도시가 형성된지 수천 년이 흘렀지만 과거에도 현제에도 도시계획은 쉽지 않은 영역이다. 도시에 거주하는 사람들에게 편리하게 구조물을 배치하고 안전성을 확보하는 것은 더욱 어렵다.

이번 회에서는 '고층복합건축물의 소방시설 등 성능위주설계 심의제도 개선방안에 관한 연구-경기도 남양주시, 경기도 고양시, 서울특별시 영등포구 사례를 대상으로'라는 주제의 석사 논문을 소개하고자 한다.

이 논문은 2024년 8월 중앙대학교 대학원 의회학과 ICT융합안전전공 이숙현이 완성했다. 우리나라에서도 1980년대 이후 고층건물을 짓는 붐이 일어나면서 상업건물 뿐 아니라 아파트도 이 대열에 동참했다.

고층건물이 많아지면서 화재 등 재난에 취약하다는 지적이 끊이지 않는다. 고층복합건축물의 소방시설의 개선 방안에 대한 연구가 시의적절하다고 판단된다. 논문의 주요 내용을 간력하게 소개한다.

▲ 성능위주설계 절차 흐름도 [출처=서울시 표준가이드라인]

◇ 연구의 목적... 심의제도의 개선사항 및 통합 가이드라인 제정 필요성 제시

도심으로 인구가 집중되고 건축기술이 발달함에 따라, 도심과 역세권을 중심으로 수직공간의 활용성이 증대되고 건축물을 효율적으로 이용하기 위해 건축물의 고층화·심층화·복합화가 이루어지고 있다.

고층복합건축물, 고층건축물은 층수가 30층이상이거나 높이가 120m 이상인 건축물, 복합건축물은 하나의 건축물에 용도가 2가지 이상인 건축물로, 이러한 건축물들은 지속적으로 증가하고 있다.

고층복합건축물은 수용 인원이 많지만 건축 면적이 제한적이고 층수가 높아 화재가 발생할 경우 인적, 물적 피해가 크다.

이러한 위험성으로부터 재실자의 안전을 최대한 보장하기 위한 방안으로 ｢소방시설 설치 및 관리에 관한 법률｣(약칭 소방시설법)에서는 2011년부터 성능위주설계(Performance Based Design)1)가 도입됐다. 이는 기존의 사양(코드) 위주설계로는 건물의 화재 안전성을 확보하기 어려워 도입된 설계제도다.

성능위주설계는 화재 안전 목표를 만족시키기 위해 화재역학을 바탕으로 과학적인 기법과 피난 및 화재 시뮬레이션을 이용한 공학적인 평가를 바탕으로 한다.

2011년 성능위주설계에 심의제도가 도입된 이후 최근까지 화재역학, 시뮬레이션 기법, 검증방법에 대한 발전은 미비하고, 성능위주설계 법률제도에 대한 개정은 여러차례 이뤄졌다.

현재 심의제도는 평가단원(이하 심의위원이라 한다.)의 심의의견 위주로 진행되고 있으며 심의의견은 검증이나 협의 없이 반영되고 있다.

또한 2단계에 걸쳐 심의가 진행되어 설계도서에 심의내용을 반영할 시간적인 여유가 없어 도면에 반영되지 않은 상태로 현장으로 넘어오는 경우가 빈번하다.

이로 인해 건설현장에서 이를 반영하기 위해 시간과 비용이 증가해 발주처 및 건축주의 경제적 비용이 상승하며 심의의견 중 명확한 기준이 없는 항목 등은 현장에서 대처하기 어려운 상황이 발생하고 있다.

따라서 본 연구는 심의의견 분석과 FGI(Foucs Group Interview)을 통해 심의제도의 개선사항을 제시하고 심의의견을 현장에서 반영하기 어려울 경우에 대처할 수 있는 행정기준과 통합 표준 가이드라인 제정의 필요성을 제시하고자 한다.

◇ 성능위주설계 도입의 배경... 과잉 설계되는 부분을 줄여 최종적으로 설비비용 절감

건축 기술의 발달과 인구의 도시 집중화로 인해 건축물의 고층화, 심층화, 복합화가 진행되면서 기존의 사양 위주 설계로는 건축물의 화재 안전성을 확보하는데 어려움이 발생했다.

이에 따라 국내에서는 2011년부터 소방시설 등에 성능 위주설계를 도입했다. 성능 위주 설계는 화재 위험 분석, 인명 안전성 평가, 화재 안전성 평가, 화재 역학, 화재·피난 시뮬레이션, 피난 해석 등을 활용하여 소방시설을 설계할 때 공학적인 기법을 도입한 제도다.

이는 사양 위주 설계로는 확보하기 어려운 화재 방호 문제를 해결하기 위해 도입됐다. 공학적인 접근을 통해 안전성을 확보하고 과잉 설계를 지양하여 경제성을 높일 수 있는 설계 방법이기도 하다.

결론적으로 최적 설계를 추구해 설비들이 올바른 기능을 수행하도록 하고 제도화된 설계 시 안전율 등에 의해 과잉 설계되는 부분을 줄여 최종적으로 설비비용을 절감하는 효율적인 설계다.

◇ 성능위주설계의 장의... 특성에 적합하게 화재안전성을 실현하면서 불필요한 설비를 배제

법제도에 따른 성능위주설계의 정의는 다음과 같다. 원하는 수준의 화재안전 목표를 만족시키기 위해 설계전략을 세우고 화재역학을 바탕으로 과학적인 기법과 화재시뮬레이션과 피난 시뮬레이션 등을 이용하는 공학적인 평가를 바탕으로 적극적, 자율적, 정량적 설계가 가능할 설계를 말한다(소방시설 공사업법).

