급기량·누설량·보충량

왜 배우는가: 특별피난계단 부속실 제연설비는 피난 중 출입문 개방 시에도 옥내 연기 유입을 막아야 하므로, 급기량을 누설량과 보충량으로 나누어 산정하는 능력이 실무 설계와 시험 모두에 필요하다. 시험에서는 누설량 계산과 보충량 비교가 1교시 용어 문제와 4교시 계산 문제로 반복해 출제된다.

출제 이력: 제135회 1교시 2번, 제95회 4교시 6번, 제92회 1교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

급기량은 제연구역의 차압을 유지하기 위해 공급해야 할 공기량과 피난 시 출입문 개방에 따른 방연풍속을 유지하기 위한 보충량의 합이다

핵심 키워드

• 급기량(Supply Air Volume): 제연구역에 공급해야 할 공기량으로, 차압 유지에 필요한 공기량과 보충량의 합 이상이다.
• 누설량(Leakage Air Volume): 틈새를 통해 제연구역에서 옥내로 빠져나가는 공기량이다.
• 보충량(Make-up Air Volume): 출입문 개방 시 방연풍속을 유지하기 위해 추가로 보충해야 하는 공기량이다.
• 차압(Differential Pressure): 제연구역과 옥내 사이의 기압 차이다.
• 방연풍속(Smoke Control Air Velocity): 옥내에서 제연구역으로 연기가 들어오는 것을 막는 최소 풍속이다.
• 유효누설면적(Effective Leakage Area): 출입문과 창문 등의 틈새면적 합이다.
• 플랩댐퍼(Flap Damper): 제연구역 과압을 배출하는 과압방지장치다.

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 계단실이나 부속실을 옥내보다 공기 압력을 높게 유지하는 설비에서, 그 압력을 지키기 위해 새어 나가는 공기와 문을 열었을 때 빠져나가는 공기를 채워 넣는 양을 정하는 것이다.

정식 정의에 따르면 제연구역은 제연하고자 하는 계단실 또는 부속실을 말하며, 제연구역에 옥외의 신선한 공기를 공급하여 옥내보다 높은 압력을 유지함으로써 옥내의 연기가 침투하지 못하게 한다. 이때 옥내와의 압력 차이를 차압이라 한다.

급기량은 차압 유지에 필요한 공기량과 보충량을 합한 양 이상이어야 한다. 누설량은 차압을 유지하기 위해 제연구역의 틈새로 흘러나가는 공기량이고, 보충량은 피난을 위해 출입문이 열렸을 때 방연풍속을 유지하기 위해 추가로 공급하는 공기량이다. 두 양은 원인이 다르므로 따로 계산한다.

누설량의 근거는 차압이다. 차압은 40Pa 이상(옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우 12.5Pa 이상)으로 유지해야 한다. 보충량의 근거는 방연풍속이다. 출입문 개방 시 개방되지 않은 제연구역과 옥내의 차압은 기준 차압의 70% 이상이어야 한다.

유효누설면적은 출입문과 창문 등 제연구역 경계의 틈새면적을 합한 값이다. 출입문이 둘 이상이면 각 문의 누설틈새면적을 합산한다.

3. 등장 배경과 필요성

초고층 건축물과 공동주택이 늘면서 계단실 피난 경로에 연기가 유입되는 사고 위험이 커졌다. 계단실을 가압하고 부속실을 두어 연기 유입을 막는 방식이 도입되었고, 이 방식의 핵심은 가압된 공기를 얼마나 공급할지 정하는 것이다.

누설량만 고려하면 문이 닫힌 평상시에는 차압을 유지할 수 있지만, 피난자가 문을 여는 순간에는 많은 공기가 옥내로 빠져나간다. 이 상황을 대비해 보충량을 별도로 산정하도록 체계가 나뉘었다. 두 양을 분리해 계산해야 평상시와 피난 시 모두에서 안전 성능을 확보할 수 있다.