분말 소화설비

1. 분말 소화설비

  ▣ 분말 소화약제 저장 탱크에 분말 소화약제를 충전하고 외부의 가압가스 용기를 설치하여 가압용 가스의 압력으로 분말

       소화약제를 방출하여 소화하는 설비

 

                                                           [분말 소화설비 계통도]

  ▣ 클리닝 밸브 : 분말소화약제 방출 후에 남은 배관 내의 잔류 분말 소화약제를 배출시키기 위한 청소용 밸브

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2. 구성요소

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

  ⑦ 분사헤드    ⑧ 음향경보장치     ⑨ 자동폐쇄장치   ⑩ 가압용 가스용기       ⑪ 제어반

  ⑫ 전원           ⑬ 배선

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[참고] 분말 소화설비의 장단점

 가. 장점

   ① 소화성능이 우수하고 인체에 무해하다.

   ② 전기절연성이 우수하여 전기화재에도 적합하다.

   ③ 포와 같은 타 소화약제와 병행하여 사용이 가능하다.

   ④ 소화약제 수명이 반영구적이며 경제성이 좋다.

 나. 단점

   ① 소화약제의 잔존으로 인한 2차 피해가 발생한다.

   ② 방사 후 청소가 필요하다.

   ③ 별도의 가압원이 필요하다.

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3. 저장용기

가. 저장용기의 설치기준 (NFTC 108. 2. 1)

  ① 분말 소화약제 저장용기의 내용적

소화약제의 종별	소화약제 1 ㎏당 저장용기의 내용적
제1종 분말	0.8 ℓ
제2 · 3종 분말	1 ℓ
제4종 분말	1.25 ℓ

  ② 안전밸브

    ㉠ 가압식 : 최고사용압력의 1.8 배 이하

    ㉡ 축압식 : 내압시험압력의 0.8 배 이하

    ㉢ 충전비 : 0.8 이상

    ㉣ 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방하는 정압작동장치를 설치할 것

    ㉤ 저장용기 및 배관에는 잔류 소화약제를 처리할 수 있는 청소장치를 설치할 것

    ㉥ 축압식 분말 소화설비는 사용압력의 범위를 표시한 지시압력계를 설치할 것

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◈ 분말 소화설비 저장용기 안전밸브의 최대 작동압력

구분	최대 작동압력 (최고 충압 압력)
가압식	최고 사용압력 (최고 충압 압력) × 1.8 배 이하
축압식	내압시험압력 × 0.8 배 이하

나. 정압 작동장치

  ① 정압작동장치 : 분말 소화약제 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방시키는 장치

 

  ② 정압작동장치의 종류

    ㉠ 봉판식 : 저장용기에 가압용 가스가 유입되어 밸브의 봉판이 작동압력에 도달되면 밸브의 봉판이 개방되어 주밸브를

                       개방시키는 방식

    ㉡ 기계식 : 저장용기에 유입된 가스 압력이 작동압력에 도달되면 밸브의 레버를 당겨서 가스의 통로를 개방시켜 가스를

                       주밸브로 보내 주밸브를 개방시키는 방식

  ㉢ 스프링식 : 저장용기에 가용용 가스가 유입되어 작동압력 이상에 도달되면 스프링이 압력에 의해 상부로 밀려 밸브

                        캡이 열려 주밸브를 개방시키는 방식

  ㉣ 압력스위치식 (가스압력식) : 가압용가스가 저장용기내에 가압되어 압력스위치가 동작되면 솔레노이드 밸브가 동작

                        되어 주밸브를 개방시키는 방식

 

  ㉤ 시한릴레이(전기식) : 저장용기에 유입된 가스가 설정된 압력에 도달되는 시간을 미리 산출하여 시한릴레이에 입력

                     기동과 동시에 시한릴레이를 작동케 하여 입력 시간이 지나면 릴레이의 접점에 의해 솔레노이드 밸브가 동작

                     되어 주밸브를 개방시키는 방식

 

