할론, 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

 

1. 할론 소화설비

[할론 소화설비]

  ▣ 할론의 주된 소화효과인 연쇄반응 억제 효과(부촉매 효과)를 목적으로 할론 소화약제를 방출하여 소화하는 설비

 ◈ 할론 소화설비 ★★★

   ⊙ 부촉매 효과로 연쇄반응 억제가 뛰어나서 소화력이 우수하지만 CFC 계열의 오존층 파괴물질로 현재 사용을 제한하는

        소화약제를 이용한 소화설비

<구성요소>

   ① 저장용기   ② 할론소화약제    ③ 기동장치    ④ 감지기    ⑤ 배관    ⑥ 선택밸브

   ⑦ 분사헤드   ⑧ 음향경보장치    ⑨ 자동폐쇄장치    ⑩ 제어반    ⑪ 전원    ⑫ 배선

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◈ 할론 1301 소화약제의 소화효과 ★

   ① 연쇄반응의 억제효과 (부촉매효과) : 주된 소화효과

   ② 냉각효과

   ③ 질식효과

      (가연물의 제거 소화 ×)

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가. 소화약제의 저장용기 등 (NFSC 107 제4조) ♣

 1) 저장용기 설치장소의 적합기준 ★★♣

   ① 방호구역외의 장소에 설치할 것. 다만, 방호구역내에 설치하는 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에

        설치하여야 한다.

   ② 온도가 40 [℃] 이하이고 온도변화가 적은 곳에 설치할 것

   ③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

   ④ 방화문으로 구획된 실에 설치할 것

   ⑤ 용기의 설치장소에는 해당 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것

   ⑥ 용기간의 간격은 점검에 지장이 없도록 3[㎝] 이상의 간격을 유지할 것

   ⑦ 저장용기의 집합관을 연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우

        에는 제외) ♣

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2) 저장용기의 설치기준

구분		할론 1301	할론 1211	할론 2402
축압식 저장용기의 저장압력 ♣		2.5[MPa] 또는 4.2[MPa]	1.1 [MPa] 또는 2.5 [MPa]	-
가압식 저장용기 ♣		2.5 [MPa] 또는 4.2 [MPa]
가압식 저장용기		2 [MPa] 이하의 압력조정장치 설치
방사압력 ♣		0.9 [MPa] 이상	0.2 [MPa] 이상	0.1 [MPa] 이상
충전비	가압식	0.9 ~ 1.6 이하 ♣	0.7 ~ 1.4 이하	0.51~0.67 이하
	축압식			0.67~2.75 이하

※ 할론 소화설비의 축압용 저장용기 · 가압용 가스용기 ★

   ① 축압용 저장용기 : 20 [℃] 질소로 축압

   ② 가압용 가스용기 : 21 [℃] 질소가스로 충전 (축압용 가스 : 질소)

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2) 저장용기의 개방밸브 방식

   ① 전기식

   ② 기계식

   ③ 가스압력식

3) 저장용기의 개방발브는 안전장치가 부착된 것으로 하며 수동으로도 개방되도록 할 것

4) 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량은 체적합계보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는

     배관(집합관 포함)의 내용적이 1.5 배 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도 독립방식으로 하여야 한다. ♣

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나. 소화약제 (NFSC 107 제5조) ♣

1) 전역방출방식의 소화약제 저장량 ★♣

  ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역체적 [㎥] × 소요약제량[㎏/㎥] × 보정계수 + 개구부면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

 ◈할론 1301 소화설비의 체적 1[㎥] 당 소요약제량 및 개구부 가산량 ★★★

소방대상물	소화약제량	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시 적용)
차고, 주차장, 전기실, 전산실, 통신기기실, 합성수지류	0.32 ~ 0.64 [㎏/㎥]	2.4 [㎏/㎡] (범위 : 0.32 ~ 0.64)
단위 체적당 가장 많은 소화약제를필요로하는 것 사류, 면화류, 볏짚류, 목재 가공품,대팻밥, 나무부스러기 등	0.52 ~ 0.64 [㎏/㎡]	3.9 [㎏/㎡]

