최대차압 110N과 자동폐쇄장치 폐쇄력의 상관관계

제연구역의 최대 차압이 110N 이하가 되기 위해서는

가. 최소차압과 최대차압

부속실(전실) 제연설비가 작동하게 되면, 제연구역에 형성되는 압력이 옥내보다 최소 얼마이상 최대 얼마 이하로 형성되어야 한다는 개념에서 출발한다. 부속실 제연설비에서 제연구역과 옥내간 최소차압은 40pa(스프링클러 설치시 12.5Pa) 이상이어야 한다. 이 정도 이상의 차압이 형성되어야 옥내의 연기가 제연구역으로 침투하지 못하기 때문이다. 그런데 최대차압은 pa로 규정하지 않고, 제6조(차압) 제2항에서 출입문을 개방할 때 110N 이하의 힘으로 개방할 수 있어야 한다고 규정하고 있다.

 

출입문 개방에 필요한 힘

나. 출입문 개방에 필요한 힘

출입문 개방에 필요한 힘이 110N 이하여야 한다는 것은 제연구역에 가압되는 최대 허용차압으로 인해 문에 가해지는 전체 힘이 110N 이상이 되지 않아야 함을 말한다. 제연구역으로 들어가는 출입문을 개방하는데 필요한 힘이 110N 이상이 되면 노약자나 어린이는 물론 일반 성인도 피난에 어려움을 겪을 수 있기 때문이다.

 

다. 110N 이하로 규정하고 있는 이유

옥내에서 제연구역으로 들어가는 출입문을 개방할 때 110N 이하의 힘을 들여서 개방할 수 있어야 한다는 의미이다. 이 상태는 부속실 제연설비가 작동하고 있어서 제연구역에 일정한 압력(차압)이 형성되어 있는 상태이기 때문이다. 출입문에 받고 있는 이 차압과 자동폐쇄장치의 폐쇄력을 이겨내고 여는 힘이 110N 이하여야 한다는 의미이다. 미국처럼 체격이 큰 나라에서는 133N을 규정하고 있지만, 영국, 호주, 싱가폴 등이 110N을 사용하고 있다. 따라서 우리나라도 대부분의 나라와 동일하게 110N을 사용하고 있는 것이다.

 

 

최대차압을 pa로 규정하지 않고 110N 이하여야 한다고 규정하는 이유

가. 최소차압은 출입문이 닫혀있는 정지 상태에서의 차압이다.

최소차압을 pa로 규정하였으니 최대차압도 pa로 규정하면 이해하기 편할텐데 다른 방식으로 규정하고 있다. 최소차압은 출입문이 닫혀있을 때 측정하는 것이므로 제연구역과 옥내간의 차압을 측정하면 편리하게 얻을 수 있다. 그러므로 부속실 제연설비가 작동하였을 때 제연구역과 옥내간 최소차압은 몇 pa 이상이어야 한다고 규정할 수 있게 된다.

 

나. 최대차압은 출입문 개방이 가능한 압력이다.

그러나 최대차압은 출입문이 열리는 동적인 상태와 관련된 압력이다. 닫혀있던 출입문이 110N 이하의 힘으로 열릴 수 있는 정도의 차압을 말하는 것이다. 이는 출입문의 자동폐쇄장치의 폐쇄력과 직접적인 상관관계를 갖는다. 즉 출입문에 설치된 자동폐쇄장치의 폐쇄력을 이겨내고 출입문을 여는데 필요한 힘(N)과 관련된다는 것이다.

 

다. 출입문에 부착할 자동폐쇄장치에 따라 폐쇄력이 다르다.

각 건축물마다 KFI에서 인증된 제품 중에 어떤 회사의 자동폐쇄장치를 사용할지 알 수 없다. 결국 출입문에 설치되는 자동폐쇄장치 제품의 폐쇄력에 따라 열리는 힘이 달라질 수밖에 없으므로, 이때의 제연구역 압력(차압)을 pa로 일괄적으로 규정할 수 없기 때문이다. 따라서 최대차압이라는 의미는 출입문을 개방하는 힘(F)이 110N 이하가 될 수 있도록 제연구역에 형성된 압력(차압)이라고 생각하면 된다. 나중에 계산을 통해 알게 되겠지만 최대 차압은 60pa 이하가 되어야 한다.

 

출입문에 부착된 자동폐쇄장치의 폐쇄력

고려해야 할 요소들

가. 제연구역과 옥내와의 설계차압

부속실(전실) 제연설비에서는 제연구역에 가해지는 압력 즉 옥내와의 설계차압을 얼마로 하느냐에 따라 제연구역의 압력이 결정되게 된다. 제연구역에 옥내와의 차압 유지를 위해 가해지는 압력이 출입문에 전달되면서 출입문을 개방하는데 110N 이상의 힘이 필요하게 되는 상황이 도래하게 된다.

 

나. 자동폐쇄장치와 힌지의 개방력

또한, 출입문에 설치되는 자동폐쇄장치의 자체 개방력이 어느 정도인가도 역시 중요한 역할을 하게 된다. 부속실 제연설비가 작동하지 않은 상태 즉 평상시에도 제연구역의 출입문을 여는데 필요한 개방력이 존재한다. 출입문을 개방하는데 필요한 힘이 클수록, 즉 출입문에 설치된 자동폐쇄장치의 폐쇄력을 이겨내야 하는 힘이 클수록, 제연구역의 출입문의 개방에 필요한 힘 110N에 쉽게 도달하기 때문이다.

 

다. 힘을 전달받는 출입문의 형상

부속실(전실) 제연설비에서 제연구역에 설치되는 출입문 면적의 크기는 출입문을 개방하는데 필요한 개방력에 영향을 준다. 면적이 클수록 제연구역에 형성되는 공기의 힘을 많이 받기 때문이다. 그리고 문의 전체 폭에 대비하여 손잡이에서 문의 끝 모서리까지의 거리도 영향을 미친다. 손잡이가 문의 모서리 쪽에 가까울수록 문을 개방하는데 필요한 전체 힘은 더 작아지게 된다. 이렇듯 출입문 면적과 손잡이의 위치도 개방력에 영향을 미친다.

 

라. 출입문 개방에 필요한 전체 힘(F)은 110N 이하여야 한다.

 

출입문 개방에 필요한 힘

위 공식이 출입문 개방에 필요한 힘과 관련된 공식이다. 여기서 F가 110N 이하여야 한다는 것이다. 그런데 우리가 알고자 하는 것은 최대차압인 △P이다. 여기서 최대차압이 60pa 이하가 되어야 하는 결과에 대해서는 다음 글에서 알아보자.

 

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