[참고] 저장용기에 설치된 밸브의 상태

 가. 잔압 방출시 밸브의 상태

    ① 가스도입밸브 : 닫힘

    ② 주밸브(방출밸브) : 닫힘

    ③ 배기밸브 : 열림

    ④ 클리닝 밸브 : 닫힘

 나. 압송시 밸브의 상태

    ① 가스도입밸브 : 열림

    ② 주밸브 (방출밸브) : 열림

    ③ 배기밸브 : 닫힘

    ④ 클리닝 밸브 : 닫힘

 다. 클리닝시 밸브의 상태

    ① 가스 도입밸브 : 닫힘

    ② 주밸브 (방출밸브) : 닫힘

    ③ 배기밸브 : 닫힘

    ④ 클리닝밸브 : 열림

  ※ 소화약제 방출 후 배관을 청소(클리닝)하는 이유 : 배관 내의 잔존 약제가 수분을 흡수하면 굳어져 배관이 막히므로

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4. 가압용 가스용기 (NFTC 108. 2. 2)

  ① 분말 소화약제의 가스용기는 분말소화약제의 저장용기에 접속하여 설치해야 한다.

  ② 분말 소화약제의 가압용 가스용기를 3병 이상 설치한 경우에 있어서는 2개 이상의 용기에 전자개방밸브를 부착해야

       한다.

  ③ 분말소화약제의 가압용 가스용기에는 2.5 MPa 이하의 압력에서 조정이 가능한 압력조정기를 설치해야 한다.

  ④ 가압용 가스 또는 축압용 가스의 설치기준

구분	질소 (N2)	이산화탄소 (CO2)
가압용	40 ℓ/㎏	20 ℓ/㎏ + 배관의 청소에 필요한 양 이상
축압용	10 ℓ/㎏

※ Fail safe

   ◈ CO2 소화설비 (전기식) : 7병 이상일 때 2개 이상

        분말 (가압용 가스 용기) : 3병 이상 2개 이상

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5. 소화약제 (NFTC 108. 2. 3)

가. 전역방출방식의 소화약제 저장량

   ▣ 소화약제 저장량 [㎏] = 방호구역체적 [㎥] × 소요소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 면적 가산량 [㎏/㎡]

   ◈ 분말 소화약제 전역방출방식의 체적 ㎥ 당 소요약제량 및 개구부 가산량

소화약제 종별	소요약제량	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말	0.6 ㎏/㎥	4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말	0.36 ㎏/㎥	2.7 ㎏/㎡
제4종 분말	0.24 ㎏/㎥	1.8 ㎏/㎡

   ◈ 분말소화설비 소화약제 방사시간 : 30초 이내

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나. 국소방출방식의 소화약제 저장량

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

소화약제별	소화약제 저장량
제1종 분말	방호대상물 표면적 [㎡] × 8.8 ㎏/㎡
제2 · 3 종 분말	방호대상물 표면적 [㎡] × 5.2 ㎏/㎡
제4종 분말	방호대상물 표면적 [㎡] × 3.6 ㎏/㎡

  ② 기타​

           여기서, Q : 단위 체적당 소화약제의 양 [㎏/㎥]

                        a : 방호대상물의 주변에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]

                        A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

                        X, Y : 수치

   ◈ 수치

소화약제의 종별	X	Y
제1종 분말	5.2	3.9
제2 · 3 종 분말	3.2	2.4
제4종 분말	2.0	1.5

 다. 호스릴 방식의 분말 소화설비 (다음 표에 따른 양 이상)

  ▣ 호스릴 방식의 분말소화설비의 하나의 노즐에 대한 소화약제량 및 방사량

소화약제의 종별	소화약제량	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시 적용)
제1종 분말	50 ㎏	45 ㎏/min
제2 · 3 종 분말	30 ㎏	27 ㎏/min
제4종 분말	20 ㎏	18 ㎏/min

  ▣ 트윈 에이전트 시스템 (Twin agent system)

   ① 수성막포와 ABC 분말 소화약제를 개량한 소포성이 거의 없는 CDC (Compatible Dry Chemical) 소화약제를 함께 사용

        하는 소화설비

  ② 특징

    ㉠ CDC 소화약제 : 신속한 소화효과 (질식효과)

    ㉡ 수성막포 : 재발화 방지 효과

    ㉢ 항공기 화재 등에 적합

    ※ 트윈 에이전트 시스템 : 수성막포 + ABC 분말 (제3종 분말)

        ⊙ 소포성 : 거품을 소멸시키는 성질

  ◈ 분말 소화약제의 종류

소화약제 종별	주성분	적응화재	색상	비고
제1종	탄산수소나트륨 (NaHCO3)	BC급 화재	백색	BC급 소형 소화기용
제2종	탄산수소칼륨 (KHCO3)	BC급 화재	담자색	BC급 대형 소화기용
제3종	인산 암모늄 (NH4H2PO4)	ABC급 화재	담홍색	ABC급 소화기용
제4종	탄산수소칼륨 + 요소 (KHCO3+(NH2)2CO)	BC급 화재	회색	국내 미생산

