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화재에 안전한 전선의 필요성과 개발 방향
2011-01-10



넥상스코리아(www.nexanskorea.com)
여혜란 홍보담당 이사
(02)2140-2404 / hea-ran.your@nexans.com

화재에 안전한 전선의 필요성

지난 2010년 10월 1일 부산 해운대 고층건물 4층에서 화재가 발생해 불에 타기 쉬운 특수 페인트를 사용한 외벽을 타고 불이 20분 만에 38층까지 번진 큰 사고가 있었다. 다행히 인명 피해는 없었지만, 앞으로 이런 종류의 재난을 방지하기 위한 개선점을 다각도로 짚어 봐야 한다.
화재 관련 사고를 분석해 보면, 전기로 인해 발생한 화재가 30%를 상회하며 발생원인의 수위(首位)를 차지하고 있다. 물론 전기 관련 사고가 모두 전선 때문은 아니지만 화재에 안전한 전선을 사용했을 경우 희생자를 많이 줄일 수 있음을 특별히 주목할 필요가 있다. 지난번 대구 지하철 사고와 같은 대형 화재 사고를 보더라도 직접적인 화상에 의한 피해보다 연기 및 독성에 의한 질식사와 비상구를 표시하는 등이 제대로 작동하지 않아 출구를 찾지 못해 희생된 경우가 더 많았기 때문이다.

선진국이라고 하는 유럽에서도 이런 대형 화재 사건이 없었던 것은 아니다. 1996년 17명의 사망자와 62명의 부상자를 낸 독일 뒤셀도르프 공항 화재 사건, 1999년 차량 34대의 소실과 41명의 사망자를 내고 이틀이 지나서야 진화된 프랑스 몽블랑 터널화재 사건, 2003년 사망 28명과 부상 78명의 학생희생자를 낸 러시아 모스크바대학 화재 사건 등이 그러한 예이다(<그림 1> 참조). 그런데 여기서 관심을 끄는 것은, 유럽에서는 이런 뼈아픈 교훈을 바탕으로 CPD(Construction Products Directive : 건축자재 및 제품에 대한 강령)를 제정해 난연, 내화 및 무독성 전선을 의무적으로 사용하도록 적극 추진하고 있다는 점이다.
그렇다면 우리나라의 실정은 어떠한가? 우리나라의 법령을 살펴보면 전기용품안전관리법, 산업표준화법, 그리고 전기사업법 등이 있지만, 화재에 안전한 전선에 대해서는 소극적으로 대처하고 있는 것이 현실이다. 다행히 소방법 내의 '소방기술기준'에 의해 내열 전선(FR3) 및 내화 전선(FR8)의 사용은 규정돼 있으나, 저독성 및 무독성(HFPO, LSZH)
전선을 사용하도록 하는 의무 규정은 없다.

화재에 안전한 전선에 대한 연구 방향

화재에 안전한 전선의 필요성이 그 어느 때보다 높은 요즘, 본고에서는 넥상스 R&D 센터(프랑스 리옹 소재)에서 진행 중인 내화 및 난연에 대한 연구 동향을 비롯해 'Alsecure', 'Alsecure+' 및 1,000℃에서 90분간 불에 노출돼도 전선이 세라믹화 하는, 현재 개발된 것 중 최상의 Infit 기술이 접목된 'Alsecure Premium'전선 제품을 소개하고자 한다.

내화, 난연, 무독성 케이블 연구

화재에 안전한 전선이라고 하면 크게 두 가지로 분류된다. ▲ 불꽃이 잘 나지 않고 ▲ 가연성이 낮으며 ▲ 열이 안 번지고 ▲ 연기가 방사되지 않는 한편 ▲ 독가스를 발생하지 않는 수동적 의미의 전선과, 화재 시에도 전력을 공급하고 통신을 유지하는 등 전선의 기능을 지속적으로 유지해 소방 작업을 가능하게 하는 적극적 개념의 전선이 그것이다.
화재에 안전한 전선을 만들기 위해 넥상스는 여러 각도에서 연구를 진행 중인데, 첫째는 '불'이 발생하고 진행되는 절차를 이해해 이를 억제하는 제품을 개발하는 것이다. 즉, 불은 열이 공기 중의 산소를 만나 화학반응을 일으키면서 크게 번진다. 불이 번지지 않도록 하기 위해 방법론적으로 ▲ 열을 분해하는 화학 물질의 사용 ▲ 기포 단계 희석 ▲ 멜라민을 사용해 불길이 번지는 것을 막는 방법 ▲ 해포석을 사용해 증기를 흡수하거나 전선 스스로 방화벽을 생성해 화재의 진행을 막는 방법 등이 있다.
둘째는 불에 잘 타지 않는 난연 재료를 개발해 화재에 안전한 전선을 만드는 방법이다.
넥상스는 현재 41종류의 난연, 내화 물질을 개발해 특허를 가지고 있다. 예를 들면 나노 성분의 재료라든지 충진 콤파운드 같은 것들이 있다.
셋째는 화재를 모델링 하는 것이다. 여기에는 작은 규모의 화재를 발생시킨 후 화재를 분석해 실제 화재에 대비하는 방법이 있다.
화재 테스트 모델링을 통해 실제 화재를 정확하게 이해할 수 있으며, 이에 따라 고객이 원하는 최선의 전선 제품을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
마지막으로 이러한 연구를 바탕으로 실제로 제품을 생산할 수 있는 생산 과정 모델링을 만든다. 이는 최고의 품질 유지를 위한 최적의 생산 조건을 찾아가는 과정을 말한다.

