국내 최초로 제연댐퍼의 성능선도가 정밀한 공학적 시험 데이터값으로 작성이 되어, 제품성능에 맞는 맞춤설계가 가능해지고 제품, 설계, 감리 및 시공에 대한 능력이 판정될 수 있어 책임소재가 분명해질 것으로 기대되고 있다.

▲ 박재현 소방기술사

박재현제연연구회(주관 박재현ㆍ소방기술사)는 미가산업(주)의 생산품인 mk-s4060-hd를 대상으로 시험결과 성능위주 소방설계와 도면 검토를 위해 차압댐퍼에서 필수적으로 갖추어야 할 항목인 차압센서의 성능과 작동성능선도, 댐퍼의 압력강하성능선도, 댐퍼의 누설량성능선도, 보충량 배출시 기류의 분포성능선도를 중심으로 실시 작성했다고 밝혔다.
 
이번 성능시험은 지난해 소방방재청을 비롯한 한국소방검정공사 및 댐퍼제조업체와 소방관련 기술인들이 모인가운데 급기가압제연댐퍼에 대한 개선을 요청한 결과 미가산업에서 개발한 mk-s4060-hd 제품의 사양을 박재현제연연구회에서 검사하여 제품의 공학적 데이터값을 마련하게 됐다.
 
박재현 소방기술사는 “성능선도를 이용하는 경우 기술자는 자기가 원하는 제품의 성능에 맞추어 설계 및 검토를 할 수 있고 제조업자는 타사의 각 부문별 장단점 및 성능의 선도를 통하여 비교확인이 되므로 무한경쟁을 통한 품질의 개선이 이루어질 수 있을 것”이라고 밝혔다.
 
적용계측기는 hm20d3b10000, 8702-m-gb, 8330-m-gb를 이용하여 차압센서와 압력강하 및 기밀시험챔버(덕트)의 압력 및 풍속을 측정하고 검교정성적서를 이용하여 보정을 했다.
 
차압센서의 성능 및 작동성능의 경우 대부분 차압댐퍼의 거실센서 성능이 불확실해 급기가압제연설비 및 시스템 성능에 대한 신뢰성 확보가 어려우므로 거실센서의 성능이 증명된 제품을 선정한 후 부속실, 거실센서의 개별 압력 표시를 하고 차압의 연산이 되도록 했다.
 
그 결과 mk-s4060-hd댐퍼 센서성능선도는 12→60 가압시 43pa에서 닫혔고 46pa 열려 기록상 가압표준용 센서의 오차는 45정도로 예측되었으며, 60→12로 감압시 46pa에서 닫혀 평균 45pa을 기준으로 ±1 혹은 2pa의 범위에서 on, off됐다.
 
이 결과를 토대로 콘트롤러에 영점 조정 장치의 부착과 센서의 회로에서 감쇄 기능을 검토하여 감도 조정이 필요하였으며, 1pa단위 가감압기를 한 대 추가해 두 대로 가감압시켜 차압 10, 20, 30 등 상대적인 압력으로 센서 회로의 차압확인이 요청됐다.
 
이와 함께 댐퍼의 압력강하성능선도는 송풍기에서 가장 먼 위치의 댐퍼 보충량 토출에 필요한 덕트 정압을 선정할 수 있어 댐퍼 설치 후 덕트내 정압을 측정하여 성능선도를 이용하여 해당제품의 부속실내 토출량 확인 및 덕트내 압력에 따른 댐퍼 적정 개구면적의 모델을 선정해 제조사별 댐퍼의 압력강하량(저항)을 비교할 수 있도록 했다.
 
이 검사를 통해 압력강하량의 개선사항으로 제조사 모델별 설계기준 규격의 설정으로 50, 100pa에서 특정 보충량 배출이 가능한 규격의 표준화가 예상된다.
 
또한 연결부위 및 동력전달부위의 기구학적 적정성에 대해 현재 고체마찰접촉 구조를 점접촉 또는 미끄럼 접촉의 구조로 동력전달부위는 충분한 강도가 보증되는 구조와 기구학적 연결부위는 블레이드가 움직이지 않는 구조로 개선이 필요한 것으로 나타났다.
 
압력에 따른 누설시험 성능선도는 부속실의 방화문, 승강기문의 누설량과 덕트내 압력에 따른 댐퍼의 누설량의 비교로 부속실 과압이 예상되는 경우 플랩댐퍼의 설치여부를 검토할 수 있었으며, 제조사별 제품의 크기에 따른 기밀성능의 비교와 배출댐퍼에도 성능선도를 이용한 설계의 적용이 가능해졌다.
 
이를 통해 적정한 구조의 댐퍼 개발과 제조사별 제품의 누설량 성능 비교로 누설 품질을 향상시킬 수 있고 ul규격을 적용하여 덕트 압력에 따른 누설량 등급을 선정해 시방서에 넣는 경우 댐퍼의 성능선도를 참조해 등급을 설정할 수 있게 했다.
 
루버 또는 블레이드 형상에 따른 기류분포 성능을 파악하기 위하여 댐퍼의 방연풍속 방출시 거리별 속도분포선도의 작성은 댐퍼에서 보충량을 방출하게 하고 댐퍼 앞에 그리드를 설치하여 거리별 속도분포를 측정해 성능선도를 작성하였으며 차압댐퍼의 방향과 높이의 설정에 중요한 참고자료로 사용이 가능하도록 했다.
 
개선사항으로 부속실내 댐퍼의 위치에 따라 기류분포를 위한 필요 충분 조건의 하나인 기류분출각도를 설정하여 루버 또는 블레이드루버의 형상 및 각도의 개선이 예상된다.
 
정압측정장치는 amca 500-d98 정압측정탭 d=2mm를 적용하여 부속실부위와 덕트내 댐퍼 개구부 이전에 설치하여 간단히 토출풍량의 측정이 가능하도록 하고 센서 도압관의 내경을 4mm 이상으로 적용했다.
 
이 과정에서 센서와 연결부위 도압관의 재질이 응력을 받아 시간이 지나면 갈라지는 현상이 발생하는 실리콘 튜브를 우레탄 튜브로 개선했다.
 
박재현 기술사는 이번 성능검사결과에 대해 “급기가압제연의 법령이 발표되고 나서 10여년이 지난 후 개인연구회가 시험과 시행착오를 통한 검증과정을 거쳐 제품의 성능을 확인할 수 있는 공학적 자료를 제시하여 급기가압제연기술의 발전에 기여하게된 것을 기쁘게 생각한다”고 전했다.
 
그는 또 “본 성능선도를 이용하는 경우 기술자는 자기가 원하는 제품의 성능에 맞추어 설계 및 검토를 할 수 있게 되며, 제조업자는 타사의 각 부문별 장단점 및 성능의 선도를 통하여 비교확인이 되므로 무한경쟁을 통한 품질의 개선이 이루어질 수 있을 것”이라고 말했다.
 
한편 박재현제연연구회는 국내 유일의 tab(testing adjusting and balancing) 전문기술과  제연설비에 관한 과학적 데이터의 연구, 개선을 통하여 국내 제연설비기술을 선도해나가고 있으며, “급기가압제연의 설계 및 검사”의  무료출장강연도 함께 열고 있어 전국 어느 지역에서나 20여명 이상의 신청만 있으면 언제든지 “급기가압제연설비의 설계 및 검사”의 기술습득이 가능하다.
 

▲압력강하성능선도

 

▲미가산업(주)에서 개발한 mk-s4060-hd 댐퍼센서 성능선도

▲압력에 따른 누설시험 성능선도

 

▲기류분포도

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