거실 제연설비의 배출기 및 배출풍도

 

접속부부에 사용하는 캔버스

배출기와 연결되는 캔버스

가. 배출기와 배출풍도 접속부분에 사용하는 캔버스

캔버스는 송풍기의 진동이 덕트에 직접적으로 전달되지 않도록 하기 위해 송풍기와 덕트의 접속에 사용되는 천과 같은 것이다. 송풍기과 덕트(풍도)를 직접 연결하면 송풍기의 진동이 덕트에서의 떨림 현상으로 전달되어 엄청난 진동과 소음을 유발하게 된다. 그러므로 이를 방지하기 위해 서로 분리시킨 후 캔버스라는 천을 통해 기밀하게 연결하는 방법을 사용한다.

 

배출기와 덕트를 연결해 주는 캔버스

나. 캔버스는 내열성이 있는 재료여야 한다.

배출기와 연결되는 배출풍도는 뜨거운 연기를 직접적으로 접촉하게 되므로 온도가 상승하게 된다. 그러므로 배출풍도와 배출기를 연결하는 캔버스 역시 고온의 열기에 노출이 된다. 고온의 열기에도 캔버스가 견뎌줘야 배출풍도가 기밀하게 흡입력을 가질 수 있으므로 캔버스의 내열성을 요구하는 것이다.

 

다. 캔버스는 어느 정도의 내열성이 요구 되는가

제연설비의 화재안전기준에서는 캔버스의 내열성능이 어느 정도여야 한다는 것을 직접적으로 규정하지 않고 있다. 그런데 부속실 제연설비의 화재안전기준(NFSC 501A) 제14조(수직풍도에 따른 배출) 제5호에서 배출기가 250℃의 온도에서 1시간 이상의 가동상태를 유지할 수 있도록 규정하고 있음을 알 수 있다. 따라서 배출기와 연결되는 캔버스 역시 동등 이상의 내열성을 가져야 할 것으로 생각된다.

 

캔버스가 가져야 할 내열성

배출기 설치 기준

가. 배출기가 가져야 할 배출능력

배출기의 배출능력은 제6조(배출량 및 배출방식) 제1항부터 제4항까지에서 정하고 있는 각 예상제연구역에 필요한 배출량 이상의 용량을 배출할 수 있어야 한다.

 

나. 배출기의 설치 방법

배출기의 전동기 부분과 배풍기 부분은 분리하여 설치하여야 하며, 배풍기 부분은 유효한 내열처리를 하여야 한다. 배풍기는 화재로 인해 발생한 뜨거운 연기가 열기를 가진 상태에서 직접 통과하는 부분이므로 내열처리가 필요하다. 배풍기의 내열처리의 정도에 대해서도 명문의 규정은 없으나 부속실 제연설비의 화재안전기준 제14조에서의 배출기 규정을 준용하여 설치하여야 할 것이다.

 

다. 전동기와 배풍기는 분리하여 설치한다.

전동기는 배풍기로 들어오는 연기가 가진 뜨거운 열기를 직접적으로 전달받지 않도록 하기 위해 배풍기와 분리해서 설치한다. 전동기가 고온에 직접적으로 노출되어 온도가 상승하면 권선의 저항 증가로 인해 전류가 감소하게 된다. 이는 결국 회전수의 저하로 이어져 계산된 배출풍량 보다 더 낮아지게 되기 때문이다.

 

 

배출풍도 설치 기준

 

배출기 및 배출풍도의 기준

가. 배출풍도의 재질

배출풍도는 화재실에서 발생한 뜨거운 연기를 직접 배출하는 통로이다. 따라서 고온의 연기층이 가지고 있는 열기를 그대로 전달받게 된다. 그러므로 배출풍도가 가져야 할 가장 중요한 재질이 내열성이다. 그리고 배출풍도는 천장 내부 보이지 않는 곳에서 장기간 방치되게 되는데, 습기에 의해 부식되는 경우 풍도 내부에서 마찰손실이 발생하여 적정 풍속과 풍량이 발생되지 못하므로 내식성 또한 중요한 요소가 되는 것이다. 그래서 아연도금강판 또는 이와 동등 이상의 내식성・내열성이 있는 것으로 하는 것이다.

