스프링클러설비 실기 문제풀이 - 3

1. 교육연구시설(연구소)로서 다음 조건에- 따라 각 물음에 답하시오. (12점) ★★★★★

[조건]

① 건물의 층별 높이는 다음과 같으며 지상층은 모두 창문이 있는 건축물이다.

구분	지하2층	지하1층	지상1층	지상2층	지상3층	지상4층	지상5층
층높이m	5.5	4.5	4.5	4.5	4.0	4.0	4.0
반자높이 m	5.0	4.0	4.0	4.0	3.5	3.5	3.5
바닥면적 ㎡	2,500	2,500	2,000	2,000	2,000	1,800	900

② 지상1층에 있는 국제회의실은 바닥으로 부터 반자(헤드 부착면)까지의 높이가 8.5[m] 이다.

③ 지하 2층 물탱크실의 저수조는 바닥으로 부터 3m 높이에 후드밸브 (foot)가 위치해 있으며 이 높이까지 물은 상시 가득

     차 있다. 저수조는 일반 급수용과 소방용을 겸용으로 사용하며 내부크기는 가로 8m, 세로 5m, 높이 4m이다.

④ 스프링클러 헤드 설치시 반자 (헤드 부착면) 높이는 위 표에 따른다.

⑤ 배관 및 관부속의 마찰손실수두는 실양정의 30 % 이다.

⑥ 펌프의 효율은 60 %, 전달계수는 1.1 이다.

⑦ 산출양은 최소치를 적용한다.

⑧ 기타 조건은 소방관련법령 및 화재안전기준에 따른다.

   가. 이 건물에서 스프링클러설비를 설치하여야 하는 층과 그 이유를 설명하시오.

   나. 일반 급수펌프의 송수구와 소화펌프의 흡수구 사이의 수직거리 [m]를 구하시오.

   다. 옥상수조를 설치할 경우 옥상수조에 보유하여야 할 최소 저수량 [㎥]을 구하시오.

   라. 소방펌프의 정격토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

   마. 소방펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

   바. 소방펌프의 전동기 동력 [kW]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 스프링클러설비를 설치해야 하는 층과 그 이유

   ① 설치해야 하는 층 : 지하2층, 지하1층, 지상 4층

   ② 이유 : 교육연구시설 (연구소)의 경우 지하층 · 무창층 또는 층수가 4층 이상인 층으로서 바닥면적이 1,000㎡ 이상인

                  층에는 스프링클러설비를 설치해야 한다.

나. 일반펌프 송수구와 소방펌프 흡수구 사이의 거리 [m]

   Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10개 = 16 [㎥]

    저수조 수원 Q = 8 m × 5 m × h, 16 = 8 × 5 × h, h = 16 / 40 = 0.4 [m]

  ※ 일반 급수펌프의 흡수구(후드밸브)와 소방펌프의 흡수구(후드밸브) 사이의 수직거리 [m]를 구하라는 의미는 스프링

       클러설비 수원의 양 (저수량)의 수원의 높이[m]를 구하라는 것이다.

 

다. 옥상 수조의 최소 보유량 [㎥]

     유량 Q = 저수조 수원 [㎥] × ⅓ = 16 ㎥ × 1/3 = 5.333 ㎥ = 5.33 ㎥

라. 소방펌프의 정격 토출량 [ℓ/min]

     유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 10 개 = 800 [ℓ/min]

마. 소방펌프의 전양정 [m] H = h1 + h2 + 10

         h2 (실양정) = (5.5 - 3 + 0.4) + (4.5 × 3) + 4 + 3.5 = 23.9 [M]

         h1 (배관 및 관부속품 마찰손실) = 실양정 × 30% = 23.9 × 0.3 = 7.17 m

         ∴ 전양정 [m] = 7.17 m + 23.9 +10 = 41.07

 

바. 전동기의 전동력 [kW]​

2. 스프링클러설비에서 수원의 유효수량 중 ⅓ 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우를 5가지만 쓰시오.

