KR101123934B1 - 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템 - Google Patents

누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 건물의 내부로 공급하도록 된 고층건물의 제연시스템에 관한 것이다.
본 발명은 건물내로 공기를 공급하는 송풍수단; 상기 송풍수단에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로를 갖는 통풍수단; 및 상기 통풍수단의 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로에 각각 연결되어 건물의 각 부속실에 공기를 누설량과 보충량 별로 각각 공급하는 댐퍼수단;을 구비하여 건물의 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 수행하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면 건물의 각 층에 마련된 부속실에 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 공급함으로써 고층건물에서 화재 발생시, 부속실과 거실간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어서 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
고층건물의 제연시스템, 송풍수단, 누설량 급기 유로, 보충량 급기 유로, 댐퍼수단, 자동개폐장치

Description

누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템{SMOKE CONTROL SYSTEM OF SUPPLYING AIR FLOW SEPARATELY EACH FOR THE AIR LEAKAGE THROUGH THE GAPS AND THE AIR FLOW THROUGH THE OPEN DOOR}
본 발명은 고층건물에 설치되는 제연시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 건물의 내부로 공급함으로써 고층건물에서 화재 발생시 안전한 피난환경을 제공할 수 있도록 된 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템에 관한 것이다.
현재 고층건물(1)의 피난안전확보를 위하여 국내 화재안전기준 NFSC501A에서는 “특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비”가 다음과 같은 기준을 만족하도록 하고 있다.
① 제연구역에 옥외의 신선한 공기를 공급하여 제연구역의 기압을 제연구역 이외의 옥내보다 높게 하되 일정한 기압의 차이(차압)를 유지하게 함으로써 옥내로부터 제연구역내로 연기가 침투하지 못하도록 할 것.
② ①항의 차압이 너무 클 경우에는 대피자가 출입문을 개방하기 곤란할 수 있기 때문에 출입문의 개방에 필요한 힘이 일정기준 이하가 되도록(즉, 부속실에 과압이 걸리지 않도록) 부속실과 거실사이의 기압차를 유지해야 할 것.
③ 피난을 위하여 제연구역의 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 방연풍속을 유지하도록 옥외의 공기를 제연구역내로 보충 공급하도록 할 것.
이러한 기준을 달성하기 위해 국내에서 일반적으로 사용하고 있는 방법이 도1a 및 도 1b에 도시되어 있다. 즉, 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래의 방식은 제연용 송풍기(10)와 공동구(22)를 통과하는 풍도(20)를 이용하여 거실(30)과 계단실(50) 사이의 부속실(40)에 마련된 급기댐퍼(32)를 통해 외기를 공급하고, 이를 통해 부속실(40)내 기압을 높여주는 급기가압제연시스템이다.
이와 같은 종래의 급기가압제연시스템에서는 제연구역으로 부속실(40)을 설정하고 화재가 발생한 거실(30)에서 부속실(40)로의 연기 침투을 방지하기 위해서는 부속실(40)과 거실(30) 사이에 기준치 이상의 차압을 유지시켜 주어야 한다.
한편 연기침투를 방지하기 위한 일정기준 이상의 차압을 유지하는 것과 동시에 재실자가 피난을 위하여 출입문(42)을 열는데 어려움이 없도록 출입문(42)의 개방력을 일정기준 이하로 하기 위한, 즉 부속실(40)에 과압이 걸리지 않도록 하기 위한 차압유지를 동시에 만족시키기 위하여 거실(30)과 부속실(40)간 차압은 하한치와 상한치 사이에서 조절되어야 한다.
그리고 이와 같은 종래의 급기가압제연시스템에서는 피난을 위하여 부속실(40)의 출입문(42)을 일시적으로 개방하는 경우, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 부속실(40)에서 거실(30) 방향으로 방연풍속을 유지하여 거실(30) 내 연기가 부속실(40)로 침투하지 못하도록 해야 한다.
현재의 화재안전기준 NFSC501A에서 제시하고 있는 차압과 출입문(42) 개방력 및 방연풍속의 기준은 아래의 표 1과 같다.
