부속실제연의 배출댐퍼가 피난을 방해할 수 있다?

특별피난계단 및 부속실 제연설비에서 우리나라는 거의 대부분 방연풍속유지를 위해 강제배출방식으로 설계하고 있습니다. 그런데 이 방식은 부속실문이 닫혔을때도 계속 작동하기 때문에, 상대적으로 부속실과 옥내사이의 압력차를 크게하여 문 개방이 어려워지는 문제점이 있을 수 있는데... 즉 차압댐퍼나 가변RPM방식에 의한 급기댐퍼를 조절하여도 배출댐퍼로 인해 기준압력차를 초과한다는 것입니다.

 

이에 대한 논문입니다.

 

부속실 제연설비의 유입공기 배출장치로 인한 과압 발생에 관한 연구

정석환

세종사이버대학교 소방방재학과 교수

 

초록

부속실 제연설비는 유입공기 배출장치를 이용하여, 피난경로로 연기가 유입되는 것을 방지하기 위하여 방연풍속을 형성한다. 그러나 화재 층의 부속실 문이 닫힌 경우 차압 증가로 부속실 문 개방력 초과로 피난 장애를 초래할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 피난 장애 문제를 해소하는 방법으로 차압에 의해 개폐각도를 조절하여 유량제어하는 배기 댐퍼(이하, 차압배기댐퍼)와 외벽에 면한 부분에 자동개방창문을 설치하여 흐름 경로 추가를 이용하는 두 가지 대안에 대하여, 공기유량과 차압을 분석하였다. 두 대안에 대해 연돌조건에서 CONTAM 과도해석 기법을 이용하여 분석하였으며, 차압배기댐퍼는 현장 실험을 추가하여 그 적정성을 확인하였다. 차압배기댐퍼의 경우 현장 실험(field experiments)과 시뮬레이션을 통해 피난 장애 문제가 해소됨을 확인하였으나, 자동개방창문의 경우 3 F, 13 F의 부속실 차압이 73.9 Pa과 112.6 Pa로 분석되어 피난 장애 발생 소지가 있는 것으로 분석되었다.

 

문이 닫힌후 부속실과 옥내사이의 압력차 증가 곡선

 

위의 그래프의 설명내용

"배기 송풍기를 동작시키고 13 F에 설치된 배기댐퍼를 동작시킬 때 부속실 문이 닫혀 있는 경우 차압은 약 250 Pa에서 300 Pa의 범위로 형성되었으며, 문 개방 시 약 0 Pa로 되었다가 문을 폐쇄하면 다시 압력이 상승하는 특성을 보였다. 측정 결과는 Figure 4와 같으며, 기존 연구에서 제기된 피난 장애 초래의 문제를 현장 실험을 통해 재확인할 수 있었다."

 

250 Pa 정도의 압력차는 문을 개방하는데 대략 330N 정도의 힘이 필요합니다. 약 33 kg의 무게를 밀고 들어가야 하는데... 경험상 절대 열 수 없습니다.

 

사실 현재까지도 전실제연설비는 늘 논란의 중심에 있습니다. 제가 보는 관점은 원전과 너무도 달라진 현재의 설계방식에 대한 문제점입니다. 계단가압방식으로의 설계전환과 과거와 같이 플랩댐퍼를 통한 과압배출 또는 자연배출방식으로 전환 등 설계방향이 바뀌어야 합니다.