건물 내 연기 확산을 제어하는 방법

연기의 제어

가. 연기 제어를 통한 제연의 필요성

연기는 뜨거워지며 밀도가 낮아져 부력으로 인해 상부로 이동하려는 특성이 있다. 화재실에서 천장을 타고 흐르다가 개구부가 있으면 인접 실로 확산된다. 이렇게 확산되는 연기는 내포된 유독성 물질과 감광계수의 증가로 인한 가시거리의 감소로 인해 재실자의 피난을 어렵게 한다. 따라서 화재실에서 발생한 연기가 내부에서도 청결층(Clear Layer)을 유지하고, 인접실로 확산되지 않도록 하며, 재실자의 피난을 용이하게 하고, 소방대의 진입을 원활하게 하기 위하여 연기의 제어가 필요하다.

 

나. 연기가 확산되지 않도록 제어하는 방법

제연의 기본 개념은 화재로 인해 발생된 연기를 직접 배출하거나 인접하는 실로 확산되지 않도록 제어하는 것을 말한다. 이렇게 연기의 확산을 제어하기 위한 방법으로는 크게 세 가지가 있는데 ①연기를 배출하는 방법, ②연기를 희석하는 방법, ③연기가 침입하지 않도록 방연하는 방법이 있다.

 

 

연기의 배출(Exhaust)을 통해 제어하는 방법

가. 자연 배연방식

연기는 부력을 가지고 있으므로 건물의 상부에 개구부가 있는 경우 가장 유용하게 적용할 수 있다. 공장의 지붕 부분에 Vent를 설치하면 가장 유효한 자연 배연방식이라고 할 수 있다. 필요하면 방연커튼을 설치하여 연기가 다른 곳으로 흐르지 않도록 집약하여 지붕 위로 환기시키는 방법도 사용하고 있다. 또한, 방연창을 이용하거나 전용 배연구를 설치하여 외부 바람의 흡출 효과를 활용하는 것도 자연 배연방식의 일환이다.

 

나. 기계 배연방식

자연 배연방식으로 활용하기에는 한계가 있는 경우 기계 배연방식을 사용한다. 특히 지하층이나 무창층의 경우, 특수한 용도여서 대형 인명피해가 우려되는 경우, 그리고 지하가나 도로터널의 경우에는 자연 배연방식을 적용할 수 없으므로 인위적으로 기계를 사용하여 배출하는 방식을 적용한다. 급기와 배출을 적용하는 방식에 따라 1종 제연방식, 2종 제연방식, 3종 제연방식으로 나눈다.

연기를 희석(Dilution)하는 방법

가. 화재실 급배기 방식

화재가 발생한 실에서 직접 급기와 배기를 통해 연기의 농도를 희석하는 방식이다. 화재로 인한 연기가 천장에 축적되므로 배기구를 통해 연기를 배출하고, 급기구에서는 신선한 공기를 불어넣어 화재실 내의 연기를 희석시킨다. 급기구로 들어온 신선한 공기가 배출구로 곧바로 빠져나가지 않도록 급기구와 배출구의 거리 유지가 중요시된다.

 

나. 인접구역 상호 급배기 방식

면적이 넓고 제연경계벽으로 이루어진 예상제연구역에서 주로 사용되는 방법이다. 화재가 발생한 구역에서는 배출구를 개방하고, 인접 구역에서는 공기유입구를 개방한다. 제연경계벽에 의해 갇힌 연기를 화재실에서 배출할 때 부압이 형성되는데, 인접구역에서 급기를 함으로써 신선한 공기가 제연경계 아래쪽으로 인입되어 청결층을 유지하면서 화재실의 연기를 희석시키는 역할을 한다.

 

대형 쇼핑몰 등에서 적용하는 인접구역 상호제연방식

연기가 침입하지 않도록 차단(Confinement, 방연)하는 방법

가. 차압을 통한 차단방식

차압을 통한 방연방식은 개구부가 자주 열릴 것으로 예상되는 곳에서 선택한다. 특별피난계단의 계단실이나 부속실 그리고 비상용 승강기의 승강장처럼 연기가 침입해서는 안되는 곳에 급기 가압을 통해 일반 거실과의 차압을 형성한다. 피난을 위해 출입문이 열리더라도 내부의 높은 압력으로 인해 방연풍속을 형성함으로서 부속실이나 승강장에 연기가 침입하지 못하도록 하는 방식이다.

 

차압을 통한 제연방식 (부속실 제연설비)

나. 밀폐를 통한 차단방식

밀폐를 한다는 의미는 연기의 유동을 화재실(Fire Area)에 한정시키겠다는 의도이다. 이를 위해서는 방화구획이 잘 설치되고 관리되는 곳에서 가능하다. 특히 소규모의 공간인 경우에는 방화문, 방연댐퍼 등을 통해 화재실이 건물의 다른 부분과 밀폐되도록 하여 연기가 확산되지 않도록 제어한다.

 

다. 축연을 통한 차단방식

축연이라는 의미는 연기를 축적한다는 의미이다. 축연을 하려면 층고가 높은 대규모의 공간인 경우에 가능할 수 있다. 다만, 이 방법은 화재 초기로부터 일정 시간까지만 가능한 방법이다. 천장에 축적되는 연기가 점차 하강하여 청결층을 무너뜨리는 시간보다 재실자의 대피 완료에 이르는 시간이 더 빠르게 예상되는 경우여야 한다.

 

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