Volumetric Modular Building에서는 각 Module이 하나의 Box처럼 만들어집니다.
두 개를 나란히 설치하면 Wall과 Wall 사이에 공간이 생길 수 있습니다.
위아래로 적층하면 한 Module의 Ceiling과 위 Module의 Floor 사이에도 공간이 만들어집니다.
이곳이 바로 Inter-module Cavity입니다.
문제는 이러한 공간이 완성된 건물에서는 눈에 잘 보이지 않는다는 것입니다.
만약 화재와 연기가 이곳으로 들어가고 적절한 Barrier가 없다면 보이지 않는 공간을 따라 이동할 가능성이 있습니다.
그래서 모듈러 건축에서는 Cavity Barrier와 Fire Stop의 연속성이 매우 중요합니다. 영국 정부 연구도 steel-based modular construction의 핵심 성능 요소 중 하나로 모듈 사이 fire barrier를 통한 연기와 화재 확산 억제를 들고 있습니다.
모듈러 주택 Fire Safety Engineering LGS Module Joint Cavity Barrier Fire Stop
Fire Stop은 무엇인가?
건물에는 수많은 구멍과 틈이 있습니다.
전기 Cable이 벽을 통과하고,
배관 Pipe가 Floor를 관통하고,
Duct가 Compartment를 지나며,
Module과 Module 사이에도 Joint가 존재합니다.
이러한 부분을 아무 처리 없이 두면 Fire-rated Wall이나 Floor를 만들어도 성능이 약화될 수 있습니다.
Fire Stopping은 이러한 Opening과 Joint를 통해 불과 연기가 이동하는 것을 제한하도록 설계하는 Passive Fire Protection의 한 부분입니다. 호주 Promat의 모듈러 건축 자료도 fire-rated wall·floor·ceiling의 opening과 joint, 서비스 관통부를 fire stopping의 주요 적용부로 설명합니다.
MEP Penetration이 중요한 이유
Bathroom Pod를 생각해보겠습니다.
Pod에는
Water Pipe,
Waste Pipe,
Electrical Cable,
Ventilation Duct
등이 연결됩니다.
이 설비들은 Module의 Wall 또는 Floor를 통과해야 합니다.
그런데 Fire-rated Assembly에 구멍을 내면 원래 설계된 방화층이 끊어질 수 있습니다.
따라서 Penetration마다 해당 조건에 맞는 Fire Stopping Detail이 필요합니다.
Pipe 종류와 크기,
Cable Bundle,
Opening Size,
Wall/Floor Construction,
Insulation,
Movement
등을 함께 검토해야 합니다.
더 중요한 것은 공장에서 없었던 추가 관통부를 현장에서 임의로 만드는 상황입니다.
영국 정부 연구에서도 추가 서비스 설치를 위해 Module에 구멍을 내는 작업이 compartmentation을 훼손할 위험을 지적하고 있습니다.
Factory Production이 Fire Safety에 유리한 이유
모듈러 건축의 장점은 반복성입니다.
예를 들어 동일한 Apartment Module 100개를 생산한다면 같은 Wall Assembly를 반복해서 제작할 수 있습니다.
Fire-rated Board의 종류,
Board Layer,
Screw Spacing,
Joint Treatment,
Insulation,
Fire Stop 위치
등을 표준화하기가 상대적으로 쉽습니다.
그리고 생산라인의 특정 Station에서 Fire Safety QA/QC를 실시할 수 있습니다.
하지만 여기에는 중요한 조건이 있습니다.
잘못된 Detail 역시 반복 생산될 수 있다는 점입니다.
그래서 첫 번째 Standard Module 또는 Golden Module 단계에서 Fire Detail을 충분히 검토해야 합니다.
Fire-rated Assembly는 자재 목록이 아니다
이 부분은 향후 모듈러 업체를 비교할 때 특히 중요하게 보려고 합니다.
