플랩댐퍼 구조·재질·작동시험

왜 배우는가: 플랩댐퍼는 부속실 제연설비와 제연구역에서 급기가압 때 생기는 과압을 자동으로 배출하는 장치이다. 실무에서는 출입문 개방력과 피난 안전을 좌우하므로 설계와 검수에서 반드시 확인한다. 시험에서는 구조, 재질, 작동시험 기준이 기술기준 조항으로 반복해 출제된다.

출제 이력: 제135회 4교시 2번, 제110회 1교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

플랩댐퍼는 제연구역과 옥내의 차압이 설정값을 넘으면 댐퍼날개가 자동으로 열려 과압을 배출하는 자동 차압 조절형 댐퍼이다.

• 플랩댐퍼
• 과압 배출
• 작동압력범위
• 댐퍼날개
• 압력조절장치
• 배출량 성능곡선
• 작동시험

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 플랩댐퍼는 문이 달린 역할을 하는 자동 배기구다. 제연설비가 공기를 계속 밀어 넣으면 구획 안 압력이 올라가고, 이 압력이 기준을 넘으면 문을 열기 힘들어진다. 플랩댐퍼는 이때 공기를 밖으로 빼서 압력을 낮춘다.

「플랩댐퍼의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」 제2조는 두 가지 용어를 정의한다. 작동압력범위는 신청자가 설계한 값이다. 댐퍼날개는 과압 방지를 위해 공기를 배출하거나 배출량을 조절하는 장치다. 따라서 답안에서는 플랩댐퍼를 제품으로 쓰고, 작동 기준은 작동압력범위로 쓴다.

구성 요소는 압력조절장치, 댐퍼날개, 후레임이다. 압력조절장치는 작동압력범위를 수동으로 조정하는 부분이다. 댐퍼날개는 과압 배출에 지장이 없어야 하고, 후레임은 날개를 지지하는 틀이다. 세 요소의 역할이 분명해야 구조 설명이 완성된다.

판단 기준은 차압이다. 차압은 실내외 압력 차이로, 플랩댐퍼는 차압이 작동압력범위 안에 들어왔을 때 자동으로 개방 또는 폐쇄된다. 시험에서는 시험실 차압을 작동압력범위 최소값보다 (10±1) Pa 낮게 맞춘 뒤 문을 닫아 차압이 5초 안에 회복되는지 본다.

3. 등장 배경과 필요성

거실이나 부속실에 급기가압 방식의 제연을 적용하면 구획 내부 압력이 외부보다 높아진다. 압력이 높아지면 피난자가 출입문을 여는 힘이 커지고, 피난 시간이 늘어난다. 이 문제를 줄이기 위해 과압을 자동으로 빼는 장치가 필요하다.

플랩댐퍼의 법적 근거는 「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」 제40조제4항이다. 이 조항에 따라 소방청장이 성능인증과 제품검사의 기술기준을 정한다. 기준은 제품이 갖출 구조, 재질, 시험 방법을 한 문서에 모아 둔다.

성능 확보가 필요한 이유는 두 가지다. 첫째, 작동압력범위 안에서 확실히 열리고 닫혀야 한다. 둘째, 장기간 사용해도 배출량이 유지되어야 한다. 이 때문에 기준은 작동시험과 내구성능, 배출량시험을 함께 요구한다.

송풍기일체형 댐퍼와 관련한 내용이 다뤄지고 있다. 자동차압급기댐퍼 기준 개정안이 다뤄지고 있다. 이 개정안은 송풍기일체형 댐퍼와 관련한 사항을 다루려는 것이다. 답안에서는 개정안과 현행 플랩댐퍼 기준을 구분해 쓴다.

4. 구성요소·원리·절차

플랩댐퍼는 제연구역과 옥내 사이 차압이 일정 값을 넘으면 날개가 열려 과압을 배출하는 자동 압력조절 장치다. 구성요소는 압력조절장치, 댐퍼날개, 후레임의 세 부분이다. 구성 요건은 「플랩댐퍼의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」 제3조에 규정되어 있다.

표 아래 설명: 압력조절장치는 작동압력 값을 정하는 부분이고, 댐퍼날개는 실제로 공기가 빠져나가는 부분이다. 두 부분이 각각 기준에 맞아야 전체가 성능을 만족한다.

원리는 차압에 따른 자동 개폐다. 제연구역 내부 압력이 작동압력범위를 넘으면 댐퍼날개가 열려 공기를 배출하고, 압력이 낮아지면 닫힌다. 제3조 제4호는 작동압력범위에서 자동으로 개방 또는 폐쇄가 이루어져야 한다고 정한다. 이 원리 때문에 플랩댐퍼는 전원 없이 차압만으로 작동하는 것이 기본이다.

작동압력범위에서 날개가 자동으로 개폐되는 구조가 구조 기준의 핵심이다

제연구역의 과압 방지 역할은 아래 흐름과 같다.

작동 절차는 다음과 같다.

• 송풍기 또는 급기로 제연구역 압력이 올라간다.
• 압력이 작동압력범위 최소값에 도달한다.
• 압력조절장치가 댐퍼날개에 개방 조건을 전달한다.
• 댐퍼날개가 열려 과압 공기를 배출한다.
• 압력이 범위 안으로 내려오면 날개가 닫힌다.

설계 계산의 기본식은 배출량 Q(㎥/s)와 차압 \Delta P(Pa)의 관계로 나타낸다. 배출량 성능곡선은 압력에 따른 유량값을 측정해 만든다. 제7조는 측정 결과의 평균값이 신청값의 90 % 이상이어야 한다고 정한다. 이 값은 성능 판정의 기준이다.

5. 관련 법령·기준·표준

플랩댐퍼 기준의 근거는 「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」 제40조제4항에서 소방청장에게 위임한 성능인증 및 제품검사 기술기준이다. 현행 고시명은 「플랩댐퍼의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」이다. 조문별 기준 수치는 다음 표와 같다.

표 아래 설명: 재질과 작동시험 값은 제품 합격 여부를 가르는 기준이다. 온도환경과 내열성 값은 전기적으로 구동하는 제품이나 비금속 부품을 쓴 제품에 주로 적용된다.

개정 연혁은 확인된 범위에서만 쓴다. 제2조 정의와 제21조 삭제 등 일부 조문은 개정 표시가 있다. 제21조는 현행 원문에서 삭제로 되어 있다. 자동차압급기댐퍼 기준의 개정안이 다뤄지고 있다. 이 개정안은 송풍기일체형 댐퍼를 다루며 플랩댐퍼 기준 자체의 개정으로 보지 않는다.

6. 유형과 비교

플랩댐퍼는 작동 방식과 구동 방식에 따라 나눠 볼 수 있다. 전기적으로 구동하는 것과 그렇지 않은 것은 제9조 이하의 전기 관련 시험 적용 여부가 달라진다.