Purpose: The effects of air egress velocity on the opening and closing characteristics of fire doors in pressurized smoke-control systems were investigated in this study. Existing studies have mainly focused on door opening force caused by differential pressure, while quantitative analysis of air-induced closing moments has been limited. Method: A theoretical model was developed by considering the door opening angle, effective opening area, air egress velocity, and dynamic pressure under constant airflow conditions. Numerical analysis was performed for various door sizes and air egress velocities. Result: The results showed that the air-induced moment increased rapidly as the door opening angle decreased, particularly below 5°. Larger doors and higher air egress velocities significantly increased closing resistance, and some conditions exceeded the KS Grade 5 door closer performance criteria. Conclusion: It was confirmed that excessive air egress velocity can interfere with proper fire door closing performance. Therefore, air egress velocity, door dimensions, and door closer performance should be comprehensively considered in smoke-control system design.
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연구목적: 본 연구는 특별피난계단 제연설비에서 방연풍속이 출입문의 개폐 특성에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 기존 연구는 주로 차압에 따른 출입문 개방력에 집중되어 있었으며, 방연풍속에 의한 공기력 모멘트에 대한 연구는 부족하였다. 연구방법: 출입문 개방각에 따른 문틈의 기하학적 변화와 유동 특성을 고려하여 유효 개구부 면적, 평균 유속 및 공기력 모멘트를 이론적으로 산정하였다. 또한 출입문 크기와 방연풍속 변화에 따른 수치해석을 수행하였다. 연구결과: 연구 결과, 출입문 개방각이 작아질수록 공기력 모멘트가 급격히 증가하였으며, 특히 5° 이하에서 비선형적으로 증가하는 특성을 보였다. 또한 출입문의 크기와 방연풍속이 증가할수록 출입문 폐쇄가 어려워지는 것으로 나타났으며, 일부 조건에서는 KS 5 등급 도어클로저 기준을 초과하였다. 결론: 방연풍속의 증가는 출입문의 안전한 폐쇄 성능과 상충될 수 있으며, 단순한 도어클로저 성능 상향만으로는 해결에 한계가 있음을 확인하였다. 따라서 제연설계 시 방연풍속, 출입문 크기 및 도어클로저 성능을 종합적으로 고려할 필요가 있다.
목차
ABSTRACT 요약 서론 본론 차압에 따른 출입문의 개방력 방연풍속에 따른 출입문의 폐쇄력 도어 클로저의 규격 출입문의 크기 및 방연풍속에 따른 개방 각도별 출입문 모멘트 분석 결론 References