부속실 제연설비에서 보충량 적용방식의 개선이 필요하다.

방연풍속을 유지하기 위해 보충량 필요

보충량을 논의하고자 하는 것은 특별피난계단의 부속실에 제연설비를 설치한 경우에 해당한다. 사람들이 피난을 하기 위해 복도로 뛰쳐나와 계단으로 달려간다. 계단실에 가기 위해서는 부속실을 먼저 통과해야 하는데 이 부속실에 급기를 위한 제연설비가 설치되어 있다.

화재가 발생한 상황이라면 자동화재탐지설비의 감지기가 화재를 인식한다. 그러면 제연설비가 작동하여 부속실에 40Pa 이상의 차압을 형성해 놓는다. 그래서 복도에서 부속실의 문을 열면 바람이 쏟아져 나온다. 이미 부속실에 차압이 형성되어 있어서 압력이 낮은 실내로 공기가 흐르는 것이다. 피난하는 사람이 출입문을 열고 부속실로 들어갈 때 연기도 따라 들어가려 한다. 그런데 부속실에서 형성되어 있던 바람이 쏟아져 나오므로 연기는 따라 들어가지 못한다. 이렇게 부속실에서 부는 바람을 연기를 막아주는 바람이라 하여 방연풍속이라 한다.

부속실에서 실내 방향으로 바람의 흐름이 계속적으로 형성되도록 공기를 추가로 불어넣어 줘야 한다. 40Pa의 차압을 형성하기 위해 부속실에 제공되어야 하는 급기량이 정해져 있지만, 형성되었던 압력이 열린 문을 통해 계속 빠져나가므로 내부 압력이 낮아진다. 그 압력을 보충해 주기위해 보충량을 추가로 더 불어넣어 준다. 방연풍속을 유지하기 위해 추가로 더 불어넣어 주는 공기의 양을 보충량이라고 한다.

 

제연설비가 작동하면 40Pa의 차압을 유지해야 한다.

화재안전기준에서 규정한 보충량 계산 방식

특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 화재안전기준(NFSC 501A) 제9조(보충량)를 살펴보자. 보충량은 부속실(또는 승강장)의 수가 20 이하는 1개층 이상, 20을 초과하는 경우에는 2개층 이상의 보충량으로 하도록 되어 있다.

1개의 층의 면적이 넓거나 코어를 두 군데 이상으로 유지하는 건물에서는 적용을 잘 해야 한다. 1개의 층에 특별피난계단의 계단실이 두 군데가 있는 경우 부속실도 2개소이다. 건물의 전체 층수가 15층이라면 부속실은 30개가 되는 것이다. 그렇다면 기준에 의해 부속실의 수가 20을 초과하므로 2개층 이상의 보충량을 적용해야한다. 2개층 이상이라 하였으므로 총 4개 이상의 부속실의 문이 열린다는 가정으로 보충량을 계산한다.

 

 

 

현실에서의 문제점을 개선해보자

가. 보충량에 대한 최소 하한기준의 조정이 필요하다.

일반 건축물인 15층에서는 부속실이 30개인데, 초고층 건축물에 해당하는 60층짜리 건물이라면 부속실이 총 120개가 나온다. 이때에도 부속실의 수가 20을 초과하므로 2개층 이상의 보충량을 산정하면 된다. 물론 성능위주 설계를 할 것이므로 이렇게 설계하지는 않을 것으로 본다. 중요한 것은 화재안전기준에서 보충량 산정을 위한 최소 하한 기준을 마련해 놓은 것인데 초고층 건축물과 지하연계 복합건축물들이 설치되는 시점에서 최소 하한 기준에 대해 재검토가 필요하다.

 

나. 초고층 건축물에서는 적용이 달라져야 한다.

초고층 건축물임에도 불구하고 화재안전기준에 따라 부속실의 수가 20개를 초과하므로 방연풍속을 발생시키기 위해 2개층에 대한 보충량만을 적용하면 법적으로는 문제가 없다. 물론 성능위주 설계를 하면서 이렇게 적은 수치를 적용하지는 않는다. 하지만 최소 하한 기준이 정립되어 있어야 하는 것은 필요하다. 부속실의 수가 20개 이상인 경우에는 추가되는 10개마다 1개층 이상의 보충량을 계속 추가해서 적용해 주어야 한다. 그래야 부속실의 수가 30개, 40개, 50개로 늘어남에 따라 보충량도 3개층 4개층, 5개층으로 늘려서 적용이 가능하다.

60층짜리 초고층 건축물이라면 제연시스템 설계를 할 때 어떻게 해야 하는가? 하나의 급기덕트와 수직 배출덕트를 60층 전체에 설치하는 것이 타당한가? 차라리 30층 간격으로 구역화하면 어떨까. 초고층 건축물에서는 30개의 층마다 1개소 이상씩 피난안전구역을 설치한다. 제연설비도 이를 기준으로 구역화하여 설치하면 좋을 것이다. 송풍기의 용량이 한없이 커지지 않는다. 제연 덕트의 크기도 줄일 수 있다. 상층부와 저층부에서의 연돌효과의 영향도 고려할 수 있다.

 

제연설비가 필요한 고층건축물

다. 전 층에서 한꺼번에 피난하는 경우에도 감당할 수 있게 하자.

10층도 안되는 건물이고 부속실의 수가 10개가 되지 않는 경우라 하더라도 용도가 무엇이냐에 따라 피난의 형태는 달라진다. 지하 1, 2층은 주차장, 지상 1, 2, 3층은 판매시설인 백화점, 4, 5, 6층은 영화상영관 7층은 식당가로 이루어진 건물이라고 가정하자.

화재가 발생해서 연기가 차오르고, 지구경종이 작동하고, 방재실에서 안내방송으로 화재가 발생했으니 대피하라는 방송을 시작한다. 지구경종이 울릴 때 까지만 해도 반신반의하던 사람들이 안내방송이 나오고 누군가가 급하게 뛰어가는 순간 전 층에 있는 모든 사람들이 대피를 시작한다. 그러면 화재가 발생한 1개 층의 부속실 문이 열리는 것이 아니고 전 층의 부속실 문이 모두 열리며 한동안 닫히지 않을 것이 뻔하다. 전 층의 문이 열리면 방연풍속을 유지한다는 것이 현실적으로 어렵다.

그런데 화재안전기준에서 보충량의 계산은 부속실의 수가 20개 이하면 1개 층의 부속실 문이 열릴 것이라고 가정하고 있다. 너무 적은 수치다. 보충량을 적용하는 부속실의 수와 개방되는 출입문 수의 적용은 해당 건축물의 종류 또는 용도에 따라 달라져야 한다.

 

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