[논문]제연구역 출입문의 최적 설계를 위한 도어클로저의 기준 산정에 관한 연구

이재오; 최충석

doi:10.7731/kifse.2013.27.3.066

초록
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본 연구의 목적은 제연구역 출입문의 최적 설계를 위한 플로어힌지(floor-hinge) 및 도어클로저(door closer)의 기준을 제시하는데 있다. 차압에 대한 개방력은 60 Pa일 때 60.75 N, 40 Pa일 때 40.5 N, 32.5 Pa일 때 32.91 N, 12.5 Pa일 때 12.66 N 등이다. KS F 2806의 기준을 적용한 플로어힌지 및 도어클로저의 개방력은 No.1은 27.5 N, No. 2는 40 N, No. 3는 75 N, No. 4는 100 N, No. 5는 125 N 등이다. 차압과 플로어힌지 및 도어클로저의 개방력을 NFSC 501A의 개방력 제한값과 비교한 결과 기준을 초과하는 것으로 확인되었다. 따라서 NFSC 501A 차압과 방연 풍속을 설계에 반영하는 것뿐만 아니라 개방력도 설계에 반영할 필요가 있다. 제연댐퍼의 종류에 따라 출입문의 플로어힌지 및 도어클로저의 설치 조건은 호칭에 따라 다르다. 저차압용의 경우는 No. 1, No. 2, No. 3의 설치가 가능하며, 일반 차압용의 경우에는 No. 1, No. 2의 설치가 가능하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to assess the criteria on a floor hinge and door closer for the optimum design of the access door of a smoke control room. The door opening force due to differential pressure is 60.75 N, 40.5 N, 32.91 N and 12.66 N when the differential pressure is 60 Pa, 40 Pa, 32.5 Pa ...

The purpose of this study is to assess the criteria on a floor hinge and door closer for the optimum design of the access door of a smoke control room. The door opening force due to differential pressure is 60.75 N, 40.5 N, 32.91 N and 12.66 N when the differential pressure is 60 Pa, 40 Pa, 32.5 Pa and 12.5 Pa, respectively. The door opening force of the floor hinge and door closer to which the criteria of KS F 2806 are applied is 27.5 N, 40 N, 75 N, 100 N and 125 N for the Nos. 1, 2, 3, 4 and 5 class floor hinges and door closers, respectively. This study compared the differential pressure and opening force limits of floor hinges and door closers with the values specified in NFSC 501A and found that they exceeded the criteria specified in NFSC 501A. Therefore, it is necessary to reflect the differential pressure and smoke control wind speeds as well as the opening forces specified in NFSC 501A on the design of floor hinges and door closers. The installation conditions of floor hinges and door closers of access doors differ depending on the type and name of a smoke control damper. This study found that Nos. 1, 2 and 3 floor hinges and door closers could be installed for access doors with low differential pressure and that Nos. 1 and 2 floor hinges and door closers could be installed for access doors with normal differential pressure.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 차압에 따른 개방력과 플로어힌지 및 도어클로저의 호칭(normal name)에 따른 개방력 분석을 통해 일반 차압용 및 저차압용 댐퍼의 설치에 따라 플로어힌지(floor-hinge) 및 도어클로저(door closer)의 호칭을 다르게 적용하여야 한다는 것을 제시하고자 한다.

제안 방법

시험의 종류는 초기 성능 시험 및 내구 시험을 실시한다. 그리고 다시 초기 성능 시험은 열리는 힘 시험, 닫히는 힘 시험, 닫히는 속도 시험 정지력 시험, 도어 폐쇄 위치 시험 및 작동 온도 범위 시험 등을 수행한다. 여닫기 시험 방법은 Figure 1과 같은 구조로 실시한다.
화재실과 인접한 제연구역의 차압과 방화문의 도어클러저 및 플로어힌지에 의한 개방력의 값을 분석하여 제연구역 출입문의 개방력을 해석해 본 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

데이터처리

Figure 4의 부속실 모형에 NFSC 501A에 나온 차압을 방화문에 소방방재청고시 제2012-71호 자동폐쇄장치의 성능인증 및 제품검사의 기술기준 제4조(작동시험)의 2항 다호의 기준을 적용하였다. 부속실의 차압은 40 Pa에서 60 Pa으로 유지하였으며, 스프링클러가 설치된 경우 12.5 Pa에서 32.5 Pa로 유지시킨 상태에서 식(1)을 적용하여 문의 개방력을 계산해 본 결과 Table 7값을 구할 수 있었고, 이를 Table 5와 상관관계를 제연구역 출입문의 개방력 제한 값인 110 N과의 관계를 분석해 보았다. 이를 통해 60 Pa를 적용한 경우에는 플로어힌지 및 도어클로저의 호칭 No.

