포소화설비 기출문제풀이 - 2 (수정)

10. 다음 그림과 같이 휘발유탱크 1기와 경유 탱크 1기를 1개의 방유제에 설치하는 옥외 탱크 저장소에 대해서 각 물음에

      답하시오. [12점] ★★★★★

 

[조건]

   ① 휘발유 탱크는 부상지붕구조의 플로팅루프탱크로서 탱크내 측면과 굽도리판 (Foam dam) 사이의 거리는 0.6 m 이다.

   ② 경유 탱크는 고정지붕구조의 콘루프 탱크이다.

   ③ 포소화약제는 단백포 3%를 사용한다.

   ④ 휘발유탱크에는 100%, 경유탱크에는 80%의 위험물이 채워져 있다.

   ⑤ 휘발유의 인화점은 -18℃이며, 경유의 인화점은 54℃ 이다.

   ⑥ 옥외탱크 저장소의 보유 공지 너비 [m]

저장 또는 취급하는 위험물의 최대 수량	공지 너비
지정수량의 500배 이하	3 m 이상
지정수량의 501 ~ 1,000 배 이하	5 m 이상
지정수량의 1,001 ~ 2,000 배 이하	9 m 이상
지정수량의 2,001 ~ 3,000 배 이하	12 m 이상
지정수량의 3,001 ~ 4,000 배 이하	15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과 ※ 탱크지름, 탱크 높이 중 큰 것 적용	당해 탱크의 수평단면의 최대지름(횡형)인 경우에는 긴변과 높이 중 큰 것과 같은 거리이상, 다만, 30m를 초과하는 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고 15m 미만인 경우에는 15m로 한다.

  ※ 제6류 위험물의 위험물을 저장 또는 취급하는 옥외저장탱크 (지정수량의 4,000배를 초과하여 저장 또는 취급하는 옥외

      저장탱크를 제외한다)를 동일한 방류제 안에 2개 이상 인접하여 설치하는 경우 그 인접하는 방향의 보유 공지는 위 표

       의 1/3 이상의 너비로 할 수 있다. 이 경우 보유 공지의 너비는 3m 이상이 되어야 한다.

   ⑦ 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

   ⑧ 옥외 탱크 저장소의 고정방출구 수

 

   ⑨ 지정수량

유별	성질	품명	지정수량
제4류	인화성 액체	특수인화물류 제1 석유류 제2 석유류 제3 석유류 제4 석유류	50 ℓ 200 ℓ 1,000 ℓ 2,000 ℓ 6,000 ℓ

   ※ 암기법 - 휘이 : 휘발유 200 ℓ, 경천 : 경유 천 1,000 ℓ

​

   가. 각 탱크의 용량 [㎥]을 산정하고 이것은 지정수량의 몇 배가 되는지 쓰시오. (단, 정수로 답할 것)

   나. 각 탱크에 사용되는 포방출구의 형태와 개수를 쓰시오. (단, Ⅲ형 또는 Ⅳ형은 고려하지 말 것)

   다. 포약제의 저장량 [ℓ]을 구하시오. (단, 보조포소화전 및 송액관의 약제는 무시한다)

   라. 그림에서의 L의 거리 [m]를 구하시오.

   마. 방유제의 면적 [㎡]을 구하시오.

   바. 방유제의 최소 높이 [m]를 구하시오.

​

[문제풀이]

   ※ 1. 기초부분과 지붕은 탱크의 용량을 산정할 때는 제외한다.     탱크용량 : 액표면적 × 높이

       2. 이격거리와 보유공지를 구할 때는 기초부분을 포함한다.

   가. 탱크의 용량 및 지정수량의 몇 배인가?

     ① 탱크 용량 : 단면적 (A) × 높이 (H)​

   ② 지정수량의 배수

       ※ 지정수량의 배수 = 저장용량 [㎥] × 지정수량 [ℓ] × 1,000 × 저장율 [%]

      ⓐ 휘발유 탱크 : 2,419 ㎥ ÷ 200 ℓ × 1 = 12,095배

      ⓑ 경유 탱크 : 387 ÷ 1,000 × 1,000 × 0.8 = 309.6배 ≒ 309 배

 나. 각 탱크에 사용되는 포방출구의 형태와 개수를 쓰시오. (단, Ⅲ형 또는 Ⅳ형은 고려하지 말 것)

   ① 휘발유 탱크 : 특형 방출구, 4개

   ② 경유 탱크 : Ⅰ형 또는 Ⅱ형, 2개

 다. 포약제의 저장량 [ℓ]을 구하시오. (단, 보조포소화전 및 송액관의 약제는 무시한다)

   ① 휘발유 탱크 저장량​

   ② 경유탱크 (Ⅰ형 포방출구 선정시)​

   ③ 경유 탱크 (Ⅱ 형 포방출구 선정시)​

      ∴ 제일 큰 용량인 휘발유 탱크의 263.29 ℓ 를 선정한다.

​

 라. 그림에서의 L의 거리 [m]를 구하시오.

   ① 휘발유 탱크 (지정수량의 4천배 초과)

     ⊙ 휘발유 탱크는 지정수량의 4,000배를 초과하므로

       ▶ 탱크의 수평단면의 최대 지름 20 m와 탱크의 높이 8m 중 큰 것과 같은 거리 이상이므로 20m를 적용

   ② 경유 탱크 : 지정수량의 500배 미만이므로 : 3m

        ∴ 휘발유 탱크의 20 m를 산정한다.

