내화구조에 관한 기술지침(D-45-2012)

○ 관련규격 및 자료

     - API PUBL 2218(Fireproofing practices in petroleum and petrochemical processing plants)

     - IRI Information(Fireproofing for oil and chemical properties)

     - KSF 2257-1,6,7(건축 부재의 내화 시험 방법)

     - UL 1709(Rapid rise fire test of protection materials for structural steel)

○ 관련법규․ 규칙․ 고시 등

     - 산업안전보건기준에 관한 규칙 제270조(내화기준)

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내화구조에 관한 기술지침(D-45-2012)

 

1. 목 적

2. 적용범위

3. 용어의 정의

4. 내화구조의 대상 및 범위

5. 내화성능

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1. 목 적

이 기술지침은 산업안전보건기준에 관한 규칙(이하 “안전보건규칙”이라 한다) 제270조(내화기준)의 규정에 의하여 가스 또는 분진폭발위험 장소에 설치하는 건축물 등의 내화구조에 대한 기술적 사항을 정함을 목적으로 한다.

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2. 적용범위

이 지침은 안전보건규칙 제230조(폭발위험이 있는 장소의 설정 및 관리) 제1항의 규정에 의한 인화성 액체의 증기 또는 가스에 의한 폭발위험장소와 분진에 의한 폭발위험장소에 설치하는 건축물의 기둥 및 보, 위험물 저장․ 취급용기의 지지대 및 배관․ 전선관 등의 지지대를 내화구조로 하는 경우에 적용한다.

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3. 용어의 정의

(1) 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

(가) “내화구조”라 함은 건축물의 기둥 및 보, 위험물 저장․ 취급용기의 지지대 및 배관․ 전선관 등의 지지대가 화재시 일정시간 동안 강도와 그 성능을 유지할 수 있는 구조를 말한다.

(나) “내화성능”이라 함은 정해진 가열시험방법에 따라 시험한 결과, 각 단면에서 측정한 강재의 평균온도가 538 ℃ 를 넘지 않고, 온도가 측정된 어느 곳에서도 649 ℃ 를 넘지 않는 조건을 말한다.

(다) “내화재료”라 함은 건축물의 기둥 및 보, 위험물 저장․ 취급용기의 지지대 및 배관․ 전선관 등의 지지대를 내화구조로 하기 위하여 사용되는 재료로서 내화 콘크리트, 내화 뿜칠재, 내화 도료 등을 말한다.

(라) “내화시간”이라 함은 정해진 가열시험방법에 따라 시험한 결과, 내화성능이 보장되는 시간을 말한다.

(2) 기타 이 지침에서 사용하는 용어의 정의는 이 지침에서 특별히 규정하는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 동법 시행령, 안전보건규칙 및 기타 고시에서 정하는 바에 따른다.

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4. 내화구조의 대상 및 범위

이 지침이 적용되는 내화구조의 대상 및 범위는 다음과 같다. 다만, 건축물 등의 주변에 물 분무시설 또는 폼헤드(Foam head) 설비 등의 자동소화설비를 설치하여 건축물 화재 시 2시간 이상 그 안정성을 유지할 수 있도록 한 경우와 정량적 위험성 평가 결과, 화재로 인하여 강재의 온도가 내화성능온도를 초과하지 않는 것이 기술적으로 입증된 경우에는 내화구조로 아니할 수 있다.

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4.1 공통사항

(1) 건축물의 기둥(Column)과 보(Beam)는 지상 1층(지상 1층의 높이가 6 m를 초과하는 경우에는 6 m)까지가 내화범위이다. 다만, 석유화학공장 등 위험물의 보유량이 많거나, 공정압력이 높은 경우에는 9 m 이상까지 내화구조로 하는 것을 고려하여야 하며, 지상 2층 이상인 경우에도 각 층의 바닥면이 콘크리트 등으로 막혀 있어 누출된 가연물질이 고일 수 있는 구조이거나 가연물질이 지속적으로 누출되어 화재가 지속 또는 확대될 가능성이 있는 경우에는 가장 높은 위치까지 내화구조로 하여야 한다.

(2) 위험물 저장․ 취급 용기의 지지대는 지상 또는 누출된 가연물질이 고일 수 있는 바닥으로부터 지지대의 끝부분까지 내화구조로 한다. 다만, 지지대의 높이가 300 mm 이하인 것은 제외할 수 있다.

