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1. 서론
소방설비기사 기계분야 시험 대비는 매우 중요하다. 소방설비 관련 다양한 설비들의 구조와 작동원리, 설치기준 등을 정확히 이해하고 있어야 하기 때문이다. 본 보고서에서는 소방설비기사 기계분야 시험 대비에 필요한 핵심 내용들을 체계적으로 살펴보고자 한다. 특히 스프링클러 설비, 옥내소화전 설비, 옥외소화전 설비 등 주요 소방설비의 구성, 설치기준, 계산 방법 등을 자세히 다루고자 한다. 아울러 물 분무소화 설비, 포 소화 설비, 가스계 소화 설비 등 다양한 특수 소방설비에 대해서도 알아볼 것이다. 이를 통해 소방설비기사 기계분야 시험 대비에 도움이 되고자 한다.
2. 소방설비기사 기계분야 시험 대비
2.1. 스프링클러 설비
스프링클러 설비는 화재 발생 시 신속하고 효과적으로 소화하기 위해 설치되는 소방설비이다. 스프링클러 설비는 특정 소방대상물의 바닥면적이 1000 ㎡ 이상이거나, 무창층의 바닥면적이 1000 ㎡ 이상인 경우, 또는 4층 이상의 층으로 바닥면적이 1000 ㎡ 이상인 층에 설치되어야 한다.
스프링클러 설비의 헤드 배치는 정방향(정사각형) 또는 장방향(직사각형)으로 할 수 있다. 정방향의 경우 수평 헤드 간격(S)은 2Rcos45°이며, 장방향의 경우 S=√(4R²-L²)로 계산한다. 여기서 R은 수평거리, L은 배관 간격이다. 스프링클러 헤드의 수평거리 설치기준은 무대부·특수가연물 1.7m 이하, 기타 구조 2.1m 이하, 내화구조 2.3m 이하, 랙크식 창고 2.5m 이하, 공동주택 세대 내 거실 3.2m 이하이다.
랙크식 창고의 경우 높이 4m 이하마다, 그 외 구조물은 6m 이하마다 스프링클러 헤드를 배치해야 한다. 랙크식 창고의 헤드 수는 가로헤드 × 세로헤드 × 2로 계산한다.
스프링클러 헤드의 토출량(Q)은 80 × N(설치 개수)으로 계산한다. 지하가 또는 지하역사의 경우 30개, 11층 이상 지하층을 제외한 층수가 10층 이하 공장·창고는 20개, 그 외 소방대상물은 10개의 기준 개수(N)를 적용한다. 폐쇄형 스프링클러 헤드의 경우 Q=N×1.6 ㎥/min(29층 이하), N×3.2 ㎥/min(30~49층 이하), N×4.8 ㎥/min(50층 이상)으로 계산한다.
스프링클러 설비의 수원 저수량은 Q=N×1.6 ㎥로 계산하며, 전양정은 h₁(마찰손실수두)+h₂(실양정)+10m로 산출한다. 최상층 헤드의 방사압력은 펌프의 토출압력으로 결정된다. 스프링클러 설비용 펌프의 전동기 용량(P)은 {0.163QH}/η×K로 계산한다.
간이 스프링클러 설비의 경우 Q=0.5N(N=2) 또는 Q=N(N=5)로 계산한다.
2.2. 옥내소화전 설비
옥내소화전 설비는 화재 발생 시 신속한 대응을 위해 실내에 설치되는 소화설비이다. 옥내소화전 설비의 토출량은 최대 5개의 방수구에서 각각 130리터/분 이상이어야 한다. 옥내소화전 설비의 수원은 최대 2개 방수구에 2.6세제곱미터 이상의 수량을 확보해야 한다. 30층 이하 건축물의 경우 저수조 저수량에 옥상주조 저수량을 더한 최소유효저수량을 확보해야 하며, 30층 초과 50층 이하 건축물의 경우 5.2세제곱미터 이상, 50층 초과 건축물의 경우 7.8세제곱미터 이상의 최소유효저수량을 확보해야 한다.
옥내소화전 설비의 전양정은 소방호스의 마찰손실수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정(흡입양정+토출양정)에 17미터를 더한 값으로 계산한다. 펌프의 용량은 토출량과 전양정을 고려하여 계산하며, 전달계수와 효율을 고려한다. 옥내소화전 설비의 성능시험 시 정격토출량의 150%로 운전할 경우 정격토출압력의 65% 이상의 양정을 확보해야 한다.
옥내소화전 설비의 주 배관 중 수직배관의 최소구경은 50밀리미터이며, 연결송구관인 방수구가 연결된 경우 100밀리미터 이상이어야 한다. 옥내소화전 설비의 설치개수는 건물의 대각선 거리를 50미터로 나누어 계산한다.
2.3. 옥외소화전 설비
옥외소화전 설비는 건물 외부에 설치되어 소화활동을 지원하는 소방시설이다. 옥외소화전의 토출량(유량)은 최대 350L/min이며, 2개의 옥외소화전을 설치한다. 옥외소화전 설비의 수원 저수량은 7m³ 이상으로 산정한다. 전양정은 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정(흡입양정+토출양정)에 25m를 더한 값 이상으로 한다. 옥외소화전은 건물의 둘레길이 80m마다 1개씩 설치한다. 옥외소화전 설비는 화재 시 소방차량으로부터의 방수활동을 지원하여 화재진압에 기여한다. 배관의 구경은 소화전 개수에 따라 결정되며, 관 부속품의 마찰손실과 실양정을 계산하여 펌프의 성능을 선정해야 한다. 설치 개수와 배관 구경의 선정이 옥외소화전 설비 설계의 핵심이다.
2.4. 물 분무소화 설비
물 분무소화 설비는 화재 발생 시 물을 미세한 물방울 형태로 분사하여 소화하는 설비이다. 이 설비는 다음과 같은 특징을 가진다.
물 분무소화 설비의 토출량은 A × Q1이다. 여기서 A는 소방대상물의 면적(m2)이며, Q1은 단위면적당 토출량(L/min·m2)이다. 수원의 양(m3)은 A × Q1 × T로 계산되며, T는 방사시간(분)이다.
소방대상물별 단위면적당 토출량(Q1)은 다음과 같다. 콘베이어 벨트는 10 L/min·m2, 절연유 봉입변압기는 10 L/min·m2, 특수가연물은 10 L/min·m2, 케이블 트레이와 덕트는 12 L/min·m2, 차고와 주차장은 20 L/min·m2이다. 이때 최소면적은 50 m2이다.
물 분무소화 설비의 배관과 기타 부속품은 화재 발생 시 물이 새어나오지 않도록 적절한 기울기와 배수설비를 갖추어야 한다. 특히 차량 주차공간의 경우 배수구를 향해 2/100 이상의 기울기로 시공해야 한다.
물 분무소화 설비는 화재 초기에 신속한 진화가 가능하고 2차 피해가 적은 장점이 있다. 그러나 물 공급의 안정성 확보와 배관의 동파 방지 등 추가적인 보완이 필요하다는 단점도 있다.
2.5. 포 소화 설비
포 소화 설비는 소화약제로 포...