   ① 지하층만 있는 건축물

   ② 고가수조를 가압송수장치로 설치하는 스프링클러설비

   ③ 고압수조를 가압송수장치로 설치하는 스프링클러설비

   ④ 수원이 건축물의 최상층에 설치된 헤드 보다 높은 경우

   ⑤ 건축물의 높이가 지상으로 부터 10 [m] 이하인 경우

[해설] 수원의 유효수량 중 ⅓ 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우 [NFSC 103 제4조]

  ① 지하층만 있는 건축물

  ② 고가수조를 가압송수장치로 설치한 스프링클러설비

  ③ 수원이 건축물의 최상층에 설치된 헤드 (옥내소화전 설비의 경우에는 방수구) 보다 높은 위치에 있는 경우

  ④ 건축물의 높이가 지표면으로 부터 10 [m] 이하인 경우

  ⑤ 주펌프와 동등 이상의 성능이 있는 별도의 펌프로서 내연기관의 기동과 연동하여 작동되거나 비상원원을 연결하여

       설치한 경우

  ⑥ 가압수조를 가압송수장치로 설치한 스프링클러설비

[주의] 수원의 유효수량 중 1/3 이상을 옥상에 설치하지 않아도 되는 경우

   ⊙ 옥내 소화전 : 최상층에 설치된 방수구

   ⊙ 스프링클러설비 : 최상층에 설치된 헤드

​

3. 어느 건물에 가압송수장치로 압력수조를 설치한 스프링클러 설비가 설치되어 있다. 압력 수조와 최상층 말단 헤드까지

    의 수직 높이는 40m이고 압력수조 체적의 ⅔가 물로 채워져 있을 때 수조내 요구되는 공기압력 (게이지 압력) [MPa]을

     구하시오. (단, 수조의 체적은 100 [㎥], 최상층 말단 헤드에서의 방수압력은 0.11 [Mpa], 대기압은 0.1 [MPa] 이고, 배관

      의 마찰손실은 무시한다. [4점] ★

[문제풀이]

  ⊙ 필요한 압력 P = P1 + P2 + 0.1 = 0 + 0.4 + 0.11 = 0.51 [MPa]​

[해설] 압력수조내 공기의 압력

가. 압력수조내 공기의 압력​

      여기서, Po : 압력수조내 공기의 압력 [MPa]

                   V : 압력수조의 체적 [㎥]

                   Va : 압력수조내 공기의 체적 [㎥]

                    P : 필요한 압력 [MPa]

                   Pa : 대기압 [MPa]

 나. 필요한 압력

         P = P1 + P2 + 0.1

        여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                    P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                    P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                    0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

  ① 필요한 압력

    ㉠ P1 (배관 및 관부속품의 마찰손실압력) : 문제의 단서에서 배관의 마찰손실은 무시한다 하였으므로 0 [MPa]이다.

    ㉡ P2 (낙차의 환산수두압) : 압력수조와 최상층 말단 헤드까지의 수직높이는 40 [m]이므로 0.1 [MPa] = 10 [m]로 환산

                                                  하여 계산하면 40 m는 0.4[MPa]이다.

    ㉢ 문제의 단서에서 최상층 말단헤드에서의 방수압력이 0.11 [MPa]이라고 주어졌으므로 스프링클러설비 규정방수압력

         의 0.1 [MPa]이 아닌 0.11 [MPa]을 적용한다.

     ∴ 필요한 압력 = 0 [MPa] + 0.11 [MPa] = 0.51 [MPa]

  ② 압력수조내 공기의 압력

    ㉠ V (압력수조의 체적) : 문제의 단서에서 100 [㎥]이다.

    ㉡ Va (압력수조내 공기의 체적) 문제에서 수조내의 체적의 2/3를 물로 채워두고 있으므로 수조내 공기의 체적은

          1/3 × 100 [㎥]이다.

    ㉢ Pa (대기압) : 문제의 단서에서 0.1 [MPa] 이다.

    ∴ 압력수조내 공기의 압력​

[참고] 스프링클러설비 가압송수장치

  가. 고가수조방식

       H = h1 + 10 [m]

       여기서, H : 필요한 낙차 [m]

                    h1 : 배관 및 관부속품 마찰손실 수두 [m]

                    10 : 스프링클러설비 규정 방수 압력의 환산 수두 (0.1 [MPa] → 약 10[m])

  나. 압력수조방식

      P = P1 + P2 + 0.1

      여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                   P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                   P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                   0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

  다. 펌프 방식

        H = h1 + h2 + 10 [m]

       여기서, H : 전양정 [m]

                    h1 : 배관 및 관부속품 마찰손실 수두 [m]

                    h2 : 실양정 (흡입양정 + 토출양정) [m]

                    10 : 스프링클러설비 규정 방수 압력의 환산 수두 (0.1 [MPa] → 약 10[m])

  라. 가압수조방식

​

4. 습식 스프링클러설비의 가압송수장치로서 압력수조를 설치한 경우 압력수조내에 유지시켜 주어야 할 공기의 최소압력

     (게이지 압력)을 다음 조건을 참조하여 계산하시오.  [4점] ★

[조건]

  ① 대기압은 0.1[MPa] (절대압력)이다.

