제연설비 실기 기출문제풀이 - 5

1. 평상시에는 공조설비의 급기로 사용하고 화재시에만 제연에 이용하는 배출기가 다음과 같이 설치되어 있다. 화재시

    유효하게 배연할 수 있도록 도면에 필요한 곳에 댐퍼를 도시하고 평상시와 화재시를 구분하여 각 댐퍼 상태를 쓰시오.

    (단, 댐퍼는 4개를 설치하고 댐퍼 심벌은 D1, D2, … 등으로 표시하며 댐퍼상태는 D1 개방, D2 … 폐쇄 등로 표시할

     것) [8점] ★★★★

가. 필요한 곳에 댐퍼를 도시하시오.

 

나. 평상시와 화재시를 구분하여 각 댐퍼 상태를 쓰시오.

   ① 평상시                             ② 화재시

 

[답안작성]

가. 필요한 곳에 댐퍼를 도시하시오.

 

나. 평상시와 화재시를 구분하여 각 댐퍼 상태를 쓰시오.

  ① 평상시

      D1 폐쇄, D2 개방, D3 폐쇄, D4 개방

  ② 화재시

      D1 개방, D2 폐쇄, D3 개방, D4 폐쇄

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2. 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비에 대하여 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★

[조건]

  ① 거실과 부속실의 출입문 개방에 필요한 힘 F1 = 60 N 이다.

  ② 화재시 거실과 부속실 출입문 개방에 필요한 힘 F2 = 110 N 이다.

  ③ 출입문 폭 (W) = 1 m, 높이 (h) = 2 [m] 이다.

  ④ 손잡이는 출입문 끝에 있다고 가정한다.

  ⑤ 스프링클러설비는 설치되어 있지 않다.

가. 제연구역의 선정기준 3가지만 쓰시오.

나. 제시된 조건을 이용하여 국가화재안전기준에 따른 최소 차압기준과 비교하여 적합여부를 설명하시오.

 [답안작성]

가. 제연구역의 선정기준 3가지만 쓰시오.

  ① 계단실 및 그 부속실을 동시에 제연하는 것

  ② 부속실만 단독으로 제연하는 것

  ③ 계단실 단독으로 제연하는 것

나. 제시된 조건을 이용하여 국가화재안전기준에 따른 최소 차압기준과 비교하여 적합여부를 설명하시오.

  ① 차압 FP = 110 [N] - 60 [N] = 50 [N]​

  ② 적합여부 : 국가화재안전기준에 따른 최소 차압기준은 40 Pa이다. 계산결과 47.62 [Pa] 이므로 적합하다.

[해설] 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비

 가. 제연구역의 선정 (NFSC 501 A 제5조)

   ① 계단실 및 그 부속실을 동시에 제연하는 것

   ② 부속실만을 단독으로 제연하는 것

   ③ 계단실을 단독 제연하는 것

   ④ 비상용 승강기의 승강장을 단독 제연하는 것

     ※ 제연구역 : 제연하고자 하는 계단실, 부속실 또는 비상용 승강기의 승강장

 나. 부속실과 거실 사이의 차압

   ① 부속실과 거실 사이의 차압​

      여기서, FP : 차압에 의해 방화문에 미치는 힘 [N]

                   Kd : 상수 (=1)

                   W : 문의 폭 [m], A : 방화문의 면적 [㎡]

                   △P : 비제연구역과의 차압 [Pa]

                   d : 손잡이에서 문까지의 거리 [m]

   ② 개방력 (화재시 거실과 부속실 출입문 개방에 필요한 힘)

        F = Fdc + Fp [N]

       여기서, F : 개방력 (화재시 거실과 부속실 출입문 개방에 필요한 힘) [N]

                    Fdc : 도어체크 저항력 (거실과 부속실의 출입문 개방에 필요한 힘) [N]

                    Fp : 차압에 의해 방화문에 미치는 힘 [N]

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3. 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비에 대하여 다음 각 물음에 답하시오.  [5점] ★★

 가. 옥내와의 차압이 50 [Pa]로 급기되고 있는 특별피난계단 부속실의 출입문을 모두 닫은 상태에서 문의 폭 (W)이 1m,

       높이 (h)가 2.1m이고, K = 1 일 때, 출입문 개방에 필요한 힘 [N]을 구하시오. (단, 자동폐쇄장치 및 경첩을 극복 할 수

        있는 힘은 40 [N]이고 문의 손잡이는 문 가장자리에서 20 [㎝]에 위치해 있다)

 나. 가. 에서 구한 값에 의하여 플랩 댐퍼를 설치하여야 하는지의 여부를 설명하시오.

[문제풀이]

 가. 옥내와의 차압이 50 [Pa]로 급기되고 있는 특별피난계단 부속실의 출입문을 모두 닫은 상태에서 문의 폭 (W)이 1m,

       높이 (h)가 2.1m이고, K = 1 일 때, 출입문 개방에 필요한 힘 [N]을 구하시오. (단, 자동폐쇄장치 및 경첩을 극복 할 수

       있는 힘은 40 [N]이고 문의 손잡이는 문 가장자리에서 20 [㎝]에 위치해 있다)​

 나. 국가화재안전기준에 따른 출입문의 개방에 필요한 힘은 110 [N] 이하이다. 문항 가.의 계산결과 105.63 [N] 이므로

       플랩 댐퍼를 설치할 필요가 없다.

