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엘리베이터 승강로의 유량계수 산정에 관한 실험 연구
An Experimental Study on the Estimation for the Flow Coefficient of Elevator Hoistway 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.26 no.1, 2012년, pp.43 - 48  

김학중 (초당대학교 소방행정학과)

초록
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최근 건축물이 대형화, 복잡화되면서 건축물내 거주자의 피난 안전성이 관심의 초점이 되고 있다. 초고층 건물의 경우 화재 발생 시 계단을 통한 피난에 시간이 많이 소요되고 특히, 장애인의 경우 계단을 통한 피난 자체가 불가능할 수 있다. 이에 거주자의 피난에 엘리베이터를 이용하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 엘리베이터를 피난에 이용하기 위하여 엘리베이터 승강로가 연기에 오염되지 않도록 하는 연구의 일환으로 엘리베이터 운행 시 승강로 내의 유량계수를 실험을 통하여 살펴보았다. 유량계수는 엘리베이터 피스톤 효과의 양을 결정짓는 중요한 인자이다. 본 연구의 결과는 엘리베이터 피스톤 효과에 대한 연구의 기초 데이터로 활용 가능하다. 실험은 3층과 2층 건물 5곳의 엘리베이터 승강로에서 수행하였으며, 실험 결과 평균 유량계수는 0.954이며 99.99 % 신뢰도를 위해 $4{\sigma}$를 적용하였을 경우 유량계수가 0.86으로 나타났다. 이 결과는 Klote와 Tamura가 제안한 0.83보다 3.6 %가 큰 값이며, 동일 조건의 엘리베이터 운행 시 피스톤 효과에 의한 최대 계산 압력이 약 7 % 감소함을 의미한다. 이 결과는 현재의 초고층 건물의 제연성능 평가 시 엘리베이터 피스톤 효과의 최대 임계압력을 적용할 경우 보다 실제적이고 작은 값을 적용하여 경제성을 확보할 수 있다는 것을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, evacuation safety of building resident become the major concern, as the building has been higher and more complicated. Required evacuation time using stairway is longer in high-rise buildings, moreover it is impossible for the disabled to evacuate by using stairway. For this reason the stu...

주제어

#Elevator evacuation   #Piston effect   #Smoke control   #Flow coefficient  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 하지만, 이 실험은 2대의 엘리베이터를 동시에 운행하여 1개의 승강로에 1대의 엘리베이터가 운행하는 것과 유사한 효과를 나타내도록 시도한 실험이며 실험도 12층 건물 1 곳에서만 이루어져 실험 결과에 대한 의구심이 잔존한다. 이런 이유로 엘리베이터 유량계수를 결정하기 위한 실험을 실제 건물에서 수행하여 정확한 승강로와 엘리베이터사이의 유량계수를 제시하는 것이 본 실험의 목적이다. 피스톤 효과는 1 승강로에 1대의 엘리베이터 카가 존재하는 상태에서 가장 크게 발생하므로5) 1 승강로 1 엘리베이터 카에 대한 유량계수 실험을 수행하여 결과를 산정하고자 한다.
  • 이에 초고층 건물을 대상으로 엘리베이터 운행 시 발생하는 피스톤 효과의 최대 임계 압력값을 산정하기 위하여 유량계수 산정 실험을 통하여 엘리베이터 카와 승강로 벽 사이의 유량계수를 산정하였으며 이 결과값을 초고층건물 제연설비 설계 시 피스톤 효과에 의한 압력값을 선정하는데 활용하고자 한다.

가설 설정

  • 초고층 건물의 경우 다양한 형태의 엘리베이터가 적용되며 엘리베이터가 고속 운행을 하게 된다. 엘리베이터 고속 운행에 의한 피스톤 효과는 엘리베이터 속도, 엘리베이터 카의 단면적, 엘리베이터 승강로와 카사이의 유출면적, 건물 내 누설틈새에 의해 영향을 받는다. 초고층 건물에서의 피스톤 효과는 화재 시 화재 실내의 화염 및 연기를 건물 상부로 전파하는 문제점을 발생시키는 요인으로 작용하므로1) 국내에서도 이에 대한 지속적인 연구 및 개선이 필요하다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유량계수란 무엇인가? 본 연구에서는 엘리베이터를 피난에 이용하기 위하여 엘리베이터 승강로가 연기에 오염되지 않도록 하는 연구의 일환으로 엘리베이터 운행 시 승강로 내의 유량계수를 실험을 통하여 살펴보았다. 유량계수는 엘리베이터 피스톤 효과의 양을 결정짓는 중요한 인자이다. 본 연구의 결과는 엘리베이터 피스톤 효과에 대한 연구의 기초 데이터로 활용 가능하다.
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참고문헌 (6)

  1. J.H. Klote, "An Analysis of the Influence of Piston Effect on Elevator Smoke Control", NBSIR 88-3751, National Bureau of Standard(1988). 

  2. 변현섭, "엘리베이터 승강로 내에서의 피스톤 효과에 의한 압력변동에 관한 연구", 공기조화 냉동공학회 '97 하계학술발표회 논문집, pp.134-139(1997). 

  3. 김학중, 김범규, 박용환, 임채현, "엘리베이터 승강로 형식별 압력변동에 관한 실험 연구", 한국화재소방학회 논문지, Vol.24, No.3, pp.139-144(2010). 

  4. G.T. Tamura and J.H. Klote, "Experimental Fire Tower Studies of Elevator Pressurization Systems for Smoke Control", ASHRAE Trans., Vol.93, Part.2, pp.2235-2256(1987). 

  5. G.T. Tamura and J.H. Klote, "Smoke Control Systems for Elevator Fire Evacuation", Elevators and Fire, pp.83-94(1993). 

  6. J.H. Klote and G.T. Tamura, "Elevator Piston Effect and the Smoke Problem", Reprinted from Fire Safety J., Vol.11, No.2, pp.227-233(1986). 

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