할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 기출문제풀이

 

1. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 구비조건 5가지를 쓰시오. [5점] ★★

  [답안작성]

   ① 소화성능    ② 독성    ③ 물성    ④ 안정성    ⑤ 경제성

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 구비조건

  ① 소화성능 : 기존 할론 소화약제와 유사

  ② 독성 : 설계농도는 NOAEL 이하

  ③ 물성 : 소화후에도 잔존물이 없고 전기적으로 비전도성이며 냉각효과가 클 것

  ④ 안전성 : 저장시 분해되지 않고 저장용기를 부식시키지 않아야 할 것

  ⑤ 환경영향성 : ODP (오존파괴지수), GWP(지구온난화지수), ALT (대기권 잔존지수)가 낮아야 할 것

​

2. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 배관과 배관, 배관과 배관부속 및 밸브류의 접속방법을 3가지만 쓰시오. [3점]

    ★★★★★

[답안작성]   ① 나사접합     ② 용접접합      ③ 플랜지 접합

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 배관 등의 접속방법

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

​

3. 할로겐 화압물 및 불활성기체 소화설비의 화재안전기준에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★

가. 다음 용어의 정의를 설명하시오.

   ① 할로겐화합물 소화약제     ② 불활성기체 소화약제

나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치해서는 안되는 장소를 2가지를 쓰시오.

다. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계농도가 가장 높은 약제를 쓰시오.

라. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계농도가 가장 낮은 약제를 쓰시오.

마. 저장용기 재충전 또는 교체기준을 쓰시오.

   ① 할로겐 화합물 소화약제     ② 불활성기체 소화약제

[답안작성]

 가. 용어의 정의

  ① 할로겐 화합물 소화약제 : 불소(F), 염소 (Cl), 브롬 (Br) 또는 요오드 (I) 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합

                                                물을 기존 성분으로 하는 소화약제

  ② 불활성기체 소화약제 : 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)가스 중 하나 이상의 원소를 기본 성분으로 하는

                                            소화약제

 나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제를 설치해서는 안되는 장소 2가지

   ① 사람이 상시 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

   ② 제3류 위험물 및 제5류 위험물을 사용하는 장소 (소화성능이 인정되는 위험물은 제외)

 다. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계 농도가 가장 높은 약제 : FC - 3- 1 -10

 라. 할로겐 화합물 소화약제중 최대 허용설계농도가 가장 낮은 약제 : FIC - 13I1

 마. 저장용기 재충전 또는 교체기준을 쓰시오.

   ① 할로겐 화합물 소화약제 : 저장용기의 약제량 손실이 5%를 초과하거나 압력손실이 10%를 초과할 경우

   ② 불활성기체 소화약제 : 저장용기의 압력손실이 5%를 초과할 경우

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

 가. 용어의 정의 (NFSC 107 A 제3조)

  ① 할로겐 화합물 소화약제 : 불소(F), 염소 (Cl), 브롬 (Br) 또는 요오드 (I) 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합

                                                물을 기존 성분으로 하는 소화약제

  ② 불화설기체 소화약제 : 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)가스 중 하나 이상의 원소를 기본 성분으로 하는

                                           소화약제

나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 설치제외 장소 (NFSC 107 A 제5조)

  ① 사람이 상시 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

  ② 제3류 위험물 및 제5류 위험물을 사용하는 장소 (소화성능이 인정되는 위험물은 제외)

 

다. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 최대 허용 설계농도 (NFSC 107 A 별표 2)

소화약제	최대허용 설계농도 [%]
FC-3-1-10 HCFC BLEND A HCFC - 124 HFC - 125 HFC - 227 ea HFC-23 HFC-236 fa FIC - 12I1 FK-5-1-12 IG - 01 IG - 100 IG - 541 IG - 55	40 10 1.0 11.5 10.5 30 12.5 0.3 10 43 43 43 43

라. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 저장용기의 적합기준 (NFSC 107 A 제6조)

  ① 저장용기의 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체 중량과 총중량, 충전일시 및 약제의 체적을 표시할 것

  ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량 및 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 초과하는 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할

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

       여야 한다.

​

4. 다음은 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에서 소화약제의 저장용기의 적합기준에 관한 내용이다. ( )안에 알맞은

    말을 쓰시오. [5점] ★★★★★

   저장용기의 ( ① )이 (② ) %를 초과하거나 ( ③ )이 (④ )%를 초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할 것. 다만,

   불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 ( ③ )이 (⑤) %를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하여야 한다.

