1. 개요
특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비는 화재 시 계단실 및 부속실을 가압(Pressurization) 하여 연기의 침입을 방지하고 피난 및 소방활동에 필요한 안전공간을 확보하기 위한 설비이다. 제연설비의 성능은 적정 급기량(Air Supply Rate) 확보에 의해 결정되며, 급기량은 누설량(Leakage Airflow) 과 보충량(Compensation Airflow) 을 합산하여 산정한다.
기본 관계식
급기량(Qs) = 누설량(QL) + 보충량(QC)
2. 급기량(Air Supply Rate)
(1) 정의
제연구역의 설계차압 또는 방연풍속을 유지하기 위하여 제연송풍기가 공급해야 하는 전체 공기량이다.
(2) 구성
[
Q_s = Q_L + Q_C
]
QL : 누설량
QC : 보충량
(3) 산정 목적
설계차압 유지
방연풍속 확보
문 개방 시 연기침입 방지
피난안전 확보
3. 누설량(Leakage Airflow)
(1) 정의
제연구역의 문틈, 창호틈, 벽체 틈새, 덕트 접합부 등으로 외부로 새어나가는 공기량
(2) 발생 원인
출입문 틈새
창호 틈
벽체 균열
설비 관통부
덕트 연결부
(3) 특징
문이 닫혀 있어도 지속 발생
차압이 커질수록 증가
건축물 기밀성에 크게 좌우
4. 보충량(Compensation Airflow)
(1) 정의
화재 시 출입문이 개방될 때 방연풍속을 유지하기 위하여 추가적으로 공급해야 하는 공기량
(2) 발생 조건
피난문 개방
소방활동
출입문 반복 개폐
(3) 산정 기준
방연풍속(약 0.7 m/s) 이상을 유지하도록 문 개방면적을 기준으로 산정한다.
[
Q = A \times V
]
A : 문 개방면적
V : 방연풍속
(4) 특징
문 개방 시에만 발생
대부분 급기량을 결정하는 주요 요소
누설량보다 일반적으로 큰 비중 차지
5. 누설량과 보충량 비교
| 구분 | 누설량 | 보충량 |
|---|---|---|
| 정의 | 틈새를 통한 공기 유출량 | 문 개방 시 필요한 추가 공기량 |
| 발생조건 | 문 닫힘 상태 포함 항상 발생 | 문 개방 시 발생 |
| 발생위치 | 문틈, 창호, 균열 | 개방된 출입문 |
| 산정기준 | 틈새면적, 차압 | 개방면적 × 방연풍속 |
| 영향요인 | 건축물 기밀성 | 출입문 크기, 개방수 |
| 설계목적 | 차압 유지 | 방연풍속 확보 |
| 공기량 규모 | 상대적으로 작음 | 상대적으로 큼 |
| 운전상태 | 상시 발생 | 화재 시 문 개방 시 발생 |
6. 급기량 산정 절차
화재 발생
│
▼
제연구역 설정
│
▼
누설량 산정
(문틈·창호·균열)
│
▼
보충량 산정
(문 개방 시 방연풍속)
│
▼
급기량 산정
(Q = 누설량 + 보충량)
│
▼
송풍기 용량 결정
7. 설계 시 고려사항
① 건축물의 기밀성 확보
② 출입문의 개방 개수 및 위치 고려
③ 설계차압(약 40~60 Pa) 유지
④ 방연풍속(약 0.7 m/s 이상) 확보
⑤ 송풍기 용량 및 덕트 압력손실 반영
⑥ 과도한 차압으로 인한 문 개방력 증가 방지
8. 기술사 핵심 비교
| 항목 | 누설량 | 보충량 |
|---|---|---|
| 차압 유지 | ◎ | △ |
| 방연풍속 확보 | △ | ◎ |
| 상시 발생 | ◎ | × |
| 문 개방 시 발생 | × | ◎ |
| 건축물 기밀 영향 | 매우 큼 | 거의 없음 |
| 급기량 영향 | 보조적 | 결정적 |
9. 결론
특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비에서 급기량은 누설량과 보충량의 합으로 결정되며, 누설량은 제연구역의 차압 유지, 보충량은 출입문 개방 시 방연풍속 확보를 위한 공기량이다. 일반적으로 보충량이 급기량 산정의 지배적인 요소이며, 제연설계 시에는 건축물의 기밀성, 출입문 개방 조건, 설계차압 및 방연풍속을 종합적으로 고려하여 송풍기 용량을 결정해야 한다.
기술사 답안 핵심 포인트
정의: 급기량 = 누설량 + 보충량
누설량: 틈새를 통한 상시 유출 공기량 → 차압 유지 중심
보충량: 문 개방 시 추가 공급 공기량 → 방연풍속 확보 중심
비교: 발생 조건, 산정 기준, 설계 목적, 영향 요인을 표로 정리
결론: 급기량은 두 요소를 합산하여 산정하며, 실무적으로는 보충량이 송풍기 용량 결정에 가장 큰 영향을 미치는 요소임을 강조하면 기술사 답안의 완성도를 높일 수 있습니다.
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