2) 국소방출방식

① 윗면이 개방된 용기, 연소면이 한정되고 가연물이 비산할 우려가 없는 경우

소화약제의 종별	소화약제 저장량
할론 1301	방호대상물 표면적 [㎡] × 6.8[㎏/㎡] × 1.25
할론 1211	방호대상물 표면적 [㎡] × 7.6[㎏/㎡] × 1.1
할론 2402	방호대상물 표면적 [㎡] × 8.8[㎏/㎡] × 1.1

② 기타

 

   여기서, Q : 방호공간 1 [㎥] 에 대한 할론 소화약제의 양 [kg/㎥]

                a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]

                A : 방호공간의 벽면적 합계 [㎡]

               X,Y : 수치 ♣ (개구부의 면적 ×)

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◈ 수치

소화약제의 종별	X	Y
할론 1301	4.0	3.0
할론 1211	4.4	3.3
할론 2402	5.2	3.9

<참고> 방호 공간

   ⊙ 방호대상물의 각 부분으로 부터 0.6 [m]의 거리에 둘러 쌓인 공간

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3) 호스릴 할론 소화설비 (다음 표에 따른 양 이상)

소화약제의 종별	소화약제의 양	소화약제 방사량
할론 1301	45 [㎏]	35 [㎏/min]
할론 1211	50 [㎏]	40 [㎏/min]
할론 2402	50 [㎏]	45 [㎏/min]

다. 배관 (NFSC 107 제8조) ★♣

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관을 사용하는 경우

     ⊙ 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562) 중 스케줄 40 이상

  ③ 동관을 사용하는 경우

     ⊙ 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)

        - 고압식 : 16.5 [MPa] 이상

        - 저압식 : 3.75 [MPa] 이상

           의 압력에 견딜 수 있을 것

  ④ 배관부속 및 밸브류

     ⊙ 강관 또는 동관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있을 것

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라. 분사헤드 (NFSC 107 제10조) ♣

 1) 전역방출 방식 ★★♣

  ① 방사된 소화약제가 방호구역의 전역에 균일하게 신속히 확산할 수 있도록 할 것

  ② 할론 2402를 방출하는 분사헤드는 해당 소화약제가 무상으로 분무되는 것으로  할 것 ♣

  ③ 소화약제를 10초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

      ※ 독성이 제일 센 것이 액체 (무상)

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 2) 국소방출방식 ♣

   ① 소화약제의 방사에 따라 가연물이 비산하지 아니하는 장소에 설치할 것

   ② 할론 2402를 방사하는 분사헤드는 해당 소화약제가 무상으로 분무되는 것으로 할 것

   ③ 소화약제를 10초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

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 3) 호스릴 방식

   ① 방호대상물의 각 부분으로 부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 20 [m] 이하가 되도록 할 것

   ② 소화약제의 저장용기기의 개방밸브는 호스릴의 설치장소에서 수동으로 개폐할 수 있는 것으로 할 것

   ③ 소화약제의 저장용기는 호스릴을 설치하는 장소 마다 설치할 것

   ④ 소화약제 저장용기의 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 적색의 표시등을 설치하고, 호스릴 할론 소화설비가 있다는 뜻을

        표시한 표지를 할 것

   ◈ 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향

       ① 오존층 파괴     ② 지구온난화

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【출제 예상 문제】

1. 부촉매효과로 연쇄반응억제가 뛰어나서 소화력이 우수하지만 CFC 계열의 오존 파괴 물질로서, 현재 사용제한을 하는

     소화약제를 이용한 소화설비는 ? ★★ ②

  ① 이산화탄소 소화설비   ② 할론 소화설비    ③ 분말소화설비       ④ 포 소화설비

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2. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

【 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 】

  ▣ 지구 오존층 보호를 위한 할론 소화약제의 사용규제를 대체하기 위한 설비이며, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

       약제를 방출하여 소화하는 설비

<구성요소>

  ① 저장용기   ② 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제   ③ 기동장치   ④ 감지기  ⑤ 배관   ⑥ 선택밸브   ⑦ 분사헤드

  ⑧ 음향경보장치    ⑨ 자동폐쇄장치   ⑩ 제어반   ⑪ 전원    ⑫ 배선

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가. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 종류 (NFSC 107 A 제4조) ★

