내화구조의 정의

철근 콘크리트조, 연와조, 기타 이와 유사한 구조조서 화재시 쉽게 연소가 되지 않음은 물론 화재에 대해 상당한 시간 동안 구조상 내력을 감소시키지 않고 보통 방화구획 내에서 진화되어 인접부분에 화기의 전달을 차단할 수 있으며, 또한 최종 단계에서 전소해도 간단한 수선으로 재사용이 가능한 구조를 말한다.

내화구조의 필요성

건물 내에서 발행한 화재를 어느 일정한 공간의 방화구획을 통해 안정시킬 수 있다면 거주자의 피난 활동 및 인명 보호가 용이하게 될 뿐 아니라 건물이나 수용품의 피해도 줄일 수 있게 된다. 그러기 위해서는 주요구조부인 벽,기둥,보,바닥,지붕,주계단 등를 내화구조로 해야할 필요가 있다. 일반적으로 철근 콘크리트조, 철골철근 콘크리트조, 조적조,석조 등을 내화구로조 부르고 있으나 이러한 구조도 그 분재의 두께 및 구성 여건에 따라 어느 정도의 내화시간에는 견딜 수 있지만 장기간의 고열에 대하여는 완전한 구조가 되지 못한다. 그 이유로는 콘크리트의 경우 고온시 구성재료(골재,시멘트풀) 사이의 팽창 계수차이 등으로 콘크리트 내부응력이 발행하고 균열이 생겨 강도가 감소한다. 즉 500℃에서 700℃에 이르게 되면 골재 및 시멘트풀이 동시에 팽창하게 되어 재료 분리현상이 생긴다. 또한 화재초기에 콘크리트 표층에 탈락되는 현상 즉 폭열현상이 생겨 철근이 노출되는 경우가 있어 장시간의 화재시에는 콘크리트이 파괴현상이 나타난다, 한편 철골등 강재의 경우는 화재시 온도로 융융하는 일은 없으나 400℃이상에서는 강도,항복점 등 모든 것이 저하되므로 어는 온도 이상으로는 가렬되지 못하도록 충분히 보호할 필요가 있다. 그러므로, 건추물의 주요구조부재가표준적인 화재온도에 추운히 견딜 수 있도록 내화성능을 갖는 내화구조로 하여야 하며, 특히 대여.고층 건축물에서는 필수적인 구조라고 할 수 있다. 건축물 방화대책의 목적은 건물 내의 인명보호 및 소방활동의 보강,화재 확대의 방지와 재산의 보호, 건물의 붕괴방지와 부지주변 위험방지이다. 위의 목적을 실현하기 위해서 건축물에 시행하는 방화대책으로 여러가지가 있지만 구조 부재의 내화 성능은 그 중에서도 중요한 대책의 하나이다, 건축물 내의 어느 한 곳에서 발생한 화재를 어느 일정한 공간내에 폐쇄시키면 거주자의 피난 행동은 용이해지며, 건물 내의 인명보호가 가능하다. 동시에 건물이나 내용물의 피해도 일정 공간으로 한정된다. 이에 따라 내화구조가 내화시간 동안 갖추어야 할기능으로는 내력기능과 구획기능이다, 먼저 내력기능은 구조부재가 화기를 받아 그 강도가 저하되어 구조 적으로 파괴되는 것에 대해 견디는 성능이다. 구획기능은 화재를 당한 벽이나 바닥 표면측의 온도가 상승하여, 그곳의 가연물에 착화함으로서 화재가 확대되는 것을 방지하는 차열성과 그 부재에 균열이나 구명 등이 잇어서 화염이나 열기가 관통하여 화재가 확대되는 것을 방하는 차열성과 그 분재에 균열이나 구멍 등이 있어서 화염이나 열기가 관통하여 화재가 확대되는 것을 방지하는 차염성을 필요로 한다. 건축 부재에 대해 화재시의 내력기능을 확보하기 위한 설계를 일반적으로 내화설계라고 하며, 특히 내화설계는 철구조물을 중심으로 활발한 진전을 보익 있는 분야이다.

