부속실(전실) 제연설비에서 누설틈새면적 계산 예시

 

<문제>

다음의 그림처럼 직렬경로와 병렬경로가 혼합되어있는 경우 ① 전체 누설틈새의 면적(㎡)과 ② 누설량(㎥/s)을 구해보자.

 

누설틈새면적 계산을 위한 예시

<조건>

옥내와 제연구역의 차압은 50pa이다.

A1 ~ A6은 모두 출입문으로 구성되어 있으며, 각 출입문의 틈새 면적은 0.01㎥이다.

누설경로가 직렬과 병렬이 혼합된 경우의 누설틈새 면적

가. 출입문의 틈새면적

하나의 출입문의 누설틈새 면적은 A = (L/ℓ) × Ad이라는 공식을 사용하여 계산한다. 그래서 하나의 출입문 틈새의 길이(L)를 알아야 하고, 외여닫이 문인지 쌍여닫이 문인지(ℓ)도 알아야 하며, 어느쪽 방향으로 열리는지(Ad)도 알아야 한다. 그런데 문제의 조건에서 각 출입문의 틈새면적이 각각 0.01㎡라고 주어졌으므로 이 계산을 생략하고 하나의 출입문 마다 틈새면적을 0.01㎡로 바로 적용하면 된다.

 

나. 혼합경로의 누설틈새 면적 계산 방법

① 위 그림처럼 직렬경로와 병렬경로가 혼합되어 있는 곳에 대해 전체 누설틈새 면적을 계산해 보자. 먼저 병렬경로에 해당하는 것을 합산하여 별도의 하나로 명명한 후, 이를 직렬경로화 하여 계산하는 것이 편리하다.

 

② 따라서 먼저 마지막 실3에서 병렬경로인 A4, A5, A6을 합산하여 A456 이라고 명명하기로 한다. 그리고 A3와는 직렬경로화 하여 계산하면 되는데, 이렇게 계산을 한 이후에는 A3456으로 명명하기로 한다. 그래서 A3456은 다시 A2와 병렬경로이므로 이를 서로 합산한다. 그러면 A23456이 되는데 A1과 직렬경로 이므로 마지막 계산을 하면 된다.

 

 

 

다. 병렬경로로 이루어진 마지막 실부터 계산

마지막 실인 실3에서 A4, A5, A6가 모두 병렬경로이다. 따라서 A4 + A5 + A6으로 합산하여야 하고, 결과값은 편의상 A456으로 명명한다. 0.01㎡ + 0.01㎡ + 0.01㎡ = 0.03㎡. 그러면 A456 = 0.03㎡이다.

 

라. 실2에서 직렬경로된 출입문의 누설틈새 면적 계산

A456의 병렬경로를 합산하고 나니 실2에서 A3와는 직렬경로가 되었으므로, 직렬경로 계산을 하면 된다. A456은 합산결과 0.03㎡이었고, A3은 조건에 따라 0.01㎡을 적용한다. 계산 후 A3456으로 명명한다.

 

직렬경로의 누설틈새 면적 계산

마. 실1에서 A3456과 A2는 병렬경로

실1에서 A3456과 A2는 병렬경로이다. 그러므로 서로 합산해 주면 된다. 이를 A2356이라고 명명한다. A3456 + A2 = 0.0095 + 0.01 = 0.0195㎡ → A23456이라 한다.

 

바. 가압공간에서의 최종 직렬경로 계산

앞선 계산을 통해 A23456이 나왔는데, 이는 최종적으로 A1과 직렬경로화 된 것이다. A23456은 0.0195㎡이었고, A1은 조건에 의해 0.01㎡이다. 이를 계산하면 전체 누설틈새 면적(A)은 0.0089㎡가 된다.

 

가압공간에서의 누설틈새 면적 계산

누설량 계산

가. 누설량 산정 공식

 

누설량 산정 공식

Q1 : 누설량(㎥/s)

A : 누설틈새의 면적(㎡) → 0.0089㎡

P : 차압(pa) : 50pa

n : 출입문 : 2, 창문 : 1.6 → 출입문이므로 2

N : 제연구역(부속실) 개수 → 1개

 

나. 문제에 대한 누설량(㎥/s) 산정

위에서 구한 누설틈새 전체의 면적(A)은 0.0089㎡이다. 조건에서 옥내와 가압공간에 대한 차압은 50pa로 설정하였다고 했으므로 P는 50pa을 적용한다. 모두 출입문이라고 하였으므로 n은 2를 적용한다. 그리고 하나의 가압공간에 대해서만 누설량을 구하라고 했으므로 제연구역의 개수인 N은 1을 적용한다. 그러면 문제에서의 누설량은 0.052㎥/s가 된다.

 

누설량 산정

제연구역에서의 누설틈새에 대한 고찰

부속실 제연설비를 적용함에 있어 누설틈새는 제연구역에서 옥내로 나가는 문 그리고 제연구역에서 부속실로 나가는 문에 대해서만 적용하는 것이 실무적인 계산이다. 위 문제와 관련된 도면은 실제 실무에서는 접하기 쉽지 않은 상황이다. 단순히 누설틈새의 직렬과 병렬 경로에 대한 계산이라는 시험문제를 풀어보기 위해 설정한 것이라고 이해해야 한다.

 

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