소방의 모든 것

제1편 소방시설의 구조·점검·실습(10)

⚬ 연기의 이동

  1) 굴뚝효과(Stack Effect)

   가. 주로 온도 및 압력 분포에 의한 부력효과로 나타나며 연돌효과라고도 한다.

   나. 계단실, 승강기 승강로, 배관 샤프트 등에서 굴뚝효과가 주로 발생

   다. 겨울철 실내가 외부 온도보다 높은 경우 기류가 아래에서 위로 이동(정방향 굴뚝효과)

   라. 여름철 냉방으로 실내가 외부 온도보다 낮은 경우 기류가 위에서 아래로 이동(역방향 굴뚝효과)

   마. 내외부 온도차 및 건물의 높이가 커질수록 공기의 유동이 커진다.

   바. 방지책 : 기밀한 외피 설계, 출입구 방풍실 설치, 출입문 회전문으로 설치, 옥상문 닫힘 유지 등

  2) 부력효과 : 화재 시 발생하는 고온 연기는 밀도가 감소하여 부력의 발생으로 천장부로 상승 및 측면으로 이동

  3) 풍압효과(외부기류) : 문이나 창문 등의 기밀성이 좋은 경우 풍압효과는 경미하나 개방창, 개방문이 있는 경우, 누설이 많은 구조, 화재 시 창문이 파손된 경우 풍압효과 영향은 크다.

  4) 팽창효과(열팽창) : 화재 시 발생하는 열에너지로 인해 공기 팽창이 일어나며, 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 연기 이동

  5) 피스톤효과 : 엘리베이터 움직임에 따라 승강로에서 엘리베이터 아랫부분은 피스톤 작용 때문에 suction 압력에 따른 기류 이동

  6) 기타 : 공조·환기 설비에 의한 기류 이동

⚬ 연기의 제어 및 관리

  1) 방연풍속 : 제연공간의 출입문이나 복도의 경우 연기의 이동 방향에 반대되는 기류를 연기의 이동속도보다 높은 속도로 유지하여 연기의 이동을 제어하는 방법

  2) 차압 : 화재실에서 발생한 압력보다 더 높은 압력을 제연구역에 유지시켜, 화재실로부터 제연구역 내로 연기가 침투하는 것을 방지

   → 제연구역 : 부속실, 계단실, 비상용승강기 승강장

  3) 연기희석 : 건물 내 연기를 계속하여 외부로 배출함으로써 연기 농도가 위험 수준 이하로 낮게 제어하는 방식

  4) 제연구역 출입문 개방력 : 제연구역의 가압에 따른 차압 유지뿐만 아니라 화재실 내부에서 피난자가 피난 방향으로 출입문을 개방하는 경우 차압으로 형성되는 힘보다 작은 힘으로 출입문의 개방이 이루어져야 한다.

⚬ 제연방식 분류

  1) 밀폐제연방식 : 건물의 구획화를 통한 열과 연기를 밀폐시켜 제연하는 방식

  2) 자연제연방식 : 화재실의 온도 상승으로 인한 밀도 차이로 인해 생긴 부력과 외부의 공기 흐름을 통해서 자연적으로 연기를 제연하는 방식

  3) 스모크타워 제연방식 : 화재 시 전용의 샤프트를 통해 온도 상승으로 인한 부력과 건물 외부에 설치한 루프모니터 등의 외풍에 의한 흡인력을 통기력으로 하여 제연하는 방식

  4) 기계제연방식

   가. 제1종 기계제연방식 : 급기송풍기 + 배풍기(제연기)

   나. 제2종 기계제연방식 : 급기송풍기 + 자연배기

   다. 제3종 기계제연방식 : 자연급기 + 배풍기(제연기)

⚬ 제연설비 설치장소의 제연구역 구획기준

  1) 하나의 제연구역의 면적은 1,000㎡ 이내로 할 것

  2) 거실과 통로는 상호 제연구획 할 것

  3) 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60m 이하로 할 것

  4) 하나의 제연구역은 직경 60m 원 내에 들어갈 수 있을 것

  5) 하나의 제연구역은 2개 이상 층에 미치지 아니하도록 할 것. 다만, 층의 구분이 불분명한 부분은 그 부분을 다른 부분과 별도로 제연구획 할 것

