본문내용
1. 소방기계기사
스프링클러 설비는 화재가 발생할 경우 자동으로 작동하여 화재를 초기에 진압하는 시설이다. 스프링클러 설비의 주요 구성요소로는 스프링클러 헤드의 수, 토출량, 수원의 저수량, 전양정, 전동기 용량 등이 있다.
스프링클러 헤드의 수는 설치 장소에 따라 달라지며, 일반적으로 정방향과 장방향 배치가 가능하다. 정방향 배치의 경우 수평헤드 간격은 2Rcos45°이고, 장방향 배치의 경우 대각선 헤드 간격은 2R이다. 설치 장소에 따른 수평거리 기준은 무대부와 특수가연물은 1.7m 이하, 그 외 구조는 2.1m 이하, 내화구조는 2.3m 이하, 랙크식 창고는 2.5m 이하, 공동주택 거실은 3.2m 이하이다.
스프링클러 설비의 토출량은 일반적으로 Q=80×N(L/min)으로 계산한다. 여기서 N은 헤드의 기준 개수로, 지하가 또는 지하역사는 30개, 11층 이상 지하층 제외 층수 10층 이하 건물은 20개, 공장/창고/특수가연물 저장 등은 10개 등이다. 폐쇄형 스프링클러 헤드의 경우 토출량 공식은 Q=N×1.6/3.2/4.8 m3이다.
수원의 저수량은 Q=N×1.6 m3으로 계산한다. 전양정은 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정, 최상층 방사압력 등을 고려하여 H=h1+h2+10m로 계산한다. 전동기 용량은 토출량, 전양정, 효율, 여유율 등을 고려하여 P=0.163QH/η×K(kW)로 계산한다.
옥내소화전 설비는 화재 발생 시 소방대원이 사용하는 설비로, 토출량, 수원의 저수량, 전양정, 성능시험 등의 구성요소가 있다. 토출량은 Q=N×130(L/min)으로 계산하며, N은 최대 5개까지 가능하다. 수원의 저수량은 Q=N×2.6/5.2/7.8 m3으로 계산한다. 전양정은 소방호스의 마찰손실수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정을 고려하여 H=h1+h2+h3+17m로 계산한다. 성능시험 시 정격토출량의 150% 운전 시 정격토출압력의 65% 이상이어야 한다.
옥외소화전 설비는 건물 외부에 설치되어 화재 발생 시 소방대원이 사용하는 설비로, 토출량, 수원의 저수량, 전양정 등의 구성요소가 있다. 토출량은 Q=350×N(L/min)으로 계산하며, N은 최대 2개까지 가능하다. 수원의 저수량은 Q=7×N m3으로 계산한다. 전양정은 소방호스의 마찰손실수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정을 고려하여 H≥h1+h2+h3+25m로 계산한다.
물 분무소화 설비는 화재 발생 시 물을 미세하게 분무하여 화재를 진압하는 설비로, 토출량과 수원의 양이 주요 구성요소이다. 토출량은 Q=A×Q1(L/min)으로 계산하며, A는 소방대상물의 종류에 따른 계수이다. 수원의 양은 Q=A×Q1×T(m3)로 계산한다.
포 소화 설비는 화재 발생 시 포 소화약제를 방사하여 화재를 진압하는 설비로, 포소화 약제량, 수용액의 양, 토출량, 펌프 동력 등이 주요 구성요소이다. 포소화 약제량은 Q=Q1+Q2+Q3(L)로 계산하며, Q1은 고정포 방출구 소화약제량, Q2는 보조포 소화전 소화약제량, Q3는 배관보정 양이다. 수용액의 양은 Q=N'×Q1×T×S(m3)로 계산한다. 토출량은 Q=N'×Q1(m3/min)이며, 펌프 동력은 P=0.163QH/η×K(kW)로 계산한다.