예를 들어 업체가
“Fire Board를 사용합니다.”
라고 말하는 것만으로는 충분하지 않습니다.
어떤 Board인지,
몇 겹인지,
어떤 Frame에 적용되는지,
Fastener 간격은 얼마인지,
Joint는 어떻게 처리하는지,
Insulation은 무엇인지,
Service Penetration은 어떻게 처리하는지,
Module Joint에서도 동일한 Fire Separation이 유지되는지
확인해야 합니다.
즉, 제품 하나의 성능보다 Tested/Assessed Assembly 전체를 확인하는 관점이 필요합니다.
Module Tolerance와 Fire Safety의 관계
앞에서 다뤘던 Tolerance Engineering이 Fire Safety에서도 다시 등장합니다.
Module A와 Module B 사이의 설계 Gap이 20mm라고 가정해보겠습니다.
하지만 제작과 설치 오차 때문에 실제 Gap이 위치마다 달라질 수 있습니다.
그렇다면 그 공간에 설치하도록 설계된 Cavity Barrier나 Fire Stop이 실제 현장에서도 의도한 조건을 유지하는지 확인해야 합니다.
또한 Module이 정확히 Alignment되지 않으면 Fire Barrier의 연속성이 영향을 받을 수 있습니다. 영국 정부의 volumetric modular 연구에서도 모듈 정렬과 허용오차 관리가 fire compartmentation 확보에 중요하다고 설명합니다.
구조 Connection도 화재를 고려해야 한다
Module-to-Module Connection은 평상시에는 하중을 전달합니다.
하지만 화재가 발생하면 상황이 달라집니다.
구조재의 온도가 상승하고,
열팽창이 발생하며,
강성이 변화하고,
Connection 주변의 힘 분포도 달라질 수 있습니다.
그래서 Modular Fire Engineering에서는 개별 Module만 보는 것이 아니라 전체 Building System과 Inter-module Connection의 거동까지 연구되고 있습니다.
현재 호주에서도 University of Melbourne 연구진이 modular building의 composite structural system과 inter-module connection의 화재 거동을 연구하고 있습니다.
내 경험으로 보는 모듈러 화재안전
제가 실제 모듈러 사업을 준비하면서 한국과 호주의 여러 시공 방식과 업체 자료를 살펴볼수록 한 가지 생각이 더 분명해지고 있습니다.
처음에는 Frame의 종류가 가장 중요하다고 생각하기 쉽습니다.
LGS인가,
Heavy Steel인가,
Timber인가,
Concrete인가를 먼저 비교하게 됩니다.
하지만 실제 건물을 사업 관점에서 검토한다면 구조재 이름만으로 품질을 판단해서는 안 된다는 생각이 강해지고 있습니다.
특히 LGS 모듈러 업체를 검토할 때 앞으로 제가 확인하고 싶은 것은 단순히
“경량철골이라 불에 강합니다.”
라는 설명이 아닙니다.
오히려 다음 질문에 얼마나 구체적으로 답할 수 있는지가 중요하다고 봅니다.
Fire-rated Wall과 Floor System은 무엇인가?
Module Joint의 Fire Stop Detail은 있는가?
MEP Penetration은 어떻게 처리하는가?
Factory QA/QC에서 누가 확인하는가?
현장에서 Module을 연결한 뒤 보이지 않는 Joint는 어떻게 검사하는가?
설계 변경으로 Pipe나 Cable이 추가되면 누가 Fire Detail을 승인하는가?
이러한 자료가 Drawing, Test/Assessment Evidence, Inspection Record로 연결되어 있어야 실제 사업에서도 신뢰할 수 있는 시스템에 가까워질 수 있다고 생각합니다.
호주에서 사업한다면 더 중요한 부분
호주에서 실제 모듈러 사업을 준비한다면 Fire Safety는 단순히 해외 제품의 시험성적서를 가져오는 문제로 끝나지 않습니다.
