철골 비해 내화성 우수 초고층 적합 강도별 구체적 내화설계 방안 필요
이런 초고층 구조재료로서 고강도 콘크리트 사용은 우수한 경제성, 내구성과 함께 사용성의 이점으로 활용성이 제고 되고 있으며 중동 UAE 버즈 두바이 160층의 경우에도 고강도 콘크리트로 하는 등 그 활용이 구조 재료로서 더욱 용도를 넓혀가고 있다.
일반적으로 철근콘크리트 구조는 이전부터 초고층용으로 사용되어 왔던 철골구조에 비해 화재에 대하여 비교적 우수한 것으로 알려져 왔으며 수많은 구조물이 화재 피해 후 보수 보강 후 재사용 되고 있다.
그러나 고강도 철근콘크리트 부재는 수밀성이 높아 화재 시에 콘크리트내부에서 발생되는 수증기를 외부로 배출시키지 못하여 일정 정도의 고온에서 갑작스럽게 부재 표면이 심한 폭음과 함께 박리 및 탈락하는 폭렬현상이 일어나는 단점이 있는 것으로 알려져 있다.
이에 따라 유럽과 일본에서는 고강도 콘크리트 폭렬에 관한 설계 및 제어 지침을 법적인 내용으로 제정하여 사용하고 있으나 우리나라의 경우는 아직 관련법규 및 제도가 정비되지 않고 있는 등 고강도 콘크리트 폭렬등과 같은 내화 설계에는 상당히 미흡한 실정이다. 따라서 콘크리트에 있어서 고강도 콘크리트 폭렬 제어를 할 수 있는 성능위주의 내화설계(Performance Based Fire Safety Design)는 향후 기존의 저강도 콘크리트에서 고강도 콘크리트의 사용과 최적의 내화설계를 위한 필수적인 단계라고 할 수 있다.
최근 국내에서도 고강도콘크리트의 내화성능에 관하여 관련업계, 연구소 및 전문가 뿐 만아니라 사회적인 관심사로 대두되면서 그 대책마련에 대한 필요성이 크게 대두되고 각계의 의견이 활발하게 국내에서 논의하여 온 내용을 정리하여 다음과 같이 대책방안을 제시한다.
첫째, 고강도콘크리트강도별 내화설계방안이 마련되어야 한다. 국내에서 발표한 실험 및 논문자료를 조사한 결과에 의하면 콘크리트 강도 40-60MPa사이에서는 화재 시 폭렬에 의한 일부 중량감소현상(중량감소율 10-20%)이 나타나는데 비하여 60MPa 이상에서는 중대한 중량감소현상(중량감소율 38~75%)이 나타나는 것으로 조사되어 콘크리트 강도 60MPa 이하에서는 구조부재의 안전성에 심각한 영향을 미치지 않는다고 판단되며, 설계 시 구조내화설계 등의 조치를 통하여 내화성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
이에 대한 구체적이고 세부적인 방안은 학회 및 관련 전문가들의 연구를 통하여 마련되어져야 할 것이다. 콘크리트 강도 60MPa이상에 대하여는 폭렬저감방안 및 동등이상의 폭렬저감 방지대책을 적용하고 재하시험 혹은 비재하시험을 통하여 내화성능을 검증하여야 한다.
둘째, 객관적인 고강도콘크리트 내화성능검증위원회 설립이 필요하다. 현재 국내에서 고강도 콘크리트 폭렬에 대한 시험은 건설기술연구원과 방재시험연구원에서만 실시할 수 있으며, 인증은 건설기술연구원 한 개 기관에서만 가능하다. 이번에 건설교통부에서 고강도 콘크리트 폭렬에 관한 내화성능기준이 제정이 되면은 많은 기관에서 시험 및 성능 인증이 필요하다. 따라서 시험기관과 성능인증기관을 객관적으로 구분하여 두 개의 기관에서 시험한 성적을 종합적이며 객관적으로 두 개의 시험기관과 구분하여 평가할 필요가 있다.
이를 위하여 내화구조안전에 관한 시험, 검증 및 판정등에 관한 사항은 건설교통부 내에 별도의 전문 위원회 설립과 함께 많은 전문가들이 활동하고 있는 대한건축학회에 설치된 고강도 콘크리트 내화성능 검증위원회의 확인을 받도록 하여야 한다.
마지막으로 우리나라의 현황에 맞는 고강도콘크리트내화설계 및 관리방안을 마련하기위하여 학회, 연구소 및 관련기관에서 준비를 하고 있다. 그러나 새로운 기준은 자칫 다양하게 급변하는 시설물의 요구 성능과 기술발전을 수용하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. 따라서 융통성 있는 평가기준을 정립하여 실무자로 하여금 선택의 기회를 넓혀 국민생활환경 수준을 높이고 나아가 국가의 건설기술 경쟁력을 향상할 수 있는 방향으로 새로운 기준이 제정되어야 할 것이다. 〈한양대 친환경건축 연구센터 소장〉
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