초고층 건축물 설비

정의

초고층 건축물은 층수 50층 이상이거나 높이 200미터 이상인 건축물이다.

높이가 커지면 수직 수송과 압력차, 하중 문제가 생겨 설비 계획을 따로 검토해야 한다.

준초고층 건축물은 고층건축물 중 초고층 건축물이 아닌 것이다.

연돌효과

연돌효과는 건물 내외부 온도차로 생긴 밀도차가 부력을 만들어 상하 압력차를 일으키는 현상이다.

겨울철에는 저층부로 외기가 들어오고, 상층부로 실내 공기가 빠져나간다.

여름철에는 이 방향이 반대가 된다. 그래서 계절별 기류를 함께 검토해야 한다.

이 수직 기류가 피난 경로의 연기 확산과 외기 침입을 좌우한다.

수두와 배관 압력

높이가 커지면 수직 배관의 정수두가 커져 하부 배관과 기기에 큰 압력이 걸린다.

정수압은 밀도, 중력가속도, 수두 높이를 곱해 구한다.

물의 밀도 1000, 중력가속도 9.8, 높이 200 m 를 대입하면 약 1.96 MPa 이다.

이 정도 압력은 배관과 기기의 내압 등급을 넘기기 쉬워 존 분할이 필요하다.

열원 계획 방식

초고층 열원 계획은 중앙식, 분산식, 존별 방식 중에서 고른다.

중앙식은 설비 용량을 줄이고 관리가 한곳에 모이지만 배관 압력이 높다.

분산식은 기계층마다 열원을 나눠 배관 압력을 낮추는 대신 설비가 중복된다.

실제 선택은 층고, 기계층 배치, 피난 계획을 함께 고려해 결정한다.

배관 신축 흡수

배관은 온도 변화에 따라 신축한다. 신축량은 배관 길이에 비례해 커진다.

신축량은 델타 L 이 알파 곱하기 L 곱하기 델타 T 로 구한다. 알파는 선팽창계수다.

층간 변위와 온도 신축은 신축이음과 고정점, 유동점 배치로 흡수한다.

직접 풀어 보자

방금 배운 연돌효과를 직접 적용해 보자.

정답은 외기다. 겨울철에는 저층부로 외기가 들어오고 상층부로 실내 공기가 빠진다.

시험에서는 정의, 설계 고려사항, 설비별 계획을 묻는 형태로 자주 출제된다.