4-4. 전공기방식으로 실내를 냉난방하는 대규모 사무실에 제연설비를 겸용하는 경우 공사 시 주의사항, 장․단점, 시운전 시 고려할 사항을 설명하시오.

전공기방식 HVAC 시스템의 제연설비 겸용에 대한 설명

대규모 사무실 등에서 전공기방식(All-Air System)의 냉난방 시스템을 화재 발생 시 연기 확산을 막는 제연설비로 겸용하는 경우가 있습니다. 이는 일반적인 공조 덕트 및 팬을 사용하여 제연 구역에 급기하거나(가압 제연) 배기하는(배출 제연) 방식으로 운용하는 것입니다.

 

1. 공사 시 주의사항

전공기방식 HVAC 시스템을 제연설비로 겸용하여 공사할 때는 다음과 같은 사항에 각별히 주의해야 합니다.

• 덕트의 기밀 및 내화 성능: 제연설비로 사용되는 덕트는 일반 공조 덕트보다 훨씬 높은 기밀 성능이 요구됩니다. 덕트 이음새, 연결 부위, 보강재 체결 부위 등에 연기가 새어나가지 않도록 특수 기밀 처리(실링)를 철저히 해야 합니다. 또한, 제연 덕트가 방화 구획을 관통하는 경우 해당 구획의 내화 성능을 만족하는 재질을 사용하거나 내화 피복 처리를 해야 합니다.
• 방화/방연 댐퍼의 설치 및 성능 확보: 화재 발생 시 연기 및 화염의 확산을 막기 위해 덕트가 방화 구획이나 제연 경계를 관통하는 부분에는 KS 또는 관련 법규에 적합한 성능의 방화 댐퍼 및 방연 댐퍼를 정확한 위치에 설치하고, 제어 시스템과의 연동 및 정상 작동 여부를 철저히 확인해야 합니다. 댐퍼와 벽체/슬래브 사이의 틈새 실링도 중요합니다.
• 팬 및 전동기의 내열/내습 성능: 제연 겸용으로 사용되는 팬 및 전동기는 화재 발생 시 발생할 수 있는 고온의 연기 속에서도 일정 시간 이상 정상 작동할 수 있는 내열 성능을 갖추거나, 그렇지 않은 경우 해당 구역의 방재 계획(예: 배연 전 구획 제연)에 따라 선정되어야 합니다.
• 전원 및 제어 배선의 내화/방화 처리: 제연설비용 팬 및 댐퍼의 전원 공급 케이블과 제어 케이블은 화재 시에도 기능이 유지될 수 있도록 내화 성능을 갖거나 방화 구획 내에 설치해야 합니다. 비상 전원(축전지 설비 또는 비상 발전기)으로부터 안정적으로 전원을 공급받을 수 있도록 배선 공사를 해야 합니다.
• 제어 시스템 연동 및 로직 구현: 화재 탐지 시스템, 화재 수신반 등과의 정확한 연동 배선 작업이 중요합니다. 화재 신호 수신 시 일반 공조 모드에서 제연 모드로 자동 전환되는 복잡한 제어 로직이 오차 없이 구현되도록 배선 및 프로그래밍에 주의해야 합니다.
• 시공 품질 관리: 덕트 제작 및 설치 시 설계 기준을 정확히 준수하고, 특히 제연 관련 부분은 더욱 엄격한 품질 관리가 필요합니다. 현장 변경 시 제연 성능에 영향을 주지 않도록 충분한 검토가 이루어져야 합니다.

2. 장점 및 단점

장점 (Advantages):

• 초기 투자 비용 절감: 제연설비 전용 덕트 및 팬을 별도로 설치하는 것에 비해 기존의 공조 시스템 설비를 활용하므로 초기 설치 비용을 절감할 수 있습니다.
• 공간 효율성 증대: 별도의 제연 덕트 샤프트나 기계실 공간이 줄어들어 건축 공간을 효율적으로 활용할 수 있습니다.