[답압작성]  ① 약제량 손실   ② 5      ③ 압력손실     ④ 10        ⑤ 5

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 저장용기의 적합기준 (NFSC 107 A 제6조)

  ① 저장용기의 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체 중량과 총중량, 충전일시 및 약제의 체적을 표시할 것

  ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량 및 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 초과하는 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할

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

       여야 한다.

​

5. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에 압력 배관용 탄소강관을 다음 조건과 같이 사용하려고 한다. 최대 허용압력

     [kPa]을 구하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① 압력배관용 탄소강관의 인장강도는 420 kPa, 항복점은 200 kPa이다.  

  ② 용접이음에 따른 허용값 [㎜]을 구하시오.

  ③ 배관이음 효율은 0.85 로 한다.

  ④ 배관의 최대 허용응력 (SE)은 배관재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅓ 값 중 적은 값 (σi)을 기준으로 다음 식을 적용한

       다.

       SE = σi × 배관이음효율 × 1.2

  ⑤ 적용되는 배관의 바깥지름은 112.3 ㎜이고 두께는 6.0 ㎜ 이다.

  ⑥ 방출헤드 설치부분은 제외한다.

[문제풀이]

         ⊙ SE : 적은 값 × 배관의 이음효율 × 1.2

         ⊙ 배관 재질 인장강도의 ¼값 : 420 × ¼ = 105 kPa

     ※ 배관의 이음 효율

        ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

        ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

        ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

      ⊙ 항복점의 ⅔ 값 : 200 × ⅔ = 133.333 [kPa]

      ⊙ SE = 105 × 0.85 × 1.2 = 107.1 kPa​

[해설] 최대 허용 압력​

   여기서, t : 관두께 [㎜]

               P : 최대 허용압력 [kPa]

               D : 배관의 바깥지름 [㎜]

               SE : 최대허용응력 [kPa] (배관 재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔값 중 적은 값 × 배관이음 효율 × 1.2)

                A : 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜] (헤드설치 부분은 제외한다)

                  ⊙ 나사이음 : 나사의 높이

                  ⊙ 절단흠이음 : 흠의 깊이

                  ⊙ 용접이음 : 0

           ※ 배관의 이음 효율

              ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

              ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

              ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

​

6. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에 압력배관용 탄소강관을 다음 조건과 같이 사용하려고 한다. 최대 허용압력

     [MPa]을 구하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① 압력배관용 탄소강관의 인장강도는 420 [MPa], 항복점은 인장강도의 80% 이다.

  ② 용접이음에 따른 허용값 [㎜]은 무시한다.

  ③ 가열맞대기 용접배관을 한다.

  ④ 배관의 최대 허용응력 (SE)은 배관재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔ 값 중 적은 값 (σi)을 기준으로 다음 식을 적용한

        다.

    SE = σi × 배관 이음 효율 × 1.2

  ⑤ 적용되는 배관의 바깥지름은 114.3 ㎜ 이고 두께는 6.0 ㎜ 이다.

  ⑥ 방출헤드 설치부분은 제외한다.

[문제풀이]

  ⊙ 배관재질 인장강도의 ¼값 : 420 × ¼ = 105 MPa

  ⊙ 항복점 : 420 × ⅔ = 224 MPa

  ⊙ SE = 적은 값 σi × 배관 이음 효율 × 1.2 =105 × 0.6 × 1.2 = 75.6 MPa​

[해설] 최대 허용압력​

     여기서, t : 관두께 [㎜]

                  P : 최대 허용압력 [kPa]

                  D : 배관의 바깥지름 [㎜]

                  SE : 최대허용응력 [kPa] (배관 재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔값 중 적은 값 × 배관이음 효율 × 1.2)

                  A : 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜] (헤드설치 부분은 제외한다)

                   ⊙ 나사이음 : 나사의 높이

                   ⊙ 절단흠이음 : 흠의 깊이

                   ⊙ 용접이음 : 0

        ※ 배관의 이음 효율

            ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

            ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

            ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

​

7. 어느 소방대상물에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참고하여 각 물음에 답하시

     오. [7점] ★★★★★

[조건]

   ① 방출헤드 1개의 유량은 초당 29.4 ㎏ 이다.

   ② 노즐 방사압력에서의 방출률은 14.7 ㎏/s·㎠ 이다.

   ③ 분사헤드에 접속되는 배관의 구경은 65 A이다.

   ④ 배관의 인장강도는 420 MPa, 항복점은 200 MPa 이다.