  ② 압력수조의 송수구와 헤드간의 배관 마찰손실은 무시한다.

  ③ 압력수조의 송수구는 최고위 스프링클러헤드와 같은 높이에 있으며 수조내의 수면과 송수구간 낙차는 무시한다.

  ④ 수조내에는 항상 내용량의 2/3에 해당하는 물을 채워두고 있다.

  ⑤ 수조로 부터 가장 먼 거리에 있는 헤드의 개방시 방수압은 최소한 0.1[MPa] (게이지 압력)이 되어야 한다.

  ⑥ 공기의 분자운동은 이상기체의 성질을 따른다고 한다.

[문제풀이]

  ⊙ 필요한 압력 P = P1 + P2 + 0.1 = 0 + 0 + 0.1 = 0.1 [MPa]​

[해설] 압력수조내 공기의 압력

가. 압력수조내 공기의 압력​

   여기서, Po : 압력수조내 공기의 압력 [MPa]

                V : 압력수조의 체적 [㎥]

                Va : 압력수조내 공기의 체적 [㎥]

                P : 필요한 압력 [MPa]

                Pa : 대기압 [MPa]

나. 필요한 압력

      P = P1 + P2 + 0.1

      여기서, P : 필요한 압력 [MPa]

                   P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압력 [MPa]

                   P2 : 낙차의 환산수두압력 [MPa]

                   0.1 : 스프링클러설비 규정 방수압력 [MPa]

​

5. 다음 그림과 같이 내용적 3 [㎥]의 압력수조에 물을 채우고 하부에 방출계수가 80인 스프링클러헤드를 설치하였다.

    이 때 압력수조의 압력계는 0.5 [MPa]을 나타내고 있다. 만약, 스프링클러헤드가 개방되어 물이 1 [㎥] 방출되는 순간에

    방사되는 물의 양[ℓ/min]은 얼마인가 ? (단, 헤드와 수조간의 마찰손실은 무시하는 것으로 하고 대기압은 0.1 [MPa] (절대

    압력)이다.) [4점] ★

 

[문제풀이]

  절대압력 = 대기압 + 계기압력 = 0.1 MPa + 0.5 MPa = 0.6 MPa

  보일의 법칙 : P1 · V1 = P2 · V2, 0.6 × ⅓ = P2 × ⅔, P2 = 0.2 × 3/2 = 0.3 MPa

  게이지 압력 : 절대압력 - 대기압력 = 0.3 MPa - 0.1 MPa = 0.2 MPa​

[해설] 방사량

가. 방사량​

         여기서, Q : 방사량 [ℓ/min]

                      K : 방출계수

                      P : 방사압력 [MPa]

나. 보일의 법칙 : 압력과 부피는 반비례한다.

        P1 · V1 = P2 · V2

       여기서, P1, P2 : 절대압력 [MPa], V1, V2 : 부피 [㎥]

다. 절대압

       절대압력 = 대기압력 + 게이지압력

  ① 절대압력 = 0.1 [MPa] + 0.5 [MPa] = 0.6 [MPa]

  ② 스프링클러헤드가 개방되어 물이 1 [㎥] 방출되면

      ㉠ 물 : ⅔ → ⅓ 이 된다.            ㉡ 공기 : ⅓ → ⅔ 가 된다.

      P1 · V1 = P2 · V2 이므로

       0.6 MPa × ⅓ = P2 × ⅔, P2 = 0.3 [절대압]

       게이지 압력 = 절대압력 - 대기압력 = 0.3 MPa - 0.1 MPa = 0.2 MPa

  ③ 물 1 ㎥이 방출되는 순간에 방사되는 물의 양 (방사량)​

6. 펌프의 흡입측 배관에 버터플라이 밸브를 사용하면 안되는데 이유를 2가지를 쓰시오.  [4점] ★★★★★

  ① 물의 유체저항이 매우 커서 원활한 흡입을 방해하여 유효흡입양정이 감소되어 공동현상이 발생할 우려가 있다.

