연돌효과

무엇인가

연돌효과는 건물 내외부의 온도차로 공기가 수직으로 흐르는 현상이다.

쉽게 말하면 건물이 굴뚝처럼 작동하는 현상이다. 굴뚝효과라고도 부른다.

원인은 온도차에 의한 밀도차, 즉 부력이다. 이 압력차가 공기를 움직이는 구동력이다.

겨울철 흐름

겨울철에는 실내 공기가 외기보다 따뜻해 밀도가 낮다.

밀도차로 하부 개구부에서는 외기가 들어오고, 상부 개구부로는 실내 공기가 빠져나간다.

계단실과 엘리베이터 샤프트가 통로가 되어 이 흐름을 키운다.

압력차 식

압력차는 밀도차에 중력가속도와 높이를 곱한 값으로 근사한다.

여기서 h는 중성대에서 최상부 또는 최하부 개구부까지의 높이다.

온도차가 클수록, 높이가 높을수록 압력차가 커진다.

계절별 방향

겨울과 여름에는 온도차 방향이 반대라 공기 흐름 방향도 반대가 된다.

겨울철에는 중성대 위쪽이 외부보다 압력이 높고, 아래쪽은 압력이 낮다.

그래서 한 가지 방향만 가정한 설계는 계절에 따라 실패할 수 있다.

화재 시 확산

화재 시에는 연기 온도가 높아 부력이 더 크게 작용한다.

연기는 계단실이나 엘리베이터 샤프트를 따라 빠르게 상승한다.

그래서 수직 공간의 구획과 제연 설계를 함께 검토해야 한다.

정리

정리하면 다음과 같다.

연돌효과는 온도차에 의한 밀도차가 부력을 만들고, 수직 공간을 따라 공기를 움직이는 현상이다.

시험에서는 중성대 개념과 압력차 식의 구성요소를 제대로 쓰는지가 핵심이다.

설명은 원인, 결과, 대책 순서로 짧게 정리한다.