부속실(전실) 제연설비에서 옥내로 들어오는 유입공기의 배출

유입공기의 배출

가. 옥내에 유입되는 유입공기란

유입공기는 두 가지로 해석해야 한다. 부속실(전실) 제연설비가 작동되면 먼저 누설량에 해당하는 공기가 제연구역에 가득차게 된다. 그리고 사람들이 피난을 위해 제연구역의 출입문을 열었을 때 방연풍속을 형성하기 위한 보충량이 공급된다. 이 두 가지 모두가 옥내를 향하여 유입되는 유입공기이다. 그런데 화재안전기준에서는 출입문이 열렸을 때 방연풍속을 형성하기 위해 공급되는 보충량이 옥내로 유입되는 공기라고 보고 있다. 그래서 수직풍도의 단면적을 계산할 때에도 방연풍량(보충량)을 대상으로 계산하고 있다.

 

나. 유입공기를 배출해야 하는 이유

옥내로 차압에 의한 누설량이 유입되면 옥내의 압력도 점차 높아지게 된다. 그 후 출입문이 열려서 방연풍속을 위한 보충량이 유입되면 옥내에 유입되는 공기량이 급격히 증가하고 결국 옥내에 충만되게 되는 경우에는 제연구역과 옥내간 차압이 형성되지 않는다. 따라서 옥내의 연기가 제연구역에 침투하게 되므로, 이러한 압력의 평형상태를 예방하기 위하여 옥내에 유입되는 방연풍량의 공기(보충량)를 옥외로 빼주는 것이다.

 

다. 유입공기를 배출하는 방식

화재안전기준에서 유입공기를 배출하는 방식은 크게 세가지로 규정하고 있다. 수직풍도를 사용하여 배출하는 방식(자연배출식, 기계배출식), 배출구를 활용하여 배출하는 방식, 거실 제연설비에 포함하여 배출하는 방식이다.

 

 

수직풍도에 따른 배출

 

유입공기의 배출방식

가. 자연배출식

① 굴뚝효과를 활용

거실로 유입되는 공기를 수직풍도의 굴뚝효과(Stack Effect)를 통해 배출하는 것이다. 별도의 동력원이 없으므로 풍도 내부의 면적이 넓어진다. 따라서 건축물의 수평 공간 활용에 불리한 점이 있다.

 

② 자연배출식인 경우 수직풍도의 단면적

자연배출식의 경우 수직풍도의 단면적은 다음의 식에 따라 산출하는 수치 이상이 되어야 한다. 만약 수직풍도의 길이가 100m를 초과하는 경우에는 계산에 따른 산출 수치의 1.2배 이상의 수치를 기준으로 한다.

Ap = QN / 2

Ap : 수직풍도의 내부단면적 (㎡)

QN : 수직풍도가 담당하는 1개층의 제연구역의 출입문(옥내와 면하는 출입문을 말한다) 1개의 면적(㎡)과 방연풍속(㎧)를 곱한 값(㎥/s)

 

나. 기계배출식

① 배출용 송풍기 설치

수직풍도를 설치하는 것은 자연배출식과 동일하지만, 전용 배출기를 설치하여 강제적으로 배출한다는 특징이 있다. 화재감지기의 동작에 따라 연동하는 배출용 송풍기를 수직풍도의 상부에 설치하여 인위적으로 거실에 유입되는 공기를 배출시킨다.

 

② 수직풍도의 내부 단면적

송풍기를 이용한 기계배출식의 경우 수직풍도 내부의 풍속이 15m/s 이하가 되도록 하여야 한다. 전체 풍량이 일정할 때 풍속이 빨라질수록 수직풍도의 내부 단면적이 작아지게 되므로, 이를 방지하기 위하여 풍도내의 풍속을 15m/s 이하로 규정하고 있다. 기계배출식 수직풍도의 단면적은 1개층에서 형성되는 방연풍량의 1/15에 해당하는데, 자연배출식 수직풍도 면적의 약 1/8에 해당하는 면적이 된다.

배출구에 따른 배출

 

배출구에 따른 배출 방식

가. 배출구는 옥내와 면하는 외벽마다 설치한다.

건물의 옥내와 면하는 외벽마다 옥외와 통하는 배출구를 설치하여 유입공기를 옥외로 배출하는 방식이다. 건물의 사방에 배출구를 설치하고 화재시 화재감지기와 연동하여 개폐기가 열리도록 설계한다. 다만, 현실에서는 배출구를 사용하여 유입공기를 배출하는 건물을 찾아보기 힘들다.

 

나. 배출구의 개폐기는 옥외의 풍압에 의해 자동으로 닫혀야 한다.

개폐기는 화재 발생시 옥외 쪽으로만 열리도록 되어 있는데, 옥외의 풍압에 의해 자동으로 닫히도록 설계되어야 한다. 건물의 사방으로 설치하였다가 동쪽과 북쪽에서 바람이 부는 경우 두 방향은 닫히고 남쪽과 서쪽의 개폐기는 유입공기를 배출할 수 있어야 한다. 유입공기는 바람이 불어오는 쪽으로 바람의 힘을 이겨내면서 나갈 수는 없기 때문이다. 이런 의미에서 건축법령상의 배연창과는 다르다고 할 수 있다.

 

다. 개폐기의 개구면적

개폐기의 개구면적은 다음 식에 따라 산출한 수치 이상이 되도록 하여야 한다.

Ao = QN / 2.5

Ao : 개폐기의 개구면적(㎡)

QN : 수직풍도가 담당하는 1개 층의 제연구역의 출입문(옥내와 면하는 출입문을 말한다) 1개의 면적(㎡)과 방연풍속(m/s)를 곱한 값(㎥/s)

거실 제연설비에 따른 배출

 

거실 제연설비에 따른 배출방식

부속실(전실) 제연설비를 설치해야 하는 특정소방대상물의 옥내에 거실 제연설비가 설치되어 있을 때 가능하다. 당해 옥내로부터 옥외로 배출하여야 하는 유입공기의 양을 거실제연설비의 배출량에 합하여 배출하도록 설계하는 것을 말한다. 이때 유입공기의 배출은 당해 거실 제연설비에 따른 배출로 갈음할 수 있다.

 

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