굴뚝 효과(Stack effect)란,
고층 건축물이나 굴뚝, 가스관 등에서 부력에 의해 공기가 흐르는 현상이다. 부력은 온도와 습도 차이에서 발생하는 실내와 실외의 공기 밀도 차에서 발생하며, 이것은 양 또는 음의 방향을 가지는 힘으로 나타난다. 이는 자연 환기를 돕는 방향으로 나타 날 수 있다.
건물에서의 굴뚝 효과
건물은 외부로부터 완전히 밀폐되어 있지 않기 때문에 건물로 침기가 발생한다. 겨울철 침기로 유입된 차가워진 공기 밀도가 높아 건물 아래쪽에 위치해있다가 난방으로 인해 다시 가열됨으로써 밀도가 낮아서 상승하는 과정을 반복하게 된다. 하루를 기준으로 보면, 낮시간 태양에 의해 건물 위쪽부터 따뜻해진 공기는 밀도가 낮아져서 건물 위쪽으로 상승한다. 건물의 틈이나 창문으로 외부에서 유입되는 차가운 공기 즉 밀도가 높은 공기도 위쪽부터 점차 따뜻해져서 밀도가 낮아서 상승한다. 그래서 건물 내부의 온도를 차갑게 유지해준다. 반대로 낮시간 건물 위쪽이 빨리 따뜻해졌지만 야간에는 냉각복사에 의해 열을 방출하여 빨리 차가워지고 밀도는 높아진다. 그래서 건물 위쪽의 차가운 공기는 건물 아래로 하강하게 된다. [참조 : 위키백과]
대형화재가 난 울산의 한 주상복합아파트의 불은 '술래잡기식'으로 발행을했으며 강한 바람에 "굴뚝효과"까지 일어나면서 불은 외벽을 타고 곳곳을 옮겨 다니며 반복적으로 건물을 태운 것으로 확인됐다. 이대문에 소방당국의 초기진압까지 무려 13시간30분이 걸리는 원인이 되었다.
쵀재욱 부경대 소방학과 교수는 "전형적인 바람의 '굴뚝효과'가 발생한 것으로, 동풍이 건물 양쪽 긑을 지나면서 건물의 서쪽 면 상층부로 치솟은 것"이라며 "이 경우 서쪽면에 난 불은 아주 빠른 속도로 상층부로 확산하는 현상이 발생한다"고 말했다.
일반적인 화염전이 현상 때도 불은 아래나 옆으로 옮겨붙는 것보다 위로 번지는 경향이 20배이상 강한데, 여기에 굴뚝효과가 더해지면서 더욱 더 빠른 속도로 불이 상층부로 번졌다는 것이다.
사고건물의 서족 라인 벽면과 옆의 다른 라인 건물 사이에는 2~3m의 틈이 있었고, 그사이로 강한 바람이 불고 있었다.
이러한 원인과 주변도로가 좁은 것도 소방당국이 진화에 어려움을 한 몫 했다.
이번 울산의 주상복합 화제처럼 많은 대도시에서 밀집한 형태의 초고층빌딩들이 모여 있는 곳은 언제나 이와 같은 상황이 일어날 수있음을 유념해야 한다. 또한 주상복합빌딩에 샌드위치 패널을 사용하는 드라이비트공법은 화재에 취약한 구조이므로 더욱 안전에 주의를 해야한다.
그리고 이번 화재의 원인으로 추정되는 에어컨 실외기의 구조적 안전문제도 다시금 생각해야 한다.
이번 화재를 통해 영화 타워링을 생각나게 한다.
영화에서처럼 목숨을 담보로 헌신한 소방대원들의 신속하고 침착한 대응으로 사망자가 나오지 않는 등 피해를 최소화할 수 있었던 것으로 드러나고 있다.
울산소방본부는 이날 발화 5분여만인 8일 밤 11시 20분부터 소방인력 96명과 소방차 27대를 동원해 진화에 나서 현장에서 구조활동을 시작했다.
소방당국은 긴급한 상황에서 당시 일본을 스친 태풍의 영향으로 강풍이 불어 구조헬기를 동원할 경우 자칫 대피 주민 탑승 및 운행 과정에서 불미스런 사고로 이어질 수 있다고 판단, 헬기투입을 자제했다.
대신 소방대원을 신속히 주상복합 건물로 투입해 당황해 혼비백산한 입주민들을 대피시켰다. 이 과정에서 소방당국은 소방대원들의 안내로 입주민들을 33층 옥상과 28층에 마련된 대피소로 대피를 유도해 불길이 잦아들기를 기다렸다.
주민들은 자칫 건물을 탈출하려고 시도할 수 있었으나 옥상 대피소가 오히려 안전하다는 소방대원들의 지시에 따라 침착하게 대피해 큰 피해를 줄일 수 있었던 것으로 알려졌다.
이번 화재를 계기로 다시한번 대형 건물의 안전에 대한 기준이 강화되었으면 한다
굴뚝효과 = 연돌효과
연돌효과란?
『건설』 고층 건물 내에서 발생하는 강한 공기가 수직으로 상승하거나 하강하여 나타나는 효과.
『공학 일반』 수직으로 세운 벽의 안과 밖의 온도 차이로 발생하는 공기 이동 현상. 벽의 안쪽이 바깥쪽보다 온도가 높고 밀도가 낮을 때 연기와 열이 상층부로 움직인다. 「영어」 chimney effect