복두께를 통해 이를 확보한다.
주의할 점
내화설계는 부재 개별 성능뿐 아니라 화재 시 부재 간 열팽창 차이로 인한 접합부 손상 가능성도 함께 검토해야 하며 단일 부재의 내화 성능만으로 전체 구조의 안전성을 판단해서는 안 된다. 내화구조 인정을 받은 부재라도 현장 시공 시 피복 두께나 재료가 인정받은 사양과 다르게 시공되면 실제 내화 성능이 확보되지 않을 수 있다. 내화피복이 시공 후 훼손되거나 탈락하면 인정받은 내화 성능을 잃게 되므로 정기 점검이 필요하다. 내화 성능 인정 범위를 벗어난 임의 개조도 성능 상실의 원인이 된다.