구분	소화약제	화학식
할로겐 화합물 소화약제	퍼풀루오르 부탄 (FC - 3- 1- 10)	C4F10
	하이드로클로르플루오르 카본 혼화제(HCFC BLEND A)	HCFC-123(CHCl2CF3) : 4.75% HCFC-22 (CHClF2) : 82% HCFC-124 (CHClFCF3) : 9.5% C10H16 : 3.75 %
	클로로테트라플루오르에탄(GCFC-124)	CHClFCF3
	펜타플루오르 에탄 (HFC - 125)	CHF2CF3
	텝타플루오르프로판 (HFC-227ca)	CF3CHFCF3
	트리플루오르메탄 (HFC-23)	CHF3
	헥사플루오르프로판 (이하 HFC-236fa)	CF3CH2CF3
	트리플루오르이오다이드 (FIC-1311)	CHF3
	드다가플루오르 - 2 메릴펜탄-3 원 (FK - 5 - 1 -12)	CF3CF2COClCF3
불활성기체 소화약제	불연성·불활성기체 혼합물 (IG-01)	Ar
	불연성·불활성기체 혼합물 (IG-100)	N
	불연성·불활성기체 혼합물 (IG-541)	N:52%, Ar : 40%, CO2: 8%
	불연성·불활성기체 혼합물 (IG-55)	N: 50%, Ar : 50%

   ※ 불활성기체 : 찌라시 : N2, Ar, CO2 : IG의 뒤 숫자는 세기체의 구성비를 의미

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나. 설치제외 (NFSC 107 A 제5조)

  ① 사람이 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

  ② 제3류 위험물 및 제5류 위험물을 사용하는 장소

      (소화성능이 인정되는 위험물 제외)

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◈ 용어의 정의

  ① ODP (오존파괴지수) : 어떤 물질의 오존파괴능력을 상대적으로 나타낸 지표

  ② GWP (지구온난화지수) : 어떤 물질이 지구온난화에 기여하는 정도를 상대적으로 나타낸 지표

  ③ NOAEL : 농도를 증가시킬 때 아무런 악영향도 감지할 수 없는 최대 농도

  ④ LOAEL : 농도를 감소시킬 때 악영향을 감지할 수 있는 최소 농도 ♣

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다. 저장용기 ♣

 1) 저장용기 설치장소의 적합기준 (NFSC 107A 제6조) ★★♣

   ① 방호구역 외의 장소에 설치할 것. 방호구역내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치하여

        야 한다.

   ② 온도가 55[℃] 이하이고 온도변화가 작은 곳에 설치할 것

   ③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

   ④ 저장용기를 방호구역외에 설치한 경우에는 방화문으로 구획된 실에 설치할 것 (갑종 방화문 ×)

   ⑤ 용기의 설치장소에는 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것

   ⑥ 용기간의 간격은 점검에 지장이 없도록 3 [㎝] 이상의 간격을 유지할 것

   ⑦ 저장용기와 집합관을 연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우

        에는 제외)

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2) 저장용기의 적합기준 ♣

  ① 저장용기는 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체중량과 총중량, 충전일시, 충전압력 및 약제의 체적을 표시할 것

  ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량과 충전압력이 같도록 할 것

  ④ 저장용기에 충전량 및 충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 소화약제에 적합한 구조로 할 것

  ⑤ 저장용기의 약제량 손실이 5[%]를 초과하거나 압력손실이 10[%]를 초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할

       것. 단, 불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 압력손실이 5[%]를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하

       여야 한다. ♣

  ※ 할로겐 화합물 : 액체 : 약제당 5 %, 압력손실 10%

      불활성기체 : 기체 : 압력손실 : 5 [%]

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라. 소화약제의 산정 (NFSC 107 A 제17조) ♣

 1) 소화약제 저장량 ♣

  ① 할로겐화합물 소화약제 ★♣ - 공식출제​

  여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

               V : 방호구역의 체적 [㎥]

               S : 소화약제별 선형상수 (k1+k2×t) : 표로 주어짐

               C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

              설계농도 = 소화농도 × 안전계수 (A,C급 : 1.2, B급 : 1.3) (문제에서 주어짐)

              t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

  ② 기타​

  여기서, Q : 방호공간 1 ㎥ 에 대한 할론 소화약제의 량 [㎏/㎥]

               a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡]