   ⑤ 배관이음방법은 이음매 없는 배관이므로 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜]은 무시한다.

   ⑥ 적용되는 배관의 바깥지름은 114.3 ㎜ 이고, 두께는 6.0 ㎜ 이다.

   ⑦ 배관두께 계산시 방출헤드 설치부분은 제외한다.

가. 방출헤드 오리피스 구경 [㎜]을 구하여 다음 표에서 선정하시오.

오리피스구경

10 ㎜

15㎜

20㎜

25㎜

30㎜

35㎜

40㎜

나. 배관의 최대허용압력 [MPa]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. 방출헤드 오리피스 구경 [㎜]​

           ∴ 주어진 표에서 20 ㎜ 를 선정한다.

나. 배관의 최대 허용압력 [MPa]을 구하시오.

   ⊙ 배관의 재질 인장강도의 ¼ 값 : 420 × ¼ = 105 MPa

   ⊙ 항복점의 ⅔ 값 : 200 × ⅔ = 133.333 MPa

   ⊙ SE = σi × 배관 이음 효율 × 1.2 = 105 × 1 × 1.2 = 126 MPa​

8. 다음 각 물음에 답하시오. [4점] ★★★★★

 가. 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향 2가지를 쓰시오.

 나. 할로겐 화합물 소화약제의 방사시간은 10초 이내에 95% 이상 방사해야 하는 이유를 간단히 쓰시오.

[답안작성]

  가. 할로겐 화합물이 지구에 미치는 영향 2가지

     ① 오존층 파괴            ② 지구 온난화

나. 할로겐 화합물 소화약제의 방사시간을 10초 이내에 95%를 방사해야 하는 이유

   ▣ 소화약제 방사시 발생하는 독성물질을 감소시켜 실내의 인명안전을 도모하기 위하여

 

[해설] 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 방사시간

가. 오존층 파괴 메카니즘

  ① 지상에 방출된 CFC 또는 Halon 물질은 파괴되지 않고 오존층이 있는 성층권까지 상승한다.

  ② 태양으로 부터 강한 자외선을 받아 분해하여 Cl 또는 Br을 방출한다.

  ③ 오존(O3)과 염소(Cl) 또는 브롬(Br)이 반응하여 오존을 파괴한다.

      Cl + O3 = ClO + O2

      BrO + O = Br + O2

   ④ 계속 연쇄반응하여 오존층이 파괴된다.

나. 지구온난화 매카니즘

   ① CO2, CH4, Halon 등의 가스가 지구의 열이 외부로 방출되는 것을 방해한다.

   ② 태양의 복사열은 지구 표면온도를 상승시키고 지구표면은 다시 적외선을 방사한다.

   ③ 이 적외선이 대기의 기체에 흡수되고 뜨거워진 기체는 다시 적외선을 방사하여 태양빛에 으해 상승된 온도보다

        더 뜨거워 진다.

   ④ 이것을 지구 온난화 현상이라고 하며, 지구 온난화 현상을 일으키는 대기중의 기체를 온실가스라고 한다.

​

9. 가로 15m, 세로 14m, 높이 3.5 m 인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 HFC-23과 IG-541 을 사용할 경우

     다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [12점]  ★★★★★

[조건]

  ① HFC - 23의 소화농도는 A,C급 화재는 38%, B급 화재는 35 %이다.

  ② HFC - 23의 저장용기는 68 ℓ 이며, 충전밀도는 720.8 ㎏/㎥ 이다.

  ③ IG - 541 의 소화농도는 33%이다.

  ④ IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ 용 15.8 ㎥/병을 적용하며, 충전압력은 19.996 [MPa] 이다.

  ⑤ 소화약제량 산정시 선형상수를 이용하도록 하며 방사시 기준온도는 30 ℃ 이다.

소화약제	K1	K2
HFC - 23	0.3164	0.0012
IG - 541	0.65799	0.00239

  가. HFC - 23 의 저장량 [㎏]을 구하시오.

  나. HFC - 23 의 저장용기수를 구하시오.

  다. 배관구경 산정조건에 따라 HFC - 23 의 약제량 방사시 유량 [kg/s]을 구하시오.

  라. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  마. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

  바. 배관구경산정조건에 따라 IG - 541 의 약제량 방사시 유량 [kg/s]을 구하시오.

[참고]​

[문제풀이]

 가. HFC - 23 의 저장량 [㎏]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.3164 + 0.0012 × 30 = 0.3524 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 38 × 1.2 = 45.6 %​

나. HFC - 23 의 저장용기수를 구하시오.