 

나. 화재와 고온의 연기에 영향을 받는 배출풍도

화재실에서 유입되는 연기는 Fire Plume의 열기를 거의 그대로 가진 채 풍도를 통과하게 된다. 또한 화세가 확장되는 경우 구획실 내부에 Flash Over 현상이 발생하면 내부 온도는 800℃를 넘어 1,000℃에 이르게 된다. 그러면 천장이 화열에 의해 무너져 내리게 되고 배출풍도 및 유입풍도 또한 Fire Plume의 직접적인 영향을 받게 된다.

 

다. 배출풍도는 내열성의 단열재로 단열처리를 한다.

이러한 상황에서도 배출풍도 및 유입풍도가 최대한 견딜 수 있도록 풍도의 외부를 내열성의 단열재로 단열처리를 해주는 것이다. 또한 풍도 내부로 유입되는 고온의 연기에 의해 온도가 상승한 배출풍도에 전선이나 가연성 물질 등이 접하게 되는 경우 열전도에 의해 발화되어 화재를 확산시킬 수 있다. 그래서 화재실이 아닌 곳에서의 제2차 화재를 방지하기 위해 배출풍도를 내열성 단열재로 단열처리를 하는 것이다.

 

라. 배출풍도(유입풍도) 강판의 두께

 

배출풍도 강판의 두께

배출풍도에 사용하는 강판은 아연도금강판 또는 이와 동등 이상의 성능이 있는 내식성・내열성 있는 것이다. 배출풍도에서 사용하는 강판의 두께는 유입풍도에서도 동일하게 적용된다.

풍도에서의 풍속 제한

가. 배출풍도 및 유입풍도에서의 풍속 제한

① 배출기 흡입측 풍도 및 배출측 풍도의 풍속 : 배출기로 연결되는 부분의 흡입측 풍도 안의 풍속은 15m/s 이하로 하고, 배출기를 통과한 배출측의 풍속은 20m/s 이하로 한다.

② 유입풍도 안의 풍속 : 유입풍도 안의 풍속은 20m/s 이하로 한다. 이는 배출기의 배출측 풍도의 풍속과 동일한 적용이다.

③ 유입구에서의 풍속 : 예상제연구역에 설치하는 공기유입구에서의 풍속은 5m/s 이하로 하여야 한다. 유입구에서의 풍속이 너무 빠를 경우 예상제연구역 내부의 공기를 교란시켜 청결층과 연기층의 구분이 없어지게 만들 수 있고, 화재실의 화재를 확산시키는 결과를 초래하기 때문에 제한하고 있다.

 

나. 풍속 제한을 두는 이유

① Q = A・V의 공식에 비추어 정해진 풍량 대비 풍속이 커지면(빨라지면) 배출풍도의 단면적이 상대적으로 작아지게 된다. 건축적인 측면에서 각 층별 층고를 효과적으로 사용하기 위해 종횡비인 Aspect Ratio를 최대한 적용하고 싶겠지만, 무리하여 8:1 이상으로 하는 경우 정압손실이 커져 효과적으로 배출이 되지 아니하고 소음이 발생하게 된다. 따라서 풍속을 제한함으로써 풍도의 단면적을 과도하게 줄이지 못하게 하려는 것이다.

② 거실 제연설비는 대부분 건축의 공조설비와 겸용으로 설치되는 경우가 많다. 결국 거실 제연설비의 풍도가 곧 공조설비의 풍도가 되고 거실 제연설비에서 제한하고 있는 풍속이 곧 공조에서의 풍속이 된다. 따라서 풍속이 너무 빠르면 환기를 목적으로 하는 공조설비에서는 감당하기 어렵기 때문에 이를 제한하고 있는 것이다.

 

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