※ A급 : 일반화재, B : 유류화재, C급 : 전기화재 D급 : 금속화재

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6. 배관 (NFTC 108.2.6)

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관을 사용하는 경우 : 아연도금에 따른 배관용 탄소강관 (KS D 3507) (축압식 분말소화설비에 사용하는 것 중 20 ℃

                                        에서 압력이 2.5 MPa 이상 4.2 MPa 이하 : 압력 배관용 탄소강관 (KS D 3562) 중 스케줄 40 이상)

  ③ 동관을 사용하는 경우 : 고정압력 또는 최고 사용압력이 1.5배 이상의 압력에 견딜 수 있는 것

  ④ 밸브류 : 개폐위치 또는 개폐방향을 표시할 것

  ⑤ 배관부속 및 밸브류 : 배관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있는 것

 

[참고] 분기하는 배관의 거리

  ▣ 분말 소화설비에서 배관을 분기할 경우 저장용기 측 굴곡부에서 분기되는 배관의 굴절부까지의 거리는 내경의 20배

       이상의 거리를 두어야 한다.

 

7. 분사헤드 (NFTC 108. 2. 8)

가. 전역방출방식

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

  ② 소화약제 저장량을 30초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

나. 국소방출방식

  ① 소화약제의 방사에 따라 가연물이 비산하지 아니하는 장소에 설치할 것

  ② 기준 저장량의 소화약제를 30초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

다. 호스릴 방식

  ① 방호대상물의 각 부분으로 부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 15 m 이하가 되도록 할 것

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

  ③ 소화약제의 저장용기는 호스릴을 설치하는 장소마다 설치할 것

  ④ 저장용기에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 적색의 표시등을 설치하고 이동식 분말소화설비가 있다는 뜻을 표시한

       표지를 할 것

 

[참고] 분말소화약제의 구비조건

가. 내습성이 우수할 것

   ① 분말이 흡습하면 유동성이 감소되어 입자간 응집으로 인하여 소화효과가 감소된다.

   ② 실리콘 등으로 표면 처리한다.

나. 비고화성일 것

   ① 분말이 고화가 되면 유동성이 감소되어 소화효과가 감소된다.

   ② 고화방지를 위해 고화방지제를 첨가하여 내습성을 높인다.

다. 유동성이 좋을 것

   ① 분말의 유동성이 좋아야 가스압력에 의해 균일하게 혼합되고, 방사효율 및 소화성능이 좋아진다.

   ② 활성제를 첨가하면 입자간 내부마찰이 감소한다.

라. 무독성 및 내부식성일 것

   ① 독성 및 부식성이 없어야 한다.

   ② 외적 조건인 열과 수분에 의해 용해 및 분해현상으로 용기가 부식될 수 있다.

마. 미세도가 적절할 것

   ① 분말입자가 미세할 수록 화염과 접촉시 반응이 빠르고 표면적이 넓어져 소화효과가 좋다.

   ② 분말입자가 너무 미세할 경우 화재의 상승기류에 의해 화심속으로 침투하지 못하고 비산되므로 크기별로 적당히

        배합해야 한다.

   ③ 325 Mesh 이하의 입자가 75% 정도시 효율이 좋다. (분말의 미세도 20~25 μm 이하)

바. 일정한 겉보기 비중을 가질 것

   ① 겉보기 비중이 일정하지 않으면 입도분포가 불균일한 것으로 소화효과가 감소한다.

   ② 분말소화약제의 겉보기 비중은 0.82 이상이어야 한다.

       ※ 겉보기 비중 : 눈으로 본 상태의 비중​

   ※ 넉다운 효과 : 소화약제가 빠른 시간내에 가연물에 도달하는 것

  ◈ 넉다운 효과가 일어나지 않는 이유

     ㉠ 소화약제가 화재에 적응성이 맞지 않을 때

     ㉡ 소화약제가 부족할 경우

     ㉢ 열방출률이 높을 때

     ㉣ 감지기 작동이 늦은 경우

     ㉤ 정압작동장치의 이상으로 주밸브가 열리지 않았을 때

     ㉥ 배관이 막혔을 때

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