값싼 드라이비트와 스티로폼이 문제라고...?

연일 언론에서 제천화재를 진단하면서 값싼 드라이비트가 문제라고 지적하고 있다.
최근엔 드라이비트 공법의 문제가 아닌 가연성인 스티로폼이 문제라는 기사까지 떳다. 

갈수록 점입가경이다!

과연 그럴까?
반은 맞고 반은 틀리다는 것은 여기계신 분들은 알고 계실것이라 생각된다.
그러면 맞는 말은 스티로폼이 가연성이라는 사실과 시공방법 또한 잘못되었다는 점이다.

화재의 원인을 단지 스티로폼의 가연성 문제로 몰고가는 언론을 비판하지 않을수 없다.
언론의 검증되지 않은 무책임한 기사한줄이 엄청난 사회적 혼란과 파장을 몰고올 수 있다는 지적을 하고싶다.

초가집에 불이나서 지붕의 짚이 불쏘시개 역할을 하였기 때문에 불연재인 기와를 사용해야 한다든지, 비닐하우스에 불이나서 비닐이 가연성 물질로 불쏘시개 역할을 하였기 때문에 불연재인 유리로 법적인 강화를 해야 한다든지 라는 비유와 다를게 없다.

제천화재의 확산원인은 스티로폼이라는 소재의 문제가 아닌 잘못된 시공방법이 더 직접적인 화재확산의 원인이다.

스티로폼의 사용목적은 단열만을 목적으로 사용되어야 함에도 불구하고 국내에선 마감재의 역할까지 변모되어 사용되어 왔다.

스티로폼이 가연성이라는 것은 건축의 비전문가도 아는 상식이다. 

이런 자재를 건축물에 사용할때에는 적용후 어떠한 결과가 초래될지 충분히 예측할 수가 있는것이다. 이러한 가능성을 알면서도 제대로된 설계와 시공을 하지않은 모든이들은 도의적인 책임에 자유로울수 없을 것이다. 무지를 떠나 무책임의 산물이며, 이번기회를 통해 동종업계 모든이들은 경각심을 가지고 반성의 계기와 제대로된 설계와 시공의 기회로 삼아야 할 것이다.
제대로된 시공을 통해, 발주처와 건축주에게도 합리적인 시공금액에 대한 정당한 댓가를 요구하여야 한다.

본론으로 들어가서..
제천화재의 확산원인은 단열재로 사용한  스티로폼 그자체가 아닌 스티로폼의 연소시 확산대책은커녕 확산을 부추킨 시공부실이 그 원인이라 단정할 수 있다.

동일한 스티로폼을 사용한다는 전제하에 드라이비트 공법, 정확히 외단열미장마감 공법을 독일기준으로 적용하였을 경우, 과연 제천화재사고와 같이 짧은 시간에 화재의 확산이 이루어 졌을까?

사례를 통해 알아보자.
출처 : 한국패시브건축협회 (협회 게시글 중 사진일부는 발췌하여 작성함을 양해해 주시길 바랍니다.)

< 독일 외단열미장마감현장의 화재 사례 1, 출처:Fassaden- und Dämmtechnik, Caparol >

      독일 사례(접착제 바름 시공예시) 

        <의정부 화재사고 건물사진>                      < 제천 화재사고 건물사진>

      국내 사례1.(드라이비트 시공예시)

      국내 사례2.(접착제 부실시공에 의한 단열재 이탈사고)

독일과 국내의 사례에서 알 수 있듯이, 동일한 소재를 사용하더라도 어떻게 시공하느냐에 따라 그 결과는 엄청난 차이가 나는 것을 알 수가 있다.

ribbon & dab방식으로 시공하였을 경우, 연소는 되지만 더 이상의 산소유입을 차단함으로서 확산을 방지한 독일사례와, 점형으로 떡밥을 군데군데 얻은 국내 대부분의 시공방법에 의한 결과는 화재시 지속적인 산소유입으로 확산을 오히려 부추킨 참담한 결과가 나온것을 의정부화재사고와 제천화재사고에서 알 수가 있다.