 마. 방유제의 면적 [㎡]을 구하시오.

       방유제 면적 : 가로 [m] × 세로 [m]

   ① 경유탱크와 방유제 사이의 거리 : 8 m × 1/3 = 2.666 ≒ 2.67 m

   ② 방유제의 면적 : A = 가로 [m] × 세로 [m]  = (15+20+20+8+2.67) m × (15+20+15) m = 3,283.5 ㎡

  ※ 보유 공지 너비 [m]

탱크 지름	이격거리
15 m 미만	탱크 높이의 1/3 이상
15 m 이상	탱크 높이의 1/2 이상

 바. 방유제의 최소 높이 [m]를 구하시오.

   ▣ 방유제의 용량 = 최대 저장탱크 용량의 110% 이상

        실방유제 용량 = 방유제 면적 × 높이 - 저장탱크 기초 체적 - 기타 탱크 × (방유제 높이 - 기초 높이)

        실방유제 용량 = 최대 저장탱크용량의 110%

      ∴ 방유제 면적 × 높이 = 최대 저장탱크 용량의 110% + 기초체적 + 기타 탱크 방유제 높이 아래 체적

          ⇒ 방유제 체적 : 큰 저장용량의 110% + 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 + 기초체적

         V = V1 + V2 + V3

         여기서, V : 방유제 체적 [㎥] (= 방유제 가로길이 m × 세로길이 m × 높이)

                     V1 : 최대저장탱크 용량의 110 % [㎥]

                     V2 : 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 (탱크 면적 × (제높이 - 기초높이))

                     V3 : 기초체적 [㎥] (최대 저장탱크 기초 체적 + 기타 탱크 기초 체적)

<계산하기>

  ⊙ 최대탱크 용량의 110 % : V1 = 2,419 × 1.1 = 2,660.9 ㎥

  ⊙ 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 : V2 = 경유 탱크 단면적 × (H - 0.3)​

⊙ 기초체적 : V3 = 각 탱크 바닥면적 × 기초 높이​

    ∴ V = 2,660.9 ㎥ + 50.27 × h ㎥ - 15.08 ㎥ + 137.6 ㎥

        3,283.5 × h ㎥ = 2,660.9 ㎥ + 50.27 × h ㎥ - 15.08 ㎥ + 137.6 ㎥

        3,233.23 h ㎥ = 2,783.42 ㎥

         h = 0.86 [m]

​

[해설] 포소화설비의 고정포 방출구 방식

  가. 탱크의 용량

         Q = A · H

          여기서, Q : 탱크의 용량 [㎥], A : 탱크의 단면적 [㎡] = π/4·d2 [㎡]

                       H : 탱크의 높이 [m], d : 탱크의 직경 [m]

  ① 휘발유 탱크

    ㉠ 탱크의 용량

      ⊙ d (탱크의 직경) : 문제의 그림에서 φ 20,000 ㎜ = 20 m 이다.

      ⊙ H (탱크의 높이) : 탱크의 높이는 탱크의 기초 높이를 포함하지 않는다.

          문제의 그림에서 8,000 ㎜ - 300 ㎜ = 7,700 ㎜ = 7.7 m 가 된다.

    ㉡ 지정수량의 배수

      ▣ 지정수량의 배수 = 탱크의 용량 ÷ 지정수량

        ⊙ 휘발유(제1석유류) : 조건 ⑨에서 지정수량은 200 ℓ 이다.

        ⊙ 조건 ④에서 휘발유 탱크에는 100%의 위험물이 채워져 있으므로 1을 곱한다.​

  ② 경유 탱크

    ㉠ 탱크의 용량

      ⊙ d (탱크의 직경) : 문제의 그림에서 φ 8,000 ㎜ = 8 m 이다.

      ⊙ H (탱크의 높이) : 탱크의 높이는 탱크의 기초 높이를 포함하지 않으며,

          콘루프 탱크의 경우에는 콘부분(△)도 포함하지 않는다.

           문제의 그림에서 8,000 ㎜ - 300 ㎜ = 7,700 ㎜ = 7.7 m 가 된다.

 

    ㉡ 지정수량의 배수

      ▣ 지정수량의 배수 = 탱크의 용량 ÷ 지정수량

       ⊙ 경유 (제2석유류) : 조건 ⑨에서 지정수량은 1,000 ℓ 이다.

       ⊙ 조건 ④에서 경유 탱크에는 80%의 위험물이 채워져 있으므로 0.8을 곱한다.​

나. 각 탱크에 사용되는 포방출구의 형태와 개수를 쓰시오.

   ▣ 고정포 방출구의 종류

탱크의 구조	포방출구
고정지붕구조 (콘루프탱크)	Ⅰ 형 방출구 Ⅱ 형 방출구 Ⅲ 형 방출구 Ⅳ 형 방출구
부상덮개 부착 고정지붕구조	Ⅱ 형 방출구
부상지붕구조 (플로팅루프탱크)	특형 방출구

      ⊙ 휘발유탱크 : 조건①에서 부상지붕구조의 플로팅루프탱크이므로 위 표에 의해 특형 방출구를 선정한다.