2. 스프링클러 설비
2.1. 헤드의 수
스프링클러 설비에서는 최소한의 헤드 수가 필요하다. 정방향(정사각형) 배치의 경우 헤드 간의 수평거리(S)는 2R×cos45°로 계산한다. 여기서 R은 수평거리를 의미한다. 장방향(직사각형) 배치의 경우 S는 √(4R²-L²)이 되며, L은 배관 간격이다. 총 헤드 수는 가로변과 세로변을 각각의 헤드 수로 나눈 값을 곱하여 계산한다.
헤드 설치 시 고려해야 할 수평거리 기준은 다음과 같다. 무대부나 특수가연물 저장 시설은 1.7m 이하, 기타 구조물은 2.1m 이하, 내화구조는 2.3m 이하, 랙크식 창고는 2.5m 이하, 공동주택 거실은 3.2m 이하이다. 랙크식 창고에는 높이 4m마다, 그 외에는 6m마다 배치한다.
2.2. 토출량
스프링클러 설비의 토출량은 다음과 같다.
스프링클러 설비의 토출량(Q)은 스프링클러 헤드의 개수(N)에 따라 결정된다. 정기소방대상물의 경우 Q = 80 × N(L/min)이다. 다만 설치개수가 기준개수보다 적을 경우 실제 설치개수를 대입하여 토출량을 계산한다. 특정소방대상물의 경우 지하가 또는 지하역사는 30개 헤드, 11층 이상(아파트 제외) 지하층을 제외한 층수가 10층 이하는 20개 헤드, 공장·창고(랙크식 포함)·특수가연물 저장·취급·복합 건축물·슈퍼마켓·도·소매시장(백화점)·근린생활시설은 10개 헤드가 기준 개수이다. 한편 폐쇄형 헤드를 사용할 경우 토출량은 폐쇄형 헤드 개수에 따라 Q = N × 1.6m³, 29층 이하 / 30-49층 이하 × 3.2m³, 50층 이상 × 4.8m³로 계산한다.
또한 간이 스프링클러 설비의 경우 Q = 0.5N(N=2)이고, 생활형 숙박시설(600m²이상), 복합 건축물, 근린생활시설(1000m²이상)의 경우 Q = 1N(N=5)로 계산한다.
2.3. 수원의 저수량
소방설비 스프링클러 설비의 수원의 저수량은 스프링클러 헤드의 개수와 관련이 있다. 최대 5개의 스프링클러 헤드가 동시에 작동한다고 가정할 때, 수원의 저수량은 스프링클러 헤드 개수(N)에 따라 결정된다.
N이 29층 이하인 경우, 수원의 저수량은 N × 1.6 m³이다. 예를 들어, 10개의 스프링클러 헤드가 설치된 경우 수원의 저수량은 10 × 1.6 = 16 m³이 된다.
30층 이상 49층 이하 건물의 경우, 수원의 저수량은 N × 3.2 m³이다. 50층 이상 건물에서는 N × 4.8 m³의 수원이 필요하다.
옥내소화전 설비의 경우에도 수원의 저수량이 결정된다. 최대 2개의 옥내소화전이 동시에 작동한다고 가정할 때, 29층 이하 건물은 N × 2.6 m³, 30층 이상 49층 이하 건물은 N × 5.2 m³, 50층 이상 건물은 N × 7.8 m³의 저수량이 필요하다.
또한 옥상에 고가수조나 가압수조가 설치된 경우, 저수조의 저수량에 이들의 저수량을 합한 값이 최소 유효저수량이 된다.
따라서 소방설비의 수원 저수량은 각 설비의 동시 작동 헤드 수와 건물의 층수에 따라 산출되며, 이는 소방시설 설계 및 유지관리에 있어 중요한 요소이다.
