오늘날 민간 항공기가 대중적인 교통수단으로 보편화되면서 국내에도 많은 항공사가 등장 하였다. 또한 생활수준의 향상으로 인한 해외 여행객의 증가, 세계화 시대에 보조를 맞추기 위한 국가 간의 교류 활성화 등으로 대당 항공기 운항횟수도 비약적으로 증가 하였다. 이로 인해 항공기의 수명연장과 안전 확보를 위한 계획 및 비계획 정비작업이 필수 요소가 되었으며 높은 수준의 정비능력 확보를 위해 첨단설비를 갖춘 대형 항공기 격납고가 요구되고 있다. 또한 군도 군사력 증강과 함께 수명 연장 및 안전성 확보를 위해 항공기 정비 목적의 최신설비를 갖춘 대형 격납고의 건립을 지속적으로 추진하고 있다.
항공기 격납고는 항공기를 보관하고 정비하는 시설로 화재 발생빈도는 낮지만 화재 발생으로 인한 물적 피해와 항공기가 갖는 상징성으로 인해 그 파급효과가 매우 크기 때문에 신뢰성이 높은 소화시스템을 설치해야 한다. 하지만, 항공기 격납고에 화재가 발생할 경우 그 피해가 심각함에도 불구하고 항공기 격납고 소화시스템의 신뢰성 검토를 위해 연구한 사례가 없고, 실제 실험을 통해 검증하기도 어렵기 때문에 포 소화시스템의 기능이나 방호대상 공간의 특성이 반영되지 않는 상태에서 소화시스템이 설치되고 있다. 따라서 본 연구에서는 항공기 격납고 소화시스템의 신뢰성을 정량적으로 검토하기 위하여 확률론적 화재 위험성 평가를 실시하였다. .
항공기 격납고 화재관련 자료가 제한되는 문제를 해결하기 위해 예비 위험분석 단계에서 소방분야 전문가를 대상으로 위험요인에 대한 자료를 수집하고, 설문조사를 실시하여 쌍대비교 행렬에 의한 계층적 분석(AHP)기법을 적용하였다. 계층적 분석(AHP)을 통해 항공기 격납고 소화시스템의 화재제어 실패가 대형화재로 확대되는 최하위 계층의 위험요인에 대한 가중치를 산출하고 확률론적 화재 위험성 평가의 기초 자료로 활용하였다.
위험 추정 단계에서는 확률론적 위험성 평가의 대표적인 방법으로 활용되고 있는 결함수 분석법(FTA)을 이용하여, 항공기 격납고 화재 발생 시 대형 화재로 확대되는 사고 원인을 연역적으로 검토/분석하고 위험 발생빈도를 정량적으로 추정하였다. 또한 위험평가 단계에서는 추정된 발생빈도와 위험영향(심각도)을 매트릭스(Matrix)법으로 위험수준을 평가하고, 국내외 항공관련 기관의 기준을 적용하여 위험 수용여부를 판단하였다.
항공기 격납고 소화시스템에 대한 확률론적 화재 위험성 평가결과, 위험수준은 ‘수용불가’ 또는 수용이 가능하더라도 위험완화 대책 검토 또는 조치가 필요한 것으로 나타나, 항공기 격납고의 포 헤드 소화시스템과 고발포 방출구 소화시스템의 위험을 완화시킬 수 있는 조치가 시행되어야 한다. 그러므로 포 소화설비 중 하나만 설치하고 방호구역에 소화약제를 표준 방사량으로 10분 이상 방사할 수 있는 최소한의 조건만 충족되면 유효한 소화 시스템으로 인정하는 국가 화재안전기준(NFSC 105)의 항공기 격납고 포 소화시스템 설치 기준은 개선이 필요하다.
결함수 분석을 통한 위험 추정결과, 항공기 격납고 화재 발생 시 대형화재로 확대되는 위험 발생빈도는 포 헤드 소화시스템은 1.61×10-07/hour, 고발포 방출구 소화시스템은 1.42×10-07/hour으로 분석되었으며, 소화시스템 개선 시 위험감소가치(RRW)가 가장 높은 기본사상은 두 시스템 모두 ‘초기화재 진압실패’로 나타났다. 항공기 격납고 소화시스템의 개선방안은 위험감소가치(RRW)가 가장 큰 위험요소인 초기화재 진압실패 원인을 제거하는 것이 가장 효과적이나 항공유 누출화재의 연소 특성상 초기화재 진압실패 원인을 제거하는 것은 현실적으로 불가능하므로 초기화재 진압실패 이후 대형화재로 확대되는 사고경로를 차단하는 방향으로 검토하였다.
포 헤드 소화시스템은 초기화재 진압실패 이후 방출된 포 소화약제가 항공기 날개에 의해 차단되어 화원에 도달하지 못하는 동안에 급격하게 성장한 화재의 플럼(상승 열기류)에 의해 오히려 소화약제 침투가 차단되는 현상이 반복되면서 대형화재로 확대되는 메커니즘(Mechanism)을 갖는다. 그러므로 항공기 격납고 포 헤드 소화시스템의 위험을 완화시키기 위한 대책으로 건축물과 항공기를 각각 방호하기 위하여 항공기 날개하부 화재를 진압하기 위한 고발포 방출구 소화시스템 또는 포 모니터 소화설비를 추가로 설치하여야 한다.