NFSC501A의 화재안전기준
구분 기준
차압 40Pa 이상
(스프링클러설비 설치시 12.5Pa 이상)
출입문(42) 개방력 110N 이하
방연풍속 부속실(40) 또는 승강장이 면하는 옥내가 거실(30)인 경우 0.7 m/s 이상
부속실(40) 또는 승강장이 면하는 옥내가 복도로서 그 구조가 방화구조(내화시간이 30분 이상인 구조를 포함한다)인 것 0.5 m/s 이상
이와 같이 부속실(40)과 거실(30)사이에 기준치 이상의 차압을 유지하기 위해서는 차압이 형성되었을 때, 부속실(40)과 거실(30)사이 또는 부속실(40)과 계단(50)사이에 있는 출입문(42)의 틈새를 통하여 부속실(40)로부터 흘러나가는 공기량만큼을 부속실(40)로 공급하여야 하며 이를 누설량이라고 정의한다.
그리고 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되었을 경우, 기준치 이상의 방연풍속을 생성하기 위해서는 출입문(42) 면적과 방연풍속의 곱에 해당하는 공기량만큼을 부속실(40)로 공급하여야 하며 이를 보충량이라고 정의한다.
한편 도 3a과 같이 건물(1) 내 부속실(40)의 출입문(42)이 닫혀 있는 층에서 부속실(40)과 거실(30)사이의 차압을 유지하기 위해 각 층의 부속실(40)에 공급하여야 하는 누설량(qL, m3/s)은 식(1)에 의해서 구한다.
Figure 112009066990238-pat00001
식(1)
상기 식(1)에서 AD는 각 층의 부속실(40)과 거실(30)사이 출입문(42)의 누설면적(m2), P는 부속실(40)과 거실(30)사이 차압(Pa)을 의미한다.
상기 식(1)을 다시보면 부속실(40)과 거실(30)사이 P의 차압을 유지하기 위해서는 qL만큼의 누설량을 부속실(40)에 공급해주어야 한다는 사실을 알 수 있다. 즉 모든 층의 부속실(40)에 qL의 누설량이 공급되도록 시스템을 설계하면 모든 층에서 설계 차압인 P가 부속실(40)과 거실(30) 간에 형성될 것이다.
각 층에 공급되는 누설량을 모두 합한 전체 누설량, QL(m3/s)은 식2에 의해서 구한다.
Figure 112009066990238-pat00002
식(2)
상기 식(2)에서 N은 건물 층수이다.
한편 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되었을 때, 부속실(40)에서 거실(30)방향으로 방연풍속을 유지하기 위해서 부속실(40)에 공급해야 하는 보충량(QS, m3/s)은 식(3)에 의해서 구한다.
Figure 112009066990238-pat00003
식(3)
상기 식(3)에서 S는 출입문(42) 면적(m2), V는 방연풍속(m/s), Q0는 거실유입풍량(m3/s)을 의미한다.
거실유입풍량인 Q0는 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되면 계단(50)에서 부속실(40)을 거쳐 거실(30)로 유입되는 풍량을 의미하는 것으로서, 거실유입풍량이 생성되면 그만큼 방연풍속을 유지하기 위해 외부에서 송풍기(10)를 이용하여 공급해야 하는 풍량을 줄일 수 있다.
일반적으로 거실유입풍량, Q0를 구하기 위하여 도 3b와 같이 건물(1) 내 한 층의 부속실 출입문(42)이 개방되어 있는 조건에 대하여 계단(50)에서 부속실(40)을 거쳐 거실(30)로 흐르는 거실(30) 유입을 고려하고 있다.
상기 부속실(40)과 거실(30)사이의 출입문(42)의 틈새를 AD이라 하고, 부속실(40)과 계단(50)사이의 출입문(42)의 틈새를 AS라 하고, 각 층의 AD 및 AS가 동일하다고 가정한다. 거실유입풍량, Q0는 식(4)와 같다. 여기서 N은 건물층수이다.
