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연재기획

연돌효과 대응 건축적 대책방안

건축·설비적 기술 효율적 병행 필수

연돌효과 저감기술은 크게 건축적 대책 방안 및 설비적 대책방안으로 구분될 수 있다.

 

건축적 대책방안이란 빌딩외피의 기밀 성능 향상, 구획추가, 방풍실 및 회전문의 적용 등으로 대표되는 패시브적 특성을 가지는 대책방안의 통칭으로 이해할 수 있다. 설비적 대책방안이란 설비적인 수법을 이용해 연돌효과문제를 개선하고자 하는 엑티브적 특성을 가지는 대책방안이다.

 

건축적 및 설비적 대책방안이 가지는 연돌효과문제의 개선원리는 동일하다. 일반적으로 연돌효과에 따른 문제는 빌딩의 내부구획을 중심으로 발생하는데 문제발생의 원인은 빌딩의 내부구획에 과도한 압력이 작용하거나 내부구획을 통한 공기유동이 과다하게 발생하기 때문이다.


따라서 모든 연돌효과 대책방안은 구획 간 압력분산, 압력전이 유도, 구획의 기밀성능향상 등을 통해 빌딩의 내부구획에 작용 하는 압력과 이를 통과하는 공기유동을 최소화하는 역할을 한다.

 

여기서 특히 주의할 점이 있는데 연돌 효과문제를 효과적으로 저감하기 위해서는 문제발생의 원인압력과 공기유동 저감을 동시에 고려할 필요가 있다는 점이다.

 

일반적으로 연돌 효과에 따른 공기유동 만으로 오인해 대책을 강구한다. 예를 들어 빌딩준공 후에 발생하 는 문제를 개선하기 위해 빌딩 내부구획의 기밀성능을 무작위로 강화하는 경우가 빈번하게 발생하고 있는데 이러한 경우에는 연돌효과에 따른 공기유동은 감소하게 되 나 내부구획이 부담하게 되는 압력이 증가해 결국 구획간 압력전이에 따른 2차적인 문제가 발생하기 때문이다.

 

연돌효과에 따른 압력은 빌딩의 외피 및 내부구획에 분산돼 작용는데 상대적으로 기밀한 구획에 많은 압력이 분산되고 상대 적으로 기밀하지 못한 구획에 적은 압력이 분산되는 특징을 가진다.

 

결국 내부구획의 기밀성능 강화로 빌딩 외피가 부담하던 압력의 일부가 내부구획 으로 전이돼 또 다른 문제를 초래한다.

 

이와 같은 문제에 대응하기 위해서는 빌딩외피의 기밀성능 강화가 동시에 수반돼 야 하나 준공 후 빌딩에서는 외피의 기밀성 능을 강화시키는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 내부구획만을 중심으로 하는 기밀성능 강화는 적절하지 못한 대책이다.

 

빌딩에서의 압력전이는 평면적으로만 발생하지 것이 아니다. 수직적 압력전이 또 한 발생하게 되는데, 빌딩의 중성대가 이동 하게 되는 현상이다.

 

빌딩 저층부에서 문제가 발생하는 경우 저층부의 기밀성능을 강화하거나 구획을 추가하는 경우를 가정해 보면 저층부의 문제는 개선될 수 있지만 결과적으로 빌딩의 중성대가 상승하게 된다.

 

중성대가 상승한다는 것은 중성대 하부에 작용하는 압력이 커진다는 것을 의미한 다. 이는 결국 원래의 압력분포 특성을 고려해 적용된 대책에 따른 문제 개선효과가 저감될 수 있다는 것이며 저층부의 문제발생 범위가 확장돼 추가적인 문제가 발생할 수 있는 가능성을 부여한다.

 

따라서 2차 문제를 수반하지 않는 효과 적인 연돌효과문제 개선대책을 강구하기 위해서는 빌딩의 구획간 압력전이가 반드시 동시에 고려돼야 하며 각각의 건축적 대안이 가지는 특성을 명확하게 이해한 후 각 대안을 적재적소에 효율적으로 적용하기 위한 검토가 수행돼 한다.

 

효과적인 대책 마련을 위해서는 건축적 대책방안 및 설비적 대책방안 모두를 고려해야 한다.


우선 연돌효과문제의 발생원인인 과도한 압력작용과 과다한 공기유동을 동시에 고려한 대책 강구가 필요하다. 대책 적용에 따른 구획간 압력전이(수평적 압력전이) 및 중성대의 이동(수직적 압력전이)까지를 고려해 2차 문제를 회피할 수 있는 대책강구도 필요하다.

 

압력전이를 고려한다는 것은 연돌효과 개선대책이 빌딩의 전체적인 범위에서 수행돼야 한다는 것을 의미하며 효과적인 연돌효과 개선대책 강구는 문제가 발생하는 곳만을 대상으로 하는 국소적인 측면에서 수행돼서는 안 된다.

 

또한 보편적으로 인식되고 있는 것으로 연돌효과 저감대책으로써 건축적 대책방안 이 과연 전지전능한가에 대해서 고찰해 보기로 한다. 물론 이론적으로는 건축적 대책 방안만으로도 연돌효과문제를 100% 개선하는 것이 가능하다.

 

하지만 건축적 대책방 안을 완벽하게 적용할 때 수반되는 현실적인 문제점을 고려한다면 건축적 대책방안만으로는 전적으로 연돌효과에 대응할 수 없을 것으로 보인다.

 

연돌효과문제에 효과적으로 대응하는 방법은 건축적 대책방안 및 설비적 대책방안이 가진 특성을 고려해 이들 을 적절하게 병행, 적용하는 것이다. 건축적 대책방안과 설비적 대책방안간에는 상호보완적인 특성이 존재하며 이러한 특성에 의해 2차 문제발생 가능성 최소화와 연돌효과 문제 개선효과 증대를 동시에 기대 할 수 있다.

 

하지만 병행 적용 방법은 단순하지 않다. 빌딩은 계획조건, 용도, 사용자 패턴, 기후 조건, 공조조건 등 다수 요소간 조합으로 여러 특성에 따른 다양한 양상의 연돌효과 및 문제 발생을 보이기 때문이다.

 

따라서 효과적인 병행 적용을 위해서는 일련의 프로세스에 준해 검토가 수행돼야 한다. 연돌효과 저감대책의 병행 적용을 위한 검토프로세스는 종합적 연돌효과대책 구축프로세스라고 명칭된다.

 

마지막으로 아무리 완벽한 대책을 강구해 적용하고 있는 빌딩에서도 빌딩사용상 주의를 기울이지 않는 경우에는 대책적용에 따른 충분한 효과를 기대할 수 없다. 빌딩사용상의 주의란 연돌효과가 크게 발생 하는 동절기에 대한 빌딩운영방안이며 구체적으로는 도어의 개방 및 폐쇄 관리가 필요하다는 점이다. 외벽의 창문 및 외부도어가 개방돼 있는 경우 연돌효과 저감대책에 따른 계획된 문제개선성능을 기대할 수 없다. 이는 한겨울에 창문을 열어놓은 상태에서 보일러를 운전해 실내가 따뜻해지기를 기대하는 경우와 마찬가지다.

 

회전문 이용을 권장하고 기타 도어를 폐쇄 운영하는 방법을 동절기의 빌딩운영방법에 대한 주요한 사례의 하나로 들 수 있다.

 

빌딩의 연돌효과 발생특성 및 개개의 특성을 고려한 대책강구와 더불어 빌딩운영 상의 주의가 일체화될 경우 연돌효과문제 는 효과적으로 개선될 것으로 기대된다.