  ② 펌프 가동중에 순간적인 조작을 할 경우 수격현상이 발생할 우려가 있다.

​

7. 다음 그림을 참조하여 충압펌프의 정격토출압력 [MPa]을 구하시오. [4점] ★★★

 

[답안작성]

   충압펌프 토출압력 = 자연낙차압력 + 0.2 [MPa] = 0.1 MPa + 0.2 MPa = 0.3 MPa

​

[해설] 스프링클러설비 충압펌프의 정격토출압력

   충압펌프의 정격 토출압력 = 최고위 살수장치 (일제개방밸브의 경우는 그 밸브)의 자연압 + 0.2 [MPa] 이상이므로

    0.1 [MPa] = 10 [m]로 환산하여 계산하면 자연압(펌프로 부터 일제 개방밸브까지의 수직거리) : 10 m = 0.1 MPa

  ∴ 충압펌프의 정격토출압력 P = 0.1 MPa + 0.2 MPa = 0.3 [MPa] 이상

 

[참고] 스프링클러설비 충압펌프의 설치기준 (기동용 수압개폐장치를 기동장치로 사용할 경우에 설치)

  ① 펌프의 토출압력은 그 설비의 최고위 살수장치 (일제 개방밸브의 경우는 그 밸브)의 자연압 보다 적어도 0.2 [MPa]이

       더 크도록 하거나 가압송수장치의 정격 토출압력과 같게 할 것.

  ② 펌프의 정격토출량은 정상적인 누설량 보다 적어서는 아니되며, 스프링클러설비가 자동적으로 작동할 수 있도록 충분

       한 토출량을 유지할 것

​

8. 다음 그림은 스프링클러설비의 계통도이다. 그림을 보고 ㉠ ~ ㉣ 배관의 명칭을 각각 쓰시오.

 

[답안작성]

   ㉠ 주배관 (입상배관)      ㉡ 수평주행배관        ㉢ 교차배관          ㉣ 가지배관

 

[해설] 스프링클러설비의 배관 계통도

 

  ① 주배관 : 각 층을 수직으로 관통하는 수직 배관

  ② 급수배관 : 수원 및 옥외 송수구로 부터 스프링클러헤드에 급수하는 배관

  ③ 수평주행배관 : 교차배관으로 물을 공급하는 배관

  ④ 교차배관 : 직접 또는 수직배관을 통하여 가지배관에 급수하는 배관

  ⑤ 가지배관 : 스프링클러헤드가 설치되어 있는 배관

  ⑥ 수직배수배관 : 유수검지장치 또는 일제개방밸브가 설치된 층마다 물을 배수하는 수직 배관

​

9. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관 일부를 나타낸 것이다. 각 물음에 답하시오.  [6점] ★★★★★

 가. 수리계산시 ① 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

 나. 수리계산시 ② 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

    ※ 스프링클러설비 유속

     ① 가지배관 : 6 [m/s] 이하

     ② 기타배관 : 10 [m/s] 이하

       ⊙ 제연설비 흡입측 : 15 [m/s] 이하

       ⊙ 제연설비 배출측 : 20 [m/s] 이하

       ⊙ 옥내 소화전 : 4 [m/s] 이하

[답안작성]

가. ①의 배관 구경 [㎜]

    Q = A · v = (π · d2/4) × v [㎥/s]​

나. ② 의 구경 [㎜]​

[참고] 각 설비별 유속 · 풍속

구 분		유속	풍속
옥내소화전설비 (토출측 주배관)		4 m/s 이하	-
스프링클러설비	가지 배관	6 m/s 이하	-
	기타 배관	10 m/s 이하	-
제연설비	예상제연구역에 공기가 유입되는 순간의 풍속	-	5 m/s 이하
	흡입측 풍도	-	15 m/s 이하
	배출측 풍도	-	20 m/s 이하
	유입 풍도	-

※ 관의 호칭 구경 (호칭경)

호칭구경A

25

32

40

50

65

80

90

100

125

150

200

​

10. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관 일부를 나타낸 것이다. 각 물음에 답하시오.  [6점] ★★★★★

 

  가. 수리계산시 ① 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

  나. 수리계산시 ② 부분의 배관 구경 [㎜]의 최소값을 구하시오.

