1. 서론

최근, 잦은 지진 및 위장사건, 승강기에서의 사고 등의 발생에 의해 지진 등의 비일상에서 일상생활까지 건축물의 안전, 안심에 관한 국민의 관심이 한층 높아지는 경향이 있다. 국토기술정책종합연구소의 건축분야에서 연구개발은 연구소 독자적으로 수행한 구조, 방화, 환경, 설비 등의 각 분야의 조사연구에 의한 건축관련 연구기관 및 민간에서의 기술연구개발 동향, 지진학 등의 자연과학분야에서의 연구 발전 등을 참고하였다. 또한, 이러한 성과를 활용함으로써 실제 건축분야의 활동에 이용되는 기술기준화 및 설계, 시공 등의 생산, 유지관리 실무에 제공하는 기술자료로서 정비하고 있다. 그리고, 이러한 자료를 통하여 건축물의 안전, 안심 확보에 공헌하기 위한 대응을 수행하고 있다.

초고층 건축물 및 복합용도 건축물이 집적된 지구에서의 안전대책 및 지구환경문제에의 대응이 요구되고 있는 상황에서 에너지절약 추진, 재생에너지의 활용 등 연구개발을 추진하고 있으며, 건축분야에서의 대응과제도 점점 다양화되고 있다.

앞으로 30년 이내에 확실히 발생할 것으로 여겨지는 해구형 거대 대지진 등에 적절히 대응하기 위해 새로운 건축물의 설계용 지진력의 정밀도 향상을 위해 연구개발에 착수하고 있다. 한편, 일상의 안전, 안심에 관해서는 건축이용자의 일상생활 및 행동에서 발생하는 사고에 관심을 두어 사례와 발생요인, 관련된 정보 및 지식, 대책기술을 집적한 지식으로서 “건물사고예방 지식베이스(knowledge base)”를 구축하고 인터넷에 공개하고 있다.

본 자료에서는 이러한 안전, 안심의 향상을 위한 성과 및 앞으로의 대응에 관하여 전망한다.

2. 건축물의 설계용 지진력의 정밀도 향상을 위한 연구개발

(1) 연구개발 배경

한신, 아와지 대지진을 계기로 지진에 관한 조사연구를 일원적으로 추진하기 위한 지진조사연구추진본부가 설립되었다. 매년, 조사연구의 새로운 성과에 의해 홈페이지가 갱신, 공표되고 있으며, 2009년 7월에는 그 결과를 정리한 “전국 지진동 예측지도”, 9월에는 “장주기 지진동 예측지도 2009년”을 게시하였다.

또한, 최신의 자연과학분야의 조사연구 성과로서 제안된 지진동 예측은 대진설계 실무에 이용되기 때문에 검토가 요구되고 있다. 조사연구의 중심은 건물내외에서의 기존 강진 관측자료를 이용하여 지반 건물연성계의 검토를 수행함으로써 지표면 위에서의 지진동과 입력 지진동과의 관계를 조사하고, 기존의 강진 관측에서 취급하지 않았던 지반조건 및 구조종별, 규모의 건축물에 대한 건물 내외에서의 강진 관측 자료를 축적함으로써 지반조건, 건물규모, 주파수별 입력 지진동과 지표면 위에서의 지진동과의 관례 등을 정리하는 것이다.

(2) 연구개발 내용

건물내외의 지진 관측기록을 수집, 분석하여, 실증적 견지에서 “지진동”과 “지진력”과의 관계를 밝히는 것을 연구의 주요 핵심으로 한다. 건축물의 설계용 지진력의 검토에서 건축물의 지진관측의 의의를 확인하고, 지진관측 자료의 분석결과를 설계용 지진력의 검토에 반영시키는 과정을 정리하였다.

현재의 해석기술에 의하면, 건축물에의 입력 지진동을 수치해석에 의해 예측하는 것은 충분히 가능하지만, 그 결과에 대한 신뢰성을 보다 확실한 것으로 하기 위해서는 보다 많은 관측기록과의 대조가 필요하다.

건물내외에서의 지진동의 비교결과에는 무시할 수 없는 편차가 포함되어 있어 이와 같은 편차를 포함한 현상 중에서 건축물의 설계용 지진력 평가를 고도화시키기 위해서는 해석적 검토와 병행하여 실증적인 자료를 축적해 나갈 필요가 있다고 생각된다. 또한, 지반과 건물과의 비선형 상호작용 효과에는 불분명한 부분이 남아 있기 때문에 “응답해석 모델의 고도화를 수행하기 위해서”, “자유지반계, 주변지반계, 근방지반-기초-상부구조계의 고밀도 지진관측의 착실한 실시가 필요”하다고 제언하고 있다.