      ⊙ 경유 탱크 : 조건 ②에서 고정지붕구조의 콘루프탱크이다. 문제의 단서에 Ⅲ형 또는 Ⅳ형은 고려하지 않는다고 하였

                             으므로 Ⅰ형 또는 Ⅱ형 방출구를 선정한다.

  ② 포방출구의 개수

 

    ⊙ 휘발유 탱크 : 문제의 그림에서 직경이 φ 20,000㎜ = 20m 이고, 특형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해 4개이다.

    ⊙ 경유 탱크 : 문제의 그림에서 직경 φ 8,000㎜ = 8m 이고, Ⅰ형 또는 Ⅱ형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해 2개이다.

 

 다. 포소화설비 고정포 방출구 방식의 포소화약제 저장량 (고정포 방출구)

        Q① = A · Q1 · T · S [ℓ]

        여기서, Q① : 포소화약제의 양 [ℓ], A : 탱크의 액표면적 [㎡]

                     Q1 : 단위포 소화수용액의 양 (방출률) [ℓ/min · ㎡]

                      T : 방출시간 [min], S : 포소화약제의 사용농도 [%]

  ① 휘발유 탱크

    ⊙ A (탱크의 약표면적)

 

    ▣ 플루팅루프탱크(부상지붕구조)의 경우 포소화약제를 탱크 측판과 굽도리판 사이에만 방출하므로 색칠한 부분만

         고려하여 적용하다.

         ∴ A = π/4 × (202 -18.82) [㎡]

        ※ 특형 방출구 : 부상지붕구조(플로팅루프탱크)에만 사용된다.

   ◈ 고정포방출구의 방출량 및 방사시간

 

       ⊙ 조건 ⑤에서 휘발유의 인화점이 -18 ℃, 특형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해 Q1 (방출률)은 8 ℓ/min · ㎡ 이다.​

    ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 단백포 3%형을 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.​

  ② 경유 탱크 (Ⅰ형 포방출구 선정시)

     ⊙ A (탱크의 액표면적) : 문제의 그림에서 탱크의 직경(d) 8m이므로

        ∴ A = π/4 × (8m)2 [㎡] 이다.

   ◈ 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

    ⊙ 조건 ⑤에서 경유의 인화점이 54 ℃, Ⅰ형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해

         Q1 (방출률)은 4 ℓ/min · ㎡ 이다.​

    ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 단백포 3%형을 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.​

  ③ 경유 탱크 (Ⅱ형 포방출구 선정시)

    ⊙ A (탱크의 액표면적) : 문제의 그림에서 탱크의 직경(d) 8m이므로       

       ∴ A = π/4 × (8m)2 [㎡] 이다.

   ◈ 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

    ⊙ 조건 ⑤에서 경유의 인화점이 54 ℃, Ⅰ형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해

          Q1 (방출률)은 4 ℓ/min · ㎡ 이다.​

        ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 단백포 3%형을 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.​

      ∴ 포약제의 저장량은 각 탱크 중 가장 큰 탱크를 적용하므로 ①, ②, ③ 에서 구한 값 중 가장 큰 값인 ①에서 구한 값

                                        휘발유 탱크의 263.29 ℓ를 선정한다.

 

라. 휘발유탱크와 경유탱크 사이의 거리 (L)

  ◈ 옥외 탱크 저장소의 보유 공지

저장 또는 취급하는 위험물의 최대 수량	공지 너비
지정수량의 500배 이하	3 m 이상
지정수량의 501 ~ 1,000 배 이하	5 m 이상
지정수량의 1,001 ~ 2,000 배 이하	9 m 이상
지정수량의 2,001 ~ 3,000 배 이하	12 m 이상
지정수량의 3,001 ~ 4,000 배 이하	15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과 ※ 탱크지름, 탱크 높이 중 큰 것 적용	당해 탱크의 수평단면의 최대지름(횡형)인 경우에는 긴변과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상, 다만, 30m를 초과하는 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고 15m 미만인 경우에는 15m로 한다.

  ※ 제6류 위험물의 위험물을 저장 또는 취급하는 옥외저장탱크 (지정수량의 4,000배를 초과하여 저장 또는 취급하는 옥외

       저장탱크를 제외한다)를 동일한 방류제 안에 2개 이상 인접하여 설치하는 경우 그 인접하는 방향의 보유 공지는 위 표

       의 1/3 이상의 너비로 할 수 있다. 이 경우 보유 공지의 너비는 3m 이상이 되어야 한다.

 ① 휘발유 탱크 (지정수량의 4천배 초과)

 ⊙ 문제 가.에서 휘발유 탱크는 지정수량의 배수가 12,095배 이므로 조건 ⑥(위 표)에서 지정수량의 4,000배를 초과하므로

    ▶ 탱크의 수평단면의 최대 지름 20 m와 탱크의 높이 8m 중 큰 것과 같은 거리 이상이므로 20m를 적용한다.

 ※ 높이 적용

   ㉠ 방유제와 탱크 측면의 이격거리 및 보유공지 산정시에는 탱크의 기초 높이를 포함할 것

   ㉡ 탱크의 용량 산정시 콘루프탱크에는 콘부분(△)은 포함하지 않는다.