[답안작성]

  가. ①의 배관 구경 [㎜]

      Q = A · v = (π · d2/4) × v [㎥/s]​

     [답] 24.16 [㎜] (호칭구경의 경우 25 [㎜]를 선정한다.)

나. ② 의 구경 [㎜]​

   답 : 26.46 [㎜], 관의 호칭경은 32 [㎜]이나 교차배관의 최소구경은 40 [㎜] 이상이므로 40 [㎜]를 선정한다.

​

11. 스프링클러설비에는 소방대 연결송수구설비를 함께 설치하게 한다. 그 이유는 무엇 때문인지 2가지만 쓰시오 [4점]

       ★★★★★

[답안]

   ① 특정소방대상물의 자체 수원의 저수량이 부족할 때 소방차에서 물을 공급받기 위하여

   ② 가압송수장치 등의 고장시 소방차에서 물을 공급받기 위하여

[해설] 송수구

  가. 송수구 : 소화설비에 소화용수를 보급하기 위하여 건물 외벽 또는 구조물의 외벽에 설치하는 관

  나. 송수구의 설치 목적

    ① 특정소방대상물의 자체 수원의 저수량이 부족할 때 소방차에서 물을 공급받기 위하여

    ② 가압송수장치 등의 고장시 소방차에서 물을 공급받기 위하여

​

12. 다음은 습식 스프링클러설비와 건식 스프링클러 설비의 송수구 주위 배관을 나타낸 그림이다. 체크밸브, 게이트 밸브,

       자동배수밸브 및 배관을 추가하여 그림을 완성하시오. (단, 도시기호를 참조한다) [8점] ★★★

 

[답안작성]

 

[해설] 스프링클러설비 송수구 배관도

 

※ 건식 스프링클러설비는 2차측이 공기로 채워져 있으므로 1차측에 송수구를 연결한다.

  ① 접속위치

    ㉠ 건식 스프링클러설비 : 1차측 (송수구 배관을 통하여 2차측 압축공기가 빠져나갈 우려가 있다.

    ㉡ 습식, 준비작동식, 일제살수식 스프링클러설비 : 2차측 (신속한 소화와 신뢰성을 높이기 위하여)

  ② 게이트밸브 설치위치 (밸브 기준)

      모두 1차측 (밸브의 교환, 수리 또는 헤드의 교환시 가압수의 송수를 막기 위하여)

  ③ 체크밸브 및 자동배수 밸브 설치 위치

      송수구의 가까운 부분에 자동배수밸브 (또는 직경 5 ㎜의 배수공) 및 체크밸브를 설치한다.

  ④ 위 배관도는 하나의 밸브가 설치된 경우이며 다수의 밸브가 설치된 경우 송수구 배관의 접속위치는 다수의 밸브에

        하나의 송수구 배관을 1차측에 연결하여 접속한다.

 

13. 스프링클러설비의 화재안전기준상 스프링클러설비의 송수구 설치기준 5가지만 쓰시오. [8점] ★

  ① 송수구는 소방차가 쉽게 접근할 수 있는 잘 보이는 곳에 설치하되 화재층으로 부터 지면으로 떨어지는 유리창 등이

        송수구 및 그 밖의 소화작업에 지장을 주지 아니하는 장소에 설치할 것

  ② 구경 65 ㎜ 의 쌍구경으로 할 것

  ③ 송수구에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 송수압력범위를 표시한 표지를 할 것

  ④ 지면으로 부터 0.5 m 이상 1 m 이하의 위치에 설치할 것

  ⑤ 송수구에는 이 물질을 막기 위한 마개를 씌워야 한다.

[추가] ⑥ 폐쇄형 스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러 설비의 송수구는 하나의 층의 단면적이 3,000 ㎡ 를 넘을 때 마다

              1개 이상 (5개를 넘을 경우 5)을 설치할 것

  ⑦ 송수구의 가까운 부분에 자동배수밸브 (또는 직경 5 ㎜ 의 배수공) 및 체크밸브를 설치할 것. 이 경우 자동배수밸브는

       배관만의 물이 잘 빠질 수 있는 위치에 설치하되, 배수로 인하여 다른 물건 또는 장소에 피해를 주지 아니하여야 한다.

