초기 화재 진압의 혁신적 기술
화재안전의 새로운 수준을 제공합니다.
열전이 차단의 혁신적 신소재
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박지현 前 한국전기안전공사 사장(現 서울대 전기안전 보호소자연구센터 수석연구원) 박지현 前 전기안전공사 사장 지난 9월 26일 국가정보자원관리원 대전 본원에서 발생한 무정전전원장치(UPS)용 리튬이온 배터리 화재로 인해 국가 전산망이 일시적으로 마비되는 초유의 사태가 발생했다. 정부와 관계기관은 현재까지도 복구와 원인 규명에 총력을 기울이고 있으나, 완전한 복구에는 상당한 시간이 소요될 것으로 보인다. 이번 사고에서 안타까웠던 점은 일부 언론이 초기 진화 과정에서의 소방 대응을 비판하며, ‘할론가스 소화기 사용으로 진화 실패’라는 단편적인 시각만을 부각시켰다는 것이다. 그러나 이는 기술적 현실을 충분히 반영하지 않은 해석이다. 리튬이온 배터리는 화재 시 짧은 시간 내에 셀 내부 온도가 800~1000℃까지 급상승하는 ‘열폭주(Thermal Runaway)’ 현상을 보인다. 이때 발생하는 고온과 가스 방출, 화염은 일반 소화약제(할론, CO₂, 분말 등)로는 진화를 어렵게 한다. 실제로 국내ㆍ외 여러 시험에서 기존 전기화재용 소화기(예: 할론, HFC-227ea, N₂ 등)는 열폭주 상태의 배터리 진화에 거의 효과가 없거나 일시적인 냉각에 그치는 것으로 보고되고 있다. 정부는 이미 지난해 ‘배터리 화재용 소화설비 성능기준’을 마련했으나, 실제 성능 기준을 충족하는 소화기 제품은 아직 시중에 존재하지 않는다. 배터리의 구조적 특성상 내부에서 연쇄 반응이 발생하면, 소화약제가 도달하기 어려운 셀 내부까지 냉각하거나 반응을 차단하기가 매우 어렵기 때문이다. 결국, 리튬이온 배터리 화재에 있어 가장 현실적이면서 효과적인 대응책은 ‘분리 및 확산 차단(Containment & Isolation)’, 즉 내화격벽(Fire Partition Wall)의 설치다. 내화격벽은 배터리 랙 사이에 내화재(耐火材, Fireproof Material)를 적용해, 열과 화염의 전이를 지연·차단하는 설비다. 내화 성능 1시간 이상(시험 기준: KS F 2257-8, ISO 834)을 확보하면, 인접 배터리로의 열확산 속도를 현저히 줄일 수 있다. 특히 UPS나 ESS의 모듈·랙 단위로 격벽을 구성하면, 일부 셀에서 화재가 발생하더라도 다른 랙으로의 열적 전이(Heat Propagation)를 억제해 전면 화재로의 확산을 막을 수 있다. 실제 해외 데이터센터 설계 기준을 보면, NFPA 855(ESS 설치 기준), UL 9540A(열폭주 시험 표준) 등에서 배터리 랙 간 최소 1시간 내화구조 또는 3피트(약 0.9m) 이상 이격 설치를 권고하고 있다. 유럽 EN 62619 및 IEC 62933 표준 역시 화염 확산을 방지하기 위한 셀 간 차단 구조 또는 격벽 적용을 필수적으로 검토하도록 규정하고 있다. 국내에서도 2022년 카카오 판교 데이터센터 화재, 이번 국정자원관리원 화재 모두 배터리 룸 내부에 내화격벽이 없거나, 랙 간 열전이 차단 대책이 부재했던 것이 피해 확산의 주요 원인으로 지목되고 있다. 만약 당시 일부 랙이라도 내화격벽으로 구획되어 있었다면, 화염과 열기가 인접 배터리로 확산되지 않아 전체 시스템이 붕괴되는 사태는 막을 수 있었을 것이다. 현재 업계에서는 ▲배터리 안전관리 강화 ▲소화설비 고도화 ▲화재 안전성 평가 ▲BMS 기반 이상 감시 ▲모듈 단락 감지 등 다양한 대책이 논의되고 있다. 그러나 데이터센터·공공기관·국가 기반시설처럼 단 한 번의 화재로도 사회적 피해가 막대한 시설의 경우, 내화격벽 설치를 법적으로 의무화하는 것이 무엇보다 시급하다. 리튬이온 배터리의 열폭주를 완전히 제거할 수는 없다. 하지만 내화격벽 설치를 통해 ‘하나의 랙이 전소하더라도 전체를 지켜낼 수 있는 구조’를 갖춘다면, 피해를 최소화하고 복구 시간을 단축할 수 있다. AI 인프라 확산, 데이터센터의 급증, 재생에너지 확대에 따라 UPS·ESS의 보급이 빠르게 늘고 있는 지금, ‘내화격벽 설치의 의무화’는 더 이상 선택이 아닌 필수 안전기준이 되어야 한다. 리튬이온 배터리의 시대, 이제는 ‘열폭주 차단과 더불어 ‘열확산 방지’ 중심의 패러다임 전환이 필요하다. 내화격벽 설치가 그 출발점이다. 출처 : 전기신문(https://www.electimes.com) 2025-10-16
