급기가압제연 실무 개요 2013. 4. 29 한국소방기술사회 김 진 수

제연관련 업무추진 계획 계산 지침 작성 제연시방서 작성 제연부문위원회 주도로 계산지침을 작성, 소방방재청으로부터 계산방법 기술기준으로 인정받아 소방기술의 민간주도 시발점이 되도록 함. 아파트 평면구조 자료 모음 화재 시나리오 수립 아파트의 특성별, 화재 시나리오별 고려조건 정립 사례별 계산방법 제안 제연시방서 작성 제연시방서를 작성하여 설계, 공사 및 검사에 사용토록 보급 이를 바탕으로 소방시설 공사시방서를 정립하여 나갈 예정.

제연관련 업무추진 계획 T.A.B 추진 현황 준비 초고층 건물의 제연성능은 착공 전 설계검토가 중요하며 준공단계에서 검사도 어려움 T.A.B를 반드시 하도록 화재안전기준에도 명시되었으나 T.A.B를 수행할 자원이 확보되지 않고 T.A.B 기준 미정립 T.A.B 기술기준, 업무수행기준, 교육 등에 대한 규정 마련 필요 준비 제연부문위원회에 T.A.B 추진 T.F를 담당할 소위원회 설치 T.A.B 시행규정 마련 (T.A.B 수행주체 인정기준 및 절차, 업무수행 지침, T.A.B 교육 계획 등) T.A.B 기술기준 및 절차서 작성. T.A.B 교육교재 작성.

제연관련 업무추진 계획 장기적 과제 제연 관련 자재 인증 다양한 제연 방식 정립 우선적으로 댐퍼류에 대해 연내 인증체계 구축하고, 이를 바탕으로 소방 기자재에 대한 소방기술사회의 인증 범위를 넓혀 나갈 예정 다양한 제연 방식 정립 부속실 일변도의 설계방법 탈피 부속실 철폐 가능성 모색

급기가압 제연 개요

제연설비의 용도에 따른 분류 거실제연 : 비상통로제연 : 화재로 인해 발생하는 연기를 전량 배출하여 거실에 피난 가능한 환경을 오래 유지하는 목적(시간 지연) 비상통로제연 : 피난계단실, 비상용 승강기 승강로로 연기가 들어가지 않게 하는 목적(철저 배제)

급기가압제연의 주된 기능 피난경로 보호(부속실, 계단실) 비상용 승강기 보호(승강로에 연기 침투 방지) ※ 급기가압의 본질은 차압을 이용한 연기침투 방지이다.

급기가압제연의 부수조건 1 피난을 위해 일시적으로 화재구역의 출입문이 열리는 경우 연기가 피난경로로 따라 나오지 않도록 부수적인 고려를 하는 것이 방연풍속의 취지 방연풍속 0.5~0.7 m/s ; BS 5588-P4, 1997년판 기준 현재 BS/EN 12101-6(2005년판)의 기준은 0.75 m/s 그러므로 급기가압제연의 주된 성격은 화재초기의 피난 설비

급기가압제연의 부수조건 2 비상용 승강기는 원래 소방대용이므로 화재 최성기에도 사용할 수 있다. 이러한 경우에는 소화활동설비. 비상용 승강기는 원래 소방대용이므로 화재 최성기에도 사용할 수 있다. 이러한 경우에는 소화활동설비. 소화활동설비는 화재 최성기의 연기역류방지기능 필요 → 2 m/s 이상의 방연풍속. EN 규정은 소방대용 샤프트의 방연풍속 2 m/s 이상 NFPA는1.02 m/s 이상의 풍속은 화세 조장 → 불허 현재 국가화재안전기준 501A의 성격 방연풍속이 작아 소화활동설비가 아닌 피난시설 국내에도 소방대용 샤프트에 2 m/s 이상의 방연풍속을 적용하는 사례가 있다.

급기가압제연의 본질 가압제연시스템의 본질은 비상통로의 보호 IBC 코드 : 계단실, 승강로에 적정 차압이 형성된다면 부속실, 승강장의 구획이 필요없다.(방연풍속 제한 없음) 국내 가압제연시스템의 현실은 부속실 보호 건축법상 특별피난계단의 부속실 필수 부속실 단독 가압이 주류 : 자동차압조절댐퍼 필수

국내 가압제연시스템의 문제점 현실 방연풍속의 문제 차압의 문제 - 직통계단식 2세대형 아파트에는 유입공기의 옥내배출구 면제 : 방연풍속을 규정하면서도 방연풍속의 형성은 불가능하게 하는 모순 - 직통계단식 아파트 출입문에 방연풍속 형성이 안 되어 피난개방 시 비상용승강기 승강장으로 연기가 밀려 나올 경우 승강로로 연기를 밀어 넣게 됨 차압의 문제 자동차압조절댐퍼의 기계적 한계 : 과압형성 불가피 (과압배출장치 면제 규정 개정 예정)

