[121회 소방기술사] 2교시 답안작성 연습(NFPA 92 차압 선정의 이론적 배경)

특정 소방대상물에 스프링클러설비가 설치되지 않는 경우, NFSC 501A에 의한 부속실 제연 설비의 최소 차압은 40Pa 이상으로 정하고 있으나, NFPA 92의 경우는 천장 높이에 따라 최소(설계) 차압의 기준이 다르게 적용된다. 천장 높이가 4.6m 일 때를 기준으로 하여 NFPA 92에 따른 차압 선정의 이론적 배경을 설명하시오.

1. 부속실 제연설비

[그림-1] 부속실 제연

 

1. 개념

- 급기 가압을 통해 계단실이나 비상용 승강기 수직관통부에 연기 유입을 차단하는 설비

2. 차압의 기준

 ㄱ. 차압 = 부속실 - 평상시 거실(화재 x)

 ㄴ. 차압이 너무 낮으면 연기가 부속실로 유입되고

       차압이 너무 높으면 출입문 개방이 불가능해진다.

 ㄷ. 최소차압 : 40Pa (스프링클러 설치시 12.5 Pa)

 ㄹ. 최대차압 : 출입문 개방 필요 힘 110N 이하

 ㅁ. 다른 층 출입문 개방시

      개방 안된 층 차압 : 최소 차압의 70% 이상

ㅂ. 계단실,부속실 동시제연 방식

    부속실 압력 = 계단실 압력 - 5 Pa 이하

 

3. 급기량 = 기본 풍량(누설량) + 보충 풍량(출입문 개방시 나가는 풍량)

 

2. 국내외 부속실 제연설비 차압 비교

구분	차압
국내 (NFSC 501A)	- 스프링클러 없음 : 40 Pa 이상 - 스프링클러 있음 : 12.5 Pa 이상
유럽 (EN-12101-6)	50 Pa (±10%)
미국 (NFPA 92A)	- 층고 9 ft   (2.7m) 까지 : 25 Pa 이상 - 층고 15 ft (4.6m) 까지 : 35 Pa 이상 - 층고 21 ft (6.4m) 까지 : 45 Pa 이상 - 스프링클러 설치 시 : 12.5 Pa 이상

 

3. NFPA 92A 차압 선정의 이론적 배경

 
 1. 중성대 상부 높이와 차압의 관계(부력)

  단, 외부영향( wind effect, 굴뚝효과) 는 고려하지 않는다.

 

2. 중성대 관련 공식

 

3. 외부 조건

 

A1 = A2 

부속실 온도(To) : 20℃, 화재실 온도(Ti) : 930 ℃ 

 

4. 층고는 4.6 m 를 기준

4. 국내 기준의 문제점 및 개선방향

 
 1. 최소차압 40Pa

  ㄱ. 연기 유동의 원인(부력) 을 고려하지 않은 기준

  ㄴ. NFPA 92A 와 같이 층고에 따라 차압의 차등을 두어야 함

2. 스프링클러 설치 독려

 ㄱ. 대부분의 부속실에 스프링클러를 설치하지 않고 급기댐퍼를 통해 차압기준을 맞추려 하고 있음

 ㄴ. 급기댐퍼는 차압기준을 맞추는 게 현재의 기술력으로는 쉽지 않음

 ㄷ. 스프링클러 작동시, 화재실 온도가 내려가며 부력,열팽창이 줄어 화재실 압력이 줄기 때문에 차압 기준을 낮춘 것임(12.5 Pa)

 ㄹ. 따라서 부속실 소방설비 설계시 스프링클러가 필수적으로 설치 되도록 법제화 필요

 
 

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※ 개인 공부 용도로 작성한 것이라 틀린 내용이 있을 수 있습니다. 틀린 내용이 있을시 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.