​

14. 스프링클러설비에서 수조의 후드밸브로 부터 헤드까지의 배관상에 설치되는 개폐밸브에는 탬퍼스위치 (Tamper

       switch)를 설치하여야 한다. 이 탬퍼스위치의 기능과 설치위치를 4가지를 쓰시오. [6점] ★★★★

    가. 기능                   나. 설치 위치

  [답안 작성]

 가. 기능 : 급수배관에 설치하여 급수를 차단할 수 있는 개폐밸브에는 그 밸브의 개폐상태를 감시제어반에서 확인하는

                  기능

 나. 설치위치

   ① 주펌프 흡입측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ② 주펌프 토출측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ③ 옥상수조측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ④ 유수검지장치 및 일제개방밸브 1차측 개폐표시형 밸브

[해설] 탬퍼스위치 (Tamper Switch : TS]

 가. 탬퍼스위치 (Tamper switch : TS) : 급수배관에 설치되어 급수를 차단할 수 있는 개폐밸브에 그 밸브의 개폐상태를

        감시제어반에서 확인할 수 있도록 한 급수개폐밸브작동 표시 스위치

 나. 탬퍼스위치의 설치 장소

   ① 주펌프 흡입측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ② 주펌프 토출측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ③ 옥상수조측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ④ 유수검지장치 및 일제개방밸브 1차측 개폐표시형 밸브

   ⑤ 준비작동식 유수검지장치 및 일제개방밸브 2차측 개폐표시형 밸브

   ⑥ 지하수조 및 저수조 측 급수배관에 설치된 개폐표시형 밸브

   ⑦ 송수구로 부터 주배관에 이르는 연결배관측 개폐표시형 밸브 (설치된 경우)

 

15. 스프링클러설비의 배관방식 중 그리드(Grid) 방식과 루프방식(Loop)을 그리고 간단히 설명하시오. [6점] ★★★★★

   ① 그리드 방식            ② 루프 방식

[답안 작성]

   ① 그리드 방식 : 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관 방식으로 미작동 가지배관은 교차배관 사이의

                              물 이송을 보조한다.

 

  ② 루프방식 : 작동중인 스프링클러 헤드에 2 이상의 배관에서 소화수가 공급되도록 여러개의 교차배관이 서로 접속되어

                         있는 배관방식으로 가지배관은 서로 접속되어 있지 않다.

 

[참고] 스프링클러 가지배관 방식

  1. 트리방식

  2. 루프방식

  3. 격자(그리드) 방식

 

[해설] 스프링클러설비의 가지배관 방식

가. 트리 (Tree) 배관방식

  ① 각 헤드까지 단일 방향으로 유수되는 배관방식 (주배관 → 수평주행배관 → 교차배관 → 가지배관)

  ② 하나의 배관에서 여러개의 배관을 분기시킨다.

  ③ 스프링클러설비에서 가장 많이 이용되는 배관방식이다.

 

나. 루프(Loop) 배관방식

  ① 작동중인 스프링클러헤드의 2 이상의 배관에서 소화수가 공급되도록 여러개의 교차 배관이 서로 접속되어 있는 배관

        방식으로 가지배관은 서로 접속되어 있지 않다.

  ② 장점

    ㉠ 격자(Grid) 배관 방식에 비해 수리계산이 쉽다.

    ㉡ 릴리프 밸브의 설치 규정이 없다.

    ③ 단점 : 헤드별로 동일한 압력 분포를 가지지 못한다.

 

다. 격자 (Grid) 배관 방식

  ① 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관방식으로 미작동 가지배관은 교차 배관 물 이송을 보조한다.

  ② 장점

    ㉠ 유수의 흐름이 분산되어 압력손실이 작다.

    ㉡ 배관 도중에의 막힘 또는 수리에도 대처가 가능하다.

    ㉢ 설비의 증설 · 변경이 용이하다.

    ㉣ 헤드별로 고른 압력 분포를 가진다.

    ㉤ 한쪽 가지배관의 헤드수 (8개) 제한이 없다.

  ③ 단점

    ㉠ 수리계산이 복잡하여 컴퓨터 프로그램으로 설계해야 한다.

    ㉡ 배관의 체적이 커짐에 따라 배관내의 공기량이 많아져 소화수의 이송 및 방사가 지연되므로 건식 및 준비작동식 스프

         링클러설비에는 적용할 수 없다.

