특정소방대상물 중 통로인 예상제연구역에 대한 <질문>이다.
해당 층의 반자까지의 높이는 3.2m이고, A통로와 B통로는 폭이 0.7m인 제연경계로 구획되어 있으며, 통로는 서로 인접구역 상호제연방식으로 운영중이다.
1. A 통로와 B 통로인 예상제연구역의 각각의 배출량(㎥/hr)을 구하시오.
2. 배출기의 배출량(CMH)을 구하시오.
3. 배출기의 흡입측 풍도와 배출측 풍도의 최소 단면적(㎡)을 구하시오.
4. 배출기 테스트 결과 회전수 700rpm에서 배출량이 40,000㎥/hr 이었다면, 규정에 맞는 배출량을 달성하기 위해 필요한 회전수(rpm)는 얼마가 되어야 하는가?
A 통로와 B 통로인 예상제연구역의 각각의 배출량(㎥/hr)
가. 통로에서의 배출량 적용 방법
① 예상제연구역이 통로이므로 제6조(배출량 및 배출방식) 제3항에 의한 배출량을 적용한다. 그런데 A, B 통로가 제연경계로 구획되어 있는 경우에는 다시 제2항 제2호에서 규정하고 있는 표를 적용한다. 위 문제에서는 통로가 제연경계로 구획되어 있으므로, 통로 보행중심선의 길이와 상관없이 수직거리에 따라 배출량을 적용한다.
② 참고로 통로배출방식으로 적용하는 경우에는 제6조(배출량 및 배출방식) 제1항 제2호를 적용한다. 이때는 통로 길이가 40m 이하인지, 아니면 40m 초과 60m 이하인가의 여부 그리고 수직거리에 따라 배출량이 달리 적용된다.
나. A, B 통로의 각각의 배출량(㎥/hr)
문제의 조건에서 수직거리가 3.2m – 0.7m = 2.5m 이므로, 제2항 제2호의 표에서 2m 초과 2.5m 이하의 구분에 맞는 50,000㎥/hr를 적용한다. A 통로와 B 통로는 보행중심선의 길이가 다르기는 하지만, 위 문제는 통로배출방식이 아니므로 보행중심선의 길이와 상관없이 제2항 제2호의 표를 적용한다.
배출기의 배출량(CMH)
A, B 통로는 제연경계로 구획하여 인접구역 상호제연방식으로 운영하는 것이므로 배출기의 용량은 가장 큰 것 하나의 배출량 이상의 용량을 배출할 수 있으면 된다. 두 예상제연구역의 배출량이 각각 50,000㎥/hr 이므로, 배출기의 배출량 역시 50,000㎥/hr 이상을 배출할 수 있으면 된다. 단위가 CMH인데 이는 Cubic Meter Per Hour인 ㎥/hr을 의미하는 것이므로 정답을 쓸때는 50,000CMH라고 적으면 된다.
배출기의 흡입측 풍도와 배출측 풍도의 최소 단면적(㎡)
가. 단면적 구하는 방법
제9조(배출기 및 배출풍도) 제2항 제2호에 의거 배출기의 흡입측 풍도안의 풍속은 15m/s 이하로, 배출측 풍속은 20m/s 이하로 하여야 한다. Q = A × V라는 공식에서 알 수 있듯이, 풍도내의 풍속이 너무 빠르지 않도록 조절하여 풍도의 단면적이 너무 작아지지 않도록 하는 것이다.
나. 흡입측 풍도의 최소 단면적(㎡)
단면적을 구할 때 Q(㎥/s) = A(㎡) × V(m/s)라는 공식을 대입하여 구하게 된다. 이때 단위를 주의해서 적용하여야 한다. 배출량인 Q값이 50,000㎥/hr인데 단위를 ㎥/s으로 변환시켜 주어야 한다. 따라서 50,000㎥/hr는 13.89㎥/s가 된다. 그리고 흡입측 풍도이므로 풍속은 15m/s 이하가 되어야 한다. 그러면 흡입측 풍도의 최소 단면적은 0.93㎡가 된다.
다. 배출측 풍도의 최소 단면적(㎡)
배출량인 Q값 50,000㎥/hr은 단위를 ㎥/s으로 변환시켜 13.89㎥/s를 적용한다. 그리고 배출측 풍도이므로 풍속은 20m/s 이하가 되어야 한다. 그러면 배출측 풍도의 최소 단면적은 0.69㎡가 된다.
규정에 맞는 배출량을 달성하기 위해 필요한 회전수(rpm)
가. 상사법칙 활용
문제에서 배출기 테스트를 해봤더니 회전수 700rpm에서 배출량이 40,000㎥/hr 이었다고 했다. 그런데 규정에 맞는 배출량을 달성하기 위해 필요한 회전수(rpm)를 구해야 하니 이때는 상사법칙을 활용해서 구하면 된다. 상사법칙에 따르면 풍량(Q)은 회전수(N)의 변화에 비례한다.
나. 필요한 배출기의 회전수(rpm)
배출기의 최초 테스트시의 풍량(Q1)은 40,000㎥/hr이고, 만족해야 하는 필요 배출풍량(Q2)은 50,000㎥/hr이다. 풍량을 증가시키기 위해서는 회전수를 늘려야 한다. 이를 계산에 적용시키면 875rpm이 산출된다.
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끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.
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