성능위주설계(PBD)란? 대상, 절차, 화재·피난 시뮬레이션

성능위주설계(PBD, Performance-Based Design)는 법령에서 정한 일률적인 사양 기준(사양위주설계)을 그대로 적용하는 대신, 건축물의 용도·구조·재실자 특성을 반영한 화재 시나리오를 설정하고 공학적 분석으로 소방시설의 성능을 입증하는 설계 방식입니다. 초고층·대규모·복합 건축물처럼 표준 기준만으로 안전성을 담보하기 어려운 대상에 적용됩니다.

국내에서는 소방시설 설치 및 관리에 관한 법령에 따라 일정 규모 이상의 특정소방대상물에 대해 성능위주설계가 요구됩니다. 대표적인 대상 유형은 다음과 같습니다(세부 기준은 현행 법령을 확인해야 합니다).

• 연면적이 매우 큰 대규모 건축물
• 고층·초고층 건축물(아파트 포함, 층수·높이 기준 적용)
• 대규모 철도·공항 등 다중이용시설
• 영화상영관 등 다수의 상영관이 밀집된 시설

1. 설계 개요 및 시나리오 설정: 건축물 특성 분석, 화재 시나리오(발화 위치, 화원 크기, 성장 속도 등) 선정
2. 화재 시뮬레이션: CFD 해석으로 열·연기·독성가스 확산을 예측하고 ASET 산정
3. 피난 시뮬레이션: 재실자 특성과 피난 경로를 반영해 RSET 산정
4. 피난 안전성 평가: ASET과 RSET 비교, 안전 여유 검토
5. 설계 보완 및 보고서 작성: 미달 시 설계 개선 후 재해석, 심의용 보고서 작성

성능위주설계의 핵심 근거 자료는 화재·피난 시뮬레이션 결과입니다. 신뢰성 있는 해석을 위해 국제적으로 검증된 해석 도구(예: NIST의 FDS)가 사용되며, 다양한 시나리오를 검토할수록 설계의 신뢰도가 높아집니다. 그러나 기존 CPU 기반 해석은 시나리오 하나에 수 시간에서 수일이 걸려, 검토 가능한 시나리오 수가 제한되는 것이 현실적인 어려움이었습니다.

BUL:C는 NIST 검증 FDS 물리 엔진 기반의 화재 해석과 EVAC 피난 시뮬레이션, ASET/RSET 자동 분석, 성능위주설계 보고서 자동 생성을 하나의 프로그램에서 제공합니다. GPU 가속으로 해석 시간을 크게 단축해 같은 기간에 더 많은 시나리오를 검토할 수 있고, AI 도면 인식으로 모델링 시간도 줄일 수 있습니다.