   ※ 플랩댐퍼 : 공기압을 낮추기 위해 실내공기를 외부로 배출시키는 댐퍼

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[해설] 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비

 가. 출입문 개방에 필요한 힘

  ① 개방력 (화재시 거실과 부속실 출입문 개방에 필요한 힘)

        F = Fdc +Fp

        여기서, F : 개방력 (화재시 거실과 부속실 출입문 개방에 필요한 힘) [N]

                     Fdc : 도어체크 저항력 (거실과 부속실의 출입문 개방에 필요한 힘) [N]

                     Fp : 차압에 의해 방화문에 미치는 힘 [N]

   ② 차압에 의해 방화문에 미치는 힘

          여기서, Fp : 차압에 의해 방화문에 미치는 힘 [N]

                       Kd : 상수 (=1)

                        W : 문의 폭 [m], A : 방화문의 면적 [㎡]

                       △P : 비제연구역과의 차압 [Pa]

                        d : 손잡이에서 문 끝까지의 거리 [m]

 나. 플랩댐퍼를 설치해야 하는지의 여부

   ① 플랩댐퍼(flap damper) : 부속실의 설정압력 범위를 초과하는 경우 압력을 배출하여 설정압력 범위를 유지하게 하는

                                               과압방지 장치

   ② 시험·측정 및 조정 등 (NFSC 501 A 제25조)

        제연구역의 출입문이 모두 닫혀 있는 상태에서 제연설비를 가동시킨 후 출입문의 개방에 필요한 힘을 측정하여 규정

        에 따른 개방력에 적합한지 여부를 확인하고, 적합하지 아니한 경우에는 급기구의 개구율 조정 및 플랩댐퍼 (설치하는

        경우에 한한다.)와 풍량 조절용 댐퍼 등의 조정에 따라 적합하도록 조치할 것.

   ③ 차압 등 (NFNC 501 A 제6조)

         제연설비가 가동되었을 경우 출입문의 개방에 필요한 힘은 110 [N] 이하로 하여야 한다.

   ④ 국가 화재안전기준에 따른 출입문의 개방에 필요한 힘은 110 [N] 이하이다.

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4. 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비에 관하여 다음 물음에 답하시오. [6점] ★★

 가. 옥내의 압력이 750 [㎜Hg] 일 때 화재시 부속실에 유지하여야 할 최소 압력은 절대 압력으로 몇 [Pa]인지 구하시오.

       (단, 옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우가 아니다.)

 나. 부속실만 단독으로 제연하는 방식이며 부속실이 면하는 옥내가 복도로서 그 구조가 방화구조이다. 제연구역에는 옥내

       와 면하는 2개의 출입구가 있으며 각 출입문의 크기는 가로 1m, 세로 2m이다. 이 때 유입공기의 배출을 배출구에 따른

       배출방식으로 할 경우 개폐기의 개구면적은 최소 몇 [㎡]인지 구하시오.

[답안작성]

 가. 옥내의 압력이 750 [㎜Hg] 일 때 화재시 부속실에 유지하여야 할 최소 압력은 절대 압력으로 몇 [Pa]인지 구하시오.

        (단, 옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우가 아니다.)​

         화재시 부속실에 유지해야 할 최소 압력 = 99,991.776 + 40 = 100,031.776 [Pa]  =100.031776 [kPa] ≒ 100.03 [kPa]

나. 부속실만 단독으로 제연하는 방식이며 부속실이 면하는 옥내가 복도로서 그 구조가 방화구조이다. 제연구역에는 옥내

      와 면하는 2개의 출입구가 있으며 각 출입문의 크기는 가로 1m, 세로 2m이다. 이 때 유입공기의 배출을 배출구에 따른

      배출방식으로 할 경우 개폐기의 개구면적은 최소 몇 [㎡]인지 구하시오.​

[해설] 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비

 가. 화재시 부속실에 유지하여야 할 최소 압력 [kPa]

   ① 화재시 부속실에 유지하여야 최소 압력 = 옥내의 압력 + 40 [Pa] (옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우에는 12.5 [Pa]

        이상으로 하여야 한다.

   ② 표준 대기압 (압력 단위 환산)

1 atm	760 ㎜Hg	76 ㎝Hg
101,325 Pa	101.325 kPa	0.101325 MPa
10,332 ㎜Aq, ㎜H2O	10.332 mAq, mH2O	-
1.0332 kgf/㎠	10,332 kgf/㎡	-
1,013 mbar	1.013 bar	14.7 psi

 나. 개폐기의 개구면적

   ① 배출구에 따른 배출방식일 경우 개폐기의 개구면적​

         여기서, Ao : 개폐기의 개구 면적 [㎡]

                      Qn : 수직풍도가 담당하는 1개층의 제연구역의 출입문 (옥내와 면하는 1개의 면적 [㎡]와 방연풍속을 곱한 값

                               [㎥/s]

  ② 방연 풍속

제연구역		방연풍속
계단실 및 그 부속실을 동시에 제연하는 것 또는 계단실만 단독으로 제연하는 것		0.5 [m/s] 이상
부속실만 단독으로 제연하는 것 또는 비상용 승강기의 승강장만 단독으로 제연하는 것	부속실 또는 승강장이 면하는 옥내가 거실인 경우	0.7 [m/s] 이상
	부속실 또는 승강장이 면하는 옥내가 복도로서 그 구조가 방화구조 (내화시간 이 30분 이상인 구조를 포함)인 것	0.5 [m/s] 이상

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