소화활동설비 - 제연설비 1

【소화활동설비】

   ▣ 화재를 진압하거나 인명구조활동을 위하여 사용하는 설비

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<소화할동설비의 구성도> ★♣

   ⊙ 제연설비, 연결송수관설비, 연결살수설비, 연소방지설비, 비상콘센트 설비,  무선통신설비

 

   ※ 1. (상가 ·거실) 제연설비 : 배출 + 급기 ⇒ 청결층 확보

       2. 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비 : (전실,(부속실)) 제연설비

 

<참고> 소화용수설비 ♣

  ▣ 화재를 진압하는데 필요한 물을 공급하거나 저장하는 설비

     ① 상수도 소화용수설비

     ② 소화수조, 저수조

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1. 제연설비

가. 제연설비 (거실제연설비)

  ▣ 화재발생시 화재방생 장소의 연기를 거실 또는 통로에서 배출시키고 거실의 하부나 인접실에서 신선한 공기를 공급

       하여 청정공간을 유지해 피난 및 소화활동을 유효하게 하기 위한 설비

  ▣ 거실(상가) 제연설비

    ⊙ 빨리 연기를 배출하여 청결한 공기를 공급하여 피난을 유도하고 소방대의 활동을 도와 주기 위한 설비

         (목적 : 청결 유지)

 

나. 설치대상 (소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령 [별표 4])

설치 대상		설치조건
⊙ 문화 및 집회시설 ⊙ 종교시설 ⊙ 운동시설	무대부	바닥면적 200 ㎡ 이상
	영화상영관	수용인원 100명 이상
⊙ 근린생활시설 · 위락시설 ⊙ 판매시설, 운수시설 ⊙ 숙박시설, 창고시설 (물류터미널) ⊙ 운수시설 중 시외버스 정류장, 철도 및 도시철도시설, 공항시설      및 항만시설의 대합실 또는 휴게 시설		지하층 또는 무창층의 바닥면적1,000 ㎡ 이상
⊙ 지하가 (터널 제외)		연면적 1,000 ㎡ 이상

  1) 동일실 제연방식

 

   ⊙ 동일실 제연방식은 화재가 발생한 방호구역만 급 ·배기 제연설비가 작동하는 방식을 말함

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 2) 인접구역 상호 제연방식

   ⊙ 인접구역 상호 제연방식은 화재가 발생한 방호구역은 배기를 하고 인접구역은 급기를 하여 인접구역의 청결상태를

        유지하여 해당 구역으로 피난을 유도하는 방식

 

다. 특별 피난 계단실 및 부속실 제연설비 (전실(부속실) 제연설비)

 

  ⊙ 전실(부속실) 제연설비는 위 그림과 같이 계단실이나 전실에 공기를 공급하여 안전구역을 확보하고 화재의 확대를

       방지한다. (주목적 : 안전구역 확보)

  ⊙ 위 그림과 같이 화재가 발생한 세대는 배기를 하고 전실에는 급기를 하여 공기의 압력을 높여 연기의 확산을 방지하여

       청결구역을 확보하고 화재 확산을 방지한다.

     ◈ 전실(부속실)에 급기를 하고 화재가 발생하는 거실에는 배기를 하여 연기 등이 전실(부속실) 등으로 유입되는 것을

           방지한다.

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   ※ 특별 피난 계단 : 11층 이상 건물에 설비 (APT는 16층 이상)

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라. 제연방식의 분류 ★★★

   <제연방식>

 

   ① 자연제연방식 : 개구부를 통하여 자연 배연을 하는 방식

 

   ② 스모크타워 제연방식 : 루프 모니터 (지붕위의 환풍기)를 이용하여 배연하는 방식

 

       ※ 공장 등 대규모 시설에 설치

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   ③ 기계 제연방식 - 제1종 기계제연방식 : 송풍기 + 배연기 ♣

        (강제제연방식) 제2종 기계제연방식 : 송풍기

                                  제3종 기계제연방식 : 배연기

 

                      ※ 기계식 1. 송 + 배

                                      2. 송

                                      3. 배

   1) 자연제연방식 : 개구부를 통하여 자연적으로 연기를 배출하는 방식

   2) 스모크타워 제연방식 : 루프 모니터를 설치하여 제연하는 방식

   3) 기계제연방식

       ① 제1종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기와 배연기를 설치하여 제연하는 방식

       ② 제2종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기를 설치하여 제연하는 방식

       ③ 제3종 기계제연방식 : 급기와 배기를 배연기만 설치하여 제연하는 방식

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     ◈ 스모크 타워 제연방식 ★

 

      ① 고층빌딩에 적합하다.

      ② 일반적으로 거실화재에 이용된다.

      ③ 굴뚝효과(연돌효과)를 이용한 것이다.

