거실제연설비 _ 플러그 홀링(Plug Holing) 현상, 스모크-로깅(Smoke-Logging)현상

거실제연설비 _ 플러그 홀링(Plug Holing) 현상, 스모크-로깅(Smoke-Logging) 현상

플러그 홀링(Plug Holing)이란

   ① 대규모 공간에서 기계제연을 하는 경우 유입된 신선한 공기(청결층)가 연기층과 함께 직접 배출구로 빠져나가는 현상을 Plug-holing현상이라 한다

    ② Plug-holing현상이 발생되면, 배출설비에 의해 배출되는 연기의 양이 줄어들고, 이로 인해 연기층(Smoke layer)이 확산된다

    ③ 연기층이 평면적으로 확산되어 바닥 부근으로 확산되는 현상을 Door-Effect라고 하며, 이는 연기층의 효과적인 배출과 피난활동을 방해하게 된다

 

스모크-로깅(Smoke-Logging) 현상이란

    ① 화재 시 스프링클러헤드가 방수됨으로 물방울에 따른 냉각효과에 의해 연기층의 온도가 저하되어 부력이 감소하므로 발생하는 연기층이 화재충의 중간 부분에 정체하는 현상을 말한다

    ② 스모크-로깅현상으로 연기가 중층에 정체하여 제연설비의 정상적 연기배출이 되지 못해 피난위험요소가 증가한다.

 

1. 플러그 홀링(Plug Holing)

    1) 발생 메커니즘

            ① hDEP가 연기층(Smoke layer)의 깊이 h이상이 될 경우에 발생

            ② “Froude 수”와 “h”에 의해 발생여부를 추정

            ③ “hDEP > h”가 되어 플러그 홀링 현상이 발생

    2) 영향인자

        ① 배출구 위치

        ② 배출구 최대 배출 용량(m) : 반자 높이가 높을수록 배출 용량이 크다 → Plug Holing 발생용이

        ③ 배출구 크기(Vvent) : 배출구 크기가 클수록 →Plug Holing 발생용이

             ㉠ Smoke Layer의 깊이가 h라면 Vvent > 2h2 이면 Plug Holing현상이 발생

             ㉡ 배출구 단변 길이는 Smoke Layer의 깊이(h) 보다 길면 Plug Holing현상이 발생

        ④ Smoke Layer 높이 : Smoke Layer가 너무 낮으면 → Plug Holing 발생용이

 

    3) 문제점

         ① Plug Holing이 발생되면 배기설비에 의해 배출되는 연기의 양이 줄어든다

         ② 연기층의 깊이가 증대된다

         ③ 비열적손상 유발

              ㉠ 연기에 의한 가시도 악화 및 피난에 악영향

              ㉡ 산소결핍 및 호흡장애, 심신 기능장애

              ㉢ 마취성가스, 자극성 가스, 유해가스에 의한 위험

 

    4) 방지대책

        ① 공기 유입구 대책

             ㉠ 공기 유입구를 낮은 곳에 설치한다

             ㉡ 공기 유입량을 적절히 조절해서 유입되는 공기에 의해 Smoke Plume이 교란되지 않도록 한다

             ㉢ 하나의 유입구에서 다량의 공기를 유입시키지 말고, 여러 개의 유입구에서 분산되어 유입되도록 한다

             ㉣ 유입풍도의 유속을 느리게 한다

 

        ② 배기구 분할

             ㉠ 배기구를 분할하여 배출구별 최대배출용량을 제한한다

             ㉡ 배출구의 최소수량은 하나의 배출구에서 플러그 홀링 없이 배출할 수 있는 최대 배출량을 초과하지 않도록 결정한다

             ㉢ 배출구의 최소수량보다 많은 수량은 허용된다(즉, 배출구의 크기를 줄이고 배출구 수량을 더 많게 할 수 있다)

             ㉣ 플러그 홀링 없이 배출할 수 있는 최대배출량 계산식(NFPA 92B)

 

        ③ 배출구 크기 제한 및 배치기준

             ㉠ 배출구의 규격 및 배치는 플러그 홀링이 없도록 해야 한다

             ㉡ 배출구 하나의 크기는 연기 층의 깊이가 h라 하면, 2h²을 초과하지 않아야 한다

             ㉢ 배출구의 장변길이가 단변길이의 두 배를 넘는 경우는 단변의 길이는 설계 연기 층 깊이(h) 보다 길지 않아야 한다

 

 

 

2. 스모크-로깅(Smoke-Logging) 현상

    1) 개요

        ① 거실 제연의 경우 60cm 이상 연기층을 확보하여야 청결층 확보, 배연효과를 극대화시킬 수 있다.

        ② 거실 제연의 경우 청결층 확보를 하지 못하는 여러 가지 경우 중 배연 능력이 필요 이상 클 경우 plug holing 발생하여 연기층 파괴에 의한 청결층 미확보 현상이 발생한다

        ③ 제연구역 내의 스프링클러가 동작하여 주변의 연기층이 하강하여 연기층 파괴에 의한 청결층 미확보 현상이 발생한다

        ④ 이러한 현상을 연기가 하강하는 smoke logging이라 한다

 

    2) 거실 제연 개념

        ① 거실 제연의 역할은 일정한 청결층을 확보하여 피난안전성과 소화활동을 지원하는 역할을 함② 청결층을 확보하기 위해서는 일정한 공간에 연기를 가둬둘 필요가 있으며 일정 두께 이상의 연기층이 요구된다

        ③ 화재안전기준의 경우 1,000m 이하의 제연구역과 60cm 이상의 연기층 확보를 요구한다

        ④ 연기층의 두께가 60cm 이상 확보되어야 적절한 배연으로 인한 청결층을 확보해야 한다

        ⑤ plug holing 등이 발생 시 배연효율이 떨어져 배출풍량≠유입풍량이 발생하여 청결층을 미확보하여 피난안전성과 소화활동을 지원하지 못하게 된다

       ⑥ 거실 제연의 단점 중의 하나는 제연구역 내 스프링클러가 과도하게 동작해 버리는 문제점을 가지고 있다

 

    3) Smoke Logging 발생 시 문제점

        ① 청결층 미확보를 통한 피난안전성과 소화활동 지원을 못하는 한계

        ② 거실제연의 풍량은 배출풍량＝유입풍량으로 배출풍량≠유입풍량일 경우 제연 효율 감소

        ③ 무거운 독성가스가 다량으로 하강하여 독성에 의한 2차 피해 발생 가능

 

 

소방시설관리사는 개요 정도만 알고 있으면 충분해 보입니다. 소방기술사 수험자는 내용 전부 숙지하셔야 합니다.