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초고층 건물에서 연기이동 복합력에 의한 환기계획
The Ventilation Plane Due to Smoke Driving Combined Forces in Super High-Rise Buildings 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.30 no.4, 2016년, pp.82 - 87  

이동명 (경민대학교 소방안전관리학과)

초록
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초고층 건물의 환기계획에서 설비의 효율적인 운영을 위해 환기설비는 제연설비 겸용으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 지하 4층 지상 59층의 초고층 건물을 분석모델로 선정하고 수치해석을 통해 연기이동력에 의한 층별 압력분포를 검토하였으며, 분석모델 건물에서의 연기이동력이 환기 및 제연에 미치는 영향을 규명하였다. 또한 이들 결과를 바탕으로 분석모델 건물의 환기계획에서 주방용 환기댐퍼를 환기-제연 겸용으로 설계할 때 연기이동의 복합력과 요구되는 댐퍼의 개폐력과의 관계를 운동해석 시뮬레이션을 통해 결정하였고, 그 결과로부터 적합한 댐퍼의 구동장치를 선정하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The ventilation system for the efficient operation of the building services systems in the ventilation plan of super high-rise buildings is used to combine smoke control systems. This study evaluated models of super high-rise buildings with four basement levels and 59 stories and investigated the pr...

주제어

#Smoke driving forces   #Combined forces   #Ventilation plan   #Ventilation damper   #Smoke control  

표/그림 (11)

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

문제 정의

  • 초고층 건물에서 굴뚝효과는 수직 개구부(계단실, 엘리 베이터 샤프트, 설비 샤프트, 공조용 풍도 등)를 통하여 평상시에는 세대의 환기불량, 화장실과 주방 배기의 어려움, 오염공기의 확산, 출입문의 개폐불량 등에 영향을 미치고, 화재 시에는 유독성 연기와 화염을 급속하게 전 층으로 침입 · 확산시켜 거주자의 안전에 심각한 문제를 야기하기도 한다. 따라서 고층 건물이 건설되기 시작하면서부터 많은 연구자들이 환기개선과 연기이동을 제한하기 위해 굴뚝효 과의 영향 및 저감 방안에 대한 연구를 수행하였다. 이들 연구를 살펴보면, 굴뚝효과가 환기에 미치는 영향규명과 이들의 영향을 최소화하기 위한 대안에 따른 환기개선 및 시스템개선(1-3)을에 대한 연구가 이루어졌고, 또한 연기이 동을 제한하기 위해 굴뚝효과가 연기이동에 미치는 영향과 대안마련을 위한 연구(4-6)가 이루어졌다.
  • 따라서 본 연구에서는 지하 4층 지상 59층의 초고층 건물을 분석모델로 선정하고 이 건물에서의 연기이동력이 환기/제연에 미치는 영향을 규명하고, 이를 바탕으로 분석 모델의 환기계획에서 주방용 환기댐퍼를 환기-제연 겸용으로 설계할 때 연기이동의 복합력과 댐퍼의 개폐력으로 부터 댐퍼선정 방법을 제시하고자 한다.