② 경유 탱크

   ⊙ 문제 가.에서 경유탱크는 지정수량의 배수가 209배이므로 조건 ⑥ (위 표)에서 지정수량의 500배 이하란을 적용하면

        3 m 이상이 된다.

     ∴ 휘발유 탱크와 경유탱크 사이의 거리 (L) : 보유공지는 큰 값을 적용해야 하므로 휘발유 탱크에서 구한 이격거리 20 m

                                                                            를 산정한다.

마. 방유제의 면적

   ▣ 방유제의 면적 [㎡] = 방유제의 가로길이 [m] × 방유제의 세로 길이 [m]

  ◈ 방유제와 탱크 측면의 이격거리

탱크 지름	이격거리
15 m 미만	탱크 높이의 1/3 이상
15 m 이상	탱크 높이의 1/2 이상

   ① 휘발유 탱크 측판과 방유제 내측 거리 : 문제의 그림에서 15,000 ㎜ = 15m 이다.

   ② 휘발유 탱크 측판과 경유 탱크 측판 사이의 거리 : 라. 에서 구한 값 20 m 이다.

   ③ 경유탱크 측판과 방유제 내측 거리    

        ▣ 문제의 그림에서 경유탱크의 지름이 φ 8,000㎜ = 8m 이므로 위 표에 의해 탱크 높이의 1/3 이상을 적용한다.

        ∴ 경유 탱크와 방유제 사이의 거리 = 8 m × 1/3 = 2.666 ≒ 2.67 m 이다.

     ⊙ 문제의 그림과 위에서 구한 값을 적용하면 다음과 같다.

 

   ∴ 방유제의 면적 = (15m+20m+20m+8m+2.67m) × (15m+20m+15m)  = 3,283.5 ㎡

 

바. 방유제의 최소 높이

   ① 옥외탱크저장소의 방유제 (위험물안전관리법 시행규칙 [별표 6])

      ▣ 방유제의 높이 : 0.5 m 이상 3m 이하        

      ▣ 방유제의 용량 : ▶ 탱크 1기 : 탱크용량의 110% 이상

           ▶ 탱크 2기 이상 : 최대 탱크용량의 110 % 이상

  ② 방유제의 높이​​

      여기서, H : 방유제의 높이 [m], Vm : 최대 탱크용량의 110 % [㎥]

                   Vb : 각 탱크의 기초부분 체적 [㎥], Hb : 탱크의 기초 높이 [m]

                   D1, D2 : 최대 용량 탱크 이외 탱크의 직경 [m], A : 방유제의 면적 [㎡]

       ⊙ Vm (최대탱크용량의 110%) : 문제 가. 에서 구한 값 휘발유 탱크의 용량의 110%  = 2,419 ㎥ × 1.1 = 2,660.9 ㎥

       ⊙ Vb (각 탱크의 기초부분의 체적)  :   Vb = [π/4 × (22m)2 × 0.3] + [π/4 × (10m)2] = 137.601 ㎥

       ⊙ D1, D2 (최대 용량 탱크 이외 탱크의 직경) : 문제의 그림에서 경유탱크의 직경은 8m

       ⊙ A (방유제의 면적) : 문제 마. 에서 구한 값 3,283.5 ㎡ 이다.

     ※ 방유제의 높이는 위험물안전관리법에 의해 0.5 m 이상 3m 이하이어야 하므로 위에서 구한 값 0.86 m가 답이 된다.

 

【 별해 】

  ▣ 방유제의 용량 = 최대 저장탱크 용량의 110% 이상

    실방유제 용량 = 방유제 면적 × 높이 - 저장탱크 기초 체적 - 기타 탱크 × (방유제 높이 - 기초 높이)

    실방유제 용량 = 최대 저장탱크용량의 110%

   ∴ 방유제 면적 × 높이 = 최대 저장탱크 용량의 110% + 기초체적 + 기타 탱크 방유제 높이 아래 체적

       ⇒ 방유제 체적 : 큰 저장용량의 110% + 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 + 기초체적

      V = V1 + V2 + V3

       여기서, V : 방유제 체적 [㎥] (= 방유제 가로길이 m × 세로길이 m × 높이)

                    V1 : 최대저장탱크 용량의 110 % [㎥]

                    V2 : 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 (탱크 면적 × (제높이 - 기초높이))

                    V3 : 기초체적 [㎥] (최대 저장탱크 기초 체적 + 기타 탱크 기초 체적)

<계산하기>

   ⊙ 최대탱크 용량의 110 % : V1 = 2,419 × 1.1 = 2,660.9 ㎥

   ⊙ 기타 저장탱크 제높이 아래 체적 : V2 = 경유 탱크 단면적 × (H - 0.3)​

   ⊙ 기초체적 : V3 = 각 탱크 바닥면적 × 기초 높이​

    ∴  V = 2,660.9 ㎥ + 50.27 × h ㎥ - 15.08 ㎥ + 137.6 ㎥

         3,283.5 × h ㎥ = 2,660.9 ㎥ + 50.27 × h ㎥ - 15.08 ㎥ + 137.6 ㎥

         3,233.23 h ㎥ = 2,783.42 ㎥

          h = 0.86 [m]

​

11. 다음 그림과 같이 휘발유 탱크 1기와 경유 탱크 1기를 1개의 방유제에 설치하는 옥외 탱크 저장소에 대하여 다음

      각 물음에 답하시오. [16점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 탱크용량 및 형태

    ㉠ 휘발유 탱크 : 2,000 [㎥] (지정수량의 20,000배) 부상지붕구조의 플로팅루프탱크 (탱크내 측면과 굽도리판(foam

                               dam) 사이의 거리는 0.8 m 이다.

