특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비 _ 차압

『차압』이란

화재 시 화재실과 제연구역간의 압력차를 말하며, 다음의 그림과 같이 화재실보다 제연구역의 압력을 높게 가압․유지시킴으로써 차압을 형성 시 킬 수 있다. 형성된 차압에 의해 연기제어의 목적을 달성하는 가압방식이다.

 

제연공간에서 정상적으로 제연이 이루어지고 있다면, 출입문이 닫혀 있을 때는 차압이 정상적으로 형성되고 출입문이 일시 개방될 때는 기준풍속 이상의 방연풍속을 가진 공기가 옥내로 유입될 수 있어야 한다.

 

제연성능을 발휘하기 위해서

① 출입문이 닫혀 있을 때는 차압 형성을 위한 공기량만 급기 되어야 한다

② 출입문이 일시 개방될 때는 보충량만큼만 급기량이 증가하여야 한다

이렇게 되더라도 일시적으로 열렸던 출입문은 자동폐쇄장치에 의해 곧 바로 닫히게 되어 제연공간은 처음과 같은 폐공간이 되므로, 이때는 당연히 처음 상태의 차압만 형성되어야 한다.

 

제연공간에는

사람이 출입할 때마다 이와 같은 방연풍속 및 차압 형성의 현상도 반복되어져야 한다. 따라서 출입문의 개방에 따라 방연풍속 유지를 위한 보충량으로 인하여 상승된 차압을 정상상태로 회복시키기 위해 보충량을 곧바로 제연공간으로부터 배출시켜 줄 수 있는 릴리프 밸브의 기능을 가진 과압방지장치(과압배출밸브), 플랩댐퍼(flap damper) 또는 송풍기 회전수 제어방식 시스템을 설치해야 한다.

 

■ 부속실 제연설비 차압기준

    ① 제연구역과 옥내와의 사이에 유지하여야 하는 최소차압은 40 Pa(옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우에는 12.5 Pa) 이상으로 하여야 한다.

    

    ② 제연설비가 가동되었을 경우 출입문의 개방에 필요한 힘은 110 N 이하로 하여야 한다.

 

    ③ 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 개방되지 아니하는 제연구역과 옥내와의 차압은"①"의 기준에 불구하고 제1항의 기준에 따른 차압의 70% 미만이 되어서는 아니 된다.

 

    ④ 계단실과 부속실을 동시에 제연 하는 경우 부속실의 기압은 계단실과 같게 하거나 계단실의 기압보다 낮게 할 경우에는 부속실과 계단실의 압력차이는 5 Pa 이하가 되도록 하여야 한다.

 

 

1. Pa(Pascal) 단위

    ① 1 ㎏의 질량을 가진 물체의 중력 1 ㎏

         F = m・a = 1 ㎏ × 9.8 m/s² = 9.8 ㎏・m/s² = 9.8 N이다.

    ② 1 ㎩ = 1 N/㎡

    ③ 1 m 수두

         P = r・h = 1,000 ㎏/m³ × 1 m = 1,000 ㎏/m³

            = 1,000 ㎏/m² × 9.8 N/㎏= 9,800 N/m² = 9800 ㎩

    ④ 1 ㎜수두 = 1/1,000m수두

    ⑤ 1 ㎜Aq = 1/1,000 × 9,800 ㎩ = 9.8 ㎩ 따라서 1 Pa = 1/9.8 ㎜Aq

    ⑥ 40 Pa = 40/9.8 ㎜Aq ≒ 4.1 ㎜Aq

         50 Pa = 50/9.8 ㎜Aq ≒ 5.1 ㎜Aq

         60 Pa = 60/9.8 ㎜Aq ≒ 6.1 ㎜Aq

 

 

2. 최소차압

    최소차압 40 ㎩(옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우에는 12.5 ㎩)이상은 화재 시 발생할 수 있는 굴뚝효과, 바람, 부력으로부터 발생할 수 있는 복합 압력을 극복할 수 있는 최소 허용 차압을 말한다.

 

 

3. 힘 110N

    ① 힘 110N은 화재 시 제연구역에 가압되는 최대 허용 차압을 의미한다.

    ② 힘 110N에 상당하는 최대 차압의 크기 계산

위 식을 차압 △P로 고치면 다음 식과 같이 된다.

예를 들어, 출입문의 개방력 F = 110N이고 출입문의 크기가 W 0.9m  × H 2.1m일 경우, 이 문에 작용할 수 있는 최대 차압을 구해보자. 이때 F r = 50 N, d = 0.076 m, Kd = 1.0으로 한다

 

4. 계단실과 부속실의 차압(계단실과 부속실을 동시에 제연 하는 경우)

    ① [계단실기압 - 5 ㎩] ≦ [부속실기압] = [옥내기압 + 40 ㎩(옥내에 스프링클 러설비가 설치된 경우에는 12.5 ㎩) ]

    ② [계단실기압] = [부속실기압] = [옥내기압] + 40 ㎩(옥내에 스프링클러 설비가 설치된 경우에는 12.5 ㎩) ]

 

        부속실은 화재가 발생한 거주구역으로 연결된 출입문으로부터 연기의 침투를 막기 위해 계단실과는 독립적으로 가압되어야 한다. 부속실은 계단실에 공기를 공급하는 덕트가 아닌 다른 덕트를 통하여 가압공기를 공급해야 한다.

 

모든 출입문은 닫혀 있어야 하고, 부속실과 거주구역과의 차압은 출입문의 개폐를 위해 다음의 그림과 같이 계단실을 50 ㎩로 가압을 시킨다면 부속실은 계단실보다 5 Pa 정도 낮게 가압해야 한다. 모든 층의 모든 가압 계단실과 가압 부속실은 화재경보와 동시에 가압되도록 해야 한다.