2.4. 전양정
전양정은 스프링클러 설비, 옥내소화전 설비, 옥외소화전 설비 등 소방 관련 설비에서 중요한 요소이다. 전양정은 배관의 마찰손실수두, 실양정(흡입양정 + 토출양정) 등을 더한 값으로 정의된다. 스프링클러 설비에서는 헤드의 최상층 방사압력이 고려되어 전양정을 계산하며, 옥내소화전 설비에서는 소방호스의 마찰손실수두와 배관의 마찰손실수두, 실양정 등이 포함된다. 옥외소화전 설비의 경우 소방호스의 마찰손실수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정 등을 고려하여 전양정을 산출한다. 이처럼 소방 관련 설비에서 정확한 전양정 계산은 필수적이며, 이를 바탕으로 펌프의 토출압력과 전동기 용량 등을 결정하게 된다. 전양정의 적절한 산정은 소방 설비의 효과적인 운영을 위해 매우 중요하다고 할 수 있다.
2.5. 전동기 용량
전동기 용량은 스프링클러 설비에서 중요한 요소이다. 펌프의 토출량(Q, m³/min)과 전양정(H, m)을 고려하여 전동기의 동력을 구할 수 있다. 전동기 동력(P, kW)은 {0.163QH}/η×K 공식으로 계산된다. 여기서 η는 펌프효율이며, K는 여유율이다. 펌프의 토출량과 전양정이 증가할수록 전동기 동력도 증가한다. 또한 펌프 효율이 낮거나 여유율이 높을수록 전동기 동력도 커진다. 이를 통해 적절한 용량의 전동기를 선정해야 한다. 전동기 용량은 소방시설의 안정적인 작동을 위해 매우 중요한 설계요소이다.
3. 옥내소화전 설비
3.1. 토출량
옥내소화전 설비의 토출량(유량)은 1회당 최대 130L/min이다. 옥내소화전 설비의 수원의 저수량은 2.6m³ ~ 7.8m³의 범위로 결정된다. 옥외소화전 설비의 토출량(유량)은 1회당 최대 350L/min이며, 수원의 저수량은 7m³ × N(개수)로 산출한다. 물 분무소화 설비의 토출량은 분당 10L/m²에서 20L/m² 범위로 결정된다. 포 소화 설비의 토출량은 300L/min × N(개수)로 산출하며, 바닥면적 200m²이하인 경우 230L/min을 기준으로 한다. 이산화탄소소화 설비의 방사량은 1병당 저장량과 방출시간에 따라 산출한다. 할론소화 설비와 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 경우 약제량과 방사량이 결정된다. 분말소화 설비에서는 방호구역 체적과 약제량에 따라 토출량을 산출한다. 연소방지설비(지하구)의 토출량은 살수구역과 환기구 간격에 따라 결정된다. 연결송수관 설비의 펌프 토출량은 2,400L/min 이상이 기준이며, 아파트의 경우 1,200L/min 이상이 기준이다.
3.2. 수원의 저수량
옥내소화전 설비의 수원의 저수량은 소화전의 개수에 따라 결정된다. 최대 5개의 소화전을 설치하는 경우, 수원의 저수량은 N × 2.6 m³ 이상이다. 즉, 소화전이 2개인 경우에는 최소 5.2 m³ 이상, 5개인 경우에는 최소 13 m³ 이상의 저수량이 필요하다. 30층 이하의 건축물에 적용되며, 50층 이상의 건축물에서는 최대 5개의 소화전 설치 시 수원의 저수량이 최소 39 m³ 이상이어야 한다. 저수량은 옥상에 위치한 고가수조 또는 저수조로 확보할 수 있다. 저수조 저수량의 1/3 이상은 옥상수조로 구성해야 한다. 이를 통해 소화활동에 필요한 충분한 수원을 확보할 수 있다.
3.3. 전양정
옥내소화전 설비, 옥외소화전 설비, 물 분무소화 설비, 포 소화 설비 등 다양한 소방설비의 전양정에 대한 내용을 설명하겠다.
전양정은 펌프의 토출압력을 수두로 환산한 값으로, 소방설비의 설계에 필수적인 요소이다. 전양정은 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정(흡입양정+토출양정)을 더하여 산출한다. 최상층 헤드에 필요한 방사압력...
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