프로젝트가 적용받는 NCC 요구조건과 건물 Class, 높이, 용도, 구조 및 해당 Fire Resistance 요구사항을 검토해야 합니다.
호주의 ABCB는 prefabricated·modular·offsite construction을 별도의 새로운 규정체계로 보는 것이 아니라 NCC 요구사항을 충족해야 하는 건축 방식으로 설명하는 실무 Handbook을 제공하고 있습니다.
따라서 한국에서 제작한 Module을 호주 프로젝트에 적용한다면 한국 공장 생산품의 Detail과 호주 프로젝트의 Compliance 요구조건을 설계 초기부터 연결하는 과정이 중요해질 것입니다.
현장에서 가장 위험한 순간은 언제일까?
완성된 건물만 Fire Safety를 고려해서는 안 됩니다.
공사 중에는 아직 Fire Compartment가 완성되지 않았을 수 있습니다.
일부 Fire Stop이 설치되지 않았거나,
Module Joint가 열려 있거나,
Temporary Opening이 존재할 수도 있습니다.
따라서 Construction Sequence 역시 중요합니다.
Module Landing → Structural Connection → MEP Connection → Fire Stop → Joint Closure → Inspection → 다음 공정
처럼 어느 시점에 Fire Barrier가 완성되는지 관리할 필요가 있습니다.
Digital QA/QC로 Fire Stop을 기록한다면?
모듈러 Smart Factory의 장점을 활용하면 Fire Safety 품질관리도 Digital화할 수 있습니다.
각 Module에 고유 ID를 부여합니다.
예를 들어,
MOD-A12-047
이라는 Module이 있다고 해보겠습니다.
이 Module의 Digital Record에
Fire Board Type,
Board Layer,
Screw Inspection,
Cavity Barrier,
Pipe Penetration,
Cable Penetration,
Fire Collar,
Fire Seal,
Inspector,
Inspection Date,
Photo Evidence
등을 연결할 수 있습니다.
그러면 건물이 완성된 뒤에도 어떤 Module에 어떤 Fire Protection Detail이 설치됐는지 추적할 수 있습니다.
이런 방식은 향후 Digital Twin + Asset Management + Maintenance와도 연결할 수 있습니다.
LGS 모듈러 주택 Fire Stop MEP Penetration Factory QA QC 현장 검사
모듈러 미래주거연구소 전문가 TIP
모듈러 업체의 Fire Safety 수준을 확인할 때는 완성된 벽만 보지 말고 벽에 생기는 모든 구멍과 Module 사이의 틈을 확인하는 것이 중요합니다.
Fire-rated Wall 자체의 성능이 좋아도 Pipe, Cable, Duct 또는 Module Joint가 제대로 처리되지 않으면 전체 Compartmentation이 영향을 받을 수 있기 때문입니다.
특히 Module이 설치된 뒤 접근하기 어려워지는 공간은 닫기 전에 검사하고 기록하는 Hold Point로 관리하는 것이 좋습니다. 모듈 조립 후 cavity 접근과 유지보수가 어려워질 수 있다는 점도 정부 연구에서 주요 위험으로 지적됩니다.
모듈러 Fire Safety CHECK POINT
✓ Fire Strategy가 설계 초기부터 준비되어 있는가? ✓ LGS Wall의 Fire-rated Assembly가 명확한가? ✓ Floor/Ceiling Assembly가 검증되어 있는가? ✓ Inter-module Cavity가 파악되어 있는가? ✓ Horizontal Joint에 Fire Stop이 있는가? ✓ Vertical Joint에 Fire Stop이 있는가? ✓ Cavity Barrier 위치가 Drawing에 표시되어 있는가? ✓ Pipe Penetration Detail이 있는가? ✓ Cable Penetration Detail이 있는가? ✓ Duct Penetration Detail이 있는가? ✓ Module Tolerance를 Fire Stop 설계에 반영했는가? ✓ 구조 Connection 주변 Fire Protection을 검토했는가? ✓ Factory QA/QC에 Fire Safety 검사가 포함되는가? ✓ Module별 검사사진을 보관하는가? ✓ Site Connection 완료 후 다시 검사하는가? ✓ 설계 변경 시 Fire Detail도 재검토하는가? ✓ 접근 불가능해지는 부분을 닫기 전에 검사하는가? ✓ As-built Record를 남기는가?