(3) 배관․ 전선관 등의 지지대는 지상으로부터 1단(1단의 높이가 6 m를 초과하는 경우에는 6 m)까지 내화대상이 된다.

4.2 건축물의 기둥 및 보 (1) 4.1항의 내화대상 지역 내의 모든 건축물의 주 기둥과 보는 모두 내화구조로 하여야 하며, 수직 하중을 받는 지지대나 기둥의 수평 안정성에 기여하는 곡재(Knee)와 가새(Bracing : 대각선의 경사부재)도 내화구조로 하여야 한다. 다만, 가연성 액체를 취급하는 응축기, 열교환기 등 화재위험장치가 바닥이 막히지 않은 다층구조의 건축물에 설치된 경우는 최상층 바닥까지 내화구조로 하되, 바람과 지진을 견디게 하기 위해 사용된 곡재와 가새는 내화구조로 할 필요가 없다.(부록 1의 <그림 1> 참조)

(2) 다층구조의 건축물이면서 가연성 액체가 고일 수 있는 바닥위에 화재위험이 있는 장치가 설치될 경우에는 화재위험이 없는 장치가 설치된 상부층 바닥까지 내화구조로 하여야 하며, 화재위험이 없는 장치만 설치된 경우에는 1층까지 내화구

조로 한다. (부록 1의 <그림 2>, <그림 3> 참조)

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4.3 위험물 저장․ 취급 용기의 지지대

(1) 지지대의 높이가 내화 대상지역 내의 반응기, 탑조류, 열교환기 등 위험물을 저장․ 취급하는 용기 중 용기가 설치된 바닥 또는 콘크리트 받침대로부터 300 mm를 초과하는 경우에는 바닥으로부터 지지대의 끝부분까지 지지대 전체를 내화구조로 하여야 한다.

(2) 탑조류와 수직용기를 지지하는 스커트(Skirt)는 다음 각 호의 기준을 따른다.

(가) 탑조류와 수직용기를 지지하는 스커트에 개구부가 없는 경우에는 외부표면을 내화구조로 하여야 한다.

(나) 탑조류와 수직용기를 지지하는 스커트에 밀폐되지 않은 직경 600 mm 또는 동등 이상의 개구부가 있거나, 스커트 내부에 플랜지나 밸브 등 누출위험이 있는 연결부위가 있으면 스커트의 내․ 외부 모두를 내화구조로 하여야 한다.

(다) 스커트에 설치된 맨홀 등 개구부를 막는 경우에는 마개를 탈착이 가능한 두께 6 mm 이상의 철판으로 제작하여야 한다.

(3) 직경이 750 mm 이상인 수평의 열교환기, 냉각기, 응축기, 드럼, 리시버 및 축적기를 지지하는 철제 받침대(Steel saddles)는 내화구조로 하여야 한다.

(4) 내화 대상지역 내의 반응기, 탑조류 또는 이와 유사한 용기가 내화구조로 된 구조물에 설치될 때 철재 브래킷(Steel brackets)과 러그(Lugs)도 지지대와 동등한 내화구조로 하여야 한다.

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4.4 배관, 전선관 등의 지지대

(1) 내화 대상지역 내의 배관, 전선관 등의 지지대가 파이프 랙(Pipe rack)인 경우에는 지상으로부터 1단까지 주 기둥 및 보를 모두 내화구조로 하여야 한다. 다만, 1단의 높이가 6 m를 초과하는 경우에는 6 m 까지, 파이프 랙 하부에 위험물질 이송 펌프가 설치된 경우에는 9 m 범위 내에서 최 상단까지 내화구조로 하여야 한다. 다만, 배관의 고정 및 수축팽창과 관련하여 배관에 부착된 지지대는 제외한다.(부록 1의 <그림 4>, <그림 5> 참조)

(2) 액체상태의 탄화수소를 취급하는 공랭식 냉각기로서, 입구 온도가 취급물질의 자연발화온도 또는 300℃ 이상인 인화성 또는 가연성 액체를 취급하는 공랭식 열교환기의 지지대는 최 상단까지 내화구조로 하여야하며, 공랭식 열교환기가 인화성 물질이 들어있는 용기나 장치보다 위에 위치할 때는 용기나 장치의 수평반경 6m 내지 12 m 내에서 높이와 관계없이 수직하중을 받는 모든 기둥 및 보를 내화구조로 하여야 한다.(부록 1의 <그림 6> 참조)

(3) 배관이 파이프 랙을 벗어나 보조의 배관 지지대 즉, 측면 파이프 랙 또는 독립적인 기둥(개개의 T형 기둥 및 브래킷이 달린 기둥)을 필요로 하는 경우 직경 150mm 이상의 배관이나 탑류에 연결된 펌프 인입배관과 같은 중요한 배관의 지지대는 내화구조로 하여야 한다.(부록 1의 <그림 7> 참조)

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4.5 그 밖의 설비

이 지침에서 정하지 아니한 다음의 설비에 대해서는 API PUBL 2218 또는 기타 통용되는 설계기준 등을 참고하여 적정한 내화범위를 정하여야 한다.