  ▣ 1병당 저장량 G = 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥] = 0.068 [㎥] × 720.8 [㎏/㎥]  = 49.014 ㎏​

다. 배관구경 산정조건에 따라 HFC - 23의 약제량 방사시 유량 [㎏/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95%에 해당하는 소화약제 저장량​

라. IG-541의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799+0.00239×30℃=0.72969 [㎥/㎏]

  ⊙ 비체적 Vs = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799+0.00239×30℃=0.72969 [㎥/㎏]

  ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 33 × 1.2 = 39.6 [%]​

마. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.​

바. 배관구경산정조건에 따라 IG - 541 의 약제방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95 %에 해당하는 소화약제 저장량​

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

  ▣ HFC - 23 : 할로겐 화합물 소화약제

  ▣ IG - 541 : 불활성기체 소화약제

가. 소화약제의 저장량 (할로겐 화합물 소화약제)​

     여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                  V : 방호구역의 체적 [㎥]

                  S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                  C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                  t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

   ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

        설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

 

나. 저장용기수

   ① 저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] / 1병당 충전량 [㎏]

   ② 충전량 [㎏] = 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]

   ③ 소화약제 방사시 유량​​

※ NFSC 107 A 제10조

   배관구경은 해당 방호구역에 할로겐화합물소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재 : 1분)

    이내에 방호구역 각 부분에 최소설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

 

다. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화설비 소화약제)​

         여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 ×t) [㎥/㎏]

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

                      C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

                       t : 방호구역 최소예상온도 [℃]

​

10. 가로 14m, 세로 15m, 높이 3.5 m인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 IG-541을 설치하려고 한다. 다음

       조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점]  ★★★★★

  ① IG - 541 의 소화농도는 33% 이다.

  ② IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ, 충전압력은 20,000 kPa이다.

  ③ 선형상수를 이용하도록 하며 방사시 기준온도는 20 ℃ 이다.

소화약제	K1	K2
IG - 541	0.65799	0.00239

  가. IG - 541 의 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 에서의 비체적은 선형상수이다.)

  나. IG - 541 의 최소 저장용기수를 구하시오.

  다. IG - 541 의 배관구경 산정시 기준이 되는 약제량 방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. IG - 541 의 약제량 [㎥]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 33 × 1.2 = 39.6 [%]​

 나. IG - 541 의 최소 저장용기수를 산정하시오.​

다. IG - 541 의 배관 구경 산정시 기준이 되는 약제량 방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95%에 해당하는 소화약제 저장량​

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제

 가. 소화약제의 저장량 (불활성기체 소화약제)​

       여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                    S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                     C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                      t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                     V : 방호구역의 체적 [㎥]

나. 저장용기수​

다. 충전량​

라. 약제방사시 유량​​

※ NFSC 107 A 제10조

   배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재 : 1

    분) 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것​

          여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                       C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                       t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                      V : 방호구역의 체적 [㎥]

     ※ 체적에 따른 소화약제의 설계농도 C

         ▣ 설계농도 C = 소화농ㄷ도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

​

11. 경유를 연료로 사용하는 발전기실의 크기가 15m × 20m × 5m 이다. 이곳에 다음의 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

      설비를 설치하고자 한다. 다음 조건과 국가 화재안전기준을 참고하여 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

[조건]

   ① 방호구역의 온도는 상온 20 ℃ 이다.

   ② HCFC BLEND A 용기는 68 ℓ dyd 58 ㎏, IG - 541 용기는 80 ℓ 용 12.4 ㎥을 적용한다.

   ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 소화 농도

약 제	상품명	소화농도 [%]
		A급 화재	B급 화재
HCFC BLEND A	NAFS - Ⅲ	7.2	10
IG - 541	Inergen	31.25	31.25

④ K1 과 K2 값

약제	K1	K2
HCFC BLEND A	0.2413	0.00088
IG - 541	0.65799	0.00239

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]을 구하시오.

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제 용기는 몇 병인지 구하시오.