Figure 112009066990238-pat00004
식(4)
종래의 급기가압제연시스템의 설계에서는 상기와 같이 누설량, QL과 보충량, QS을 계산한 후 제연용 송풍기(10)의 급기량, Q를 식(5)와 같이 누설량과 보충량의 합으로 설계를 한다.
그리고 도 1a와 같이 송풍기(10)와 연결된 하나의 급기풍도(20)를 통해 각 층의 부속실(40)로 외기를 공급하도록 하고 있으며, 이 때 각 층에서의 부속실(40)과 거실(30) 간 차압을 일정한 범위내로 유지하기 위하여 차압조절용 댐퍼나 플랩댐퍼를 채택하고 있다. 송풍기(10)의 급기량에 따라 급기풍도(20)에서의 압력손실을 계산하고 이를 바탕으로 송풍기(10)를 선정하고 있다.
Figure 112009066990238-pat00005
식(5)
한편 고층건물(1)에서 화재발생시 급기가압제연시스템이 운전되어야 할 운전조건은 크게 다음과 같은 두가지 경우가 있다. 첫 번째는 모든 층의 출입문(42)이 닫혀 있는 상태에서 화재가 발생한 거실(30)에서 연기가 부속실(40)로 침투하지 못하도록 각 층의 부속실(40)로 누설량을 공급하고 부속실(40)과 거실(30) 간 차압을 형성하는 것이다. 두 번째는 재실자의 피난과정에서 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되는 경우로서 이 경우에는 출입문(42)이 개방된 층에는 보충량을 공급하여 방연풍속이 형성되도록 하고 나머지 출입문(42)이 닫혀 있는 층에는 누설량을 공급하여 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 계속 형성되어 있도록 하는 것이다.
일반적인 20층 규모의 고층빌딩을 대상으로 종래와 같은 방식의 급기가압제연시스템을 설계하고 CONTAMW2.4와 같은 네트워크 프로그램(network program)으로 운영상황을 시뮬레이션해보면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
우선 급기가압제연시스템의 첫 번째 운전조건은 모든 층의 출입문(42)이 닫혀 있는 상태에서 각 층의 부속실(40)로 동일한 누설량이 공급될 경우로 이에 대한 부속실(40)과 거실(30) 간 차압의 형성결과를 보면 도 4a와 같다.
도 4a에서 곡선 1(Curev 1)은 정격 회전수에 대한 송풍기(10) 특성곡선이고, 곡선 2(Curve 2)는 시스템 저항곡선이다. 또한 곡선 3(Curve 3)은 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압을 나타낸다.
도 4a에서 정격 회전수로 운전하는 송풍기(10)에 대해서 운전점은 송풍기(10) 특성곡선과 저항곡선이 교차하는 A지점이 된다. A의 운전상태에서는 부속실(40)과 거실(30) 간에 차압이 도 4a의 B와 같이 대응하게 되며 B의 압력차는 화재안전기준 NFSC501A에서 제시하는 설계기준인 40Pa보다 상당히 높게 형성되고 있음을 알 수 있다.
이는 송풍기(10)의 설계풍량이 누설량과 보충량의 합으로 결정되므로 적정한 차압을 생성하기 위해 공급해주어야 하는 누설량에 비해 송풍기(10)의 풍량이 커져서 생기는 현상이다.
이와 같이 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압이 적정차압에 비해 크게 증가하게 되면 재실자가 피난을 위하여 출입문(42)을 개방하려고 할 때 문제가 될 수 있다. 즉, 종래의 급기가압제연시스템의 설계방안과 같이 고층건물의 제연시스템을 설치,운영하게 된다면 모든 층의 출입문(42)이 닫혀 있는 상태에서는 부속실(40)과 거실(30) 간에 차압이 적정한 범위를 넘어가는 과압될 확률이 높으며 재실자의 피난이 곤란해 질수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 각 층의 부속실(40)로 누설되는 풍량만큼의 외기가 공급되도록 하는 방안의 제시가 필요하다.