(1) 가열로(Fire heater)의 지지 구조물

(2) 전력 및 제어용 배선관련 설비

(3) 긴급차단밸브

(4) 플레어 스택(Flare stack) 배관의 지지구조물

(5) 기타 내화구조로 하여야 하는 대상설비

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5. 내화성능

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5.1 내화재료 및 내화시간

(1) 내화재료는 산업표준화법에 의한 한국산업규격(KSF) 2257-1,6,7(건축 부재의 내화시험방법) 또는 동등 이상의 시험방법에 의한 내화시간이 최소 1시간 이상이어야 하며, 건축법 제40조(건축물의 내화구조 및 방화벽)에 의한 공장 건축물의 내화구조에 관한 지침과 화재 지속시간, 초기 소화대책 및 소화설비의 능력 등을 고려하여 내화시간을 상향하여 적용하여야 한다.

(2) 정유 및 석유화학공장 등 탄화수소 물질을 다량 보유하거나 취급함으로써 화재 시 건축구조물 등이 빠른 시간 내에 높은 온도에 노출될 수 있는 경우에는 내화 재료에 대한 내화성능 시험방법으로 UL 1709(철골에 대한 내화물질의 급속한 화재에 의한 시험방법) 또는 동등 이상의 시험방법을 적용하는 것을 고려하여야 한다.

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5.2 내화구조 시공

(1) 내화재료로 내화 콘크리트를 사용하는 경우 철골 부재의 외면으로부터 내화 콘크리트의 두께가 50 mm 이상이어야 한다.(부록 2의 <그림8>, <그림 9> 참조)

(2) 뿜칠재, 내화도료 또는 그 밖의 내화재료를 사용하는 경우에는 내화재료를 생산․ 제조하는 제조업자가 내화구조의 성능을 인정받기 위하여 품질시험을 실시하는 시험기관의 장에게 제출한 내화구조 및 시공방법과 동일한 공사 시방서에 의하여 시공하여야 한다.

(3) 시공 중 일부 탈락이나 균열이 발생한 경우에는 표준 양생기간이 지난 후 보수작업을 하여야 한다.

(4) 작업 후에는 외관검사와 피복두께, 밀도, 부착강도 등 공사 품질검사를 실시하여 이상 유무를 확인하여야 한다.

(5) 동절기에는 시공시 난방을 하거나 보온하여 내화재료 제조업자가 요구하는 적정 온도를 유지하여야 한다.

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5.3 내화구조의 성능 유지 및 보수

내화구조 부분에 대하여 정기적인 점검을 실시하고, 내화성능이 저하될 수 있는 균열, 탈락 등 손상되었을 경우에는 내화재료를 생산․ 제조하는 제조업자가 제시하는 보수방법에 따라 보수하여야 한다.

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<부록 1>

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내화구조 대상 및 범위 표시(예)

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<그림 1> 화재 위험지역에서의 화재 위험장치 및 화재 비위험장치의 철골 구조물에 대한 내화범위(1)

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<그림 2> 화재 위험지역에서의 화재 위험장치 및 화재 비위험장치의 철골 구조물에 대한 내화범위(2)

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​<그림 3> 화재 위험지역에서의 화재 비위험장치의 철골 구조물에 대한 내화범위

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<그림 6> 화재 위험지역에 있는 핀 튜브와 팬으로 구성된 공기냉각기가 설치된 파이프 랙에 대한 내화범위

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<그림 7> 화재 위험지역에 있는 이송배관의 지지대 및 행거에 대한 내화범위

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<부록 2>

내화 콘크리트를 이용한 철골 기둥 및 보에 대한 내화시공(예)

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[첨부자료] 내화구조에 관한 기술지침(D-45-2012)

D-45-2012 내화구조에 관한 기술지침.pdf

0.39MB

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