수직통로의 형상이 연돌효과에 미치는 영향에 관한 수치해석 연구

A Numerical Study on the Influence of the Shaft Geometry on the Stack Effect

고층건물의 수직통로 형상이 연돌효과의 차압과 중성대 위치에 미치는 영향을 알아보고, 연돌효과의 발생현상을 가시화하기 위하여 3가지 형상의 수직통로, 즉 단순 수직통로, 승강기 수직통로 및 계단실 수직통로에 대하여 CFD 모델인 FDS(ver. 5.3) 프로그램을 사용하여 수치해석 하였다. 연돌효과 초기(t = 10 s) 차압은 승강기 수직통로인 경우(79.3 Pa)가 이론식 계산 결과(78 Pa)와 잘 일치하였다. t = 300 s 시점에서 중성대 위치는 3가지 경우 모두 49 m 이상으로 이론식 결과 보다 5 m 이상 높게 나타났다. 수직통로 상부와 하부지점 사이의 최대차압은 수직통로의 구조가 복잡할수록 감소하였다. 연돌효과 가시화를 통하여 수직통로 형상에 따라 연돌효과에 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

The numerical analyses for three different shafts in geometry of high buildings were carried out by using computational fluid dynamics model (FDS ver.5.3) for the calculation of the pressure difference and the location of the neutral plane and the visualization of stack effect. At 10 seconds of stack effect, the pressure difference of stack effect in the elevator shaft (79.3 Pa) almost corresponded to the theoretical value (78 Pa). At 300 seconds of stack effect, all the neutral planes of three cases were located about 49 m above floor, where was 5 m higher than the theoretical value. The maximum pressure difference between upper and lower position of shaft decreased with increasing of the geometrical complexity of shaft. This study showed that there was the difference of the stack effects among the geometries of shafts with the visualization of stack effect.