한편, 급기가압제연시스템의 두번째 운전조건으로 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되는 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 보면 다음과 같다. 본 발명에서는 20층의 건물(1)에서 10층의 부속실 출입문(42)이 개방되었을 경우에 대한 결과를 제시하였다.
10층의 출입문(42)이 개방되면 시스템의 압력저항이 감소하게 되어 도 4b와 같이 시스템의 운전점이 모든 출입문(42)이 닫혀 있을 때의 운전점 A에서 운전점 C로 이동하게 된다.
한편 10층 위치의 급기풍도(20)내에 정압이 걸리는 상태에서 10층의 출입문(42)이 개방되면서 10층 출입문(42)을 통해 방연풍속으로 거실(30)로 유출되는 풍량이 설계 보충량보다 많아지게 된다. 이로 인해 도 4c와 같이 옥상에 위치하는 송풍기(10)로부터 외기공급이 시작되는 20층에서 10층 근처인 14층까지는 각 부속실(40)로 누설량 만큼의 외기가 공급되어 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 적정 차압을 유지하게 되나, 13층부터 부속실(40)로 공급되는 풍량이 누설량에 미치지 못하여 부속실(40)과 거실(30) 간 차압보다 작게되며 10층이하에서는 차압이 크게 떨어지게 된다.
즉 부속실(40)의 출입문(42)이 개방되는 층보다 송풍기(10)에서 멀리 떨어진 층에서는 각 부속실(40)로 공급되는 외기량이 적정 누설량에 비해 크게 떨어지게 되고 화재가 발생한 층이 차압이 형성되지 못하는 층에 있다면 연기의 침투를 막기 곤란할 수 있다.
이러한 현상이 발생하는 이유는 각 층의 부속실(40)에 공급되어야 할 누설량과 출입문(42)이 개방된 층의 부속실(40)에 공급되어야 할 보충량이 한개의 급기풍도(20)를 통해 동시에 공급되기 때문이다.
이상과 같이 종래의 급기가압제연시스템의 설계방안과 같이 한개의 급기풍도(20)를 통해 누설량과 보충량이 동시에 공급되는 제연시스템을 고층건물(1)에 설치하여 운영하게 된다면 부속실(40)과 거실(30) 간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 될 가능성이 매우 높아서 급기가압제연시스템의 설치목적을 달성하지 못하는 문제점이 발생할 수 있으므로 이에 대한 개선이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 고층건물에서 화재 발생시, 부속실과 거실간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 되는 것을 방지함으로써 안전한 피난환경을 제공할 수 있도록 된 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고층건물에 설치되는 제연시스템에 있어서, 건물내로 공기를 공급하는 송풍수단; 상기 송풍수단에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로를 갖는 통풍수단; 및 상기 통풍수단의 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로에 각각 연결되어 건물의 각 부속실에 공기를 누설량과 보충량 별로 각각 공급하는 댐퍼수단;을 구비하여 건물의 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 수행하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
이와 같이 본 발명은 고층건물에서 화재 발생시, 부속실에 누설량과 보충량을 분리하여 공급함으로써 부속실과 거실간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 되는 것을 효과적으로 방지함으로써 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 송풍수단은 건물내로 공기를 공급하는 누설량 급기 송풍기와 보충량 급기 송풍기를 구비하고, 상기 통풍수단은 상기 누설 량 급기 송풍기와 보충량 급기 송풍기에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 풍도와 보충량 급기 풍도를 포함하며, 상기 댐퍼수단은 상기 누설량 급기 풍도와 보충량 급기 풍도에 각각 연결되어 건물의 각 부속실에 공기를 공급하는 누설량 급기 댐퍼와 보충량 급기 댐퍼를 구비하여 건물 각 층의 부속실로 누설량과 보충량을 따로따로 공급하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 