지진관측을 새롭게 추가로 실시하더라도 연구기간 내에 어느 정도의 큰 지진동이 관측될 수 있을지 알 수 없다. 자연현상의 관측에서는 항상 이러한 어려움이 있지만, 연구기간 중에 “계속적인 내진 설계기술의 개량법”에 관해서도 검토를 수행하고 프로젝트 종료 후에는 지진관측 결과를 지진력 평가에 반영시키기 위한 계속적인 대응으로서 계통적(systematic)으로 계속연구를 목표로 하고 있다.  

(3) 결론

본 연구에서는 지진관측을 수행하는 건축물을 필요로 한다. 현재, 독립법인 건축연구소에서 실시해 온 기존의 지진관측 건축물에 추가로 지반종별, 건축물의 구조형식 등의 조건에 관하여 보다 넓은 범위에서 검토할 수 있도록 지진관측 건축물을 추가하는 것을 계획하고 있다. 또한, 많은 건축물의 지진관측 기록의 수집, 분석이 필요하기 때문에 다른 연구기관과의 적극적인 협력과 연대를 요청하고 있다.

3. 일상의 안전, 안심을 확보하기 위한 연구개발

(1) 배경

자동 회전문 및 엘리베이터에 의한 사고가 발생하여 사회적으로 큰 영향을 미치고 있으며, 고령화 사회가 진행됨으로써 전도(転倒)사고의 발생이 증대할 우려가 있는 등 최근에 일상생활에서 발생하는 사고가 문제가 되어 왔다. 건물사용자의 보통 일상생활 및 행동에서 발생하는 사고(일상사고)에 관하여 사고 발생원인 메커니즘의 해명과 그것을 고려한 사고방지 등을 강구하는 것이 급선무이다.

국토기술정책종합연구소에서는 연구과제 “건축공간에서 사용자의 생활행동의 안전확보를 위한 평가, 대책기술에 관한 연구, 2006~2008년”를 실시하였다. 이 연구에서는 건물이용자의 일상생활 행동에서 안전확보를 목표로 하였으며, 특히 공공적인 건축공간에서의 인간행동에 기인하는 인체위해에 관하여 사고사례 자료를 수집하고 실태파악과 사고발생 원인의 정리를 실시하여 관련된 정보 및 지식, 대책기술 등을 집적한 지식베이스를 구축하는 것을 목적으로 검토하여 수집된 사고사례 등을 소개하였으며, 사고의 패턴 및 안전대책에 관련된 정보를 제공하였다.  

건물 사용 시에 사고예방은 상정된 사용상황 또는 실제 사용상황에 대응한 건물의 각 부분별로 상세한 대응이 필요하며, 일률적으로 적용되는 건축기준에서 커버할 수 없는 것이 많다. 따라서, 설계자, 관리자, 사용자가 그것을 참고하여 주의함으로써 건물 내에서 사고를 경감시키는 것을 기대하고 있다.

(2) 일상사고의 실태 파악

건축공간에서 일상사고에의 대책을 강구하는 것과, 대책의 효과를 검증하여 사고의 발생상황을 가능한 한 파악하는 것은 상당히 중요하다. 화재 및 교통사고와 같은 사고 사상자수는 사고의 상황 및 원인이 비교적 명확하고, 소방 및 경찰기관에 의해 정비된 통계가 있지만, 일상적인 사고 재해, 특히 사망에 이르지 않은 사고는 실제 건수의 파악이 곤란하다.

국토기술정책종합연구소에서는 연구 초기단계에서 이 통계를 이용한 건물 내 사고 사망자 수의 장래 계측을 수행하였다. 또한, 과거의 일상사고 체험의 유무 및 그 상황에 관한 설문조사, 일정기간 모니터를 등록하여 그 사이에 체험한 가벼운 정도의 사고, 또는 사고가 날 뻔한 상황(near accident)을 포함한 사례의 보고를 받아 모니터조사, 신문보도 사례의 조사 등을 통해 사례수집을 실시하였다. 

건축공간 내에서 발생한 사고의 책임소재 및 경중 등이 사회통념상 어느 정도 평가되고 있는가, 건축물의 소유자 및 관리자, 피해자(일반 이용자)의 과실 비율에 관한 현황을 파악하는 것을 목적으로 사고에 관한 재판사례의 정리, 분석을 실시하였다. 그 외, 문헌 및 일상재해에 관련된 판례 등의 수집정리를 실시하여 일상사고의 실태파악을 실시사였다.