국내 가압제연시스템의 문제점 해결 방법 유입공기 배출구 설치 : 2세대형에는 평면구조상 어려움 계단실, 승강로 가압 적용 : 부속실에서 과압배출, 계단실 및 승강로 보호

장기적 해결과제 연돌현상(Stack effect) 온한대 지방에서 혹한기에 강하게 발생, 초고층에 특히 심각한 영향 기후에 따라 차압의 크기가 달라지며, 심한 경우 역차압 발생 가능 초고층 피난층의 계단실 문 개폐와 승강기 문 개폐에 심각한 영향 외피의 기밀화로 차단 가능 → 평시 사용상 불편은 잘 느끼지 못함 비상시에는 피난과 소방대의 진입을 위하여 피난층 외피를 개방해야 하므로 심각한 장애 발생 가능 혹한기와 혹서기의 극심한 차압 변화에 대응할 수 있는 방법 필요.

제연 차압에 대한 BS/EN 기준 차압 50 Pa 방연풍속 피난용 계단 0.75 m/s 이상 소방대용 2 m/s 이상

제연 차압에 대한 NFPA 기준 NFPA 92, A.4.4.2.1.1 연기 차단을 위해 설계된 제연시스템은 있을 수 있는 연돌 현상과 바람의 조건 하에서 최소차압을 유지하도록 설계되어야 한다. 제연시스템에 의해 조성되는 차압은 바람, 송풍기 맥동, 문의 개폐 및 여타 요소들에 의해 요동하는 경향이 있다. 제시된 최소설계차압으로부터 단시간의 이탈은 제연시스템의 방연 기능에 큰 영향을 미치지 않는다. 이러한 이탈에 대해 명확한 허용값은 없으며, 문과 구조체의 기밀성 연기의 독성, 기류의 양, 공간 체적에 따라 좌우된다. 제시된 최소설계차압으로부터 50% 정도의 간헐적 이탈은 대부분의 경우 허용되는 것으로 본다.

제연 차압에 대한 NFPA 기준 건물 타입 천장고 (m) 설계 차압 (Pa) 스프링클러 있음 모든 경우 12.5 스프링클러 없음 2.74 m 25 4.57 m 35 6.4 m 45 4.4.2.1.1 Notes; (1) 이 최소설계차압은 제연경계 너머 가스온도가 1700℉ (927℃=1200K)인 경우에 대한 차압을 나타낸다.(팽창 배출 필요) (2) 바람, 연돌현상을 고려한 조건 하에서 이 최소차압을 유지. 층별가압시스템(zoned smoke control system)에서는 화재층과 인접층 사이에서 차압을 측정하여야 한다. 방연풍속문제와 함께 옥내배출시설을 강화함으로써 해결 가능

제연 차압에 대한 IBC (IFC) 기준 909.7.1 유속 고정개구부를 통한 최소평균유속은 아래 식의 결과 이상이어야 한다 v = 119.9 [h (Tf - To)/Tf]1/2 여기서 : h = 개구부의 높이 (m). Tf = 연기의 온도 (K). To = 주변공기의 온도 (K). v = 유속 (m/minute). 주변온도 300K이고, 연기온도 1200K인 경우 (화재 최성기) v = 104 (m/min) = 1.73 (m/sec) 주변온도 300K이고, 연기온도 330K인 경우 (초기 피난 시기) v = 38 (m/min) = 0.63 (m/sec)

제연 차압에 대한 NFPA 기준 909.7.2 금지 조건 909.20.5 계단실 가압 방식 방연기류에 의한 방법은 기류의 양이나 속도가 제연시스템의 다른 부분에 부정적 영향을 주거나 과도한 화세 조장, 피난장애, 상승 연기류의 교란 등을 유발하는 경우, 사용하지 말아야 한다. 어떤 경우에도 화원을 향한 기류속도는 1.02 m/s를 초과하지 않아야 한다. 909.20.5 계단실 가압 방식 건물 전체적으로 자동식 스프링클러가 구비되고, 예상가능한 연돌현상 및 바람의 영향 하에서 계단실의 문을 모두 닫고 측정한 차압이 옥내보다 25 Pa 내지 87 Pa의 범위에서 높게 나오도록 피난계단실이 가압되는 경우에는 부속실이 없어도 된다.

제연 차압에 대한 NFPA 기준 909.21 승강기 승강로 가압 방식 909.21.1 가압 필요조건. 규정된 승장장 구획 대신에 승강로 가압을 할 수 있다. 909.21.1 가압 필요조건. 승강로는 모든 층에서 인접 거실구역보다 25 Pa 내지 67 Pa 높게 차압을 유지하도록 가압하여야 한다. 차압은 모든 승강기를 호출층에 위치시켜 문을 연 채로 대기시키고, 다른 층의 승강기 문은 모두 닫은 채로 각 승강기 문의 중간점에서 측정하여야 한다. 시험 중에 각 층 승강기 문의 여닫음이 잘 되는지 확인해봐야 한다. 공기는 다른 배출구로부터 6 m 이상 이격된 옥외 취입구에서 오염 되지 않은 공기를 취입하여야 한다.

The End