대전 국정자원 전산실 화재…384개 배터리 전소이설공사 부주의, 좁은 서버와 배터리 간격 문제 지적열전이 차단재 등 내화구조 격벽 설치 필요성 등 제기 26일 대전 국가정보자원관리원에서 발생한 화재사고와 관련해 소방당국이 27일 완전 진화 이후 불에 탄 리튬배터리를 외부로 반출하고 있다.[사진=연합뉴스]대전 국가정보자원관리원(국정자원) 화재가 사고 발생 22시간만인 27일 오후 6시께 완전 진화된 가운데 이번 사고의 원인이 부주의한 이설 공사와 허술한 배터리 관리가 빚어낸 인재였던 것으로 드러나고 있다.소방당국과 업계에 따르면 국정자원이 5층 전산실에 있는 384개 리튬이온배터리를 지하실로 옮기는 작업을 하던 중 전날 저녁 8시20분께 전기 전원을 내리고 배터리를 분리하는 과정에서 최초 발화됐다.소방당국은 즉각 출동해 화재진압에 나섰으며, 27일 오후 7시 기준 전소된 384개 배터리를 모두 외부로 반출했다. 당국은 재발화를 막기 위해 앞으로 2~3일 간 이들 배터리를 소화수조에 담궈 놓을 예정이다.이곳에 배터리를 공급한 업체에 따르면 이번 사고는 이설공사 중에 UPS 전원을 반드시 차단하고 작업을 진행해야 했으나 전원을 차단하지 않은 상태에서 케이블을 해체하다 쇼트와 단락이 발생해 일어났다.또 화재가 발생한 5층 전산실에는 리튬이온 배터리와 전산시스템 서버들이 함께 있었는데, 중요 전산 정보가 담긴 서버와 화재 우려가 있는 배터리의 간격은 60cm, 서버와 서버 사이 간격도 1.2m에 불과해 피해를 키운 것으로 전해진다.지난 2022년 SK 데이터센터 화재로 카카오톡 장애가 발생해 전국적으로 큰 혼란을 겪었던 사례와 유사한 경우다.이 때문에 정부도 서버 공간에 있는 배터리를 지하로 옮기려는 계획을 세웠고, 그 작업을 진행하다가 이번 사고가 발생한 것이다.업계 관계자는 “배터리가 밀집돼 있는 현장의 경우 항상 화재 위험에 대비해야 하며, 특유의 열폭주 현상 때문에 배터리 화재가 인근의 다른 배터리로 옮겨붙지 않도록 1차적으로 차단하는 설비가 반드시 필요하다”면서 “최근 이와 관련된 제품들이 시중에 나와 있는데, 이를 적용하지 않아 사고피해를 키웠다”고 말했다.실제 현행 규정에선 20kWh 이상의 리튬, 나트륨 계열의 배터리를 전용 건물 이외의 장소에 시설할 경우 이차전지 랙과 랙 사이에 1m 이상 이격하도록 했지만 ‘건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙’에 따른 내화구조의 벽(KS F 2257-8: 2015)이 삽입된 경우 랙 사이의 이격은 예외로 할 수 있도록 돼 있다.대표적인 내화구조 격벽으로, 스펙스테크(대표 박종석)의 열전이 차단재(SFEX Thermal Barrier)가 있는데, 이 제품은 FR 보드(불연 플라스틱)를 기초로 다층 가공을 통해 내화(차열/차염) 성능과 인장강도를 강화해 건축부재 내화시험 방법(KS F 2257-1)의 60분 차열 및 차염 성능을 모두 충족했다.박종석 스펙스테크 대표는 “리튬배터리가 다량으로 있는 현장의 경우 ‘열폭주(thermal runaway)’ 현상으로 인해 열이 증폭되면서 연쇄적으로 폭발이 일어나 인접한 배터리로 순식간에 불이 옮겨 붙어 대형사고로 이어진 경우가 많다”면서 “배터리를 보관하는 랙 자체에 열전이 차단재만 설치돼 있었어도 피해를 줄이고, 관계자들을 대피시킬 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있다”고 말했다. 스펙스테크의 '열전이 차단 솔루션'은 지하주차장 전기차 충전구역의 내화격벽, ESS 배터리팩의 랙과 랙 사이, 데이터센터 배터리 보관시설의 구획별 차단재 용도로 적합하다. 화재가 발생해도 화염과 고온이 외부로 확산되는 것을 차단할 수 있어 대응시간과 대피시간을 벌 수 있다.[사진=전기신문DB] 윤정일 기자출처 : 전기신문(https://www.electimes.com) 2025-09-30