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NTIS 바로가기한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.9 no.3, 2009년, pp.89 - 94
임채현 (호서대학교대학원 소방학과, 울산광역시 시설관리공단) , 김범규 (호서대학교대학원 소방학과) , 박용환 (호서대학교 소방방재학과)
The stack effect in high-rise buildings is expected more significant at nights in winter due to the large temperature difference between the inside and outside of the buildings. However, the existence of large openings such as natural ventilators on the floor may effect the position of neutral plane...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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초고층빌딩의 압력분포 특성은 무엇인가? | 1) 배연창이 개방되지 않는 정상조건에서 수직압력분포는 연돌효과에 의해 발생되는 차압에 의해 보통 결정되어진다. 그런데 수직샤프트의 길이가 길고, 24시간 냉난방이 이루어지는 용도특성으로 혹서기 심야시간대에 실내외 온도차에 의해 연돌효과가 크게 발생하였다. 대기온도별 계단실과 빌딩 외부와의 차압은 측정결과는 5℃에서는88 Pa, -1℃에서는 146 Pa, -5℃에서는 163 Pa이고 계산결과는 5℃는 90 Pa, -1℃는 131 Pa, -5℃는 159 Pa로서 측정결과 및 계산결과가 전반적으로 유사하게 나타났다. 중성대의 형성은 주상복합건물의 특성상 하부 층의 개구 율이 커서 건물높이의 16% 전후인 6층 정도에 형성되었는데, 이러한 압력분포는 화재위험도가 높은 빌딩의 하부 층에서 화재 발생 시 중성대로부터 상부 층인 오피스텔 전체가 연기확산의 위험에 노출되고, 출입문 개방장애 등의 피난장애를 가져올 수 있음을 예측할 수 있다. 2) 정상조건에서 수평압력분포는 중성대를 기준으로 위쪽은 실내압이 대기압보다 높아 실내공기가 빌딩 외부로 유출되고 아래쪽은 실내압이 대기압보다 낮아 외기가 실내로 유입되는 공기흐름을 나타내지만 건물 기밀도, 구획 및 난방기류 등에 의한 수평압력분포에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 수평압력분포는 대기와 수직샤프트의 온도차에 의해 발생되는 차압이 수평경로인 거실, 복도, 부속실 등의 구획에 분담되어 나타나는 압력분포로서, 대기온도 5℃의 경우, 연돌효과보다 난방기류에 의한 압력상승이 크게 작용하여 계단실의 압력이 낮게 나타났고, 대기온도 -5℃의 경우, 연돌효과가 강하게 작용하여 계단실의 압력을 상대적으로 높게 형성하는 것으로 판단된다. 3) 배연창 개방에 따른 계단실의 압력분포는 외기의 유입으로 차압은 증가하고, 중성대는 배연창의 개방한 층 쪽으로 이동하는 특성을 확인할 수 있었다. 대기온도 -5℃이고 38, 39층의 배연창을 개방조건은 1층에서 -126 Pa 의 최대 차압이 발생하였으며, 1층 개방조건에서는 40층에서 159 Pa의 최대 차압이 발생하였다. 이러한 최대차압은 출입문 개방장애를 가져오는데 38, 39층의 배연창 개방조건에서의 1층 부속실문 개방력은 130 N정도, 1층 개방조건에서의 39층 부속실문 개방력은 140 N정도로 국가화재안전기준에서의 110 N이하를 초과하는 것으로 나타났다. 그리고 피난을 위해 부속실과 계단실문이 동시에 개방할 경우, 연돌효과에 의한 기류흐름으로 계단실문이 완전히 닫히지 않아 연기 및 화재확산이 이루어질 수 있음을 예측할 수 있다. 4) 연돌효과 평가는 재실자의 안전에 직결된 중요한 사항이므로 국내 건축 환경에 맞는 현장측정과 실험을 통한 데이터베이스 구축 및 유체흐름의 종합적인 분석과 예측을 위한 시뮬레이션 등 지속적인 연구가 이루어 져야할 것으로 판단된다. | |
우리나라의 겨울철이 춥고 건조한 날씨를 가지는 이유는 무엇인가? | 우리나라의 겨울철은 지리적으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조한 날씨를 가진다. 이렇게 추운 외기온도는 건물의 실내외 온도차를 크게 하고 수직샤프트 높이에 비례하여 연돌효과(Stack effect)를 증대시킨다. | |
연돌효과는 무엇에 비례하여 증대되는가? | 우리나라의 겨울철은 지리적으로 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받아 춥고 건조한 날씨를 가진다. 이렇게 추운 외기온도는 건물의 실내외 온도차를 크게 하고 수직샤프트 높이에 비례하여 연돌효과(Stack effect)를 증대시킨다. |
구성한, 조재훈, 여명석, 김광우 (2005) 실측과 시뮬레이션을 통한 초고층 주거건물에서의 연돌효과 문제의 해결. 한국주거학회논문집, 한국주거학회, 제16권, 제4호, pp. 73-80
국토해양부 (2008) 건축설비의 설비기준 등에 관한 규칙 제14조
김정엽 (2007) 연돌효과가 급기가압 제연시스템에 미치는 영향에 대한 현장실험. 한국화재소방학회논문지, 한국화재소방학회, 제22권, 제3호, pp. 194-200
(2005) 고층 주거건물에서의 압력분포 예측을 통한 압력차 문제 평가. 대한건축학회논문집, 대한건축학회, 제21권, 제11호, pp. 327-333
NFSC501A (2007) 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 화재안전기준
Tamura G.T. (1994) Smoke Movement & Control In High-rise Building, NFPA
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