⚬ 제연구역의 구획 설치기준

  1) 보·제연경계벽 및 벽(화재 시 자동으로 구획되는 가동벽·셔터·방화문을 포함)으로 설치

  2) 재질은 내화재료, 불연재료 또는 제연경계벽으로 성능을 인정받은 것으로서 화재 시 쉽게 변형·파괴되지 아니하고 연기가 누설되지 않는 기밀성 있는 재료로 할 것

  3) 제연경계는 제연경계의 폭이 0.6m 이상이고, 수직거리는 2m 이내로 할 것(구조상 불가피한 경우는 2m 초과 가능)

  4) 제연경계벽은 배연 시 기류에 따라 그 하단이 쉽게 흔들리지 아니하여야 하며, 또한 가동식의 경우에는 급속히 하강하여 인명에 위해를 주지 아니하는 구조일 것

⚬ 제연방식 분류

  1) 예상제연구역에 대하여는 화재 시 연기배출과 동시에 공기유입이 될 수 있게 할 것

  2) 배출구역이 거실일 경우에는 통로에 동시에 공기가 유입될 수 있도록 할 것

  3) 통로와 인접하고 있는 거실의 바닥면적이 50㎡ 미만으로 구획(제연경계에 따른 구획은 제외, 거실과 통로와의 구획은 그러하지 아니함)되고 그 거실에 통로가 인접하여 있는 경우에는 화재 시 그 거실에서 직접 배출하지 아니하고 인접한 통로의 배출로 갈음(거실이 다른 거실의 피난을 위한 경유 거실인 경우에는 그 거실에서 직접 배출)

  4) 통로의 주요 구조부가 내화구조이며 마감이 불연재료 또는 난연재료로 처리되고 가연성 내용물이 없는 경우에 그 통로는 예상제연구역으로 간주하지 않음(화재발생 시 연기의 유입이 우려되는 통로는 제외)

⚬ 배출량 및 배출방식

  1) 거실의 바닥면적이 400㎡ 미만인 경우의 배출량

   가. 바닥면적 1㎡당 1㎥/min 이상

   나. 예상제연구역 전체에 대한 최저 배출량은 5,000㎥/h 이상(예상제연구역이 다른 거실의 피난을 위한 경유 거실인 경우 배출량이 기준량의 1.5배 이상)

  2) 바닥면적이 50㎡ 미만인 예상제연구역을 통로배출방식으로 하는 경우 배출량

  3) 거실의 바닥면적 400㎡ 이상인 예상제연구역의 배출량

   가. 예상제연구역이 직경 40m 원의 범위 안에 있을 경우에는 배출량이 40,000㎥/h 이상

   나. 예상제연구역이 직경 40m 초과 60m 이내 원의 범위 안에 있을 경우에는 배출량이 45,000㎥/h 이상

⚬ 배출구의 설치기준

  1) 바닥면적이 400㎡ 미만인 예상제연구역(예상제연구역이 통로인 경우 제외)

   가. 예상제연구역이 벽으로 구획되어 있는 경우의 배출구는 천장 또는 반자와의 바닥사이의 중간 윗부분에 설치할 것

   나. 예상제연구역 중 어느 한 부분이 제연경계로 구획되어 있는 경우에는 천장·반자 또는 이에 가까운 벽의 부분에 설치할 것. 다만, 배출구를 벽에 설치하는 경우에는 배출구의 하단이 해당 예상제연구역에서 제연경계의 폭이 가장 짧은 제연경계의 하단보다 높이 되도록 하여야 한다.

  2) 예상제연구역이 통로인 경우와 바닥면적이 400㎡ 이상인 통로 외의 예상제연구역

   가. 예상제연구역이 벽으로 구획되어 있는 경우의 배출구는 천장·반자 또는 이에 가까운 벽의 부분에 설치할 것. 다만, 배출구를 벽에 설치한 경우에는 배출구의 하단과 바닥 간의 최단거리가 2m 이상이어야 한다.

   나. 예상제연구역 중 어느 한 부분이 제연경계로 구획되어 있을 경우에는 천장·반자 또는 이에 가까운 벽의 부분(제연경계를 포함)에 설치할 것. 다만, 배출구를 벽 또는 제연경계에 설치하는 경우에는 배출구의 하단이 해당 예상제연구역에서 제연경계의 폭이 가장 짧은 제연경계의 하단보다 높이 되도록 설치하여야 한다.