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   ◈ 굴뚝효과 (Stack effect) = 연돌효과

      ⊙ 건축물 내 · 외부의 온도차이에 의한 밀도차에 의해 연기가 상부로 이동하는 현상

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    ◈ 루프 모니터 : 창살 또는 유리창이 달린 지붕위의 원형 구조물

  ▣ 제연팬 (Fan)의 동력 산정​

[예제] 제연설비 팬(fan)의 동력 구하는 문제 (관리사 1차 출제 문제)

   1. 총누설량 : 2.1 [㎥/s]              2. 총 보충량 : 0.75 [㎥/s]                  3. 전효율 : 50 %

   4. 송풍기 압력 : 1,000Pa          5. 전달계수 : 1.1                               6. 송풍기 풍량여유율 : 15%

[문제풀이]

【참고】 연기의 유출속도 · 연돌효과 (굴뚝효과)에 의한 압력차

  ① 연기의 유출 속도

            여기서, Vs : 연기의 유출속도 [m/sec], g : 중력가속도 [m/s2]

                         h : 연기층과 공기층과의 높이 차 [m]

                         ρo : 화재실 외부의 공기밀도 [㎏/㎥]

                         ρs : 화재실의 연기밀도 [㎏/㎥]

   ② 연돌효과 (굴뚝효과)에 의한 압력차​

           여기서, △P : 연돌효과(굴뚝효과)에 의한 압력 차 [Pa]

                         H : 중성대로 부터 높이 [m]

                         To : 외부 공기의 절대온도 (273+℃) K

                         Ts : 실내 공기의 절대온도 (273+℃) K

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마. 제연구역의 구획 (NFSC 501 제4조 ①) ★★★♣ (시험에 잘 나옴 (    ) 넣기)

   ① 하나의 제연구역은 면적 1,000 [㎡] 이내로 하여야 한다.

   ② 거실과 통로 (복도를 포함)는 상호제연구획하여야 한다.

   ③ 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60 [㎝] 를 초과하지 아니하여야 한다.

   ④ 하나의 제연구역은 직경 60 [m] 원 내에 들어갈 수 있어야 한다.

   ⑤ 하나의 제연구역은 2개 이상층에​ 미치지 아니하도록 하여야 한다. (층의 구분이 불분명한 부분은 그 부분을 다른 부분

         과 별도로 제연구획하여야 함)

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  ※ 방호구역

    ⊙ 간이스프링클러 방호구역 : 1,000 [㎡]

    ⊙ 폐쇄형 스프링클러 : 3,000 [㎡]

    ⊙ 개방형 스프링클러 헤드 : 50개 이하, 2개 이상으로 구분하는 경우 : 25개 이상

    ⊙ 제연구역 : 1,000 [㎡], 60 [m] 원에 포함

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바. 제연구역 구획의 기준 (NFSC 501 제4조 ②) ♣

  ① 재질은 내화재료, 불연재료 또는 제연경계벽으로 성능을 인정받은 것으로서, 화재시 쉽게 변형 · 파괴되지 아니하고

       연기가 누설되지 않는 기밀성 있는 재료로 하여야 한다.

  ② 제연경계는 제연경계의 폭이 0.6 [m] 이상이고, 수직거리 2[m] 이내이어야 한다. 다만, 구조상 불가피한 경우는 2 [m]

       를 초과할 수 있다.

  ③ 제연경계벽은 배연시 기류에 따라 그 하단이 쉽게 흔들리지 아니하여야 하며, 또한 가동식의 경우에는 급속히 하강

       하여 인명에 위해를 주지 아니하는 구조이어야 한다.

 

   ※ 제연구획 방법 : 벽 · 보 · 제연경계벽

   ※ 제연경계 수직거리가 2 [m]를 초과하는 경우에는 제연배출량 산정시 배출량을 추가하여 산정하여야 한다.

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  ◈ 제연구역의 구획 ★

     ⊙ 보 · 제연경계벽(제연경계) 및 벽 (화재시 자동으로 구획되는 가동벽, 셔터, 방화문을 포함)

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사. 배출량 및 배출방식 (NFSC 501 제6조) ♣ (시험에 매우 많이 나옴)

  1) 통로 : 45,000 [㎥/h] 이상일 것

  2) 거실 ♣

     ① 거실의 바닥면적이 400[㎡] 미만인 경우 : 최저 5,000[㎥/h] 이상일 것 ★★

        ⊙ 배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

       ※ 배출량 계산시 배출량의 단위를 [㎥/h] (CMS)로 요구하는 경우에는 60분을 곱해 줌

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       ※ 배출량을 구할 때 소규모 거실과 대규모 거실로 구분하여 산정 : 기준 400 [㎡]

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    ▣ 소규모 거실 (400 [㎡] 미만) 계산식

       ⊙ 배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

           ※ 소규모 거실의 최소 배출량 : 5,000 [㎥/h] 이상

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   ▣ 대규모 거실 : 최저배출량규정 및 제연경계벽으로 구획된 경우에는 표를 적용하여 산정

      ※ 최저 배출량

         ㉠ 400 ㎡ 이상 · 40 [m] 원에 포함 : 40,000 [㎥/h]

         ㉡ 400 ㎡ 이상 · 40 [m] 원에 미포함 (초과) : 45,000 [㎥/h]

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   ◈ 드래프트 커튼 : 주로 바닥 면적이 큰 건물에 설치하여 화재시 발생되는 연기를 신속하게 배출시키는 장치