               A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

               X, Y : 수치

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  ③ 불활성기체 (실기)​

  여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

               S : 소화약제별 선형상수 (k1 - k2 × t) [㎥/㎏]

               Vs : 20 [℃]에서 소화약제의 비체적 [㎥/㎏]​

             C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

              설계농도 = 소화농도 × 안전계수 (A,C급 : 1.2, B급 : 1.3) (문제에서 주어짐)

              t : 방호구역의 최소 예상 온도 [℃]

              V : 방호구역의 체적 [㎥]

 

3) 방호구역이 둘 이상인 장소의 경우

  ▣ 가장 큰 방호구역에 대하여 기준에 의해 산출한 양 이상이 되도록 할 것

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  ◈ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 배관 등의 접속방법

   ① 나사이음 (접합)    ② 용접이음 (접합)    ③ 플랜지이음(접합)    ④ 압축이음(접합)

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마. 기동장치 (NFSC 107 제8조)

 1) 수동식 기동장치

  ① 방호구역마다 설치할 것

  ② 해당 방호구역의 출입구 부근 등 조작하는자가 쉽게 피난할 수 있는 장소에 설치할 것

  ③ 기동장치의 조작부는 바닥으로 부터 0.8[m] 이상 1.5 [m] 이하의 위치에 설치하고 보호판 등에 따른 보호장치를

       설치할 것

  ④ 기동장치에는 가깝고 보기 쉬운 곳에 "할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 기동장치"라는 표지를 할 것

  ⑤ 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것

  ⑥ 기동장치의 방출용 스위치는 음향경보장치와 연동하여 조작될 수 있는 것으로 할 것

  ⑦ 5 [㎏] 이하의 힘을 가하여 기동할 수 있는 구조로 설치할 것

​

2) 자동식 기동장치

  ① 자동식 기동장치에는 수동식 기동장치를 함께 설치할 것

  ② 기계식 · 전기식 또는 가스압력식에 따른 방법으로 기동하는 구조로 설치할 것

​

바. 배관 (NFSC 107 A 제10조)

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 배관, 배관부속 및 밸브류는 저장용기의 방출내압을 견딜 수 있을 것

  ③ 강관을 사용하는 경우

      ⊙ 압력 배관용 탄소강관 (KS D 3562)

  ④ 동관을 사용하는 경우

      ⊙ 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)

  ⑤ 배관부속 및 밸브류 강관 또는 동관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있을 것

  ⑥ 배관과 배관, 배관과 배관부속 및 밸브류의 접속은 나사접합, 용접접합, 압축접합 또는 플랜지 접합 등의 방법을

      사용할 것

  ⑦ 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A · C급 화재 2분,

       B급 화재 1분)이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계농도의 95[%] 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

​

사. 분사헤드 (NFSC 107 A 제11조) ♣

  ① 분사헤드의 설치 높이는 방호구역의 바닥으로 부터 최소 0.2 [m] 이상 최대 3.7 [m] 이하로 하여야 하며 천장 높이가

        3.7 [m] 를 초과하는 경우에는 추가로 다른 열의 분사헤드를 설치할 것

  ② 분사헤드의 개수는 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 2분, B급 화재

       는 1분)이내로 방호구역 각 부분에 최소 설계농도의 95[%] 이상 해당하는 약제량의 방출이 충족되도록 설치할 것

  ③ 분사헤드는 부식방지조치를 하여야 하며 오리피스 크기, 제조일자, 제조업체가 표시되도록 할 것 ♣

  ④ 분사헤드의 방출률 및 방출압력은 제조업체에서 정한 값으로 한다.

  ⑤ 분사헤드의 오리피스 면적은 분사헤드가 연결되는 배관구경 면적의 70 [%]를 초과하여서는 아니된다.

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아. 선택밸브 (NFSC 107 A 제12조)

  ▣ 하나의 특정 소방대상물 또는 그 부분에 2 이상의 방호구역이 있어 소화약제의 저장용기를 공용하는 경우에 있어서

       방호구역마다 선택밸브를 설치하고 선택밸브에는 방호구역을 표시하여야 한다.

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