건축물에서 발생하는 화재는 매년 유형별 화재 중 가장 큰 인명, 재산피해 규모를 차지하고 있다. 특히, 최근에는 가연성 단열재를 사용하여 화재가 순식간에 확산되어 큰 인명, 재산피해가 발생한 사건들로 인하여 안전 불감증에 대한 우려와, 제도에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 건축물에서 발생하는 인명 및 재산피해를 최소화 할 수 있는 방법이 필요한 상황이며, 이를 위해서는 화재 경보를 통하여 재실자들의 빠른 피난을 유도하여야 한다. 현재 국내에서 사용되어지고 있는 화재 경보 방식을 살펴보면 5층 이상으로서 연면적이 3,000m^2를 초과하는 특정소방대상물은 발화층과 직상층에 우선적으로 경보를 발하게 되어있고, 고층건축물은 발화층과 직상4개층을 우선경보 하도록 되어있다. 하지만 건축물 외장재의 종류나 우선경보방식의 세부적인 시간차이에 관한 내용 없이 모든 건축물에 동일하게 적용하고 있기 때문에 실제 화재가 발생할 경우 효율성을 판단하기 어려운 실정이다. 특히, 외장재의 종류에 따라 화염과 연기가 상층부로 전파되는 속도가 달라지기 때문에 각 건물 특성에 맞는 개별화된 우선경보층의 개수 선정이 필요하다고 판단된다.
이에 본 연구에서는 건축물 외피조건별로 우선경보 층의 개수를 선정하고자 하였다. 외피조건으로는 불연성 외장재인 콘크리트, 유리 커튼월 구조(싱글외피, 이중외피)와 외단열시스템에서 단열재로 가연성 단열재인 EPS(Expanded Polystyrene) Panel을 사용하는 방법을 선정하여 비교분석 한 후 각 건물에 적합한 우선경보층의 개수를 선정하였다. 특히, 본 연구에서는 우선경보층의 재실자 뿐만 아니라 非 우선경보층의 재실자들도 빠른 피난을 시작하기 위하여 각 층의 재실자들이 피난계단으로 이동하면 피난이 완료되었다고 가정하였기 때문에 각 층의 계단실 앞에서의 병목현상만 결과에 영향을 미치게 된다. 이로 인하여 우선경보층을 선정할 때 건물 전체 층수는 결과에 큰 영향을 미치지 않게 되므로 건물 높이에 상관없이 일반적으로 사용되어지고 있는 외피구조를 대상건축물에 적용하였다. 다만, 우선경보층의 개수에 따른 전체 피난 효율성을 함께 판단하고자 피난 시뮬레이션에서는 화재 시 피난에 취약한 고층건축물을 선정하여 시뮬레이션을 진행하였다.
기본적으로 내부에서 화재가 발생하는 상황을 가정하였고, 가연성 외장재의 경우 가연성 외장재에 화염이 착화되면 상층부로 빠르게 확산되기 때문에 내부에서 발생하는 화재와 외부에서 발생하는 화재를 비교하여 더 위험한 경우를 사용하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
(1) 콘크리트와 같은 불연성 외장재를 사용할 경우 화재실로부터 직상층에 위치한 실들의 피난 안전성을 확보하기 위하여 발화층과 직상 7개층을 우선적으로 경보 하여야 한다.
(2) 가연성 단열재를 외장재에 사용할 경우 화재실로부터 직상층에 위치한 실들의 피난 안전성을 확보하기 위하여 발화층과 직상 8개층을 우선적으로 경보 하여야 한다.
(3) 유리 커튼월 구조를 사용할 경우 발화층과 발화층으로부터 상층부 전체를 동시에 경보 하여야 한다.
(4) 건물 내부 구획, 창문의 위치, 창문의 크기에 따라 연기가 유입되는 양과 연기가 이동하는 현상이 달라지기 때문에 화재시뮬레이션을 통해 각 건물에 적합한 우선경보 층수를 확인하여 사용되어야 한다고 판단된다.

본 연구에서는 연기가 주변으로 퍼지지 않고 상층부로 바로 전달되는 상황을 설정하여 상층부의 위험성을 우선적으로 확인하기 위해 외부 풍속을 설정하지 않았다. 특히, 본 연구에서는 가연성 단열재에 화염이 착화되기 이전에 피난을 완료하기 때문에 풍속이 큰 변수로 작용하지 않는다고 판단되어 외부 풍속을 입력하지 않았다. 하지만, 가연성 단열재의 경우 화염이 착화되고 나면 불길이 바람을 타고 빠르게 번지는 특성이 있기 때문에 추후 외부 풍속을 입력하여 풍속 조건에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

Fires in buildings account for the greatest number of lives and property damage among types of fires every year. In recent years, concerns about safety insensibility and interest in the system have been increasing due to the incidents of fire spreading rapidly using of flammable insulation, resulting in great loss of life and property damage. In order to reduce such damage, it is necessary to induce occupants to evacuate through fire alarm. At present, in Korea, specific target for fire fighting with more than 5 floors and having a floor area of more than 3,000m^2 are alerted preferentially to ignition floor and upper floor. Also, in case of the high-rise buildings are alerted preferentially to ignition floor and four floors directly above it. However, it is difficult to judge the efficiency in case of actual fire because it is applied to all the buildings without the details about the types of building exterior materials and the detailed time difference of the priority alarm method. Especially, the speed of flame spread and smoke varies depending on the type of exterior material, so it is considered that the number of priority alarm floors required for individual building characteristics is needed.
In this study, I want to find the number of priority alarm floors according to the type of building exterior materials. Concrete and glass curtain wall(Single skin, Double skin) structure were selected as nonflammable exterior materials, and EPS Panel(Expanded Polystyrene) was selected as a flammable exterior material. Especially, in this study, since it is assumed that the evacuation is completed when the occupants of each floor move to the evacuation staircase in order to quickly evacuate not only the occupant of the priority alarm floor but also non-priority alarm floor, only bottleneck situation in the staircase of each floor affects the results. As a result, when selecting the priority alarm floors, the total number of floors does not have a big effect. Therefore, no matter the height of the building, the building exterior materials which are generally used is applied to the target building. However, in order to judge the total evacuation efficiency according to the number of priority alarm floors, the evacuation simulation was carried out by selecting the high-rise building which is vulnerable to evacuation in case of fire. The results of this study are summarized as follows.

(1) When nonflammable exterior materials such as concrete are used, ignition floor and seven floors directly above it should be preferentially alarmed in order to secure the safety rooms.
(2) When flammable exterior materials such as EPS Panel are used, ignition floor and eight floors directly above it should be preferentially alarmed in order to secure the safety rooms.
(3) When a glass curtain wall structure is used, the ignition floor and the entire upper floors from it should be simultaneously alarmed.
(4) Since the quantity of smoke and the movement of smoke vary according to the size of the inside partition, the position of the window, and the size of the window, it is judged that the number of preferentially alarm floors should be confirmed by using the fire simulation.

In this study, we did not set the external wind speed to check the situation where the smoke does not spread to the surroundings but directly affects the upper floors. Especially, in this study, it is judged that the wind speed does not act as a variable because the evacuation is completed before fire spreading. However, in the case of flammable insulation, there is a characteristic that the flame propagates rapidly when the wind blows. Therefore, since the spreading of smoke varies according to the external wind speed, additional study according to the wind speed condition will be needed.