1. 플러그 홀링(Plug Holing) 현상이란?
플러그 홀링이란 거실 제연설비의 배출구에서 일어나는 현상이다. 화재가 발생하면 제연설비가 작동을 위해 공기를 공급하는 급기팬과 실내 연기를 빨아들여 외부로 내보내는 배기팬이 기동을 한다. 이때 배기팬이 화재실에서 발생한 연기를 빨아내어 화재실의 제연 역할을 하는데 배기팬의 용량이 커서 흡입력이 좋은 경우 실내의 연기층(Smoke Layer)과 함께 청결층(Clear layer)의 공기까지 빨아내는 현상을 플러그 홀링이라 한다.
2. 플러그 홀링 현상은 왜 발생하는가?
가. 연기층이 제대로 형성되지 않았을 때 발생한다.
가연물이 많아 화재가 급격하게 연소 중인 경우에는 연기의 발생량이 많아 연기층이 천장 부근에 두텁게 형성된다, 그러나 화재 초기인 경우에는 연기가 두텁게 연기층을 이룰 정도로 형성되지 못하고 천장쪽으로 약하게 쌍이게 된다. 이때 감지기의 작동으로 거실 제연설비가 작동되게 되면. 배출구 근처에서 흡입되는 부압으로 인해 얇게 형성된 연기와 함께 신선한 공기도 빨려나가면서 플러그 홀링 현상이 발생한다.
또한 제연구역을 구획하는 제연경계의 폭이 낮을 때도 발생한다. 발생하는 연기의 양은 많은데 제연구역을 구획하는 제연경계의 폭이 낮아 연기가 인접한 제연구역으로 넘어가 버리면 연기층이 낮게 형성될 수밖에 없다. 이때 제연설비가 작동하면 제연경계 안쪽의 연기층 높이가 낮아 플러그 홀링 현상이 발생한다.
나. 배출구의 수는 적으면서 하나의 배출구 면적은 클 때 발생한다.
거실 제연설비에서 제연구역에 대한 배출량을 계산하고 배출구의 위치를 법적 기준에 맞게 적용시킨다. 그러나 배출구의 수를 기준하지는 않고 있다. 배출구의 면적을 적용하는 경우라도 하나의 배출구의 면적을 크게 적용하고 배출구의 수를 줄이는 경우 발생한다. 배출량의 법적 기준은 충족하지만 전체 천장 면적 중에서 배출구 부분에서만 배기가 되므로 해당 배출구에서는 플러그 홀링(Plug Holing) 현상이 발생한다.
다. 배기팬의 용량이 클수록 발생한다.
배기팬의 용량이 크면 흡입되는 양도 많아진다. 연기층만을 빨아 들여야 하는데 배출하는 부압의 힘이 강해지고 배기하는 용량이 많아져 연기층을 흡입하고 난 후 아래쪽의 신선한 공기까지도 빨아내는 효과가 발생한다. 연기층을 전체적으로 무게감 있게 빨아내지 못하고 부분적으로만 강력한 힘으로 빨아내다 보니 연기층 밑의 신선한 공기까지 영향을 받게 되는 것이다.
3. 플러그 홀링 현상이 발생하면 어떤 문제가 생기는가?
가. 연기 배출이 늦어진다.
플러그 홀링 현상이 발생하는 원인 중의 하나가 전장에 설치된 배출구의 숫자는 적은 반면에 배출구의 면적은 큰 것이었다. 그러므로 배출구가 설치되어 있는 부분에서만 연기가 신선한 공기와 함께 배출되고, 배출구가 설치되지 않은 곳에서는 연기가 늦게 배출되는 결과를 가져온다.
나. 연기층(Smoke Layer)이 하강하여 피난에 장애가 된다.
배출구가 설치된 곳은 강력한 흡입력으로 인해 연기와 함께 신선한 공기까지도 빨려 나가게 된다. 그러나 배출구가 없는 다른 지역은 연기가 배출되는 양보다 축척되는 양이 더 많아진다. 결국 배출구가 있는 소수의 장소는 연기가 배출되지만 배출구가 없는 곳은 연기가 지속적으로 축적되면서 하강하게 된다. 하강한 연기로 인해 실내에 있는 사람들은 시야가 확보되지 않아 패닉(Panic) 현상으로 인해 피난에 장애를 받게 된다.
다. 급기량보다 배기량이 많아 부압이 형성된다.
화재실에서 신선한 공기는 두 가지 역할을 한다. 하나는 화재에 산소를 공급하므로 화재가 확산되는 악영향을 주고, 사람들이 대피하는데 도움을 주는 역할을 한다. 신선한 공기가 있음으로서 호흡을 할 수 있고 시야가 확보되어 패닉에 빠지지 않고 피난이 가능해진다. 그런데 급기구를 통해 급기가 되는 신선한 공기의 양보다 배출구를 통해 빨려나가는 연기와 실내 공기의 양이 더 많을 때 실내에 부압이 발생한다. 부압이 형성되면 피난하지 못하고 남아있는 사람들의 호흡은 더 어려워진다.
4. 예방 방안은 없나?
가. 배출구의 크기는 줄이고 배출구의 수를 늘린다.
연기를 배출하는 배출구의 위치는 대부분 천장 쪽에 설치한다. 설치되는 위치는 적정하지만, 배출구의 수가 적고 면적만 클 때 플러그 홀링 현상이 발생한다. 그러므로 배출구의 수를 늘려서 천장의 곳곳에 배치시켜야 한다. 배출구의 분산을 통한 배출량의 분배를 의미한다. 그래야 실내 전체적으로 연기층이 낮아지면서도 청결층은 유지되는 현상을 유도할 수 있다.
나. 제연경계의 높이를 최소 0.6m 이상 확보한다.
제연구역을 구분할 때 벽으로 구분하는 것이 가장 좋지만 넓은 실내의 경우 벽으로 구분이 불가하여 제연경계로 제연구역을 구분한다. 백화점이나 대형 창고형 마트 그리고 지하철 역사에 가면 볼 수 있는 제연경계는 그 폭을 대부분 0.6m 이상으로 구성하고 있다. 화재안전기준에서 제연경계의 폭을 0.6m를 규정하고 있는 이유는 발생한 연기가 다른 구역으로 넘어가지 못하게 하는 역할도 하지만, 플러그 홀링 현상이 발생하지 않게 하기 위하여 일정한 높이의 연기층을 형성하려는 의도이기도 하다.
다. 배출량보다 유입량을 더 많게 한다.
거실 제연설비에서는 연기의 배출량을 실별 면적과 수직거리에 따라 구분하여 구체적으로 규정하고 있는데 비해 유입량에 대한 규정은 간단하게 하고 있다. 거실 제연설비의 유입량은 배출량 보다 더 많아야 한다고 규정하고 있다. 인접구역을 통한 제연방식의 경우 배출 부분은 부압이 형성되고 급기 부분은 양압을 형성하여 연기가 화재 구역 외의 다른 방향으로 확산되지 않도록 하기 위하여 유입량을 더 많게 한다. 그리고 단독제연방식에서는 배출로 인해 플러그 홀링(Plug Holing) 현상이 발생하더라도 실내에 부압이 발생하지 않게 하고, 연기가 적절하게 배출되지 못한 상황에서도 연기층이 낮아지지 않게 청결층의 양압을 유지하여 호흡에 필요한 신선한 공기를 공급하려는 목적이다.
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