    ㉢ 배관내의 공기 배출 및 열팽창으로 인한 압력변동을 배출하기 위하여 릴리프 밸브를 설치해야 한다.

 

16. 스프링클러 설비의 배관방식 중 트리(Tree)방식과 격자(Grid)방식이 있다. 이 두 방식을 비교하여 설명하고 격자 (Grid)

      방식의 문제점을 화재안전기준에 의하여 쓰시오.  [6점] ★★★★★

  ① 트리방식 : 각 헤드까지 단일 방향으로 유수되는 배관방식 (주배관 → 수평주행배관 → 교차배관 → 가지배관)

  ② 격자방식 : 평행한 교차배관 사이에 많은 가지배관을 연결한 배관방식으로 미작동 가지배관은 교차배관 사의의

                         물 이송을 보조한다.

  ③ 격자방식의 문제점 : 배관의 체적이 커짐에 따라 배관내의 공기량이 많아져 소화수의 이송 및 방사가 지연된다.

​

17. 스프링클러 설비의 가지배관에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

  가. 배관방식을 토너먼트 방식으로 하지 않는 이유 2가지를 쓰시오.

  나. 토너먼트 방식이 적용되는 소화설비 4가지를 쓰시오.

[답안작성]

  가. 토너먼트 방식을 이용하지 않는 이유 2가지

    ① 유체의 마찰손실이 크기 때문에 규정방수량 및 방수압력을 유지하기 곤란하므로

    ② 수격작용에 의한 배관 등의 파손을 방지하기 위하여

  나. 토너먼트 방식이 적용되는 소화설비 4가지

    ① 이산화탄소 소화설비

    ② 할론 소화설비

    ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

    ④ 분말 소화설비

 

  ※ 토너먼트 방식은 수계 소화설비에는 적용할 수 없지만 압축공기포 소화설비에는 사용해야 하는 의무사항이다.

  ※ 토너먼트 방식

    ① 유리한 설비 : 이산화탄소, 할론, 분말, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비, 압축공기포 소화설비

    ② 적용설비 : 이산화탄소, 할론, 분말, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

    ③ 꼭 해야 할 소화설비 : 압축 공기포 소화설비

​

18. 스프링클러 설비에 있어서 폐쇄형 헤드를 설치한 경우 헤드의 방수상태 확인을 위해 꼭 해야 하는 장치의 명칭 및 구성

       요소를 쓰고 그 장치를 설치하는 이유를 간단히 쓰시오 [6점] ★★★★★

   ① 명 칭            ② 구성요소            ③ 설치장소

[답안 작성]

   ① 명칭 : 시험장치

   ② 구성요소 : ㉠ 압력계     ㉡ 개폐밸브      ㉢ 개방형 헤드

   ③ 설치이유 : ㉠ 유수검지장치의 기능(성능) 확인

                         ㉡ 규정 방수량 및 방수압력 확인

[해설] 시험장치

  가. 시험장치 : 유수검지장치의 성능을 시험하는 장치

 

나. 시험배관의 설치 목적

   ① 유수검지장치의 기능 (성능) 확인

   ② 규정 방수량 및 방수압 확인

   ③ 음향경보장치의 작동 확인

   ④ 제어반의 화재표시등 및 밸브개방표시등 점등 확인

   ⑤ 펌프의 자동기동 확인

​

19. 스프링클러설비의 가지배관상에 헤드를 부착하는 경우 필요한 관부속품의 명칭 및 규격을 쓰시오. [4점] ★★★★★

[답안]

 가. 관부속품의 명칭

   ① 상향식 또는 하향식의 경우 : 티, 니플, 리듀셔

   ② 회향식의 경우 : 티, 니플, 엘보, 리듀셔

나. 관부속품의 규격

  ① 상향식 또는 하향식의 경우

       ▣ 티 (25A × 25 A × 25 A), 니플 (25 A), 리듀셔 (25A × 15A)

  ② 회향식의 경우

       ▣ 티 (25A × 25 A × 25 A), 니플 (25A), 엘보 (25 A × 15 A), 리듀셔 (25 A × 15 A)

​

[해설] 스프링클러설비의 가지배관 헤드 설치시 필요한 부속품

  가. 상향식 또는 하향식의 경우

 

  나. 회향식의 경우

 

[참고] 관부속품 (관 이음쇠)

 

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