제연설비 - 소화활동설비

【 제연설비 】

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가. 소화활동설비

  ▣ 화재를 진압하거나 인명구조 활동을 위하여 사용하는 설비

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나. 소화할동설비의 구성도 ★♣

  ▣ 제연설비, 연결송수관설비, 연결살수설비, 연소방지설비, 비상콘센트 설비, 무선통신 보조설비

 

※ 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 (거실 제연설비)

  ▣ 화재발생시 화재 발생 장소의 연기를 거실 또는 통로에서 배출시키고 거실의 하부나 인접실에서 신선한 공기를 공급하

       여 청정공간을 유지해 피난 및 소화활동을 유효하게 하기 위한 설비

  ▣ 거실(상가) 제연설비

    ⊙ 빨리 연기를 배출하여 청결한 공기를 공급하여 피난을 유도하고 소방대의 활동을 도와주기 위한 설비 (목적 : 청결층

         유지)

 

2. 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 도시철도 시설, 공항시설 및 항만시설의 대합실      또는 휴게 시설		지하층 또는 무창층의 바닥면적 1,000 ㎡ 이상
⊙ 지하가 (터널 제외)		연면적 1,000 ㎡ 이상

3. 제연방식의 분류 ★★★

 <제연방식>

 

가. 자연제연방식

  ▣ 개구부를 통하여 자연적으로 연기를 배출하는 방식

 

 나. 스모크타워 제연방식

   ▣ 루프 모니터 (지붕위의 환풍기)를 설치하여 연기를 배출하는 방식

 

   ※ 공장 등 대규모 시설에 설치

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다. 기계 제연방식

   ① 제1종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기와 배연기를 설치하여 제연하는 방식

 

   ② 제2종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기만 설치하여 제연하는 방식

 

   ③ 제3종 기계제연방식 : 급기와 배기를 배연기만 설치하여 제연하는 방식

 

  ◈ 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

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  ▣ 제연팬 (Fan)의 동력 산정​

     여기서, P : 팬의 동력 [kW]

                 Pt : 전압 [㎜Aq]

                 Q : 풍량 [㎥/min]

                 η : 전효율

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 [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 (5년에 한번)​

      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 (5년에 한번)

 

           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 [m] 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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5. 제연구역 구획의 기준 (NFTC 501 2.1.2) ♣

   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 하강하

        여 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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6. 배출량 및 배출방식 (NFTC 501 2.3) ★ (시험에 매우 많이 나옴)

 가. 통로 : 45,000 [㎥/h] 이상일 것

 나. 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] (CMH)이므로 60분을 곱할 것

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 다. 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 하

         고 공동 예상 구역 전체 배출량은 5,000 ㎥/hr 이상으로 할 것) : 공 벽 합

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

         배출량 중 최대의 것 : 독 제 최

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  ◈ 대규모 화재실의 제연효과 ★

     ① 거주자의 피난루트 형성

     ② 화재진압 대원의 진입루트 형성

     ③ 인접실로의 연기확산 지연

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7. 배출구 [NFTC 501 2.42) ★♣

  ▣ 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 (7년에 한번)

 가. 기능에 따른 분류

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

         다.

    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 과압 방지 배출 댐퍼

 나. 구조에 따른 분류

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

                                                                       에 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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【 참고 】 공기 유입구의 면적 [㎠]

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

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9. 배출기 및 배출풍도 (NFTC 501 2.6) ♣ (급기는 거의 안 나옴)

가. 배출기 ★★♣

   ① 배출기의 배출능력은 규정에 따른 배출량 이상이 되도록 하여야 한다.

   ② 배출기와 배출풍도의 접속부분에 사용하는 캔버스는 내열성 (석면재료는 제외)이 있는 것으로 할 것

      ※ 캔버스 : 수계 수화설비에서 플랙시블 조인트와 같은 역할

   ③ 배출기의 전동기 부분과 배풍기 부분은 분리하여 설치하여야 하며, 배풍기 부분은 유효한 내열처리를 할 것

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  ※ 용어

     ⊙ 송풍기 : 급기팬 (FAN)      ⊙ 배출기 (배연기) : 배기 (FAN)        ⊙ 풍도 : 덕트

 

