1. 가스계 소화설비
① 이산화탄소(CO2) 소화설비
② 할론소화설비
③ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비
<소화약제 개방방식>
① 전기식
② 기계식
③ 가스압력식
[참고] 저압식 이산화탄소 소화설비의 평상시 밸브 상태
▣ 브리더 밸브 (Breather valve) : 압력을 경감해 주기 위한 목적의 특수밸브로서 저장탱크와 같은 용기 상부에 설치하여
내부의 압력을 배출시키거나 외부의 공기를 내부로 유입하여 탱크내 적정압력을 유지하는 밸브로서 탱크내 운전압력
이상으로 가압될 경우 내부의 압력을 외부로 배출하여 압력을 떨어 뜨리고 내부에 진공압력이 형성될 경우 외부 공기를
내부로 유입시켜 진공을 깨는 (Breaking)역할을 한다.
▣ 이산화탄소 소화약제 저장용기 설치장소의 적합 기준
① 방호구역 외의 장소에 설치할 것 (방호구역 내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치)
② 온도가 40℃ 이하이고 온도변화가 적은 곳에 설치할 것
③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것
④ 방화문으로 구획된 실에 설치할 것
⑤ 용기의 설치장소에는 해당 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것
⑥ 용기간의 간격은 점검에 지장이 없도록 3 ㎝ 이상의 간격을 유지할 것
⑦ 저장용기와 집합관을 연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우
에는 제외)
나. CO2 소화설비의 수치
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구 분
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기 준
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저장용기의 저장압력
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고압식
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⊙ 20℃(상온) : 6 MPa
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저장식
(자동냉동장치)
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⊙ - 18℃ 이하 : 2.1 MPa
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저장용기의 내압시험 ★★★
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고압식
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⊙ 25 MPa 이상
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저압식
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⊙ 3.5 MPa 이상
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개폐밸브 또는 선택밸브
배관부속의 호칭압력
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고압식
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⊙ 1차측 : 4 MPa 이상
⊙ 2차측 : 2 MPa 이상
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저압식
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⊙ 2 MPa 이상
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기동용 가스용기의 충전압력 (21℃ 기준)
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⊙ 6 MPa 이상
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기동용 가스용기의 내압시험압력 ★★★
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⊙ 25 MPa 이상
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기동용 가스용기 안정장치의 작동압력
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⊙ 내압시험압력의 0.8~1 (내압시험압력) 이하 20 ~ 25 MPa 이하
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저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브
사이의 안전장치 작동압력
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⊙ 내압시험압력의 0.8배
- 고압식 : 20 MPa
- 저압식 : 2.8 MPa
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안전밸브의 작동압력 (저압식)
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⊙ 내압시험압력의 0.64 ~ 0.8배 : 2.24 ~ 2.8 MPa
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봉판의 작동압력 (저압식)
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⊙ 내압시험압력의 0.8~1 (내압시험압력) : 2.8 ~ 3.5 MPa
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압력경보장치의 작동압력 (저압식)
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⊙ 2.3 MPa 이상 1.9 MPa 이하
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충전비 (저장용기)
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고압식
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⊙ 1.5 ~ 1.9 이하
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저압식
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⊙ 1.1 ~ 1.4 이하
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분사헤드의 방사압력
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고압식
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⊙ 2.1 MPa 이하
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저압식
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⊙ 1.05 MPa 이하
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◈ 충전비 : 용기의 용적과 소화약제의 중량과의 비율
◈ 저압식 저장용기 : 액면계 및 압력계를 설치할 것
【가스계 소화약제 저장량】
1. 이산화탄소 소화설비
가. 전역방출방식
① 표면화재
▣ 소화약제 저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소요 약제량 [㎏/㎥] × 보정계수 + 개구부 면적 × 개구부 가산량 [㎏/㎡]
※ 소요약제량 및 개구부 가산량
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방호구역체적
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소요 약제량
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최소 저장량
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개구부가산량
(자동폐쇄장치
미설치시 적용)
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45 ㎥ 미만
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1㎏ / ㎥
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45 ㎏
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5 ㎏ / ㎡
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45 ㎥ 이상 150 ㎥ 미만
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0.9 ㎏ / ㎥
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||
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150 ㎥ 이상 1,450 ㎥ 미만
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0.8 ㎏ / ㎥
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135 ㎏
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1,450 ㎥ 이상
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0.75 ㎏ / ㎥
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1,125 ㎏
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② 심부화재
▣ 소화약제 저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소요 약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적[㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]
