연돌효과와 중성대

연돌효과의 정의

연돌효과는 실내와 실외의 온도차로 생기는 밀도차 때문에 발생하는 현상이다.

쉽게 말해 굴뚝 안의 공기가 위로 빠져나가는 것과 같은 현상이다.

답안 첫 줄에는 이 정의를 그대로 쓴다.

압력차와 중성대

온도가 높은 실내 공기는 밀도가 낮아 위로 밀려 올라간다.

그래서 건물 상부는 실내 압력이 외기보다 높아 공기가 밖으로 나간다.

반대로 하부는 외기 압력이 커서 공기가 안으로 들어온다.

두 압력이 같아지는 높이가 중성대다.

중성대 높이 식과 계산

중성대 높이는 이 식으로 구한다. 온도는 반드시 절대온도(K)로 바꿔 넣는다.

예로 H 60 m, Aa 0.4 m², Ab 0.2 m², 실내 293 K, 외기 263 K를 넣는다.

Ts/To 는 1.114, 면적비 제곱은 0.25 이므로 분모는 1.279 가 된다.

따라서 중성대 높이는 약 46.9 m 이다. 상부 쪽에 치우친 값이다.

이제 하부 면적 Ab 만 작게 바꾸면 중성대가 어디로 가는지 직접 따져 보자.

정상과 역 연돌효과

연돌효과는 방향에 따라 정상과 역으로 나뉜다.

동절기에는 실내가 따뜻해 정상 연돌효과가 나타나고, 하절기 냉방에서는 역 연돌효과가 나타난다.

두 효과는 흐름 방향만 반대다. 화재 연기는 두 경우 모두 상층으로 이동한다.

방지대책과 차압 기준

연돌효과 방지는 세 측면으로 나눠 생각한다.

소방은 방화구획과 제연, 건축은 외피 기밀과 개구부 관리, 기계는 급배기와 가압을 맡는다.

계단실 차압은 옥내에 스프링클러가 있는지에 따라 기준이 달라진다.

기준 수치는 두 경우를 나눠 외워 두는 것이 안전하다.

직접 기준값을 골라 보자.

정리

연돌효과와 중성대의 핵심을 네 줄로 정리한다.

연돌효과는 온도차에 따른 밀도차로 생기는 수직 기류다.

중성대는 실내외 압력이 같아지는 높이이며 개구부 면적비와 온도비로 정해진다.

방지는 소방, 건축, 기계 세 측면을 함께 반영한다.

계산은 절대온도 변환부터 차압 확인까지 순서대로 한다.