부속실(전실) 제연설비에서 보충량(Q2)을 계산하는 기술적인 방법

보충량(Q2)을 산출하는 계산식(기술사 시험)

 

방연풍량과 보충량

Q2 : 보충량(㎥/s)

Qn : 방연풍량(㎥/s)

Qo : 거실유입풍량(㎥/s)

K : 제연구역의 수 (20층 이하는 1, 20층 초과는 2)

A : 제연구역 출입문의 면적

V : 방연풍속(0.5m/s ~ 0.7m/s 이상)

 

방연풍속을 형성하는데 사용되는 방연풍량(Qn)은 거실유입풍량(Qo)에 보충량(Q2)이 더해진 공기량이다. 그런데 구하고자 하는 값이 보충량이므로 보충량 = 방연풍량 – 거실유입풍량으로 구한다. 보통 보충량(Q2)을 구할 때는 Q = AV의 공식으로 구하지만, 위 방법은 계단실로 누설된 압력까지도 고려하여 계산하는 방식이며, 기술사 시험에서는 이 계산 방법을 사용할 수 있어야 한다.

위 식에서 거실유입풍량(Qo)의 적용 : ① + ② + ③

가. 1개 층(화재층)의 부속실에 공급하는 기본 급기량(누설량) - ①

 

누설량 구하는 방법

A1 : 옥내에서 부속실로 향하는 출입문의 누설틈새 면적

A2 : 부속실에서 계단실로 항하는 출입문의 누설틈새 면적

 

전 층의 제연구역에는 기본 급기량인 누설량이 제공된다. 그런데 보충량 계산은 하나의 층만 열리는 것을 가정하므로 거실유입풍량을 계산하는 경우에도 1개 층의 기본 누설량을 적용한다.

 

나. 문이 열리지 않은 나머지 부속실(N-1)에 급기량 중 계단실로의 누설량 - ②

그런데 화재층 1개 층의 제연구역 출입문이 열리면 곧이어 계단실로 향하는 출입문도 열린다. 따라서 화재층에서는 공기가 옥내 및 계단실 양쪽으로 흐르게 된다. 그런데 이때에도 문이 열리지 않는 다른 층에서는 지속적으로 공기가 공급(누설량)되고 있는데, 이 공기는 옥내 방향 및 계단실 방향 양쪽으로 누설이 이루어진다.

 

나머지 층의 계단실 방향 누설량

다. 피난층에서의 계단실 방향 누설 공기량 - ③

 

피난층의 게단실 방향 누설량

A3 : 피난층의 옥내에서 부속실로 향하는 출입문의 누설틈새 면적

A4 : 피난층의 부속실에서 계단실로 항하는 출입문의 누설틈새 면적

 

피난층의 계단실 방향 누설량을 굳이 별도로 계산에 포함하는 이유는 피난층은 계단실에서 부속실로 연결되는 출입문의 열리는 방향이 반대이기 때문이다. 보통은 부속실에서 계단실 방향으로 출입문이 열리지만, 피난층에서는 계단실에서 부속실 방향으로 출입문이 열리므로 누설틈새의 면적이 다름을 반영한 것이다.

 

 

계단실 방향의 누설량을 거실유입풍량(Qo) 계산에 포함하는 이유

가. 사람들의 행동특성을 반영한 방연풍속 측정

방연풍속을 측정할 때에는 제연구역에서 옥내와 연결된 출입문과 계단실로 향하는 출입문을 모두 열고 측정한다. 그 이유는 옥내에서 사람들이 대피할 때 제연구역인 부속실 또는 승강장으로 연결된 출입문을 개방하고 난 후, 다시 계단실로 향하기 위해 계단실의 출입문도 열고 계단실로 대피한다. 따라서 화재안전기준에서는 이 상황을 모두 고려하여 방연풍속 측정시 두 출입문을 모두 개방한 후 측정한다.

 

나. 계단실의 압력이 점차 높아진다.

계단실에 설치되는 창문은 화재시 자동으로 닫히는 구조로 되어 있어서 계단실은 밀폐공간이 된다. 즉 열린 출입문을 통해 공기가 유입되면 옥내 방향은 유입공기를 배출할 수 있는 설비가 되어 있어서 공기가 외부로 빠져 나가지만, 계단실은 전체가 막혀 있어서 또 하나의 가압공간이 형성된다는 것이다. 단, 계단실에 개방되는 창문을 설치하는 경우에는 예외이다.

 

다. 역류누설량이 형성된다.

그러므로 계단실로 흘러 들어가는 만큼의 공기로 인해 계단실은 어느 정도 가압이 되어 있을 수밖에 없으므로, 계단실 방향으로는 더 이상 누설되지 않는다. 그 후 화재층에서 출입문이 열리면 계단실에 가압되어 있는 공기가 출입문이 열린 옥내 방향으로 흐름을 형성하기 때문이다. 이 공기의 흐름을 거실유입풍량 또는 역류누설량이라고 표현하기도 한다.

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