[참고] 방화댐퍼

   ① 덕트 내부에 퓨즈 등을 설치하여 일정온도 이상시 자동적으로 덕트를 폐쇄시켜 화염 또는 연기 확산을 방지하는 댐퍼

   ② 구조

       ㉠ 철재로서 두께가 1.5 ㎜ 이상일 것

       ㉡ 화재시 연기의 발생 또는 온도상승에 의하여 자동으로 닫힐 것

       ㉢ 닫힐 때에는 방화상 지장이 있는 틈이 생기지 아니할 것

       ㉣ 댐퍼의 기능을 확보하기 위하여 필요하다고 인정하여 정하는 국토교통부 기준에 적합한 것일 것

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 나. 배출풍도(덕트관) ★★

   ① 배출풍도는 아연도금강판 또는 이와 동등 이상의 내식성 · 내열성이 있는 것으로 하며, 내열성(석면재료를 제외)의

        단열재로 유효한 단열처리를 하여야 한다.

   ② 배출기의 흡입측 풍도안의 풍속은 15 [m/s] 이하로 하고 배출측 풍속은 20 [m/s] 이하로 한다.

   ③ 배출풍도 강판의 두께

풍도 단면의 긴 변 또는 직경의 크기	강판 두께
450 [㎜] 이하	0.5 [㎜] 이상
450 [㎜] 초과 750 [㎜] 이하	0.6 [㎜] 이상
750 [㎜] 초과 1,500 [㎜] 이하	0.8 [㎜] 이상
1,500 [㎜] 초과 2,250 [㎜] 이하	1.0 [㎜] 이상
2,250 [㎜] 초과	1.2 [㎜] 이상

   ※ 옥내소화전 유속 : 4[m/s] 이하, 스프링클러 가지 배관 6 [m/s], 기타 배관 10 [m/s],

                                    제연설비 흡입관 15 [m/s] 이하 , 배출측 20 [m/s] 이하

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  ◈ 덕트내에 흐르는 풍량을 조절하는 방법

      ① 송풍기의 회전수 변화      ② 흡입댐퍼에 의한 교축        ③ 흡입베인에 의한 교축

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10. 유입 풍도 등 (NFTC 501. 2. 7)

   ① 유입풍도 안의 풍속은 20 [m/s] 이하로 해야 한다.

   ② 옥외에 면하는 배출구 및 공기 유입구는 비 또는 눈이 들어가지 아니하도록 하고 배출된 연기는 공기유입구로 순환

        유입되지 아니하도록 해야 한다.

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11. 제연설비의 기동 (NFTC 501 2.8) ♣

  ▣ 가동식의 벽 · 제연 경계벽 · 댐퍼 및 배출기의 작동은 자동화재 감지기와 연동되어야 하며, 예상제연구역 (또는 인접장

       소) 및 제어반에서 수동으로 기동이 가능하도록 하여야 한다. (비상경보시설, 자동 ×)

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12. 제연설비 설치 제외 (NFTC 501. 2. 9) 최근에 한번

  ▣ 제연설비를 설치해야 할 특정소방대상물 중 화장실 · 목욕실 · 주차장 · 발코니를 설치한 숙박시설 (가족호텔 및 휴양콘

       도미니엄에 한한다)의 객실과 사람이 상주하지 아니하는 기계실 · 전기실 · 공조실 · 50 ㎡ 미만의 창고 등으로 사용되

       는 부분에 대하여는 배출구 공기유입구의 설치 및 배출량 산정에서 이를 제외한다.

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【 참고 】 플래쉬 오버 (Flash over) 및 백 드래프트 (Back draft)

구분	플래쉬 오버 (flash over)	백 드래프트 (Back draft)
정의	화재실 내 가연물의 전 표면이 불로 덮이은 현상을 말하는데 국부적인 화재에서 실 전체로의 급격한 화재확대를 의미한다. ​ ​ ​ ​	화재 진행중 구획실 내의 산소의 결핍으로 인하여 감쇠되고 산소의 부족에 따라 가연성 가스가 축적된 경우 소방관의 진입 등 출입문의 개방 등으로 산소가 유입되었을 경우 축적된 가연성 가스에 의해 폭발이 발생하며, 충격파가 수반하는 현상으로 소방관 살인현상 이라고도 한다.
발생시기	성장기	감쇠기

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