화재 시 기능이 작동되는 전선에 대한 연구

화재가 발생해도 적극적 개념의 전선 기능을 유지할 수 있게 하기 위한 연구는 차세대 소재를 개발하는 데 역점을 두고 있다. PVC 인화성 소재는 화재에 노출됐을 때 시꺼먼 연기와 함께 절연체가 녹아 단전이 된다. 이를 방지하기 위한 차세대 원자재로 세라믹 소재를 개발, 사용하고 있다.

넥상스는 세라믹 소재의 밀도를 높여 안전성과 응집력을 향상했다. 일반 표준 HFFR 콤파운드의 응집력이 2인 반면 넥상스의 'Alsecure+'제품은 전선 외장에 특수 소재를 사용함으로써 13으로 향상시켰다(<그림 3> 참조). 또한 일반 표준 깔집(Bedding) 콤파운드의 응집력이 0.4에서 2.0인데 반해 세라믹 성분을 사용한 넥상스 제품은 43에 달한다.
마지막으로 절연체에 세라믹 성분을 사용함으로써 고온에서도 절연이 가능하다. 넥상스의 신소재제품은 목탄 응집력의 향상으로 화재 시에도 전선의 성능을 최대한 보장한다.
앞에서 언급한 바와 같이 유럽에서는 건축자재 및 제품에 대한 강령을 제정해 화재에 안전한 건축자재사용을 적극 권장한다. 유럽의 난연 및 내화용 전선의 등급에 대해 자세히 살펴보면, 내화 및 난연 기능이 없는 일반 전선을 Fca라고 하고 가연성이 전혀없는 화재에 완벽한 전선을 Aca로 표시, 중간에 5등급이 더 있어 총 7등급으로 구별돼 있다(<표> 참조).
넥상스의 'Alsecure'제품은 Cca 등급에, 'Alsecure+'제품은 B2ca 등급에 포함된다.
1,000°C 이상 온도에서도 일정 시간 전선의 기능을 다하면서 세라믹화 되는 새로운 Infit 기술이 접목돼 개발된 'Alsecure Premium'은 현재 상용화 된 전선 중에서 화재에 가장 안전한 전선이다.

넥상스의 제품인 'Alsecure', 'Alsecure+' 및 'Alscure Premium'이 화재에 안전한 제품으로 인정받고 있는 것은 다음과 같은 이유에서이다.
첫째, 화재에 안전하기 때문에 이들 제품은 지하철, 터널, 고층건물 등 대중들에게 특히 화재 시 위험이 노출되어 있는 장소에 주로 사용된다.
둘째, 뛰어난 소재 덕분에 화재가 발생했을 때 비디오 감시 시스템, 연기 감지기, 보안등이 정상적으로 가동될 수 있도록 한다.
셋째, 저연(Low Smoke) 소재를 사용해 화재가 났을 때도 대피하는 데 문제가 없을 정도로 시계(視界)를 가리지 않는다.
끝으로 전선에 무할로겐 소재를 사용해 기계장치와 건물에 최소한의 부식 피해만을 주기 때문에 화재 후 교체, 청소 및 제2차 오염에 대한 비용을 최소화 한다.

마무리

이제 우리나라도 경제 규모 세계 11위의 선진 위치에 있다. 건물들은 고급화, 지능화, 대형화 되고 있으며, 지하철망은 더욱 복잡해지고 지하의 깊이도 더해지고 있다. 이런 초고층 건물이나 복잡한 지하철 내에서 그런 일이 없어야겠지만 만에 하나 전선의 내화력 부족으로 인해 소화시설이나 유도등의 소화 안전설비가 제대로 작동하지 않는다면 그 결과는 끔찍한 일이 아닐 수 없다.
빌딩에서 전선이 차지하는 비중은 1%도 되지 않는데, 비용 절감을 이유로 화재에 취약한 전선을 사용해 일어나는 참사를 미연에 방지할 수 있도록 법규의 강제 적용이 절실하다. 빌딩 오너들도 건물 신축 시 화재에 안전한 전선 사용 의무화를 건설업체에 적극적으로 권고할 뿐 아니라 강제법 적용에 협조해 화재 시 인명 및 재산 손실을 줄이는 방향으로 나아가야 한다.

 
세라믹(Ceramic)
열처리에 의해 제조된 비금속의 무기 재질 고체 재료로, 내열, 내식(耐蝕), 내마모성이 뛰어난 특성을 갖는다. 금속이나 플라스틱과 달라서 전연성(展延性)이나 가소성이 없기 때문에 원하는 형상, 치수 정밀도의 재료 부품을 만들기 어렵다. 그러나 최근 고도하게 정선된 원료를 써서 정밀하게 조제된 화학적 조성(組成)을 가지며, 잘 제어된 성형·소성법에 의해 뛰어난 치수 정밀도를 갖는 고성능의 세라믹이 만들어지게 됐다. 이것을 뉴 세라믹(New Ceramic) 내지 파인 세라믹(Fine Ceramic)라 한다.

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