  3) 예상제연구역의 각 부분으로부터 하나의 배출구까지의 수평거리는 10m 이내가 되도록 하여야 한다.

⚬ 예상제연구역에 설치되는 공기유입구 설치기준

  1) 바닥면적 400㎡ 미만의 거실에 대하여서는 바닥 외의 장소에 설치하고 공기유입구와 배출구 간의 직선거리는 5m 이상으로 할 것

  2) 바닥면적이 400㎡ 이상의 거실에 대하여는 바닥으로부터 1.5m 이하의 높이에 설치하고 그 주변 2m 이내에는 가연성 내용물이 없도록 할 것

  3) 예상제연구역에 공기가 유입되는 순간의 풍속은 5㎧ 이하가 되도록 하고, 유입구의 구조는 유입공기를 하향 60° 이내로 분출할 수 있도록 하여야 한다.

  4) 예상제연구역에 대한 공기유입구의 크기는 예상제연구역 배출량 1㎥/min 당 35㎠ 이상으로 하여야 한다.

  5) 예상제연구역에 대한 공기유입량은 해당 거실의 배출량 이상이 되도록 하여야 한다.

⚬ 배출기 및 배출풍도 설치기준

  1) 배출기의 배출능력은 배출량 이상이 되도록 할 것

  2) 배출기와 배출풍도의 접속부분에 사용하는 캔버스는 내열성(석면재료는 제외)이 있는 것으로 할 것

  3) 배출기의 전동기 부분과 배풍기 부분은 분리하여 설치, 배풍기 부분은 유효한 내열처리를 할 것

  4) 배출풍도 설치기준

   가. 배출풍도는 아연도금강판 또는 이와 동등 이상의 내식성·내열성이 있는 것으로 하며, 내열성(석면재료를 제외)의 단열재로 유효한 단열 처리를 하고, 강판의 두께는 배출풍도의 크기에 따라 다음 표에 따른 기준 이상으로 할 것

   나. 배출기의 흡입측 풍도안의 풍속은 15㎧ 이하로 하고 배출측 풍속은 20㎧ 이하로 할 것

⚬ 유입풍도 설치기준

  1) 유입풍도안의 풍속은 20㎧ 이하로 하고 풍도의 강판두께는 배출풍도의 크기에 따른 강판두께 선정 기준과 같다.

  2) 옥외에 면하는 배출구 및 공기유입구는 비 또는 눈 등이 들어가지 아니하도록 하고, 배출된 연기가 공기유입구로 순환유입 되지 아니하도록 하여야 한다.

⚬ 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 제연방식

  1) 제연구역에 옥외의 신선한 공기를 공급하여 제연구역의 기압을 제연구역 이외의 옥내(이하 "옥내"라 한다)보다 높게 하되 일정한 기압의 차이(이하 "차압"이하 한다)를 유지하게 함으로써 옥내로부터 제연구역 내로 연기가 침투하지 못하도록 할 것

  2) 피난을 위하여 제연구역의 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 방연풍속을 유지하도록 옥외의 공기를 제연구역 내로 보충 공급하도록 할 것

  3) 출입문이 닫히는 경우 제연구역의 과압을 방지할 수 있는 유효한 조치를 하여 차압을 유지할 것

⚬ 제연구역의 선정

  1) 계단실 및 부속실을 동시에 제연하는 것

  2) 부속실만을 단독으로 제연하는 것

  3) 계단실을 단독제연하는 것

  4) 비상용승강기 승강장을 단독제연하는 것

⚬ 제연구역의 차압 유지 : 부속실(계단실 포함)로의 연기유입을 막기 위하여 제연구역(부속실, 계단실)과 옥내(화재실)와의 사이에 유지하여야 하는 일정한 기압의 차이

  1) 최소 차압 : 40㎩ 이상(옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우 12.5㎩ 이상)

  2) 출입문의 개방력 : 110N 이하

   ※ 1. 옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우 화재 시 스프링클러헤드 개방으로 옥내의 화염과 연기가 감소되어 부력이 약화되므로 작은 차압(12.5㎩ 이상) 만으로도 옥내에서 부속실로 침투되는 연기를 방호할 수 있게 된다. 여기서, 40㎩과 12.5㎩은 시험치에 의해 나온 수치이며 해외기준을 국내기준에 적용시킨 것이다.

