건축물의 대형화, 고층화, 심도화로 인하여 화재하중의 증가하고, 가연물의 다양화로 인하여 화재위험도가 증가하고 있다. 이에 대응하기 위해 Passive system인 건축적 대책과 Active system인 소방시설의 중요성이 매우 중요해지고 있다. 화재 시 재실자에게 화재사실을 전달하는 경보설비와 화재를 초기 제어·진압하는 자동소화설비도 중요하지만, 제연설비의 신뢰성도 대두되고 있다. 건축물의 규모 증가는 거주 인원과 피난 거리의 증가로 인해 피난소요 시간이 증가하였으며, 이에 재실자의 안전성 확보를 위해 거주가능시간 또한 증가하여야 한다. 거주가능시간의 척도인 인명안전기준에서 화재 시에 가장 먼저 도달하는 위험도는 대부분 가시도 저하로서 연소생성물인 연기는 피난 및 소방활동에 장애가 되는 핵심요소임을 알 수 있다. 따라서 거실제연설비의 신뢰성을 확보하여 피난 시 재실자와 소방활동 시의 안전성을 확보하기 위하여 이 연구를 수행하였다.
국내 거실제연설비에서 규정하고 있는 화재안전기준에서 성능적인 기준은 풍량 확보가 유일하다. 하지만 풍량을 확보하기 위하여는 제연구역에 도달하기 위한 경로 중 누설량과 정확한 정압 계산을 통하여 송풍기를 산정하여야만 거실제연설비의 신뢰성과 적법성을 확보할 수 있다.
본 논문에서는 거실제연설비의 신뢰성 확보를 위하여, 기존 설계사례들을 분석하여 풍량 확보에 장애가 되는 문제점을 도출하였다. CASE STUDY를 통한 문제점 분석을 통해 대부분 설계기법이 건축기계설비의 공조설비 설계기법을 인용하여 설계한 것으로 나타났다. 현행 설계기법으로는 제연설비의 신뢰성을 확보할 수 없음을 실무자들이 알고 있으나, 실무자들이 설계 시에 참고할 수 있는 내용이 없다는 것 또한 신뢰성 확보에 문제가 되고 있으므로 설계목표에 성능이 도달할 수 있으며 실제 설계시에 적용할 수 있는 설계가이드라인을 제시하였다.
또한, 설계가이드라인의 적용이 가능토록 모델을 선정하여 적용 예시를 제시하였으며, 현 설계기법의 문제점과 설계가이드라인의 신뢰도를 검증하기 위해 CONTAM 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 실행하였다. 가이드라인 적용 시에 개선 정도를 파악하기 위하여 가이드라인을 정압손실 산정방법만 부분 적용하여 개선 정도를 파악하고, 전체적용 시에 개선 정도를 파악하여 각 해당 요소의 필요성을 확인하였다. 기존 설계기법과 가이드라인을 적용한 설계 시에 시뮬레이션 결과와의 오차를 제시하여 가이드라인의 신뢰도를 확인하였다. 기존 설계기법의 경우 시뮬레이션 검증시 설계목표치와 약 30% 이상의 풍량 성능의 오차가 발생하였으며, 제시된 설계가이드라인에 의한 설계 시 5% 이내의 오차로 개선되었음을 확인할 수 있었다.