    ㉡ 경유 탱크 : 콘루프 탱크

  ② 고정포 방출구

     ⊙ 경유탱크 : Ⅱ형, 휘발유탱크 : 설계자가 선정하도록 한다.  

  ③ 포소화약제의 종류 : 수성막포 3 [%]형

  ④ 보조포소화전 : 쌍구형 × 2개 설치

  ⑤ 포소화약제의 저장탱크의 종류 : 700ℓ, 750ℓ, 800ℓ, 900ℓ, 1,000ℓ, 1,200ℓ

       (단, 포소화약제의 저장탱크 용량은 포소화약제의 저장량을 말한다.)

  ⑥ 참고 법규

 

Ⅰ. 옥외탱크저장소의 보유 공지

저장 또는 취급하는 위험물의 최대 수량	공지 너비
지정수량의 500배 이하	3 m 이상
지정수량의 501 ~ 1,000 배 이하	5 m 이상
지정수량의 1,001 ~ 2,000 배 이하	9 m 이상
지정수량의 2,001 ~ 3,000 배 이하	12 m 이상
지정수량의 3,001 ~ 4,000 배 이하	15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과 ※ 탱크지름, 탱크 높이 중 큰 것 적용	당해 탱크의 수평단면의 최대지름(횡형)인 경우에는 긴변과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상, 다만, 30m를 초과하는 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고 15m 미만인 경우에는 15m로 한다.

  ※ 제6류 위험물의 위험물을 저장 또는 취급하는 옥외저장탱크 (지정수량의 4,000배를 초과하여 저장 또는 취급하는 옥외

       저장탱크를 제외한다)를 동일한 방류제 안에 2개 이상 인접하여 설치하는 경우 그 인접하는 방향의 보유 공지는 위 표

        의 1/3 이상의 너비 로 할 수 있다. 이 경우 보유 공지의 너비는 3m 이상이 되어야 한다.

 

Ⅱ. 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

  가. 다음 A, B, C 및 D의 법적으로 최소 가능한 보유 공지 길이를 구하시오. (단, 탱크 측판 두께의 보온두께는 무시한다.)

 

  ① A (휘발유 탱크 측판과 방유제 내측거리, m)

  ② B (휘발유 탱크 측판과 경유 탱크 측판 거리, m) (단, 기준에 적합한 물분무소화설비로 방호조치를 한 경우이다.)

  ③ C (경유 탱크 측판과 방유제 내측 거리, m)

  ④ D (방유제 최소폭, m)

나. 다음에서 요구하는 각 장비의 용량을 구하시오.

  ① 포저장탱크의 용량 [ℓ] (단, 75A 이상의 배관길이는 50m 이고, 배관의 크기는 100A 이다.)

  ② 소화설비의 수원 [㎥] (단, [㎥] 이하는 절삭하여 정수로 표시한다.)

  ③ 가압송수장치(펌프)의 유량 [ℓpm]

  ④ 포소화약제의 혼합장치는 프레져푸로포셔너 방식을 사용할 경우에 최소유량과 최대유량의 범위를 정하시오.

     ⊙ 최소유량 [ℓpm] ⊙ 최대 유량 [ℓpm]

​

[문제풀이]

 가. 다음 A, B, C 및 D의 법적으로 최소 가능한 보유 공지 길이를 구하시오. (단, 탱크 측판두께의 보온두께는 무시한다.)

 

  ① A (휘발유 탱크 측판과 방유제 내측거리, m)

    ▣ 12 m × ½ = 6 [m]

탱크 지름	이격거리
15 m 미만	탱크 높이의 1/3 이상
15 m 이상	탱크 높이의 1/2 이상

  ② B (휘발유 탱크 측판과 경유 탱크 측판 거리, m) (단, 기준에 적합한 물분무소화설비로 방호조치를 한 경우이다.)

    ㉠ 휘발유 탱크 보유공지는 지정수량이 20,000배 이므로 조건 ⑦에 의하여 저장탱크의 직경 16m와 높이 12 m 중 큰 것

          과 같게 해야 하므로 16m로 선정

    ㉡ 경유탱크의 용량​

       경유 탱크 보유공지는 ⑦에 의하여 5 [m]로 산정

    ∴ 휘발유탱크의 16 m로 선정해야 하나 물분무 소화설비로 방호조치를 하였으므로  8 [m]로 선정한다.

  ③ C (경유 탱크 측판과 방유제 내측 거리, m)

    ▣ 탱크 지름이 15 m 미만이므로 탱크 높이의 1/3 이상이어야 한다.

        ⊙ 12 m ÷ 3 = 4 m, 12m × 1/3 = 4 m

  ④ D (방유제 최소폭, m)

    ▣ 휘발유 탱크를 기준으로 해야 한다. 탱크지름 16m, 방유제와의 거리 6m 이므로

       ⊙ 세로 길이 : 16 m + 6m + 6m = 28 m

 나. 다음에서 요구하는 각 장비의 용량을 구하시오.

