위 계단실형 아파트는 총 25층이다. 부속실을 급기가압하는 부속실(전실) 제연설비를 설치하고자 할 때 필요한 전 층 출입문(세대 2, 계단실 1)의 누설량을 산출하라. 단, 여기에서 언급되는 세대와 계단실의 출입문은 방화문(KS F 3109)으로서 차압 25pa인 상태에서 누설공기량이 0.9㎥/min・㎡ 이하이다.
<조건>
세대 출입문 : 1,100mm × 2,100mm
계단실 출입문 : 1,100mm × 2,100mm
설계차압 : 50pa
방화문의 누설량 산정 방법
가. 누설틈새 면적 산정 규정에서 단서 조항
부속실(전실) 제연설비를 설계할 때 제12조(누설틈새의 면적 등)의 규정에 따라 누설틈새 면적에 따라 누설량을 산정하는 것이 일반 원칙이다. 그러나 제12조(누설틈새의 면적 등) 제1호 단서에서 방화문인 경우에는 문세트에 따른 기준을 고려하여 산출할 수 있다는 단서를 규정하고 있다. 이 의미를 적용하여 출입문의 누설량 계산을 해보자.
나. 방화문의 차연량 시험
아파트의 세대로 통하는 출입문과 계단실로 통하는 출입문은 KS F 3109에 적합한 방화문이라고 했다. 그리고 조건에서 차압이 25pa인 상태에서 누설공기량이 0.9㎥/min・㎡ 이하라고 했다. 이는 방화문의 차연량 시험 조건에 적합하다는 것을 의미한다. 그러므로 해당 방화문에 대해서는 누설틈새 계산[A = (L/ℓ) × Ad]을 통한 누설량 계산을 하지 않고, 바로 해당 출입문에 대한 누설량을 계산하면 된다는 것을 의미한다.
방화문의 누설량
가. 출입문 하나에서의 누설량
차압이 25pa에서 방화문의 단위면적당 그리고 분당 누설공기량 0.9㎥/min・㎡을 설계차압 50pa에서의 공기누설량으로 계산하면 1.273㎥/min・㎡이 된다. 그런데 계산은 min이 아닌 sec로 하여야 하므로 분을 초로 환산하면 0.0212㎥/s・㎡가 된다. 이는 방화문의 면적당 수치이므로 여기에 방화문의 면적(1.1m × 2.1m = 2.31㎡)을 곱해주면 해당 출입문에서의 누설량은 0.049㎥/s가 산출된다.
나. 출입문 3개의 누설량
위 제연구역(부속실)에서 방화문으로 구성된 출입문은 총 3개다. 세대로 통하는 두 개의 출입문이 있고, 계단실로 향하는 또 하나의 출입문이 있다. 그러므로 출입문 하나당 누설량은 0.049㎥/s 이므로 3개에 대한 누설량은 0.049㎥/s × 3개 = 0.147㎥/s 이다.
다. 전 층의 제연구역에서의 누설량
위에서 계산한 누설량 0.147㎥/s는 하나의 층의 제연구역에서의 출입문에 대한 누설량이다. 위 건물은 총 25층 이므로 전 층의 제연구역에서의 누설량을 알기 위해서는 25층을 곱해주어야 하다. 그래서 전 층 제연구역의 출입문에서의 누설량은 0.147㎥/s × 25층 = 3.675㎥/s이 산출된다.
누설틈새 면적 계산과 다른 점
가. 세대에서 제연구역으로 향하는 출입문(제연구역의 실내쪽으로 열림)
나. 제연구역에서 계단실로 향하는 출입문(제연구역의 실외쪽으로 열림)
다. 병렬 경로인 경우의 누설틈새 면적 계산
부속실(전실) 제연설비의 제연구역인 승강장을 기점으로 병렬 경로의 형상이므로 모든 출입문의 누설틈새를 더해주면 된다. A = A1 + A2 + A3 = 0.0114㎡ + 0.0114㎡ + 0.0228㎡ = 0.0456㎡이다. 그런데 전체 제연구역이 총 25층이므로 0.0456㎡ × 25층 = 1.14㎡가 된다.
라. 출입문 누설틈새에 대한 전체 누설량
방화문(KS F 3109)인 경우 누설량과의 비교
가. 전 층 제연구역에서 출입문에 대한 누설량
위 계산에서 KS F 3109에 적합한 방화문은 누설면적으로 계산하지 않고 단위 면적당 누설량으로 계산하고 있다. 따라서 모든 층의 출입문에 대한 누설량을 계산하면 각 층마다의 누설량 0.147㎥/s × 25층 = 3.675㎥/s이 산출된다. 이는 누설틈새 계산에 의해 산정된 누설량 6.67㎥/s 보다 약 55% 정도에 해당하는 수치이다.
나. 차연량 시험에 합격한 방화문은 누설량이 일률적이다고 판단한다.
KS F 3109에 적합한 방화문은 차연량 시험을 통해 차압이 25pa에서 방화문의 단위면적당 그리고 분당 누설공기량이 0.9㎥/min・㎡ 이하인 것이다. 따라서 누설량이 일반 문보다 약 1/2 정도 작은 것으로 판단된다. 이 차이가 나는 이유는 방화문의 차연량 시험에서는 출입문이 열리는 방향을 양 방향에서 측정한 차연량 결과값(실제 측정시 평균적으로 0.1 ~ 0.3㎥/min・㎡ 정도임)이기 때문이라고 판단된다. 그러나 일반 출입문은 열리는 방향에 따라 누설틈새 면적의 적용값이 달라지기 때문이다.
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