내화구조의 목적

건축물에 화재가 발생하는 경우에는 일반적으로 1,000 ℃ 내외의 고열이 발생하게 되고 강구조물 자체는 불에 타지 않으나 600 ℃ 이상의 고온에 일정시간 노출되면 급격한 변화를 일으키며 뒤틀리거나 휘어져서 건축물이 붕괴하기 시간한다, 따라서 내화구조는 1. 인면의 안전 및 피난시간 확보 2. 화재확대방지 및 소방활동의 안전확보 3. 화재 진압 후 구조물의 재사용 등을 그 목적으로 하고 있다.

내화구조의 성능기준

우리나라의 기준은 통상 건축물에 폭넓게 적용할 수 있도록 성능평가의 방법을 극히 단순화하고 있는 것이 특징이다. 건축물의 부위는 층별로 구조체가 받는 하중 및 내력에 차이가 있으므로 벽, 기둥, 바닥, 보 등 건축물의 각 부위는 위치한 건축물의 층에 따라 화재시 견뎌야 할 내화성능도 다르다. 내화구조의 건축 부위별 성능기준은 국토해양부시 제 2000-93호로 규정되어 있다. 그러나 일부 내화구조가 실제 공장 및 시공현장에서 한국건설기술연구원이 인정한 방법으로 생산, 사용되지 않는 등 관리부실이 우려된다는`04년 국정감사 지적과 관력하여, 내화구조의 인정 및 사후관리가 효과적으로 이루어질 수 있도록 현행 규정의 운영상 나타난 일부 미비점을 개선 및 보완하고자 하는 개정안을 현재 마련하고 있다.

[별표 4] 내화구조의 성능기준 (단위:시간)

구성부재 용도                   벽 보 . 기둥 바닥 지붕 외벽 내벽 내력벽 비내력 내력벽 비내력 용도구분① 용도 규모② 층수/최고 높이(m)③ 연소우려가있 는 부분(가) 연소우려가없는 부분(나) 칸막이벽(다) 샤프트실구획벽(라) 일 반 시 설   업무시설,판매 및 영업시설,공용시설 중 군사시설,방송국,발전소,전신전화국,촬영소,기타 이와 유사한 것, 통신용시설,관광휴게실,운동시설,문화 및 집회시설,제1종 및 제2종 근린생활시설,위락시설,묘지관련시설중 화장장, 교육연구및 복지시설,자동차관련시설(정비 공장 제외) 12/50 초과 3 1 1/2 3 2 2 3 2 1 이하 2 1 1/2 2 11/2 11/2 2 2 1/2 4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2 주 거 시 설 단독주택 중 다중주택.다가구주택.공관, 공동주택, 숙박시설, 의료시설 12/50 초과 2 1 1/2 2 2 2 3 2 1 이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2 4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2 산 업 시 설 공장,창고시설,분뇨 및 쓰레기처리시설, 자동차 관련시설 중 정비공장, 위험물 저장 및 처리시설 12/50 초과 2 11/2 1/2 2 11/2 11/2 3 2 1 이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2 4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2 비고1> ①건축물이 하나 이상의 용도로 사용될 경우, 가장 높은 내화시간의 용도를 적용한다. 건축물의 부위별 층수가 상이할 경우, 부분별 최고 높이 또는 최고 층수로서 당해 용도규모에 따라 상기 표에서 제시한 부위별 내화시간에 따는다. ②건축물 전체의 규모가 상기 표에서 제시한 층수, 또는 최고 높이에 해당될 경우, 부위별 내화시간을 건축물 전체에 동일하게 적용한다. ③건축물의 충수와 노ㅠ이의 산정은 건축법 시행령 제119조에 읳되 다만, 승가기탑, 계단탑, 망루,장식탑,옥탑 기타 이와 유사한 부분을 건축물의 높이와 층수의 산정에서 제외한다. 비고2> (가) 건축물의 피난.방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제22조 제2항의 규정에 의한 부분 (나) 건축물의 피나.방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제22조 제2항의 규정에 의한 부분을 제외한 부분 (다)건축법령에 의하여 내화구조로 하여야 하는 벽을 말한다. (라)승강기.계단실의 수직벽