   ① 포저장탱크의 용량 [ℓ] (단, 75A 이상의 배관길이는 50m 이고, 배관의 크기는 100A 이다.)

     ㉠ 고정포 (휘발유 탱크) : Q① = A · Q1 · T · S ​

    ㉡ 보조포소화전 : N · S · 8000

          3개 × 400 [ℓ/min] × 20 [min] × 0.03 = 720 [ℓ]

    ㉢ 배관 보정량 : A · ℓ · S · 1,000​

        ∴ 282.74 ℓ + 720 ℓ + 11.78 ℓ = 1,014.52 [ℓ] = 1,200 [ℓ]

               ※ 조건 ⑧에 의해 1,200 [ℓ] 선정

  ② 소화설비의 수원 [㎥] (단, [㎥] 이하는 절삭하여 정수로 표시한다.)​

           ∴ 수원의 양 : 9,142.03ℓ + 23,280ℓ + 380.92ℓ = 32,082.85 [ℓ] ≒ 32 ㎥

   ③ 가압송수장치(펌프)의 유량 [ℓpm]​

            ∴ Q = 314.159 ℓpm +1,200 ℓpm = 1,514.159 ℓpm ≒ 1,514.16 ℓpm

   ④ 포소화약제의 혼합장치는 프레져푸로포셔너 방식을 사용할 경우에 최소유량과 최대유량의 범위를 정하시오.

        ㉠ 최소 유량 : 1,514.16 × 0.5 = 757.08 [ℓ/min]

         ㉡ 최대 유량 : 1,514.16 × 2.0 = 3,028.32 [ℓ/min]

​

[해설] 포소화설비의 고정포 방출구 방식

 

가. A, B, C, D 의 최소 가능 거리

  ▣ 방유제와 탱크면의 이격거리 (문제 가. ①,③을 구할 때 적용)

탱크 지름	이격거리
15 m 미만	탱크 높이의 1/3 이상
15 m 이상	탱크 높이의 1/2 이상

  ▣ 옥외탱크저장소의 보유공지 (문제 가. ② 를 구할 때 적용)

저장 또는 취급하는 위험물의 최대 수량	공지 너비
지정수량의 500배 이하	3 m 이상
지정수량의 501 ~ 1,000 배 이하	5 m 이상
지정수량의 1,001 ~ 2,000 배 이하	9 m 이상
지정수량의 2,001 ~ 3,000 배 이하	12 m 이상
지정수량의 3,001 ~ 4,000 배 이하	15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과 ※ 탱크지름, 탱크 높이 중 큰 것 적용	당해 탱크의 수평단면의 최대지름(횡형)인 경우에는 긴변과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상, 다만, 30m를 초과하는 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고 15m 미만인 경우에는 15m로 한다.

  ① A (휘발유 탱크 측판과 방유제 내측거리)

    ⊙ 문제의 그림에서 휘발유 탱크의 지름이 φ 16,000 ㎜ 이므로 표에 의해 탱크 높이의  1/2 이상을 적용한다.

    ⊙ 문제의 그림에서 휘발유 탱크의 높이가 12,000㎜ = 12m 이므로

         A = 12 m × ½ = 6 [m]

탱크 지름	이격거리
15 m 미만	탱크 높이의 1/3 이상
15 m 이상	탱크 높이의 1/2 이상

  ※ 높이 적용

    ㉠ 방유제와 탱크 측면의 이격거리 및 보유공지 산정시에는 탱크의 기초 높이를 포함할 것

    ㉡ 탱크의 용량 산정시 콘루프탱크에는 콘부분(△)은 포함하지 않는다.

  ② C (경유 탱크 측판과 방유제 내측 거리, m)

    ⊙ 문제의 그림에서 휘발유 탱크의 지름이 φ 10,000 ㎜ 이므로 표에 의해 탱크 높이의 1/3 이상을 적용한다.

    ⊙ 문제의 그림에서 휘발유 탱크의 높이가 12,000㎜ = 12m 이므로  

         A = 12 m × ⅓ = 4 [m]

  ③ B (휘발유 탱크 측판과 경유 탱크 측판 거리, m) (단, 기준에 적합한 물분무소화설비로 방호조치를 한 경우이다.)

    ㉠ 휘발유 탱크

      ⊙ 조건 ①에서 휘발유탱크는 지정수량의 배수가 20,000배이므로 조건 ⑥ (위 표)에서 지정수량의 4,000배 초과란을

           적용한다.

      ⊙ 탱크의 수평단면적의 최대 지름 16m (φ 16,000㎜) 와 탱크 높이 12m (φ12,000 ㎜) 중 큰 것과 같게 해야 하므로

            16m 로 선정

    ㉡ 경유탱크의 용량

      ⓐ 탱크의 용량

         ⊙ d (탱크의 직경) : 문제의 그림에서 φ 10,000㎜ = 10m 이다.

         ⊙ h (탱크의 높이) : 탱크의 높이는 탱크의 기초 높이을 포함하지 아니한 높이를 말하며 콘루프 탱크의 경우 콘부분

                                         (△)도 포함하지 않는다.​

    ⓑ 지정수량의 배수

      ▣ 지정수량의 배수 = 탱크의 용량 / 지정수량

        ⊙ 경유(제2석유류) : 지정수량은 1,000 ℓ 이다.

