대한설비설계협회(회장 이수연) 소음진동‧내진위원회는 기계설비 내진설계 책임기술자 업무를 명시한 ‘내진설비 설계기준’ 제정에 주도적인 역할을 담당해왔다. 내진설비 설계기준은 국토교통부가 대한설비공학회에 연구용역을 의뢰한 것으로 지난해 11월 기계 비구조요소 내진설계 관련기준을 포함하는 내용이 담겨있으며 본격 제도반영을 위한 절차를 진행하고 있다. 올해 취임한 최종철 설비설계협회 소음진동‧내진위원장을 만나 내진설비 의무화 현황, 지진 발생 시 비구조요소로 인한 2차 피해 시나리오 등을 들었다.■ 기계설비 내진설계 법제를 평가하면
국내 지진하중 산정방식은 미국이 만든 지진하중 산정방식대비 약 2배 이상 높게 산정되도록 규정하고 있다. 이는 건축물 내진설계기준에 따라 산정된 지진하중과 내진시스템 하중 등에 대한 안정성을 충분히 고려한 것으로 이해할 수 있다. 다만 각 장비들의 내진설계 방향성이나 하중 등에 대한 설치방식 제외여건에 대한 명확한 규정이 전무하다.
이에 따라 기계설비 내진설계 제외대상 여부와 관련해 현장에서 혼선이 발생하고 있다. 이를 위해 건설기준센터는 현재 설비공학회를 통해 내진설비 설계기준(KDS 31 50 16), 내진설비공사 개정을 위한 업무(KDS 31 50 10 15) 등을 진행하고 있다.
지속적인 관련법제 개선활동과 기계설비 설계기업 및 내진설비기업들의 노력으로 해외대비 앞선 비구조요소 내진설계 및 설비체계를 갖추게 될 것으로 기대한다.
■ 비구조요소 내진설계 관련 법제에서 개선할 점은
기계 비구조요소 내진설계는 건축 관련법령 외에도 기계설비법과 기계설비 기술기준 등에서 기계설비 종류별로 규정하고 있다. 그러나 설계자 및 시공자가 원활한 내진업무를 진행하기 위해 기계설비 기술기준에서 설비별 설계 및 시공방안을 제시하는 방향이 필요하기에 이와 관련해서는 관련법제를 통해 구체화시킬 필요가 있다. 세밀한 방향성이 시공현장에서의 혼선을 최소화할 수 있을 것이다.
■ 정부 고시개정 이후 업계 관심이 높아졌는데
건축구조기준 일부개정(안)은 2019년 3월 국토부 고시 제2019-117호로 발표됐다. 개정사유는 ‘지진‧화산재해대책법’ 제14조 및 동법 시행령 제10조에 따른 내진설계기준 공통 적용사항 등을 반영하기 위함이었다.
고시발표 이후 주목받지 못했던 기계설비 또는 전기설비 내진설계에 대한 필요성과 관심이 높아졌으며 대상은 내진 특등급에 해당하는 관공서, 학교 및 응급시설 등에서 우선적으로 적용됐다.
이에 따라 건축사, 기술사 등 건축관련 전문가들이 비구조요소 내진설계 교육 및 필요성을 느끼고 있으며 비구조요소 내진설계를 수행하는 기업이 늘어나고 있다.
내진설비의 경우 국내에서 비구조요소 내진설계기준이 강화됨에 따라 제조기업들이 강화된 기준을 근거로 제품을 개발하는 한편 이를 건축물에 적용하고 있다.
■ 비구조요소 설계기준 핵심 내용은
비구조요소 내진설계는 중요도계수가 1.5와 1.0으로 구분되며 1.5에 해당하는 관공서, 병원 등 건물에 대해서는 의무적으로 내진이 적용돼야 한다. 1.0에 해당하는 가설구조물, 소규모 창고 등의 경우 건축주와 협의에 따라 내진적용이 이뤄지며 중요도계수 1.0일 경우 내진설계 제외대상 항목도 규정하고 있다.
설계지진력은 등가정적하중과 동적해석법 중 선택해 적용할 수 있으며 수평설계지진력은 기계설비가 설치된 위치의 지반조건, 건물높이, 층수, 증폭계수, 반응수정계수 등 여러 항목을 고려해 산정된다. 이와 함께 수직설계지진력도 산정해야 한다. 이는 소방시설 내진설계기준과 다른 점이며 고려돼야 하는 점도 다를 수 있다.
■ 지진발생 시 2차 피해 시나리오는
누수로 화재가 발생해 추가적인 인명피해, 재산피해가 발생할 수 있다. 소방시설 내진설계에 따라 소방시스템이 정상가동돼 피해는 감소될 수 있다.
그러나 기계설비 내진설계가 적용되지 않았다면 상온의 수배관 및 열배관 등에 누수가 발생해 전기 접촉에 의한 감전이나 화상피해 및 재산상 피해가 일어날 수 있다.
피난경로 차단으로 인한 피해도 우려된다. 1차 지진이 멈추고 안전한 건물외부로 대피가 필요하지만 천장에 설치된 장비나 배관, 덕트 등 연속체가 이탈해 낙하한 경우 직접적 충격에 의해서든 피난경로 차단에 의해서든 인명피해가 발생할 수 있다. 옥탑에 설치된 기계설비가 이탈해 건물 외부로 낙하되는 경우에도 건물에 인접해 있는 인명이나 재산피해가 예상된다.
■ 미션크리티컬시설인 DC도 내진설계가 필수적인데 데이터센터(DC)는 사회의 중요한 기반시설이며 대규모의 서버와 네트워크 장비 등을 수용하는 시설이기에 지진 발생 시 비구조요소 손상으로 인한 2차 피해가 발생할 수 있다. 저장된 데이터저장 및 관리 측면에서 국가 및 기업 생산성 향상, 경제발전, 국민 편의성 증진 등에 주요한 역할을 담당하고 있어 높은 안정성이 요구된다.
DC의 내진 특등급과 1등급 분류기준은 연면적 1,000m²를 경계로 연면적 1,000m² 이상의 건축물에 비구조요소 내진설계를 의무화해 데이터보호 및 안정성을 보장하도록 돼 있다. 그러나 연면적 1,000m² 미만인 DC도 발주처의 선택에 따라 내진설계가 가능하며 DC의 중요성 및 지진피해 발생 후 복구작업을 고려할 경우 내진설계가 필요하다.
IDC는 대규모 전력을 소비하며 온‧습도조절을 위한 관련 기계설비가 높은 설비비중을 차지하고 있다. 이에 따라 일반적인 건축물에 비해 기계‧전기 비구조요소 내진설계 대상도 매우 많다. 그러나 설계 초기 내진설계를 고려하지 않을 경우 흔들림방지버팀대 및 내진스토퍼 등을 설치할 공간이 부족할 수 있어 초기 설계 시 내진시스템을 추가로 설치할 수 있는 공간을 마련토록 검토해야 한다.
■ 국내‧외 비구조요소 내진설계 기술수준은
국내 비구조요소 내진설비 및 설계는 미국과 일본의 기술을 참고해 발전하고 있으며 국내 일부 기업들은 평택 미군기지의 내진설계 경험을 바탕으로 비구조요소 내진설계에 대한 노하우를 축적했다. 해외 비구조요소 내진설비 수준은 장비에 따라 다양한 특성을 가지고 있으며 내진설비가 설치될 수 있는 충분한 공간을 건축부문에서 제공하고 있다.
이에 따라 건설현장 및 기계설비 설계기업의 내진설비기술 수준은 내진설비기술 차이보다 내진설계와 설비 설치를 중요요인으로 인지하는 것이 중요하다.