또한, 접착력 부실로 인한 단열재 이탈사고를 매해 여름철 태풍시에 뉴스를 통해 확인하고 있으며, 잠재적인 제2, 제3의 제천화재사고의 가능성을 안고 있는 것이 더욱 암담할 뿐이다.

다음은 스티로폼을 사용하고도 연소와 확산이 되지않은 사례를 들어보고자 한다.
이번 연초에 정부과제를 수행하면서 도출한 결과이며, 하나의 사례로서 일반화 할 수 없음을 밝힌다.
하지만 의정부화재와 제천화재의 정확한 진단과 대안을 위해 주범으로 몰린 스티로폼을 사용하고서도 다른결과를 도출할 수 있다는 국내사례가 전무한 상황에서 본 연구자료를 게시하고자 함도 밝힌다.

시험명 : 실대형건축물화재시험 ISO 13785-2 시험 (2017. 3. 10 / AM 10:05)
시험장소 : 삼척 KCL(한국건설생활환경시험연구원) 실화재시험연구센터
시험체규격 : 가로(2,764 + 1,200(우측면 날개)) / 세로 4,000
시험체구성 : 마감재 CRC보드 6T + 무기질발포보드 30T + XPS 200T(하부 암면 300H)

        <외장재화재평가시험기>                                 <시험체 도면>

  시험시작 전, 외장재화재평가시험기 내부 화염분출구에 기름칠을 하고 대기중인 상태.

                                  시험시작(점화)

                                     시험 1분경과

                                     시험 3분경과

                                    시험 5분경과

                                    시험 10분경과

                                    시험 15분경과

                                    시험 20분경과

                                     시험 24분경과

                               시험 25분경과(연료차단) 

                                 시험종료(30분경과) 

2017년 3월 10일 오전 10시 05분에 시험을 시작하여, 오전 10시 30분경에 시험이 종료되었다.

점화를 시작한 이후, 25분(시험규격)간 건축물의 화재시 플래시오버상황(약800℃~1,200℃)을 가정하여 인위적인 조건으로 실시한 시험이다.

당초, 25분이라는 물리적인 시간을 견딜 수 있을지에 대한 걱정과 우려는 지속되었다.

플래시오버 상태(약800℃~1,200℃)의 25분은 매우 가혹한 조건의 상황이다.

화재는 제1성장기(착화상태)를 거쳐, 제2성장기(화재확산시점) 통상 7~8분을 경과한 이후, 최성기(플래시오버 상태 / 목조건물 1,000℃ ~ 1,200℃ / 철근콘크리트건물 800℃ ~ 1,000℃)상태에서 내부 가연물을 모두 소진시킨 후, 감쇄기(200℃ ~ 300℃)를 거쳐 더 이상 가연물이 없으면 자연 소화된다.

이러한 화재 매커니즘의 시나리오를 인위적인 시험조건으로 만든 것이 ISO 13785-2 규격이며, 화재 최성기인 플래시오버 상황을 가정하여 본 연구개발 시제품의 내화성능 시험을 진행하였다.

결과는 목표치인 10분을 거뜬히 뛰어넘어 25분동안 내부단열재의 손상없이 국제규격인 ISO규격을 통과하였다.

                <시험 시작 전>                                    <시험 종료 후> 

위의 이미지는 시험 시작 전과후의 이미지로 외관상 시험체의 전소는 확인되지 않았다.
다만, 개구부 주위 중앙상부로 마감재인 CRC보드의 크랙으로 인한 파손이 육안으로 확인되었다.

화재시험 종료이후에도 화실내의 온도가 생각보다 높아 시험체의 해체를 점심식사 이후 진행하기로 하였다.
점심식사를 하고, 오후 1시30분경 시험체의 상태를 확인해보니, 시험종료 시점보다 하단부의 변형과 크랙이 더 커졌음이 확인되었다.
이는 내화패널이 식으면서 발생된 수축현상으로 판단된다.