(3) 인구동태 통계에 의한 전도(転倒), 전락(転落)사고 사망자 수의 경년변화와 장래 예측

위생노동성 통계정보부에서 실시하고 있는 인구동태 조사는 각 지방자치청에 도착된 출생신고서, 사망신고서, 사산증명서를 수집, 집계하여 공표하고 있다. 이것을 근거로 1979년에서 2004년까지의 기간에 전도, 전락에 의한 사망자 수에 관한 분석을 실시하였다. 

국제질병분류(international classification of diseases, ICD)의 사인분류 및 사망진단서 양식의 변경 등 통계의 취급방법이 바뀐 1994~1995년 사이에 갭이 있지만, 최근 20년 정도는 전도, 전락사고 사망자 수가 증가경향이 있는 것으로 나타났다. 앞으로, 총인구는 감소할 것으로 추계되지만, 고령화의 영향, 즉 45세 이상 인구의 비율이 증가하고 있어 공공적인 건축공간의 안전성이 변화하지 않는 경우, 전도, 전락에 의한 사망자는 연간 120명 정도로 지속적으로 증가하여 2015년에는 4,000명을 넘을 가능성이 있다. 그 후, 증가는 약간 완만해지지만, 2028년에는 사망자가 5,000명을 넘고, 2034년에는 5,500명을 넘어 피크를 이룰 것으로 예측되었다.

(4) 건물사고 예방 지식베이스

“건물사고 예방 지식베이스”는 설문조사 및 판례 검색 등을 통하여 수집된 사고 및 near accident사례, 사고에 관한 판례 등을 게재하고 있으며, 자주 발생하는 사고를 유형화한 사고 패턴 및 사고 패턴별 사고 방지대책 사례, 그 외 관련된 정보와 자료를 검색하기 쉽도록 구성된 것이다. 이 지식베이스는 건물의 이용자로부터의 사고 체험 정보 또는, 사고로 이어지지 않았던 near accident 체험정보의 투고기능 및 건축설계와 건물관리의 실무자로부터의 투고를 상정하였다. 일상사고방지(예방) 대책 등의 설계, 시공 시, 또는 관리상 사례 등의 정보에 관한 투고기능도 갖추고 있으며, 사고예방에 도움이 되는 정보의 충실을 도모하기 위해 본 지식베이스를 열람하는 사람의 적극적인 정보제공을 기대하고 있다. 그리고, 본 지식베이스에서는 공공적인 건물에서의 사고 등을 대상으로 하고 있어 주택 전용부분에서의 사고는 포함되어 잇지 않다(단, 맨션 등 집합주택의 공유부분은 포함).

(5) 앞으로의 방침

앞으로는 지식베이스의 관리운영을 수행하면서 사고사례의 수집을 실시하고 자료를 충실화시키면서 사고 패턴 및 유의점 등의 내용에 관한 추가적읜 조사를 실시할 방침이다. 또한, 지식베이스에서는 사고사례뿐만 아니라 설계상의 개선사례 등과 같이 긍정적인 정보에 관하여 투고를 받고 있다. 이와 같이 사이트 열람측에서의 참가도 포함하여 지식베이스의 활발한 운용에 관한 대안을 강구하는 검토를 추진할 방침이다.

4. 결론

한신, 아와지 대지진 이후, 건축물의 내진 안전성에 대한 일반의 관심이 높아져, 제도면에서도 확인, 검사의 민간개방에 의한 조사 등의 충실을 위한 건축기준법의 개정 및 내진 개보수 촉진법의 제정, 개보수 촉진을 위한 각종 사업제도의 구축 등 지진에의 안전성 확보에 관한 대응은 기존의 스톡을 포함하여 건축분야에서 지속적으로 중요한 과제이다.

장주기 지진동 등과 같이 지진학의 진보에 의해 새로운 지식이 축적되어, 인명의 안전확보라는 건축물의 기본요건을 결정짓는 설계 시의 전제가 되는 지진력의 설정 정밀도 향상을 위해 검토를 추진하고 있다.

한편, 건물 내에서의 사고에 관해서는 일상생활 중에서 다수 발생하고 있으며, 중대사고로 이어지는 경우가 많다. 이러한 사고는 고령화의 진전에 의해 지금까지 이상으로 현저하게 되는 것이 상정되어 있다. 이러한 과제에 관해서는 반드시 공학적 대책이 기준화되기 어려운 것도 많지만, 설계 및 관리단계에서의 배려에 의해 미연에 방지할 수 있는 부분도 많을 것으로 생각되어 기술정보의 제공이라는 형태에서의 검토를 추진하였다. 

앞으로도 건축물에 안전과 안심, 쾌적한 건축공간이 제공되도록 기술기준의 정비뿐만 아니라 기술정보의 제공 등 각각의 과제에 적절한 대응책의 실현을 위해서 필요한 연구테마의 설정 및 추진에 대응해 나갈 것이다.