소방 관련법 및 화재안전기준 등에 따라 제도화된 설계를 대체하는 설계로서 화재안전기준 등 법규에 따라 설계된 화재안전성능보다 동등 이상의 화재안전성능을 확보하는 설계다(구법-소방시설 등의 성능위주설계방법 및 기준).

소방대상물의 특성을 고려한 설계로서 특성에 적합하게 화재안전성을 실현하면서 불필요한 설비를 배제하고 발전된 소방기술의 적용을 통해 효율적인 소방시설을 설치할 수 있는 설계다.

◇ 외국의 성능위주절차와 국내와의 차이점... 심의의견의 일관성이 결여 되는 단점 존재

미국의 경우 코드와 기준을 바탕으로 성능위주설계 과정을 진행하는 반면 일본의 경우 성능지정 평가기관에서 설계를 평가하는 프로세스로 성능위주 설계가 진행된다.

국내의 경우는 심의의견 중심으로 진행된다는 면에서 차별성을 보이고 있다. 미국처럼 코드와 기준을 바탕으로 진행한다면 성능설계의 절차는 간단하지만 이슈가 되는 항목이 발생할 경우 개정 절차를 거쳐야하므로 즉시 반영이 어렵다.

일본의 경우처럼 성능지정 평가기관에서 설계를 평가하는 경우 설계 평가가 일관성을 가지게 되며 이슈가 되는 항목도 즉시 반영할 수 있을 것이다.

국내의 경우는 2011년 이후 현재까지 심의제도에 의한 평가방법이었으며 지차체별 공통의견, 표준가이드 라인이 있었다. 하지만 심의의원의 구성에 따라 심의의견이 다르게 제시될 수 있다. 이는 심의의견의 일관성이 결여 되는 단점을 깆고 있다.

◇ 주요 연구 결과... 심의위원의 현장 전문성 강화 및 교육 필요하며 협의체를 통해 심의의견 검증 필요

성능위주설계 심의제도의 핵심인 심의의견에 대한 개선방향을 제시하기 위해 현장사례분석, FGI(전문가심층인터뷰)를 통해 문제점을 도출하고 개선방안을 제시했다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.

첫째, 심의의견 중에서 문제가 있는 심의의견이 있다는 것이다. 개선방안으로는 심의의원의 현장 전문성 강화와 교육의 필요성과 협의체를 통해 심의의견이 검증되고 중복의견이 통합돼야 한다.

둘째, 사례분석과 FGI를 통해 20일 이내에 진행되는 심의절차는 설계사의 조치 계획서가 부실하게 작성됨을 알 수 있었다.

20일의 기간을 25~30일로 조절해 설계사의 조치계획서가 실효성 있게 작성돼야 하며 설계사의 미반영 의견이 자유롭게 받아들여 줄 수 있는 환경이 필요하고 성능설계자의 교육 또한 필요하다.

셋째, FGI를 통해 현장에서 미반영 되는 심의의견에 대한 대처 방안이 다양함을 알수 있었다. 현장에서 부분 반영 및 미반영 사항이 있는 경우 조치 방안에 대해 기준이 마련돼야 한다.

미반영되는 경우는 심의의견의 문제로 인해 발생하는 것이 많은데 심의위원의 동의를 요하는 건 불합리하다. 이에 대한 기준이 제시되어야 한다.

넷째, 지자체별로 제정된 표준가이드라인의 통합이 필요하다. 각각 표준가이드라인은 대동소이하므로 이를 통합할 필요가 있다.

표준가이드라인의 반영 여부를 심의하고 건물의 특성에 따라 추가하여야 할 내용을 제시하는 심의로 1단계로 진행하되 기간을 충분히 주어 설계사의 조치계획 작성 시간을 여유 있게 주어야 한다.

다섯째, 시뮬레이션 방법 및 검증절차가 성능 심의에 중심이 되도록 범국가적으로 연구·개발하여 이에 대한 교육과 가이드라인이 제시돼야 한다.

◇ 연구성과의 한계... 심의의견 관련 데이터 확보의 어려움 존재

본 연구는 성능위주설계의 중심인 심의의견에 대한 개선방안을 제시하고자 하였다. 그러나 서울특별시와 경기도 소재의 3곳에 대한 현장사례 분석을 진행하여 연구의 한계가 있었다.

설계사의 설계도서를 완벽히 보완하는 문제점에 대해서는 본 연구자의 업무 분야가 아니므로 제한이 있었다. 또한 관련 부처의 자료 제공에 대해 한계가 있었다.

4차 혁명시대로 가고 있는 현시점에 관련 부처의 데이터 수집이 제한적인게 아쉬웠다. 현재까지의 심의의견에 대해 완공된 건축물에서 적합하게 사용되고 있는지 자료를 데이터베이스화해 효율성이 있는 의견은 일반건축물에도 적용하도록 하였으면 한다.

◇ 향후 연구과제... 일본의 평가제도를 도입해 국내 제도 개선 필요

본 연구는 현행 시스템 내에서의 개선방안을 제시했고 성능위주설계 제도와 관련되어서는 추후 후속 연구가 필요하다.

미국의 성능위주설계 프로세스처럼 기준이나 코드가 중심으로 되는 경우는 설계절차는 간단해지는 반면 새로운 내용을 업데이트하기 어렵다.

일본의 경우처럼 전문 성능 지정기관에서의 평가는 일관성이 있으며 새로운 이슈 사항도 바로 반영할 수 있어 국내에서도 도입하기 적합한 제도라 사료된다.

본 연구를 바탕으로 국내의 성능위주설계 심의제도가 건축물에 대해서는 화재 안전성이 강화되고, 경제적이며 효율적인 방안으로 이루어지길 바란다.

▲ 배웅규 전문위원(중앙대학교 교수)