■ EPS 포장재 공장, 펜탄 가스로 인한 화재폭발 위험

전자제품 포장용 EPS(발포폴리스티렌)는 약 6%의 펜탄 가스를 함유하고 있어 발포 및 숙성 공정에서 인화성 가스가 발생한다. 이인식, 김영희, 최재욱 연구원(부경대학교 소방공학과)은 L사 EPS 공장동 중 화재 위험이 가장 높은 사일로실과 예비발포실을 대상으로 FDS 시뮬레이션을 수행했다.

EPS 공장은 생산동과 60m 떨어진 별도 건물에 있으며, 2시간 방화구획으로 되어 있다. 방화셔터는 Fusible Link 타입(72℃), 스프링클러는 ELO(K5.6) 건식으로 설치되어 있었다.

■ 사일로실: 600MW 설계화재, 방화셔터 15초 폐쇄 확인

사일로실 화재는 해외 사고사례를 기반으로 EPS 누출 및 Pool 화재가 약 20초 후 전체 450㎡ Pool로 확대되는 시나리오(총 600MW)를 설계했다. 3가지 스프링클러 유형(ELO 건식, ELO 습식, ESFR)을 비교한 결과, ESFR이 11초 작동·50초 진압으로 가장 우수했고, ELO 습식은 17초 작동·92초 진압, ELO 건식은 56초 작동·113초 진압으로 나타났다.

모든 시나리오에서 방화셔터가 약 10초에 작동하여 15초에 폐쇄가 완료되어 방화구획 유지가 가능했다. 다만 사일로실 내벽 온도가 일시적으로 최대 1,575℃까지 상승했으나, 2시간 내화성능 벽체로 벽체 손상 위험은 없는 것으로 분석됐다.

■ 예비발포실: 5MW 규모 화재, 건식·습식 모두 진압 성공

예비발포실의 PS Bead 화재(4.3㎡ Pool, 총 5MW)에서는 건식 ELO(88초 작동·115초 진압)와 습식 ELO(46초 작동·105초 진압) 모두 화재 진압에 성공했다. 내벽 온도는 최대 448℃, 복사열은 최대 32.3kW/㎡로 2시간 내화벽체에는 영향이 없었다. 다만 방화셔터는 Fusible link 72℃에 도달하지 않아 폐쇄되지 않았다.

■ 핵심 메시지

이번 연구는 EPS 공정에서 화재 예방(습도 유지, 정전기 방지)이 최우선이며, 스프링클러 유형 선택이 화재 진압 효과에 큰 차이를 만든다는 것을 입증했다. 특히 급속 성장 화재에는 ESFR 또는 ELO 습식 설비가 효과적이므로, 신규 시설 설계와 기존 시설 개선에 이를 반영해야 한다.