백레이어링

백레이어링의 정의

백레이어링은 터널 화재 시 부력으로 생긴 고온 연기가 종류 기류와 반대로 역류하는 현상이다.

쉽게 말해 연기가 바람을 거슬러 대피하는 사람 쪽으로 되돌아오는 것이다.

발생 원리

백레이어링은 관성력과 부력이 맞서는 힘의 경쟁으로 결정된다.

종방향 기류의 관성력이 부력보다 크면 연기는 하류로 이동한다.

반대로 부력이 우세하면 연기는 상류로 역행한다. 이것이 백레이어링이다.

임계풍속은 이 역행을 막는 최소 풍속이며, 풍속으로 제어한다.

핵심 용어

헷갈리기 쉬운 핵심 용어를 표로 정리한다.

성층화는 부력 때문에 연기가 천장 쪽 상층에 층을 이루는 상태다.

임계풍속은 성층을 유지하면서 역류를 막는 최소 풍속이다.

역류는 백레이어링의 현상 자체다. 임계풍속보다 풍속이 작으면 발생한다.

경사 보정 계산

임계풍속은 종단경사 보정계수 K_g로 보정한다.

경사 3퍼센트라고 가정하면 tan 역함수 값은 약 0.02999라디안이다.

이를 대입하면 보정계수는 약 1.0004가 된다.

1 근방이므로 경사의 영향은 작다. 경사 보정이 임계풍속을 거의 바꾸지 않는다.

시험 포인트

시험에서 자주 감점되는 부분을 짚어 본다.

임계풍속을 최대 풍속으로 쓰면 감점된다. 역류를 막는 최소 풍속이다.

굴뚝효과를 자연환기와 혼동하거나, 경사와 화재 위치 영향을 빠뜨려도 감점된다.

설계화재강도 값을 근거 없이 바꿔 쓰는 것도 감점 요인이다.

정답과 대책

정답은 최소 풍속이다. 임계풍속은 역류를 막는 최소 풍속이다.

임계풍속을 확보하면 성층화가 유지되어 상류 피난자가 보호된다.

종류식 환기는 임계풍속 확보가 백레이어링 억제의 핵심 조건이다. 상류 측 피난자를 보호하는 방식이다.

정리

백레이어링은 열기류가 차량 흐름의 반대 방향으로 역류하는 현상이다.

임계풍속은 역류를 억제하는 최소 풍속이며, 성층화 유지 조건을 함께 쓴다.

종단경사 보정계수는 K_g 식으로 구한다.

시험에서는 1교시 용어, 2~4교시 영향인자와 대책 논술로 출제된다.