이론/모형

Figure 4의 부속실 모형에 NFSC 501A에 나온 차압을 방화문에 소방방재청고시 제2012-71호 자동폐쇄장치의 성능인증 및 제품검사의 기술기준 제4조(작동시험)의 2항 다호의 기준을 적용하였다. 부속실의 차압은 40 Pa에서 60 Pa으로 유지하였으며, 스프링클러가 설치된 경우 12.
Figure 1. Test methods or checking floor-hinges and door method (KS F 2805).
제연구역 출입문에 설치하는 자동 폐쇄 장치의 성능시험은 자동차압 · 과압조절형 댐퍼의 성능시험기준 부속실 모형을 이용한다.
플로어힌지 및 도어클로저의 초기 성능 시험은 열리는 힘, 닫히는 힘, 내구성 시험 및 작동 온도 KS F 2806의 시험 방법에 규정하는 시험 방법을 따르며, 시험 도어의 무게는 Table 2와 같다⁽¹⁰⁾.

성능/효과

(3) 제연설비가 설치된 출입문에 설치되는 자동 폐쇄 장치의 경우 자동 폐쇄 장치에 부속되어 설치되는 플로어힌지 및 도어클로저의 개방력 및 폐쇄력 측정방법을 KS F2806에서 제시하는 문의 크기 및 시험방법을 준용하여 측정하도록 하고 있어 시험 방법의 실효성에 한계가 있음을 알 수 있다.
(4) 제연설비 가동 시 일반 차압댐퍼를 사용할 경우 개방력은 60 Pa의 경우 60.75 N, 40 Pa의 경우 40.5 N, 저차압 댐퍼를 사용할 경우 개방력은 32.5 Pa의 경우 32.91 N, 12.5 Pa의 경우 12.66 N의 개방력이 필요했고, 플로어힌지 및 도어클로저에 의해 발생되는 개방력을 계산한 결과 No. 1은 27.5 N, No. 2은 40 N, No. 3은 75 N, No. 4은 100 N, No. 5은 125의 값이 확인되었다.
3의 플로어힌지 및 도어클로저의 사용이 가능하였다. 이를 통해 제연구역 방화문에 적용되는 차압과 플로어힌지 및 도어클로저의 개방력 값을 종합하여 보면 차압에 따른 플로어힌지 및 도어클로저의 호칭에 관련된 기준 산정에 문제점이 있음을 확인할 수 있었다.

후속연구

이상의 결과에서 알 수 있듯이 제연구역에 설치된 출입 문에 플로어힌지 및 도어클로저와 같은 부속품이 설치되지 않은 경우에는 차압에 의해 개방력 만 고려하면 되지만, 제연설비 기동 시 출입문의 폐쇄를 위해 자동폐쇄장치를 출입문에 설치하므로 발생되는 추가적인 개방력을 고려하여 적용하여야 하다. 따라서 설계 차압값에 따른 자동폐쇄장치의 도어클로저의 호칭을 현실에 맞도록 제정이 필요하다.

참고문헌 (11)

H. J. Shin, J. H Choi and W. H. Hong, "Guidelines on Performance based Egress Design Criteria Considering the Risk Factors of a High-rise Building", Journal of Architectural Institute of Korea, Vol. 25, No. 7, pp. 139-148 (2009).
J. O. Lee and C. S. Choi, "Study on the Analysis of Differential Pressure of the Access Door for a Smoke Control Zone and the Effectiveness of the Measurement Criteria of its Opening Force", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 4, pp. 24-30 (2012).

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S. H. Ro, S. W. Yoon and D. H. Rie, "Study for Using VR Techniques Performance Evaluation of the Elevator Evacuation", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 1, pp. 13-18 (2011).
S. M. Park, B. K. An and M. K. Kim, "Study for Pressurized Smoke Control System", Proceedings of 2009 Spring Annual Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 118-124 (2009).
SFPE, "SFPE Handbook of Fire Protection Engineerng", Third Edition, Section 4, Chapter 12 "Smoke Control", Chapter 13, "Smoke Management in Covered Malls and Atria, pp. 274-310 (2002).
Dougal Drysdale, "An Introduction to Fire Dynamics", Second Edition, Chapter 11, The Production and Movement of Smoke, pp. 386-401 (2002).
NEMA, "National Fire Safety Code, NFSC 501A of Stair Cases of Specific Fire Escape Stairs and Smoke Control Systems of Ancillary Rooms", Administrator at National Emergency Management Agency (2012).
NFPA 92A , Standard for Smoke-Control Systems Utilizing Barriers and Pressure Differences (2005).
BS EN 12101-6, Smoke and heat control systems. Specification for pressure differential systems (2005).
Korean Industrial Standard, "KS F 2806 Test Methods or Checking Floor-hinges and Door-closers Method", Korean Standards Association (2005).
Korean Industrial Standard, "KS F 4505 Door Closer", Korean Standards Association (2005).

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