특별피난계단 제연 성능시험

왜 배우는가: 준공 전 성능시험은 설계대로 제연이 작동하는지 확인하는 마지막 단계다. 실무에서는 차압 부족과 출입문 개방력 초과가 가장 많이 지적되므로 기준 수치와 조정 순서를 정확히 알아야 한다. 시험에서는 성능시험 절차와 차압·방연풍속 원인 분석 문항으로 반복해 나온다.

출제 이력: 제123회 1교시 10번, 제100회 3교시 5번, 제91회 2교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 특별피난계단 제연 성능시험은 계단실과 부속실에 급기하여 차압과 방연풍속을 확인하고 조정하는 준공 시험이다.

핵심 키워드

• 제연구역: 제연하고자 하는 계단실 또는 부속실
• 차압: 제연구역과 옥내 사이의 기압 차이
• 방연풍속: 출입문 개방 시 옥내 연기의 유입을 막는 풍속
• 방연풍량: 방연풍속을 유지하기 위해 공급하는 공기량
• 급기량: 제연구역에 공급해야 할 공기의 양
• 누설량: 틈새를 통해 제연구역에서 빠져나가는 공기량
• 플랩댐퍼: 과압을 배출해 설정압력 범위를 유지하는 장치
• 시험·측정·조정: 준공 시 성능을 확인하고 맞추는 절차

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 계단실과 부속실에 바깥 공기를 넣어 옥내의 연기가 들어오지 못하게 누르는 설비다. 설비가 설계대로 작동하는지 건물 완성 시점에 실측하는 과정이 성능시험이다.

정식 정의는 다음과 같다. 제연구역의 기압을 옥내보다 높게 하여 일정한 차압을 유지하고, 출입문이 열렸을 때 방연풍속을 확보하도록 급기량을 조정하는 설비의 성능을 확인하는 절차다. 법정 기준은 NFTC 501A의 2.22 성능확인 조항이다.

차압은 옥내로부터 연기가 침투하지 못하게 하는 기본 조건이다. 계단실과 옥내 사이 최소 차압은 40Pa 이상이고, 옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우에는 12.5Pa 이상이다. 두 값의 차이는 스프링클러 설치 여부에 따라 생기므로 시험 시 조건을 반드시 확인해야 한다.

방연풍속은 출입문이 일시적으로 열렸을 때 연기의 역류를 막는 풍속이다. 표 2.7.1은 제연구역 선정 방식과 옥내 조건에 따라 값을 달리한다. 계단실과 부속실을 동시에 제연하거나 계단실만 단독으로 제연하는 경우에는 0.5m/s 이상이다. 부속실만 단독으로 제연하는 경우에는 옥내 조건에 따라 방연풍속 기준이 달라진다. 부속실만 단독으로 제연할 때 부속실 또는 승강장이 면하는 옥내가 거실인 경우에는 0.7m/s 이상이다. 부속실만 단독으로 제연할 때 면하는 옥내가 방화구조인 복도인 경우에는 0.5m/s 이상이다.

출입문 개방력은 설비가 가동된 상태에서 문을 여는 데 필요한 힘이다. 출입문 개방에 필요한 힘은 110N 이하여야 한다. 문이 열리지 않을 만큼 차압이 높으면 피난이 막히므로 차압과 개방력은 함께 확인한다.

과압은 출입문이 닫혔을 때 제연구역의 압력이 지나치게 높아지는 현상이다. 과압방지장치인 플랩댐퍼가 설정압력을 넘는 공기를 배출하여 차압을 일정 범위로 유지한다.

3. 등장 배경과 필요성

고층 건축물에서는 계단실이 주요 피난 경로이므로 계단실로 연기가 들어오면 인명 피해가 커진다. 굴뚝효과로 인해 건물 내부에 수직 기류가 생기면 연기는 계단 쪽으로 빠르게 이동한다. 따라서 계단실과 부속실에 바깥 공기를 넣어 기압을 높이는 가압제연이 필요하다.

설계가 아무리 정확해도 실제 건물은 출입문 크기, 틈새, 덕트 누설 등이 설계와 다를 수 있다. 이 때문에 NFTC 501A는 제연설비의 성능을 건물의 모든 부분이 완성되는 시점에 맞추어 시험·측정·조정하도록 정하고 있다. 출입문의 크기와 열리는 방향이 설계와 같은지 먼저 확인하고, 다르면 급기량과 방연풍량을 다시 산출하도록 한다.