건물의 부속실과 거실의 압력을 검지하는 압력감지 센서를 각각 포함하고, 상기 누설량 급기 댐퍼에는 부속실과 거실간의 차압을 압력센서로 감지하여 부속실과 차압이 일정한 차압 이하로 형성되면 누설량 급기 댐퍼가 닫히고, 일정한 차압 이상으로 되면 열리는 자동개폐장치가 내장되며, 상기 보충량 급기 댐퍼에는 부속실과 거실간의 차압을 압력센서로 감지하여 부속실과 거실간이 일정한 차압 이상으로 형성되면 보충량 급기 댐퍼가 닫히고, 일정한 차압이하로 되면 열리는 자동개폐장치가 내장된 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 건물의 모든 층의 부속실의 출입문이 닫혀있어 부속실과 거실간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 각층의 부속실에는 누설량 급기 송풍기, 누설량 급기 풍도 및 누설량 급기 댐퍼를 통해 누설량이 공급되고, 모든 층의 보충량 급기 댐퍼는 닫혀 있어서 보충량이 차단되는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 부속실의 출입문이 열려지게 되어 부속실 과 거실간 차압이 형성되지 않을 경우에는 출입문이 열린 층의 부속실에는 보충량 급기 댐퍼가 열려서 보충량만 공급되고, 누설량 급기 댐퍼는 닫혀서 누설량은 공급되지 않는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면 건물의 각 층에 마련된 부속실에 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 공급함으로써 고층건물에서 화재 발생시, 부속실과 거실간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 상기 건물의 부속실과 거실에 압력을 검지하는 압력감지 센서를 각각 장착하고, 상기 누설량 급기 댐퍼와 보충량 급기 댐퍼에는 각각 자동개폐장치가 내장되어 있기 때문에 부속실과 거실간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 누설량 급기 댐퍼를 통해 누설량이 공급되고, 보충량 급기 댐퍼는 닫혀서 보충량이 차단된다. 또한 본 발명에 의하면 부속실과 거실간 차압이 형성되지 않을 경우에는 보충량 급기 댐퍼가 열려서 보충량만 공급되고, 누설량 급기 댐퍼는 닫혀서 누설량은 공급되지 않게 되어 부속실과 거실간에 형성되는 차압을 더욱 적절하게 유지시킬 수 있고, 화재시 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 고층건물의 제연시스템(100)은 건물(1)의 부속실(40)에 공기 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 제연시스템(100)이다.
본 발명에 따른 고층건물의 제연시스템(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 건물(1) 내로 공기를 공급하는 송풍수단(110)을 구비하는데, 이와 같은 송풍수단(110)은 건물(1) 내로 공기를 공급하는 누설량 급기 송풍기(112a)와 보충량 급기 송풍기(112b)를 포함한다.
그리고 상기 송풍수단(110)에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로를 갖는 통풍수단(120)을 구비한다.
이와 같은 통풍수단(120)은 상기 누설량 급기 송풍기(112a)와 보충량 급기 송풍기(112b)에 각각 연결되고, 건물(1)의 공동구(22)를 따라서 연장되는 누설량 급기 풍도(122a)와 보충량 급기 풍도(122b)를 포함하는데, 이와 같은 누설량 급기 풍도(122a)와 보충량 급기 풍도(122b)는 공동구(22) 내에 나란하게 배치되어 연장되며, 각각 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로를 형성한다.
또한 상기 통풍수단(120)의 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로에 각각 연결되어 건물(1)의 각 부속실(40)에 공기를 누설량과 보충량 별로 각각 공급하는 댐퍼수단(130)을 구비하는데, 이와 같은 댐퍼수단(130)은 상기 누설량 급기 풍도(122a)와 보충량 급기 풍도(122b)에 각각 연결되어 건물(1)의 각 부속실(40)에 공기를 공급하는 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)로 이루어진다.
