[법규] KOSHA GUIDE D-45-2012 내화구조 기술지침 : 플랜트 Fireproofing 설계 기준 및 적용 Guide

D-45-2012 내화구조에 관한 기술지침.pdf

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Introduction

플랜트 내화(Fireproofing)는 화재 발생 시 구조물의 안정성을 확보하고 설비 손상에 따른 2차 사고를 방지하기 위한 주요 안전 설계 항목이다.

일반 건축물의 내화설계가 재실자의 피난 시간 확보에 목적을 둔다면, 플랜트 내화설계는 공정 설비 보호와 연속 운전 확보라는 관점에서 접근해야 한다.

특히 정유, 석유화학, LNG Plant와 같이 Hydrocarbon 물질을 취급하는 시설에서는 구조물의 붕괴가 단순한 건축 손상이 아니라 화재 확대 및 공정 사고로 이어질 수 있기 때문에 설계 단계에서 Fireproofing Requirement 검토가 필수적이다.

본 자료는 KOSHA GUIDE D-45-2012 「내화구조에 관한 기술지침」을 기준으로 플랜트 설계자가 검토해야 할 Fireproofing 적용 대상, 성능 기준 및 실무 Check Point를 정리한 Engineering Reference이다.

플랜트 내화구조 기술지침

1. 내화구조 기술지침의 목적

이 지침은 산업안전보건기준에 관한 규칙 제270조(내화기준)에 근거하여 가스 또는 분진 폭발 위험 장소에 설치되는 건축물 및 구조물의 내화 적용 기준을 제시하는 것을 목적으로 한다.

일반 건축법과 KOSHA GUIDE의 가장 큰 차이는 내화 목적이다.

구분	건축법	KOSHA GUIDE
목적	화재 시 재실자의 피난 시간 확보	설비 보호 및 연쇄 사고 방지
주요 관심	인명 안전	공정 안전
적용 기준	건축물 규모 및 용도	위험물질 및 설비 위험도
적용 범위	건물의 규모, 용도, 층수에 따라 결정	취급 물질의 위험성 및 설비 중요도에 따라 결정
높이 기준	건물 주요 구조부 (지붕 포함)	주로 지상 1단(6m) 등 화재 영향권 집중
내화 시간	법적 층수/용도별 고정 (1~3시간)	1시간 기준 + 건축법 기준 준수
주요 대상	벽, 기둥, 바닥, 보, 지붕, 계단 등	기둥, 보, 파이프 랙, 설비 지지대 등

 

2. 내화 적용 대상 건축물 및 설비

플랜트 건축물은 기본적으로 건축법을 적용하지만, Hazardous Area(위험장소)에 해당하는 경우 추가적인 내화 검토가 필요하다.

주요 적용 대상

① 철골 구조물

• Column
• Beam
• Brace

일반적으로 지상부 1단(약 6m)까지 적용하며, 화재 위험도가 높은 석유화학 Plant에서는 확대 적용될 수 있다.

 

② Pipe Rack

Pipe Rack은 플랜트 배관 및 Cable Tray를 지지하는 주요 구조물이다.

화재 발생 시 구조물 붕괴는 배관 손상 및 추가 누출로 이어질 수 있으므로 우선적인 내화 검토 대상이다.

주요 적용 위치:

• Column
• Beam
• 하부 구조부

③ Equipment Support

반응기, Tower, Vessel 등 주요 장비를 지지하는 구조물이다.

화재 시 지지 구조물이 손상될 경우 장비 전도 및 대형 사고로 이어질 가능성이 있으므로 내화 적용 여부를 검토해야 한다.

 

④ 위험물 저장 및 취급 시설

Tank Farm, Loading Area 등 위험물 취급 시설에서는 화재 발생 시 인접 설비 보호와 화재 확산 방지를 위해 구조물 및 지지대의 내화 적용 여부를 검토해야 한다.

 

 

3. 내화 성능 및 인증 기준

플랜트 내화 성능은 일반 건축물과 달리 화재 조건을 고려하여 결정한다.