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  ② 거실의 바닥 면적이 400 [㎡] 이상일 경우 (예상 제연구역이 제연경계로 구획된 경우)  ★★

     ㉠ 거실의 바닥면적이 400 [㎡] 이상, 직경 40 [m]원의 범위에 있는 경우 (최저 40,000 [㎥/h] 이상일 것)

수직거리	배출량
2 [m] 이하	40,000 [㎥/h] 이상
2 [m] 초과 2.5 [m] 이하	45,000 [㎥/h] 이상
2.5 [m] 초과 3 [m] 이하	50,000 [㎥/h] 이상
3 [m] 초과	60,000 [㎥/h] 이상

   ㉡ 거실의 바닥면적 400 [㎡] 이상, 직경이 40 [m] 원의 범위 초과일 경우 (최저 45,000 [㎥/h] 이상일 것)

수직거리	배출량
2 [m] 이하	45,000 [㎥/h] 이상
2 [m] 초과 2.5 [m] 이하	50,000 [㎥/h] 이상
2.5 [m] 초과 3 [m] 이하	55,000 [㎥/h] 이상
3 [m] 초과	65,000 [㎥/h] 이상

    ※ 배출량 계산시 배출량의 단위가 [㎥/h] (CMS)이므로 60분을 곱할 것

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아. 공동 예상 제연구역의 배출량

  ① 공동배연구역 (공동예상제연구역안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) : 각 예상제연구역의 배출량

       을 합한 것 이상 (예상 제연구역의 바닥면적이 400 ㎡ 미만인 경우 배출량은 바닥면적 1 ㎡ 당 1 ㎥/min 이상으로 하고

       공동 예상 구역 전체 배출량은 5,000 ㎥/hr 이상으로 할 것)

  ② 독립배연구역 (공동 예상 제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 제연경계로 구획된 경우) : 각 예상제연구역의

       배출량 중 최대의 것

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  ◈ 대규모 화재실의 제연효과 ★

     ① 거주자의 피난루트 형성

     ② 화재진압 대원의 진입루트 형성

     ③ 인접실로의 연기확산 지연

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자. 배출구 [NFSC 501 제7조) ★♣

  ▣ 예상 제연구역의 각 부분으로 부터 하나의 배출구 까지의 수평거리는 10 [m] 이내가 되도록 하여야 한다.

      ※ 열배 : 배출구 10 [m], 호스릴소화설비 15 [m], 할론호스릴소화설비 20 [m], 옥내소화전방출구 25 [m],

                     연결송수관설비 방출구 50 [m]인데 지하가, 지하층 3,000[㎡] 이상이면 25 [m],

                     옥사 : 옥외소화전 방출구 40 [m], 상수도소화전 140[m], 소형소화기 20 [m],

                     대형 소화기 30 [m] (소화기는 보행거리)

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【참고】 댐퍼의 종류

  ▣ 기능에 따른 분류

    ① 방화댐퍼 (Fire Damper : FD) : 화염에 의한 피해를 방지하기 위한 목적으로 설치되며 퓨즈의 용융 등에 의해 작동

                                                         된다.

    ② 방연댐퍼 (Smoke Damper : SD) : 유독가스나 연기에 의한 피해를 방지하기 위한 목적으로 설치되며 연기감지기의

                                                           신호에 의하여 자동적으로 폐쇄된다.

    ③ 풍량조절댐퍼 (Volume Damper : VD) : 덕트 내의 풍량을 조절하기 위한 댐퍼

    ④ 플랩 댐퍼 (Flap Damper ) : 과압에 의해 날개를 자동적으로 개방하는 구조의 과압방지 배출 댐퍼

 

  ▣ 구조에 따른 분류

    ① 솔레노이드 댐퍼 (Solenoid damper) : 솔레노이드가 누르게 핀을 이동시킴으로써 작동되며 개구부 면적이 작은 곳에

                                                                     설치한다.

    ② 모터 댐퍼 (Motor damper) : 모터가 누르게 핀을 이동시킴으로서 작동되며 개구부 면적이 넓은 곳에 설치한다.

    ③ 퓨즈 댐퍼 (fusible link type damper) : 덕트 내부가 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용융되어 댐퍼에 설치된 폐쇄용

                                                                    스프링에 의해 자동적으로 폐쇄되는 댐퍼이다.

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차. 공기유입구 ( NFSC 501 제8조) ♣

  ① 예상제연구역에 공기가 유입되는 순간 풍속은 5 [m/s] 이하가 되도록 하고 유입구의 구조는 유입공기를 하양 60 [°]

       이내로 분출할 수 있도록 하여야 한다.

  ② 예상 제연구역에 대한 공기유입구의 크기는 해당 예상 제연구역 배출량 1 [ ㎥/min]에 대하여 35 [㎠] 이상으로 하여야

       한다. ♣

  ③ 예상제연구역에 대한 공기유입량은 규정에 따른 배출량 이상이 되도록 하여야 한다.

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【 참고 】 공기 유입구의 면적 [㎠]

   ▣ 공기유입구의 면적 = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡] × 35 [㎠ · min / ㎥]

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