따라서 본 발명에 따른 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템(100)은 누설량 급기 송풍기(112a)에 연결된 누설량 급기 풍도(122a)와 상 기 누설량 급기 풍도(122a)에 연결된 누설량 급기 댐퍼(132a)가 누설량 급기 유로를 형성하고, 보충량 급기 송풍기(112b)에 연결된 보충량 급기 풍도(122b)와 상기 보충량 급기 풍도(122b)에 연결된 보충량 급기 댐퍼(132b)가 보충량 급기 유로를 형성하여 건물(1) 내에 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 수행하게 된다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 건물(1)의 부속실(40)과 거실(30)의 압력을 검지하는 압력감지 센서(142a)(142b)를 각각 포함한다. 그리고, 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)에는 각각 도 7a에 도시된 바와 같은 자동개폐장치(152a)(152b)가 내장되어 있다.
또한 이와 같은 압력감지 센서(142a)(142b)는 중앙 제어반(미 도시)에 전기적으로 연결되고, 이와 같은 중앙 제어반은 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)의 자동개폐장치(152a)(152b)에 연결되어 자동개폐장치(152a)(152b)를 원하는 운전 조건에 따라서 자동 개폐시킨다.
즉 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)에는 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 부속실(40)과 차압이 일정한 차압 이하로 형성되면 누설량 급기 댐퍼(132a)가 닫히고, 일정한 차압 이상으로 되면 열리는 자동개폐장치(152a)가 장착되며, 상기 보충량 급기 댐퍼(132b)에는 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 부속실(40)과 거실(30) 간이 일정한 차압 이상으로 형성되면 보충량 급기 댐퍼(132b)가 닫히고, 일정한 차압이하로 되면 열리는 자동개폐장치(152b)가 내장된 구조이다.
이와 같은 자동개폐장치(152a)(152b)는 예를 들면, 등록실용신안공보 제20-0316848호의 "제연댐퍼의 개폐장치"와 같은 구조로 이루어질 수 있는데, 이와 같은 자동개폐장치(152a)(152b)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 댐퍼프레임(154)의 양쪽 내면에서 모터(160)의 구동에 의해 승강되는 링크(162)에 취부되는 다수의 블레이드(166)를 서로 마주보는 대향류 형으로 구성 설치하여 공기 통과공간의 미세조절이 가능하도록 한 것이다.
즉 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)에 장착된 자동개폐장치(152a)는 부속실(40)과 거실(30) 간의 압력을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 중앙 제어반에서 차압을 산출하고, 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압이 일정한 차압 이하로 형성되면 누설량 급기 댐퍼(132a)가 도 7b의 우측과 같이 닫치고, 일정한 차압 이상으로 되면 도 7b의 좌측과 같이 열리도록 작동시킨다.
그리고 상기 보충량 급기 댐퍼(132b)에 장착된 자동개폐장치(152b)는 부속실(40)과 거실(30) 간의 압력을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 중앙 제어반에서 차압을 산출하며, 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압이 일정한 차압 이하로 형성되면 보충량 급기 댐퍼(132b)가 도 7b의 좌측과 같이 열리고, 일정한 차압 이상으로 되면 도 7b의 좌측과 같이 닫치도록 작동시킨다.
이와 같은 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)의 자동개폐장치(152a)(152b)들은 상기 건물(1)에 있는 모든 층의 부속실 출입문(42)이 닫혀있어 부속실(40)과 거실(30) 간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 각층의 부속실(40)에는 누설량 급기 댐퍼(132a)의 자동개폐장치(152a)가 열려서 누설량 급기 송풍기(112a), 누설량 급기 풍도(122a) 및 누설량 급기 댐퍼(132a)를 통해 누설량이 공급되고, 모든 층의 보충량 급기 댐퍼(132b)의 자동개폐장치(152b)는 닫혀 있어서 보충량이 차단된다.