   2. 부속실에 급기를 40㎩ 이상으로 하되 너무 많은 급기량을 공급하게 되면 옥내에 있는 사람이 부속실의 출입문을 밀어서 계단실 그리고 외부로 피난하여야 하는데 부속실 급기량이 과압인 경우 옥내에서 부속실 쪽으로의 출입문 개방이 안되어 피난이 불가할 수 있다. 따라서, 부속실과 옥내와의 차압은 40㎩ 이상 유지하되 부속실 출입문 개방력은 110N 이하로 규정하였다.

  3) 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 개방되지 아니하는 제연구역과 옥내와의 차압은 기준 차압의 70% 이상을 유지하여야 함 → 급기는 전층에 동시에 되기 때문에 화재층 또는 피난층의 출입문이 열린 경우에도 그 외의 모든 층에서 일정 차압을 유지하도록 하기 위함이다.

  4) 계단실과 부속실을 동시에 제연하는 경우 부속실의 기압은 계단실과 같게 하거나 계단실의 기압보다 낮게 할 경우에는 부속실과 계단실의 압력차이는 5㎩ 이하가 되도록 하여야 한다.

⚬ 방연풍속 : 옥내로부터 피난하는 사람이 부속실로 통하는 문을 개방하였을 때 옥내(화재실)에서 제연구역(부속실) 내로 연기의 유입을 유효하게 방지할 수 있는 풍속

⚬ 제연설비 기동 방법

  1) 자동 기동 방법 : 연기감지기 및 열감지기 점검기구로 감지기 작동

  2) 수동 기동 방법

   가. 제연구역 내의 제연설비 수동 기동장치 작동

   나. 발신기 작동

   다. 스프링클러설비 유수검지장치 작동

   라. 수신기에서 기동장치 작동

⚬ 제연설비 기동 후 작동상태 확인 사항

  1) 경보설비 작동 여부 확인

  2) 단독 제연설비의 경우 배기·급기댐퍼 작동하여 개방 여부 확인

  3) 공조설비와 겸용되어 설치되는 제연설비의 경우 모터댐퍼의 구획별 정상 작동 여부 확인(화재실 배기, 인접실 급기)

  4) 제연구역의 방화셔터가 설치된 경우 방화셔터의 완전 폐쇄 여부 확인

  5) 내림식 제연경계벽이 설치된 장소의 경우 제연커텐의 정상작동 여부 확인

  6) 공조설비와 겸용되어 설치되는 제연설비의 경우 화재부의 배기상태 및 인접부의 급기상태 확인

  7) 배풍기(배기팬)·송풍기(급기팬)가 작동하여 송풍 및 배풍이 정상적으로 되는지 확인

  8) 공기유입구 및 배출구의 풍속 확인

⚬ 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비 기동 방법

  1) 자동 기동 방법 : 연기감지기 및 열감지기 점검기구로 감지기 작동

  2) 수동 기동 방법

   가. 자동차압·과압조절형 댐퍼의 수동기동장치 작동(수동스위치 누름)

   나. 발신기 작동

   다. 스프링클러설비 유수검지장치 작동

   라. 수신기에서 기동장치 작동

⚬ 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비 기동 후 작동상태 확인 사항

  1) 경보설비 작동 여부 확인

  2) 자동차압·과압조절 댐퍼가 설치된 모든 층의 작동 및 공기의 유입 여부 확인

  3) 과압방지 배기댐퍼가 설치된 경우에는 화재층의 배기댐퍼 작동 및 공기의 배출 여부 확인

  4) 제연구역 내 자동폐쇄장치의 작동 여부 확인(방화문, 창문 등과 같은 개구부의 자동 폐쇄 확인)

  5) 특별피난계단의 계단실 및 부속실 차압을 측정하고 측정값은 40㎩ 이상이어야 함(스프링클러설비가 설치된 경우 12.5㎩ 이상)

  6) 거실에서 전실 및 부속실의 문을 개방 시에는 110N 이하의 값이 측정되어야 함

  7) 부속실 및 계단실의 방연풍속을 측정하고 측정치는 기준치 이상이어야 함

  8) 제연구역 내에 과압이 발생되었을 경우 과압배출장치 작동 여부 확인

  9) 확인한 후에는 수신기에서 복구를 시킨다.

 

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