 다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

 라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[문제풀이]

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]

  ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.2413 + 0.00088 × 20 ℃ = 0.2589 [㎥/㎏]

  ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전계수 = 10 × 1.3 = 13 %​

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제용기는 몇 병인가 ?​

 다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 31.25 × 1.3 = 40.625 [%]​

라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.​

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

   HCFC BLEND A : 할로겐 화합물 소화약제

   IG - 541 : 불활성기체 소화약제

가. 소화약제 저장량 [할로겐 화합물 소화약제]​

          여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                       V : 방호구역의 체적 [㎥]

                       S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                       C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                        t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

       ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

           설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

나. 저장용기수​

다. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화약제)​

           여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                        S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                        C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                         t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                        V : 방호구역의 체적 [㎥]

        ※ 체적에 따른 소화약제의 설계농도 C

            ▣ 설계농도 C = 소화농ㄷ도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

라. 저장용기수​

12. 경유를 연료로 사용하는 발전기실의 크기가 15m × 20m × 5m 이다. 이곳에 다음의 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

       설비를 설치하고자 한다. 다음 조건과 국가화재안전기준을 참조하여 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

[조건]

  ① 방호구역의 온도는 상온 20 ℃ 이다.

  ② HCFC BLEND A 용기는 68 ℓ 용 58 ㎏, IG -541 용기는 80ℓ 용 12.4 ㎥을 적용한다.

  ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 설계농도

약 제	상품명	설계농도 [%]
		A급 화재	B급 화재
HCFC BLEND A	NAFS - Ⅲ	9.36	13
IG - 541	Inergen	40.62	40.62

 ④ K1 과 K2 값

약제	K1	K2
HCFC BLEND A	0.2413	0.00088
IG - 541	0.65799	0.00239

  가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]을 구하시오.

  나. HCFC BLEND A 의 최소 약제 용기는 몇 병인지 구하시오.

  다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

  라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[문제풀이]

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]

   ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.2413 + 0.00088 × 20 ℃ = 0.2589 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 13 %​

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제용기는 몇 병인가 ?​

다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 40.62 [%]​

라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.​

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

     ◈ 11번 문제 해설 참조

​

13. 가로 15m, 세로 10m, 높이 4.5m인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 IG-541 을 사용할 경우 조건을

      참조하여 각 물음에 답하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① IG - 541 의 소화농도는 33% 이다.

  ② IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ 용 12.5 ㎥/병을 적용하며 충전압력은 15.832 MPa이다.

  ③ 소화약제 산정시 선형상수를 이용하도록 하며 기준 온도는 30 ℃ 이다.

소화약제	K1	K2
IG - 541	0.65799	0.00239

  가. 체적에 따른 소화약제의 설계농도를 구하시오.

  나. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  다. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

  라. 배관의 구경은 해당 방호구역에 불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 ( ① ) 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계농

        도의 ( ② ) % 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 하여야 한다.

[문제풀이]

 가. 체적에 따른 소화약제의 설계농도를 구하시오.

    ▣ 설계농도 C = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3) = 33 % × 1.2 = 39.6 %

 나. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 30 ℃ = 0.72969 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 30 = 0.72969 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전계수 = 33% × 1.2 = 39.6 %​

다. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.​

라. 배관의 구경은 해당 방호구역에 불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 ( ① 2 ) 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계

      농도의 ( ② 95 ) % 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 하여야 한다.

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

      IG - 541 : 불활성기체 소화설비

 

가. 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 (C)

      ▣ 설계농도 C = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

 

나. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화약제)​

         여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                      C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                       t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                       V : 방호구역의 체적 [㎥]

다. 저장용기수​

라. 배관

   ▣ 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재

        : 1분) 이내네 방호구역의 각 부분에 최소 설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

​

14. 할로겐 화합물 FK - 5- 1- 12 소화약제를 사용하여 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치하려고 한다. 설계

      농도 12%, 선형상수 K1=0.0664, K2 = 0.0002741, 방호구역의 주위온도는 21℃, 방호구역의 체적은 8m × 10m × 4m,

      용기는 80 ℓ, 충전밀도는 1,141 ㎏/㎥ 일 때 다음 각 물음에 답하시오. [5점] ★★★★★

  가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

  나. 약제 병수를 구하시오.

[문제풀이]

 가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.0664 + 0.000271 × 21 ℃ = 0.0721 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 13 %​

 나. 약제병수

   ▣ 1병당 약제 충전량 ㎏ = 저장용기 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]  = 0.08 [㎥] × 1,141 [㎏/㎥] =91.28 ㎏​

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제

      FK - 5 -1- 12 : 할로겐 화합물 소화약제

 

가. 소화약제의 저장량 (할로겐 화합물 소화약제)​

           여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                        V : 방호구역의 체적 [㎥]

                        S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                        C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                         t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

        ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

             설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

나. 약제 병수

  ① 약제 병수​

  ② 1병당 충전량 [㎏]

      ▣ 1병당 충전량 [㎏] = 저장용기 체적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]

​

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