중력댐퍼식 말단 배출방식 제연 시스템 소개

A study on the smoke control system of the gravity damper type end exhaust type

급기가압 제연방식은 화재 시 계단실과 승강기 승강로 등 피난경로를 연기로부터 보호하는 가장 간단한 방식으로 널리 쓰이고 있다. 그러나 국내에서 그간 지배적으로 사용해오던 특별피난계단 부속실 및 비상용승강기 승강장 단독 가압방식은 예외 없이 과압이 발생하여 피난경로의 출입문 개방에 장애가 되는 문제가 발생하였고 그 과압을 조절하는 문제에서 여러 가지 방식의 대책들이 모색되었으나 뚜렷한 해결책이 없었다. 또한 연돌효과에 대한 관심이 높아지면서 연돌효과를 고려하지 않는 기존 방식의 효용에 대해 비판이 제기되고 있다. 급기가압 제연시스템에서 과압이 발생하는 원인은 극심한 풍량변화 때문이다. 항상 일정한 풍량 수요를 갖는 설비 시스템과 달리 급기가압 제연시스템은 피난이 시작되기 전 모든 문이 닫혀 있는 상태의 극소 풍량과 여러 개의 피난문이 동시에 열려 방연풍량이 쏟아지는 상태의 최대 풍량 사이에는 4~5배의 격차가 있다. 이러한 격차 때문에 송풍기는 고압운전과 저압운전 사이에서 혼란스러운 압력을 발생시키게 되며, 그러한 풍량의 변화는 또한 유동마찰손실에도 큰 차이를 만들어 내기 때문에 결과적으로 피난문에는 과압이 걸리게 된다. 연돌효과는 옥내의 수직덕트, 승강기 승강로, 계단실 등 샤프트 내부 기온이 외기온보다 많이 높을 때에 발생하는 현상이다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 급기 말단 배출방식을 시험한 결과 만족스러운 결과를 얻었다. 이러한 방법에는 동력식 댐퍼를 사용하는 방법도 있으므로, 여기에서 소개하는 방식은 “중력댐퍼식 말단 배출방식”이라 이름 붙였다. 이 방식은 이제까지 문제가 돼 왔던 두 가지 문제를 다음과 같이 해결한다. 말단의 배출댐퍼는 일정하게 세팅된 압력에서 개방되며 풍량의 다과에 관계없이 항상 일정 압력을 유지하며, 제연구역의 압력은 자동차압조절댐퍼의 작동만으로 조절된다. 1차측 압력이 적정수준이므로 고기밀도가 아닌 자동차압조절댐퍼로써 차압을 적절히 제어할 수 있다. 또한 이 방식은 혹한기에 제연설비의 가동과 동시에 수직 샤프트 내부의 공기를 차가운 외부공기로 치환하여 연돌효과를 줄이게 된다. 수직덕트 내부의 유속이 10 m/s인 경우 높이 100 m인 건물의 주덕트 내부공기는 10초 만에 완전히 치환된다. 이 방식은 2017년 부천의 상동스카이뷰 자이 프로젝트에서 부속실/승강장 수직덕트 가압 방식으로 처음 적용하여 만족스러운 결과를 얻었으며, 2021년에는 성남 판교밸리포레 자이 아파트에 승강로 가압 방식으로 적용하여 역시 성공적인 결과를 얻었다.