덕트형자동개구부를 활용한 공동주택 부속실 제연설비의 방연풍속 개선에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

국내에서는 일정 규모 이상의 공동주택 내 화재 발생 시 피난로 및 피난공간의 안전성을 확보하여 인명안전은 물론 소방관의 소화·구조 활동을 원활하게 하기 위하여 부속실 제연설비를 설치 및 유지하고 있다. 이와 관련하여 「화재안전성능기준(NFPC 501A)」에서는 차압 및 방연풍속의 성능기준과 유입공기배출장치를 설치하도록 하고 있다. 그러나 「화재안전기술기준(NFTC 501A)」에서는 단서조항으로 예외 규정을 두어 직통계단식 공동주택에 한해 유입공기배출장치에 대해서는 설치를 면제할 수 있는 기준을 두고 있다. 이 때문에 일선 소방시설공사 현장에서는 부속실 제연설비 설치 후 성능시험 시 유입공기배출장치가 없으므로 세대 내의 거실 창문을 개방하여 놓고 방연풍속을 측정하여 성능기준을 맞추고 있는 실정이다.
본 연구에서는 이런 직통계단식 공동주택의 유입공기배출장치의 설치가 제외된 상태에서 화재 시 인명안전과 소방관의 소화·구조 활동을 원활하게 하기 위한 방연풍속의 성능을 확보할 수 있는 개선 방안을 CONTAM 프로그램의 시뮬레이션을 활용하여 구체화한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
첫째, 계단식 아파트로 부속실 제연설비에서 유입공기배출장치가 없는 상태에서 「건축물의 설비기준 등에 관한 규칙」에 따라 30세대 이상의 공동주택에 설치하는 환기설비(전열교환기)는 감지기와 연동 시에 규정된 방연풍속 기준(0.7m/s)을 만족시키는 데 용량 상의 한계를 시뮬레이션 결과로 확인할 수 있었다. 둘째, 계단식 아파트로 부속실 제연설비에서 유입공기배출장치가 없는 상태에서 천장과 반자 사이에 설치되어 외기와 연결된 덕트형자동개구부(규격 : 400mm × 150mm)는 감지기와 연동 시에 규정된 방연풍속 기준(0.7m/s)을 만족하여 아파트 세대 내에 유입공기배출장치를 대신할 수 있다고 시뮬레이션 결과로 확인할 수 있었다.
따라서, 유입공기배출장치가 설치되지 않은 직통계단식 공동주택의 부속실 제연설비는 세대 내에 덕트형자동개구부의 설치 등을 함으로써 화재 시 부속실에서 안정적인 차압과 방연풍속을 유지하여 피난로 및 피난공간의 안전성을 확보하여야 한다고 제안하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In Korea, in the event of a fire in an apartment house of a certain size or larger, the safety of evacuation routes and evacuation spaces is secured to facilitate firefighters' fire extinguishing and rescue activities as well as human safety. In this regard, the Fire Safety Performance Standards (NFPC 501A) require the installation of performance standards for differential pressure and smoke-proof wind speeds and inflow air exhaust systems. However, the Fire Safety Technology Standards (NFTC 501A) have exceptions as provisions, and there is a standard for exempting the installation of inflow air exhaust systems only for direct stepped apartment houses. For this reason, at the front-line fire facility construction site, there is no inflow air exhaust system during a performance test after installing the smoke-proof facility in the attached room, so the household living room's windows are opened and the smoke-proof wind speed is measured to meet the performance standards.
In this study, the following conclusions were drawn as a result of using the simulation of the CONTAM program to ensure the performance of the smoke-proof wind speed to facilitate life safety and firefighters' fire extinguishing and rescue activities in the event of a fire, except for the installation of the inflow air exhaust system of these direct terraced apartment houses.
First, the ventilation system (electric heat exchanger) installed in apartment houses with more than 30 households in accordance with the Regulations on Building Equipment Standards, etc., in the absence of an inflow air exhaust system from the attached room smoke-free facility as a terraced apartment, was confirmed by the simulation results to meet the standard (0.7m/s) of the smoke-free wind speed when interlocked with the detector. Second, the duct-type automatic opening (standard: 400mm × 150mm) installed between the ceiling and the half-shaped without an inflow air exhaust system from the attached room smoke-free facility was confirmed as a result of the simulation that it could replace the inflow air exhaust system within the apartment household by meeting the standard (0.7m/s) specified when interlocking with the detector.
Therefore, it was suggested that the smoke elimination facility of the attached room of a direct stepped apartment house without an inlet air exhaust system should ensure the safety of evacuation routes and evacuation spaces by maintaining stable differential pressure and smoke-proof speed in the attached room in case of fire through the installation of a duct-type automatic opening in the household.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 및 방법 3
• 1.3 기존의 연구 5
• 제 2 장 이론적 배경 8
• 2.1 연기의 유동 요인 8
• 2.1.1 연돌효과 8
• 2.1.2 부력 9
• 2.1.3 팽창 9
• 2.1.4 바람의 영향 10
• 2.1.5 공조설비 11
• 2.2 부속실 제연설비 개요 12
• 2.2.1 부속실 제연설비 목적 12
• 2.2.2 부속실 제연설비의 제연구역 선정 12
• 2.2.3 부속실 제연설비의 주요 요소 13
• 2.3 부속실 제연설비의 국내외 기준 비교·분석 19
• 2.3.1 차압 기준 19
• 2.3.2 방연풍속 기준 21
• 제 3 장 시뮬레이션의 수행 및 결과 분석 23
• 3.1 CONTAM 시뮬레이션 프로그램 개요 23
• 3.2 시뮬레이션 평가대상 구조 23
• 3.2.1 평가 대상 개요 23
• 3.2.2 연구대상 모델 제연 설계 26
• 3.2.3 CONTAM모델링 및 입력값 26
• 3.3 시뮬레이션 수행 35
• 3.3.1 시뮬레이션 수행 조건 35
• 3.3.2 시뮬레이션 수행 및 결과 36
• 3.4 시뮬레이션 수행결과 비교 · 분석 61
• 제 4 장 방연풍속 개선방안 제시 63
• 제 5 장 결 론 66
• 참고문헌 67
• Abstract 69