        ⊙ 지정수량 배수 = 903.207 ㎥ × 1,000 ℓ/㎥ ÷ 1,000 ℓ = 903.207 ≒ 903배

    ㉢ 지정수량의 배수가 903배이므로 조건 ⑥(위 표)에서 지정수량의 501~1,000배 이하란을 적용하면 5m 이상이 된다.

       ∴ B : 보유공지가 긴 값을 적용하므로 휘발유 탱크에서 구한 값 16m를 선정해야 하나 문제의 단서에서 기준에 적합한

                 물분무소화설비로 방호조치를 하였으므로 보유공지의 1/2 이상의 너비 (최소 3m)로 할 수 있다. 따라서, 8m가

                 된다.  (만약, 문제의 단서가 없을 경우 16m가 된다.)

  ④ D (방유제 최소폭, m)

      ▣ 휘발유 탱크를 기준으로 해야 한다. 탱크지름 16m, 방유제와의 거리 6m 이므로  D = A + 휘발유 탱크 지름 + A

       ⊙ 세로 길이 : 16 m + 6m + 6m = 28 m

 

 나. 포소화설비 고정포방출구 방식의 포소화약제 저장량

  [산정 공식]

  ① 고정포 방출구

         Q① = A · Q1 · T · S [ℓ]

         여기서, Q① : 포소화약제의 양 [ℓ], A : 탱크의 액표면적 [㎡]

                      Q1 : 단위포 소화수용액의 양 (방출률) [ℓ/min · ㎡]

                       T : 방출시간 [min], S : 포소화약제의 사용농도 [%]

  ② 보조포소화전

         Q② = N · S · 8,000 ℓ

          여기서, Q② : 포소화약제의 양 [ℓ]

                       N : 호스접결구의 수 (최대 3개)

                       S : 포소화약제의 사용농도 [%]

  ③ 배관 보정량 (송액관에 필요한 포소화약제의 양) : 내경 75㎜ 초과시 적용

      Q③ = A · L · S · 1,000 ℓ/㎥

        여기서, Q③ : 배관보정량 [ℓ], A : 배관의 단면적 [㎡], L : 배관의 길이 [m],   S : 포소화약제의 사용농도 [%]

   ※ 고정포방출구 방식의 포소화약제 저장량

         Q = Q① + Q② + Q③

         여기서, Q : 고정포 방출구 방식의 포소화약제 저장량 [ℓ]

                      Q① : 고정포 방출구에 필요한 포소화약제 저장량 [ℓ]

                      Q② : 보조포 소화전에 필요한 포소화약제 저장량 [ℓ]

                      Q③ : 배관보정량 [ℓ]

  【고정포 방출구의 종류】

탱크의 구조	포방출구
고정지붕구조 (콘루프 탱크)	Ⅰ형 방출구 Ⅱ형 방출구 Ⅲ형 방출구 Ⅳ형 방출구
부상덮개부착 고정지붕구조	Ⅱ형 방출구
부상지붕구조 (플로팅루프탱크)	특형 방출구

  ① 포저장탱크의 용량 (조건 ⑤에서 포저장탱크의 용량은 포소화약제 저장량을 말한다.)

     ㉠ 휘발유 탱크

       ⊙ 포방출구 : 조건 ②에서 설계자가 선정하도록 하였으므로 위 표에서 특형 방출구를 선정한다.

           ⓐ 고정포 방출구 Q① = A · Q1 · T · S

     ⊙ A (탱크의 액표면적)

 

  ▣ 플루팅루프탱크 (부상지붕구조)의 경우 포소화약제를 탱크 측판과 굽도리판 사이에만 방출하므로 색칠한 부분만 고려

       하여 적용한다.

      ∴ A = π/4 × (162 - 14.42) ㎡

    ※ 특형 방출구 : 부상지붕구조(플로팅루프탱크)에만 사용된다.

  ◈ 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

         휘발유는 제4류 위험물 제1석유류로서 인화점이 21℃ 미만, 특형 방출구를 사용하므로 조건 ⑥ 표(위 표)에 의해

         Q1 (방출률)은 8 ℓ/min · ㎡가 된다.

      ⊙ 조건 ⑤에서 휘발유의 인화점이 -18 ℃, 특형 방출구를 사용하므로 위 표에 의해  Q1 (방출률)은 8 ℓ/min · ㎡ 이다.​

   ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%형을 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.​

  ⓑ 보조포 소화전 : Q② = N · S · 8000

     ⊙ N (호스접결구의 수) : 조건 ④에서 보조포소화전 쌍구경 2개가 설치되어 있으므로 호스접결구의 수는 4개 이다.

                                              최대 3개를 적용하면 호스접결구의 수 (N) = 3 이다.

    ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%를 사용하므로  농도 (S) =0.03 이다.

        Q② = 3개 × 400 [ℓ/min] × 20 [min] × 0.03 = 720 [ℓ]

  ⓒ 배관 보정량 : Q③ = A · ℓ · S · 1,000

    ⊙ A (배관의 단면적) : 문제의 단서에서 배관크기가 100A이므로 π/4 ×(0.1m)2 이다.

    ⊙ L (배관의 길이) : 문제의 단서에서 50 m 이다.

    ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%를 사용하므로  농도(S) = 0.03 이다​

       휘발유탱크의 포소화약제 저장량 Q = Q① + Q② + Q③ 이므로

         ∴ Q = 275.052 ℓ + 720 ℓ + 11.78 ℓ = 1,006.832 [ℓ] = 1,006,83 [ℓ]

  ㉡ 경유 탱크

       ⊙ 포방출구 : 조건 ③에서 Ⅱ형 방출구이다.

   ⓐ 고정포 방출구

     ⊙ A (탱크의 액표면적) : 문제의 그림에서 탱크의 직경(d)이 10m 이므로 π/4 · (10m)2 이다.

   ◈ 고정포 방출구의 방출량 및 방사시간

 

      경유는 제4류 위험물 제2석유류로서 인화점이 21℃ 이상 70 ℃ 미만, Ⅱ형 방출구를 사용하므로 조건 ⑥ 표 (위 표)에

       의해 Q1 (방출률)은 4 ℓ/min · ㎡ 가 된다.​

        ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%를 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.​

    ⓑ 보조포 소화전 : Q② = N · S · 8000

       ⊙ N (호스접결구의 수) : 조건 ④에서 보조포소화전 쌍구경 2개가 설치되어 있으므로 호스접결구의 수는 4개 이다.

                                               최대 3개를 적용하면 호스접결구의 수 (N) = 3 이다.

       ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%를 사용하므로 농도 (S) =0.03 이다.

               Q② = 3개 × 400 [ℓ/min] × 20 [min] × 0.03 = 720 [ℓ]

    ⓒ 배관 보정량 : Q③ = A · ℓ · S · 1,000

      ⊙ A (배관의 단면적) : 문제의 단서에서 배관크기가 100A이므로 π/4 ×(0.1m)2 이다.

      ⊙ L (배관의 길이) : 문제의 단서에서 50 m 이다.

      ⊙ S (포소화약제의 사용농도) : 조건 ③에서 수성막포 3%를 사용하므로 농도(S) = 0.03 이다.경유탱크의 포소화약제                   저장량 Q = Q① + Q② + Q③ 이므로

             ∴ Q = 282.743 ℓ + 720 ℓ + 11.78 ℓ = 1,014.523 [ℓ] = 1,014.52 [ℓ]

            ∴ 포소화약제의 저장량은 각 탱크 중 가장 큰 탱크를 적용하므로 휘발유 탱크와 경유 탱크에서 구한 값 중 가장 큰

                 값인 ㉡에서 구한 값 경유 탱크의 1,042.52ℓ 가 되며 조건 ⑤에서 1,200 ℓ 를 선정한다.

  ② 소화설비의 수원 (저수량)

     ⊙ 포수용액 = 포원액 + 물(수원) 이므로 조건 ③ 에서 수성막포 3%를 사용하므로 물(수원)의 농도는 100 % - 3% =

                            97% 이다. 농도(S) = 0.97 이 된다.

     ⊙ 문제 ①에서 구한 값 중 경유탱크의 포소화약제 저장량이 휘발유 탱크의 포소화약제 저장량 보다 많으므로 수원 (저

         수량)도 경유탱크가 많다. 따라서, 경유탱크의 수원 (저수량)을 구하여 적용하면 된다.

    ㉠ 고정포 방출구 Q① = A · Q1 · T · S

    ㉡ 보조포소화전 Q② = N · S · 8000

         Q② = 3개 × 400 [ℓ/min] × 20 [min] × 0.97 = 23,280 [ℓ]​

​

    ㉢ 배관보정량 Q③ = A · ℓ · S · 1,000​

      경유탱크의 포소화약제 저장량 Q = Q① + Q② + Q③ 이므로

        ∴ Q = 9,142.034ℓ + 23,280ℓ + 390,918ℓ = 32,802.952 [ℓ] ≒ 32 [㎥]

            ※ 문제의 단서에서 ㎥ 이하는 절삭하여 정수로 표시한다.

  ③ 가압송수장치(펌프)의 유량 [ℓpm]

    ⊙ 가압송수장치(펌프)의 유량은 포수용액의 양을 기준으로 하므로 농도(S) = 1 이다.

    ⊙ 가압송수장치(펌프)의 유량 [ℓpm]이므로 방사시간(T)를 적용하지 않으며 보조포소화전 계산시에도

         8,000 ℓ = 400 ℓpm × 20 min이므로 방사시간 20 min을 제외한 유량(방사량) 400 ℓpm을 적용한다.

    ⊙ 가압송수장치(펌프)의 유량 계산시 배관보정량(Q③)은 적용하지 않는다.

   ㉠ 고정포 방출구 : Q① = A · Q1 · S​

  ㉡ 보조포 소화전

      Q② = N · S · 400 ℓ/min 이므로

      Q② = 3개 × 1 × 400 ℓpm = 1,200 [ℓpm]

    ∴ Q = 314.159 ℓpm + 1,200 ℓpm = 1,514.159 ≒ 1,514.16 [ℓpm]

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  ④ 프레져푸로포셔너 방식의 유량범위는 50 ~ 200 % 이다.

       따라서, 최소유량은 50%, 최대유량은 200% 이다.

    ㉠ 최소 유량 : 1,514.16 × 0.5 = 757.08 [ℓ/min]

    ㉡ 최대 유량 : 1,514.16 × 2.0 = 3,028.32 [ℓ/min]

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