             전면부(시험종료 후)                                   후면부(시험종료 후)

보다 명확한 시험체의 상태를 확인하기 위해 크레인으로 시험체를 지상으로 이동시켜 해체해보기로 하였다.

시험체 전면부위는 화재시험동안 육안으로 확인이 가능하여 전반적인 내화성능을 판단할 수 있었지만, 내화패널 후면의 단열재(XPS)의 상태는 육안으로 확인할 수가 없어 불안한 마음을 지울수 가 없었다.

시험종료이후, 크레인을 이용해 시험체를 들어올려 바닥에 내려놓고 시험체 후면을 직접 육안으로 확인하였다.
위의 이미지와 같이 화재시 집중부하가 받는 하부면의 주 단열재인 XPS의 손상과 변형은 발견되지 않았다. 결국, 25분동안 800℃~1,200℃의 플래시오버 상태를 36mm의 내화패널이 완벽하게 열전도없이 받아낸 결과이다.

(마감재를 일부 걷어낸 이미지 / XPS에 직접적인 화염이 전달되지 않아 변형이 일어나지 않음. - XPS의 2차발포 온도인 70~80℃ 까지 화염이 도달하지 않았음을 예상할수 있음.)

본 시험의 목적은 실제건축물의 화재현장을 재현한 것으로 플래시오버상황(25분간 800℃~1,200℃)을 가정하여 화재의 확산이 이어질지에 대한 시험이다.

본 시험은 1년이 채 안된 내부용 자료로 제품개발을 위한 목적으로 실시하였으며, 공개용 자료는 아니나, 최근 언론보도를 보며 한쪽으로 치우친 보도가 외단열미장마감공법의 주된 소재인 스티로폼에 대한 불신을 초래하는 것이 안타까운 마음에 게재하기로 결심하였다. 

만약, 동일한 시험방법으로 국내에서 시공되고 있는 대부분의 드리이비트 방식으로 시험하였을 경우, 채 1분도 안되어 전소되어 버릴것이다.(시험에 참여한 연구원 경험담 인용.)
하지만, 동일한 가연성 스티로폼을 사용하고도 어떻게 마감을 하느냐에 따라 그 결과는 달라질수 있다는 예시를 보여주기 위함이다.

언론에서 떠들어대듯이 가연성 스티로폼 대신 모든 건축물에 불연재를 사용하기만 하면 가장이상적인 대안(단열과 내화성능 만족)이 될수 있을까?
모든 건축물을 불연소재로만 사용하여 건축할 수 있을까?
이러한 논리를 비약하면.. 구조체가 나무인 목조주택은 화재때문에 국내에서 건축을 할 수 없을수도 있겠다는 생각도 든다.
또한, 가정에서 사용하는 모든 생활용품까지 불연소재로 만든 제품을 사용해야 한다는 규정까지 생길지도 모르겠다.

각설하고..
위의 시험에서 이야기하고자 하는 바는 단열재의 소재가 가연성인 스티로폼을 사용하더라도 보호조치만 잘하면 화재의 차단과 확산을 방지할 수 있다는 예시를 보여주고자 했다.

현재의 외단열미장마감에서 단열재를 스티로폼을 사용하더라도, ribbon & dab방식으로 틈새없이 밀착시공(매우중요!)하고, 미장층을 10mm 두께로만 늘려주면, 위의 시험결과에는 도달할 수 없겠지만.. 최소한 의정부화재사고와 제천화재사고처럼 짧은시간내에 건축물 전체로의 화재확산은 이루어지지 않을것이라는 사실이다.

지금이라도 스티로폼의 사용목적(오직 단열!)을 정확히 인식하고, 별도의 마감층(단열재 보호층)을 제대로 시공한다면 기존의 건축비에서 약간의 상승은 불가피하겠지만, 건물전체를 불연재로 시공하는것보다 단열과 비용면에서 합리적이라 판단된다.

구더기 무서워 장 못 담그는 우를 범하지 않기를 정부와 언론에 강력히 촉구한다!

제천화재로 고인이 되신분들의 명복을 빕니다.