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1[소방시설관리사 1차] 26년 1회차

겨울철 20층 아파트의 계단실에서 다음 조건으로 발생할 수 있는 굴뚝효과(Stack Effect)의 압력차(Pa)는 약 얼마인가?

  • 건축물 높이 : 60 m, 내부온도(Ti) : 20℃, 외부온도(T0) : -5 ℃
  • 중성대 : 건축물 높이의 중간(h = 30 m), 온도계수: 3,460
  • 계산지점 : 건축물 최상층
  • 기타 조건은 무시한다.
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해설

주어진 조건으로 계산한 굴뚝효과 압력차는 약 33 Pa이다.

굴뚝효과 압력차는 ΔP=3,460×h×(1To−1Ti)\Delta P = 3{,}460 \times h \times \left(\dfrac{1}{T_o} - \dfrac{1}{T_i}\right) 로 구하며, 온도는 반드시 절대온도(K)로 넣어야 한다.

외부온도 To=−5+273=268 KT_o = -5 + 273 = 268\,\mathrm{K}, 내부온도 Ti=20+273=293 KT_i = 20 + 273 = 293\,\mathrm{K}
1268−1293=0.003731−0.003413=0.000318\dfrac{1}{268} - \dfrac{1}{293} = 0.003731 - 0.003413 = 0.000318
ΔP=3,460×30×0.000318≈33 Pa\Delta P = 3{,}460 \times 30 \times 0.000318 \approx 33\,\mathrm{Pa}

계산지점이 최상층이므로 중성대에서 계산지점까지의 높이 h = 30 m(건축물 높이 60 m의 중간)를 넣는 것이 핵심이다. 전체 높이 60 m를 그대로 대입하면 약 66 Pa이 되어 값이 두 배로 어긋난다.

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