보의 깊이와 연기유동 시뮬레이션

보구조 천정은 열기류의 이동을 방해하기 때문에 화재감지기와 스프링클러의 작동을 지연시키는 문제가 있어 NFPA72에서는 보의 깊이와 폭에 따라 감지기(열,연기감지기) 배치를 달리 하도록 규정하고 있습니다. 연기감지기의 경우 보의 깊이가 천정제트류의 두께보다 클 경우 배치간격을 절반으로 감소하고 보의 폭이 플룸의 닿는 폭 보다 클 경우에는 보로 형성된 포켓마다 설치하도록 규정하고 있습니다.

 

천정 열기류에 대한 보의 영향을 확인하기 위해 다음과 같은 보구조 천정을 FDS로 구현해 보았습니다.

 

시뮬레이션 구성

 

화원의 수직축을 중심으로 좌우로 보의 깊이가 다른 두가지 경우를 고려하였으며 보의 폭은 플룸이 닿는 폭 인 층고의 40%로 배치하여 시뮬레이션을 구동한 결과 입니다.

연기유동 단면

 

가시도 단면

 

연기유동 평면 천정위에서 바라본 모습

 

결과를 정리하면,

 

1. 보의 깊이가 깊을 수록 열기류의 이동속도가 느려진다.

2. 플룸이 천정에 닿는 폭은 층고의 대략 40% 정도로 볼 수 있다.

3. 감지기 배치시 보의 구조를 반영하여 배치방법을 고려해야 한다.

4. 가로보가 없는 세로보로만 구성된 보구조의 경우 연기의 이동이 세로방향으로는 쉽게 이동하지만 가로 방향으로의 이동은 포켓으로 형성된 보에 비해 더 지연될 가능성이 높다.

 

보구조(천정장애 구조물 등) 천정에 대한 감지기 배치기준이 정립되어야 될 것으로 판단됩니다.