즉, 모든 층의 부속실(40)의 출입문(42)이 닫혀있는 경우에는 각층의 부속실(40)에 누설량만 공급되어야 하며, 보충량은 공급되지 않도록 해야 한다. 이를 위해서 누설량 급기 송풍기(112a), 누설량 급기 풍도(122a) 및 누설량 급기 댐퍼(132a)를 통해 각 층의 부속실(40)로 누설량이 공급되고, 모든 층의 부속실(40)의 출입문(42)이 닫혀 있어 부속실(40)과 거실(30) 간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 각 층의 부속실(40)로 보층량이 공급되지 않도록 모든 층의 보충량 급기 댐퍼(132b)는 닫혀 있도록 하는 것이다. 따라서 부속실(40)에는 과도한 공기 공급이 방지되어 비상시 부속실 출입문(42)이 잘 열릴 수 있게 된다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 부속실(40)의 출입문(42)이 열려지게 되어 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 형성되지 않을 경우에는 출입문(42)이 열린 층의 부속실(40)에는 보충량 급기 댐퍼(132b)가 열려서 보충량만 공급되고, 누설량 급기 댐퍼(132a)는 닫혀서 누설량은 공급되지 않도록 작동된다. 이는 재실자의 피난과정에서 부속실(40)의 출입문(42)이 열려지게 되어 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 형성되지 않을 경우에 출입문(42)이 열린 층의 부속실(40)에는 보충량만 공급되고, 누설량은 공급되지 않도록 하는 것이다.
만일 부속실(40)의 출입문(42)이 열려서 부속실(40)과 거실(30)사이에 차압이 형성되지 않는 상태에서 누설량 급기 댐퍼(132a)가 계속 열려 있으면 부속실 출 입문(42)이 열린 층으로 많은 누설풍량이 공급되어 다른 층의 부속실(40)과 거실(30) 간에는 적정 차압유지가 곤란하기 때문이다.
상기와 같이 본 발명은 건물(1)의 각 층에 마련된 부속실(40)에 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 공급함으로써 고층건물(1)에서 화재 발생시, 부속실(40)과 거실(30) 간에 형성되는 차압이 설계기준에 미달하거나 과압이 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 건물(1)의 부속실(40)과 거실(30)에 압력을 검지하는 압력감지 센서(142a)(142b)를 각각 장착하고, 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)에는 각각 자동개폐장치(152a)(152b)가 내장되어 있기 때문에 부속실(40)과 거실(30) 간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 누설량 급기 댐퍼(132a)를 통해 누설량이 공급되고, 보충량 급기 댐퍼(132b)는 닫혀서 보충량이 차단된다. 또한 본 발명에 의하면 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 형성되지 않을 경우에는 보충량 급기 댐퍼(132b)가 열려서 보충량만 공급되고, 누설량 급기 댐퍼(132a)는 닫혀서 누설량은 공급되지 않게 되어 부속실(40)과 거실(30) 간에 형성되는 차압을 더욱 적절하게 유지시킬 수 있고, 화재시 더욱 안전한 피난환경을 제공할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이 러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
도 1a는 일반적인 급기가압 제연시스템을 도시한 건물의 평단면도이다.
도 1b는 일반적인 급기가압 제연시스템을 도시한 건물의 종단면도이다.
도 2a는 일반적인 급기가압 제연시스템에서 연기의 침투를 막기위한 방연풍속 개요를 도시한 건물의 평단면도이다.
도 2b는 일반적인 급기가압 제연시스템에서 연기의 침투를 막기위한 방연풍속 개요를 도시한 건물의 종단면도이다.
도 3a는 일반적인 건물에서 누설량 개요를 도시한 설명도이다.
도 3b는 일반적인 건물에서 거실유입풍량 개요를 도시한 설명도이다.
도 4a는 종래의 급기가압제연시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 4b는 종래의 급기가압제연시스템에서 10층의 부속실 출입문이 개방된 경우를 시뮬레이션하여 운전점을 도시한 그래프이다.