자주 묻는 질문 FAQ
Q1. LGS 모듈러 주택은 철골이라 화재에 안전한가요?
LGS 자체가 가연성 구조재는 아니지만, 높은 온도에서는 구조적 성능이 저하될 수 있으므로 Frame만으로 판단해서는 안 됩니다. Fire-rated Board, Insulation, Wall/Floor Assembly, Joint 및 Fire Stopping을 포함한 전체 시스템으로 검토해야 합니다.
Q2. Fire Stop과 Cavity Barrier는 같은 것인가요?
관련된 Passive Fire Protection 요소이지만 적용 위치와 역할이 항상 동일한 것은 아닙니다. Fire stopping은 주로 fire-rated construction의 opening·penetration·joint 등을 통한 화재와 연기의 확산을 제한하며, cavity barrier는 숨겨진 cavity를 통한 확산을 제한하는 데 중요한 역할을 합니다.
Q3. 공장에서 Fire Stop까지 모두 설치할 수 있나요?
일부는 가능합니다. 그러나 Module과 Module이 실제로 만나는 Joint나 현장 MEP Connection처럼 설치 후에만 완성할 수 있는 부분도 있습니다. 따라서 Factory 작업과 Site 작업의 책임범위를 설계단계에서 명확히 구분하는 것이 중요합니다.
Q4. Mineral Wool을 사용하면 Fire Safety가 해결되나요?
아닙니다. 특정 단열재 하나만으로 건물 전체 Fire Safety가 결정되지 않습니다. 해당 재료가 적용되는 Assembly, 위치, 두께, Joint, 고정방식 및 전체 Fire Strategy를 함께 검토해야 합니다.
Q5. 좋은 모듈러 업체의 Fire Safety 수준은 어떻게 확인할까요?
“내화자재를 사용한다”는 설명보다 Fire-rated Assembly 자료, Module Joint Detail, Penetration Detail, Fire Stop 방식, Factory Inspection Record 및 Site QA/QC 절차를 확인하는 편이 더 유용합니다.
마무리
모듈러 주택의 Fire Safety Engineering에서 가장 중요한 것은 하나의 불연재를 선택하는 것이 아닙니다.
Fire-rated Wall을 만들고,
Floor와 Ceiling을 연결하고,
Cavity를 차단하고,
Pipe와 Cable 관통부를 처리하고,
Module Joint에서도 그 성능을 끊김 없이 이어가는 것입니다.
특히 Volumetric Modular Construction에서는 공장에서 각각 완성도가 높은 Module을 만들더라도 현장에서 Module과 Module이 만나는 순간 새로운 Fire Safety Interface가 만들어집니다.
그래서 앞으로 모듈러 업체를 평가할 때는 이런 질문이 중요합니다.
“이 벽의 내화성능은 몇 분입니까?”
여기서 한 단계 더 들어가,
“그 성능이 Module Joint와 MEP Penetration을 지나서도 어떻게 연속적으로 유지됩니까?”
라고 질문해야 합니다.
이 질문에 도면과 시험·평가 자료, 그리고 QA/QC 기록으로 설명할 수 있는 시스템이 더 신뢰할 만한 모듈러 건축 시스템에 가까울 것입니다.
모듈러 미래주거연구소 한 문장
좋은 모듈러 화재안전 설계는 불에 강한 자재 하나를 고르는 것이 아니라, 구조체부터 보이지 않는 Module Joint까지 방화 성능이 끊기지 않도록 연결하는 Engineering입니다.
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