단점 (Disadvantages):

• 제어 로직의 복잡성: 평상시의 HVAC 제어와 비상 시의 제연 제어 로직을 통합해야 하므로 제어 시스템이 매우 복잡해지며, 설정 오류나 오작동 가능성이 상대적으로 높습니다.
• 성능 최적화의 어려움: 공조 시스템은 쾌적성 및 에너지 효율을 위해, 제연 시스템은 안전을 위해 설계됩니다. 두 가지 목적에 모두 100% 최적화된 설비를 구현하기 어려워 성능상 타협이 발생할 수 있습니다.
• 유지관리 및 시험의 복잡성: 평상시 공조 성능 관리와 더불어 비상 시 제연 성능을 위한 점검 및 시험을 병행해야 하므로 유지관리가 복잡해집니다. 정기적인 제연 성능 시험이 필수적이며, 이는 시스템 가동 중단이나 특정 구역의 압력 변화를 유발할 수 있습니다.
• 오염 확산 가능성: 일반 공조 덕트 내부에 쌓인 먼지나 오염물이 화재 시 제연 팬 가동과 함께 다른 구역으로 확산될 우려가 있습니다.
• 단일 시스템 의존도 증가: 동일 설비를 사용하므로 해당 설비에 문제가 발생할 경우 공조 기능과 제연 기능 모두에 영향을 미칠 수 있습니다.

3. 시운전 시 고려할 사항

제연 겸용 HVAC 시스템의 시운전은 시스템의 안전 성능을 확인하는 과정이므로 매우 중요하며, 다음 사항들을 중점적으로 고려해야 합니다.

• 자동 전환 기능 시험: 화재 신호(수신반 작동, 감지기 작동 등)를 모의로 발생시켜, 일반 공조 운전 상태에서 제연 운전 상태로 시스템이 정확하고 신속하게 자동 전환되는지 확인해야 합니다. 관련된 모든 팬(정지, 가동, 속도 변경)과 댐퍼(개폐 위치 변경)가 설계된 로직대로 작동하는지 면밀히 점검합니다.
• 압력 차이 및 풍량 측정:
  • 가압 제연 구역: 계단실, 부속실 등 가압하여 연기 유입을 막는 구역에 대해, 방화문이 닫혔을 때와 특정 개수의 문이 열렸을 때 해당 구역과 인접 구역 간의 차압(압력 차이)이 법적 기준(예: 옥내와 계단실/부속실 간의 차압 유지)을 만족하는지 측정합니다.
  • 배출 제연 구역: 연기를 외부로 배출하는 구역에 대해, 설계 기준에 맞는 배출 풍량이 확보되는지 측정합니다.
  • 급기 구역: 가압 제연에 필요한 급기 풍량이나 방연 풍량이 설계대로 공급되는지 측정합니다.
• 댐퍼 작동 시험: 각 방화 댐퍼, 방연 댐퍼가 화재 신호에 따라 정상적으로 개폐되고, 연동된 시스템과 정확히 작동하는지 개별적으로 시험합니다.
• 연동 기능 시험: 화재 수신반, 스프링클러 설비, 비상 발전기, 승강기 제어 등 다른 방재 시스템과의 연동 관계가 설계대로 작동하는지 종합적으로 시험합니다.
• 비상 전원 전환 시험: 상용 전원 차단 시 비상 전원으로 자동 전환되어 제연설비가 정상 가동되는지 시험합니다.
• 알람 및 모니터링 확인: 시스템의 운전 상태, 고장 신호 등이 중앙 감시반(BMS 또는 방재반)에 정확하게 표시되고 알람이 작동하는지 확인합니다.
• 문서화 및 교육: 모든 시운전 시험 결과 및 측정값을 상세히 기록하고 보고서를 작성합니다. 시스템 운영 및 유지관리 담당자에게 제연 시스템의 작동 방식, 비상 시 대처 요령, 정기 점검 및 시험 절차 등에 대해 충분한 교육을 실시합니다. 준공 도면에 제연 관련 상세 내용(댐퍼 위치, 제어 로직 등)을 명확히 표기해야 합니다.

제연 겸용 HVAC 시스템은 설계, 시공, 시운전의 모든 단계에서 일반 HVAC 시스템보다 훨씬 높은 수준의 전문성과 정밀성이 요구되는 생명 안전 관련 설비임을 인지하고 철저하게 관리해야 합니다.