도 4c는 종래의 급기가압제연시스템에서 10층의 부속실 출입문이 개방된 경우를 시뮬레이션하여 부속실 압력을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템이 구비된 건물의 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템이 구비된 건물의 평단면도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템에 구비된 자동개폐장치를 도시한 사시도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템에 구비된 자동개폐장치의 개방상태와 닫침상태를 도시한 사시도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1...... 건물 10...... 제연용 송풍기
20..... 풍도 22..... 공동구
30..... 거실 32..... 급기댐퍼
40...... 부속실 42..... 출입문
50..... 계단
100.... 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템
110.... 송풍수단 112a.... 누설량 급기 송풍기
112b... 보충량 급기 송풍기 120..... 통풍수단
122a... 누설량 급기 풍도 122b..... 보충량 급기 풍도
130.... 댐퍼수단 132a.... 누설량 급기 댐퍼
132b... 보충량 급기 댐퍼 142a,142b.... 압력감지 센서
152a,152b.... 자동개폐장치 154..... 댐퍼프레임
160.... 모터 162.... 링크
166.... 블레이드

Claims (5)

  1. 고층건물에 설치되는 제연시스템에 있어서,
    건물(1) 내로 공기를 공급하는 누설량 급기 송풍기(112a)와 보충량 급기 송풍기(112b)를 갖는 송풍수단(110);
    상기 송풍수단(110)에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로를 갖는 통풍수단(120); 및
    상기 통풍수단(120)의 누설량 급기 유로와 보충량 급기 유로에 각각 연결되어 건물(1)의 각 부속실(40)에 공기를 누설량과 보충량 별로 각각 공급하는 댐퍼수단(130);을 구비하여 건물(1)의 공기 누설량의 공급과 보충량의 공급을 각기 다른 유로를 통해 수행하는 것임을 특징으로 하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통풍수단(120)은 상기 누설량 급기 송풍기(112a)와 보충량 급기 송풍기(112b)에 각각 연결되어 공기를 유입시키는 누설량 급기 풍도(122a)와 보충량 급기 풍도(122b)를 포함하며, 상기 댐퍼수단(130)은 상기 누설량 급기 풍도(122a)와 보충량 급기 풍도(122b)에 각각 연결되어 건물(1)의 각 부속실(40)에 공기를 공급하는 누설량 급기 댐퍼(132a)와 보충량 급기 댐퍼(132b)를 구비하여 건물(1) 각 층의 부속실(40)로 누설량과 보충량을 따로따로 공급하는 것임을 특징으로 하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 건물(1)의 부속실(40)과 거실(30)의 압력을 검지하는 압력감지 센서(142a)(142b)를 각각 포함하고, 상기 누설량 급기 댐퍼(132a)에는 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 부속실(40)과 차압이 일정한 차압 이하로 형성되면 누설량 급기 댐퍼(132a)가 닫히고, 일정한 차압 이상으로 되면 열리는 자동개폐장치(152a)가 내장되며, 상기 보충량 급기 댐퍼(132b)에는 부속실(40)과 거실(30) 간의 차압을 압력센서(142a)(142b)로 감지하여 부속실(40)과 거실(30) 간이 일정한 차압 이상으로 형성되면 보충량 급기 댐퍼(132b)가 닫히고, 일정한 차압이하로 되면 열리는 자동개폐장치(152b)가 내장된 것임을 특징으로 하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 건물(1)의 모든 층의 부속실(40)의 출입문(42)이 닫혀있어 부속실(40)과 거실(30) 간에 일정한 차압이 형성되는 경우에는 각층의 부속실(40)에는 누설량 급기 댐퍼(132a)의 자동개폐장치(152a)는 열려서 이를 통해 누설량이 공급되고, 모든 층의 보충량 급기 댐퍼(132b)의 자동개폐장치(152b)는 닫혀 있어서 보충량이 차단된 것임을 특징으로 하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 부속실(40)의 출입문(42)이 열려지게 되어 부속실(40)과 거실(30) 간 차압이 형성되지 않을 경우에는 출입문(42)이 열린 층의 부속실(40)에는 보충량 급기 댐퍼(132b)의 자동개폐장치(152b)가 열려서 보충량만 공급되고, 누설량 급기 댐퍼(132a)의 자동개폐장치(152a)는 닫혀서 누설량은 공급되지 않는 것임을 특징으로 하는 누설량과 보충량을 분리하여 급기하는 고층건물의 제연시스템.
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