고발포 방출구 포 소화시스템은 초기화재 진압실패 이후 방출된 고발포 소화약제가 방호구역을 최소 0.9m 높이로 덮을 때까지 건물의 구조체 보호를 위해 화재 플럼(상승 열 기류)을 차단할 수 있는 별도의 소화시스템이 필요하다. 화재 플럼(상승 열 기류)을 차단하지 못하면 건물화재가 발생하고 이어서 대형화재로 확대되기 때문이다. 그러므로 항공기 격납고 고발포 방출구 소화시스템의 위험을 완화시키기 위한 대책으로 포 소화약제가 방호구역을 덮을 때까지 건물의 구조체 보호를 위해 화재 플럼을 차단할 수 있는 포헤드 소화시스템 또는 포 워터스프링클러 소화시스템을 천정 상부에 추가로 설치해야 한다.

Today, as commercial aircraft became popular as a means of transportation, many airline companies have appeared in Korea, and the number of flights per aircraft has also increased dramatically due to the increase in the number of overseas travelers, improvement of living standards and the promotion of exchange between countries to keep pace in the globalization era. As a result, planned and unplanned maintenance work for extending the life of the aircraft and securing safety has become essential, and large aircraft hangars with cutting-edge facilities are required for high level maintenance capability. In addition, the military is continuing to construct a large hangar equipped with the latest facilities for aircraft maintenance in order to extend the life and stability along with the enhancement of military strength.
Aircraft hangars are facilities to store and maintain aircraft. Due to the physical damage caused by the fire and the symbolism of the aircraft, the effect is so great that a reliable fire suppression system must be installed. However, even though the damage is severe, in case of fire in aircraft hangar, since there is no case study for the reliability evaluation of the aircraft hangar fire suppression system and it is difficult to verify it through the actual experiment, the fire suppression system is installed in a state where the functions of the foam fire suppression system and the characteristics of the space to be protected are not reflected. Therefore, in this study, a probabilistic fire risk assessment was conducted to quantitatively examine the reliability of the aircraft hangar fire suppression systems.
In order to solve the problem that the fire related data of the aircraft hangars are limited, the risk analysis is conducted by the experts in the field of fire prevention in the preliminary risk analysis stage, a analytic hierarchy process(AHP) using a pairwise comparison matrix by conducting a survey was applied. Through the analytic hierarchy process, the weight for the risk factors of the lowest class were calculated that the fire control failure of the aircraft hangar fire suppression system is spreaded to the large fire, and used it as the basic data of the probabilistic fire risk assessment.
At the risk estimation stage, the causes of accidents extending to large fires in the event of an aircraft hangar fire were reviewed and analyzed deductively and the risk occurrence frequency was quantitatively estimated using the Fault Tree Analysis(FTA), which is used as a representative method of probabilistic risk assessment. In addition, at the risk assessment stage, the risk level is assessed by the matrix method using the estimated risk occurrence frequency and risk impact(severity) and the risk acceptance was judged by applying the criteria of domestic and foreign aviation related organizations.
As a result of the probabilistic fire risk assessment for the aircraft hangar fire suppression system, the risk level is ''unacceptable'' or, even if acceptance is possible, it is necessary to review or take measures to mitigate the risk. Therefore the risk of the Foam Head Fire Suppression System and High Expansion Foam Generator Fire Suppression System Actions to mitigate should be implemented. Therefore, if only one of the foam fire suppression systems is installed and the minimum condition that the foam can be released in a protected area for more than 10 minutes with a standard discharge amount are met, the installation standards for the aircraft hagar fire suppression system installed to National Fire Safety Codes (NFSC), which are recognized as effective fire suppression systems, need to be improved.
From the result of the risk assessment by the Fault Tree Analysis, it was analyzed that the occurrence frequency of the risk of extending to a large fire in the event of aircraft hangar fire was 1.61×10-07/hour for the Foam Head Fire Suppression System and 1.42×10-07/hour for the High Expansion Foam Fire Suppression System and the basic event with the highest risk reduction worth(RRW) in the improvement of the fire suppression system was ''Initial fire suppression failure'' in both systems. The most effective way to improve the aircraft hangar fire suppression system is to eliminate the cause of the initial fire suppression failure, which is the greatest risk reduction worth(RRW), but it is practically impossible to eliminate the cause because of the combustion characteristics of aviation oil leaking fire. It was considered as a way to block the accident path extending to a large fire after the initial fire suppression failure.
The foam head fire suppression system has a mechanism that extends into a large fire as fire extinguishing agents penetration is repeatedly blocked by rapidly growing fire plume while fire extinguishing agents that are released after the initial fire suppression failure not reaching a fire source by the aircraft wing. Therefore, as a countermeasure to mitigate the risk of the aircraft hangar foam head fire suppression system, a high expansion foam generator fire suppression system or a foam monitor fire suppression system should be additionally installed to suppress the fire under the aircraft wing to protect the building and the aircraft respectively.
The high expansion foam generator fire suppression system needs a separate fire suppression system that can block the fire plume to protect the structure of the building until the fire extinguishing agent released after the initial fire suppression failure covers at least 0.9m height of the protection area. It is because the failure to block the fire plume will result in a building fire, which will then extend to a large fire. Therefore, as a countermeasure for mitigating the risk of high expansion foam generator fire suppression system, an additional foam head fire suppression system or foam water sprinkler fire suppression system must be installed above the ceiling to block the fire plum to protect the structure of the building until the fire suppression agent covers the protected area.