주요기준

항목	내용
1시간 내화	일반적인 구조 안정성 확보 기준
UL 1709	Hydrocarbon Fire 대응 기준
적용 대상	정유, 석유화학, LNG Plant 등

특히 Hydrocarbon을 취급하는 Process Area는 UL 1709 인증 자재 적용 여부를 반드시 확인해야 한다.

 

주의사항

내화 성능 기준은 사업비와 직접 연결되는 항목이므로 설계 초기 단계에서 확인이 필요하다.

 

 

4. Fireproofing 공법 종류 및 특징

현장 조건(옥내·옥외, 부식 환경, 진동, 유지관리)을 고려하여 적합한 공법을 선정한다.

공법	특징	장점	단점
습식(콘크리트)	철골에 콘크리트 타설	내구성이 가장 뛰어남	무게가 무겁고 시공 속도가 느림 (SRC 공법에 한함)
내화 뿜칠	암면이나 내화재 분사	시공이 빠르고 경제적임	진동에 약하고 분진 발생 가능성
내화 페인트	열팽창성 도료 도포	외관 수려, 두께 얇음	파손 취약, 품질 관리 역량 필요 (옥내 한정)
펜돌라이트	질석계 내화뿜칠	내구성 우수, 옥외 적용 가능	고가이며 철저한 품질 관리 필요

• 일반적으로, 옥내는 내화 도료, 옥외는 펜돌라이트를 주로 적용 (PLANT 기준)

 

5. Fireproofing 적용 판단 기준

설계 시 단순히 "위험지역인가?"만 판단해서는 안 된다.

다음 순서로 검토한다.

 

 

6. 설계자가 반드시 확인해야 할 Check Point

Basic Design

□ Project Specification 확인
□ Fireproofing Philosophy 확인
□ Hazardous Area 확인
□ Pipe Rack 위치 확인

Detail Engineering

□ Fireproofing 범위 반영
□ 적용 높이 확인
□ Material Specification 확인
□ Structural Detail 검토

Coordination

□ Mechanical Layout 확인
□ Equipment Vendor Requirement 확인
□ Construction Method 검토

 

 

7. Engineering Note

플랜트 내화설계에서 중요한 것은 "얼마나 많은 구조물에 내화를 적용하는가"가 아니다.

핵심은 화재 발생 시 어떤 구조물이 붕괴하면 공정 전체에 영향을 주는가를 판단하는 것이다.

따라서 주니어 엔지니어는 다음 세 가지를 반드시 이해해야 한다.

1. Pipe Rack은 주요 Fireproofing 검토 대상이다.
2. 6m 기준은 절대 기준이 아니라 위험도 기반의 일반 적용 기준이다.
3. 최종 적용 기준은 KOSHA GUIDE와 함께 Project Specification을 확인해야 한다.

 

 

8. 내화구조 대상 및 범위 (KOSHA GUIDE D-45-2012)

내화구조에 관한 기술 지침에서 제시하고 있는 내화 구조 대상 및 범위는 아래와 같다.

화재 위험 지역에서의 화재 위험 장치 및 화재 비 위험 장치의 철골 구조물에 대한 내화 범위

 

화재 위험 지역에서의 화재 위험 장치 및 화재 비위험장치의 철골 구조물에 대한 내화범위

 

화재 위험 지역에서의 화재 비위험장치의 철골 구조물에 대한 내화범위

 

펌프가 없는 경우, 파이프렉에 대한 내화범위

 

화재 위험이 있는 펌프가 파이프 랙 아래에 있는 경우, 파이프렉에 대한 내화범위

 

화재 위험 지역에 있는 핀 튜브와 팬으로 구성된 공기 냉각기가 설치된 파이프랙에 대한 내화범위

 

화재 위험 지역에 있는 이송 배관의 지지대 및 행거에 대한 내화범위

 

내화 콘크리트를 이용한 철골 기둥 및 보에 대한 내화시공 예시

 

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