가설 설정

  • 14 Pa)을 이용하고 댐퍼의 직경은 300 mm로 설정하였다. 운동해석시간은 화재로 플래쉬오버가 발생하기 전에 댐퍼가 폐쇄되어야 하므로 환기유지시간은 3초, 화재 시 구동장치(driving units)로부터 동력차단시간은 2초, 댐퍼폐쇄시간은 3초로 가정하여 댐퍼의 총 운동시간을 8초로 설정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
환기 및 제연계획에서 설계자가 결정해야 할 주된 인자는? 초고층 건물에서 환기나 연기이동은 건물 내에서 발생하는 전체 공기유동의 영향을 받기 때문에 환기개선이나 연기이동을 제한하기 위한 환기 및 제연계획에서 설계자 가 결정해야 할 주된 인자는 장치의 면적(댐퍼 등)과 공기/ 연기를 이동시키는 필요한 힘(환기에서 공기를 이동시키는 힘은 환기이동력, 연기를 이동시키는 힘은 연기이동력) 이다. 일반적으로 초고층 건물에서 환기는 굴뚝효과와 바람의 영향에 영향을 주로 받고, 연기이동은 굴뚝효과, 바람의 영향, 부력 등에 영향을 받는다.
환기개선과 연기이동을 제한하기 위해 굴뚝효과의 영향 및 저감 방안에 대한 연구는 무엇이 있는가? 따라서 고층 건물이 건설되기 시작하면서부터 많은 연구자들이 환기개선과 연기이동을 제한하기 위해 굴뚝효과의 영향 및 저감 방안에 대한 연구를 수행하였다. 이들 연구를 살펴보면, 굴뚝효과가 환기에 미치는 영향규명과 이들의 영향을 최소화하기 위한 대안에 따른 환기개선 및 시스템개선(1-3)들에 대한 연구가 이루어졌고, 또한 연기이동을 제한하기 위해 굴뚝효과가 연기이동에 미치는 영향과 대안마련을 위한 연구(4-6)가 이루어졌다.
초고층 건물에서 굴뚝효과가 미치는 영향은? 초고층 건물에서 굴뚝효과는 수직 개구부(계단실, 엘리베이터 샤프트, 설비 샤프트, 공조용 풍도 등)를 통하여 평상시에는 세대의 환기불량, 화장실과 주방 배기의 어려움, 오염공기의 확산, 출입문의 개폐불량 등에 영향을 미치고, 화재 시에는 유독성 연기와 화염을 급속하게 전 층으로 침입 · 확산시켜 거주자의 안전에 심각한 문제를 야기하기도 한다. 따라서 고층 건물이 건설되기 시작하면서부터 많은 연구자들이 환기개선과 연기이동을 제한하기 위해 굴뚝효과의 영향 및 저감 방안에 대한 연구를 수행하였다.
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참고문헌 (13)

  1. I. H. Yang, J. H. Jo, K. W. Kim and M. S. Yeo, "Analysis of the Impacts of Stack Effect in High-rise Residential Buildings", Journal of the Korean Housing Association, Vol. 13, No. 4, pp. 61-66 (2002). 

  2. J. H. Jo, "Simulation of Pressure Distribution and Solving the Pressure Differentials Problem in High-rise Residential Buildings", Journal of the Architectural Institute of Korea: Planning & Design, Vol. 21, No. 11, pp. 269-276 (2005). 

  3. S. K. Park, W. T. Son and K. S. Park, The Quantitative Examination on Maximum-Differential Pressure according to Stack Effect in High-Rise Residential Buildings, Proceedings of 2013 Summer Annual Conference, Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering, pp. 563-566 (2013). 

  4. G. T. Tamura, "Smoke Movement and Control in High-Rise Buildings", National Fire Protection Association, pp. 41-96 (1994). 

  5. John H. Klote and James A. Mike, "Principles of Smoke Management", American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, pp. 125-133 (2002). 

  6. J. S. Kim, "A Study on Reducing Method for Stack Effect in High-rise Building", Proceedings of 2011 Autumn Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 252-257 (2010). 

  7. D. M. Lee, "Smoke Management Engineering", Donhaw Pub., pp. 112-177 (2013). 

  8. MOLIT, "Building Energy-saving Design Standards", Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2015). 

  9. NIST, "CONTAM User Guide and Program Documentation", National Institute of Standards and Technology (2013). 

  10. J. E. Lovatt, "Stack Effect in Tall Buildings", ASHRAE Transactions, Vol. 100, Part 2 (1994). 

    상세보기

  11. MPSS, "Standards of the Elevator Precision Safety Inspection", MPSS Notics No. 2015-1: (2015). 

  12. KSA, "KS F 3109: Doorsets", Korean Standards Association (2004). 

  13. Matt Lombard, "Solidworks 2010 Bible", Wiley Publishing Inc. (2010). 

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