※ 소요약제량 및 개구부 가산량
|
소방대상물
|
소요 약제량
|
개구부 가산량
(자동폐쇄장치
미설치시 적용)
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⊙ 전기설비 (유압기기 제외)
⊙ 케이블실 (무조건 1.3)
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1.3 ㎏/㎥
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10 ㎏/㎡
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⊙ 전기설비 (55 ㎡ 미만)
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1.6 ㎏/㎥
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⊙ 서고, 전자제품창고, 목재가공품창고, 박물관
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2.0 ㎏/㎡
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⊙ 고무류, 면화류 창고, 모피창고, 석탄창고, 집진설비
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2.7 ㎏/㎥
|
나. 국소방출방식
여기서, a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 [㎡] (0.6 m 이내에 설치된 실제 벽, 누설되지 않는 벽면적
A : 방호공간의 벽면적 (벽이 없는 경우에는 벽이 있는 것으로 가정한 부분의 면적)의 합계 [㎡] (전체 벽면적으로
서 0.6 m 이내에 실제 벽이 있을 경우를 포함하며, 0.6m 이내에 벽이 없을 경우에는 가상의 벽이 있다고 가정
한 벽면적의 합계)
2. 할론 소화설비 (잘 안나옴)
가. 전역방출설비
▣ 소화약제 저장량 [㎏] = 방호구 역체적 [㎥] × 소요 약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]
※ 소화약제량 및 개구부 가산량
|
소방대상물
|
소화약제량
|
개구부 가산량
(자동폐쇄장치
미설치시 적용)
|
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차고, 주차장, 전기실, 전산실, 통신기기실, 합성수지류
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0.32 ㎏/㎥
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2.4 ㎏ / ㎡
|
|
서류, 면화류, 볏짚류, 목재가공품, 대팻밥, 나무부스러기 등
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0.52 ㎏ / ㎥
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3.9 ㎏ / ㎡
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나. 국소방출방식
① 윗면이 개방된 용기, 연소면이 1면에 한정되고 가연물이 비산할 우려가 없는 경우
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소화약제의 종별
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소화약제 저장량
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할론 1301
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방호대상물 표면적 [㎡] × 6.8 ㎏/㎡ × 1.25
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할론 1211
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방호대상물 표면적 [㎡] × 7.6 ㎏/㎡ × 1.1
|
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할론 2402
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방호대상물 표면적 [㎡] × 8.8 ㎏/㎡ × 1.1
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② 기타
여기서, Q : 방호공간 1㎥에 대한 할론소화약제의 양 [㎏/㎥]
a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]
A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]
X, Y : 수치
3. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 ★★★
① 할로겐 화합물 소화약제
여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]
V : 방호구역의 체적 [㎥]
S : 소화약제별 선형상수 [㎥/㎏] : 표로 주어짐
C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]
설계농도 = 소화농도 × 안전계수 (A, C급 : 1.2, B급 : 1.3) (문제에서 주어짐)
t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]
② 불활성기체 소화약제
여기서, X : 공간체적 당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]
S : 소화약제별 선형상수 [㎥/㎏]
Vs : 20 ℃ 에서 소화약제의 비체적 [㎥/㎏] (20℃에서는 Vs/S = 1이 된다)
= (K1 + K2 × 20℃) : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]
C : 설계농도 = 소화농도 × 안전계수 (A, C급 : 1.2, B급 : 1.3)
t : 방호구역의 최소 예상 온도 [℃]
V : 방호구역체적 [㎥]
※ NFTC 107 A 2.7.3 : 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급
화재 2분, B급 화재 1분) 이내에 방호구역 각 부분에 최소설계농도의 95% 이상 해당하는 약제량이
방출되도록 할 것
4. 분말소화약제
가. 전역방출방식
▣ 소화약제 저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소요 약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]
※ 소화약제량 및 개구부 가산량
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소화약제의 종별
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소요 약제량
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개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미설치시 적용)
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제1종 분말
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0.6 ㎏ / ㎥
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4.5 ㎏ / ㎡
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제2 · 3종 분말
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0.36 ㎏ / ㎥
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2.7 ㎏ / ㎡
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제4종 분말
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0.24 ㎏ / ㎥
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1.8 ㎏ / ㎡
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나. 국소방출방식
① 윗면이 개방된 용기, 연소면이 1면에 한정되고 가연물이 비산할 우려가 없는 경우
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소화약제의 종별
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소화약제 저장량
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제1종 분말
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방호대상물 표면적 [㎡] × 8.8 ㎏/㎡ × 1.1
|
|
제2 · 3종 분말
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방호대상물 표면적 [㎡] × 5.2 ㎏/㎡ × 1.1
|
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제4종 분말
|
방호대상물 표면적 [㎡] × 3.6 ㎏/㎡ × 1.1
|
② 기 타
여기서, Q : 단위 체적당 소화약제의 양 [㎏/㎥]
a : 방호대상물의 주변에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]
A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]
X,Y : 수치
[참고] 최소 소화농도 · 최소 설계 농도
▣ 최소 소화농도 (이론 농도)
여기서, CO2 : CO2의 농도 [%]
O2 : O2의 농도 [%] → 15 [%] 이하시 이론적인 소화 가능
▣ 최소(표준) 설계농도 : 여유율 20%를 가산
∴ CO2 [%] = 28 % × 1.2 = 34 [%]
5. 토너먼트배관 (균배배관) 방식
① 소화약제 방출시 배관 내의 마찰손실을 일정하게 유지하기 위한 방식
② 토너먼트 배관 (균배배관) 방식의 적용 설비 ★★★
㉠ 이산화탄소 소화설비
㉡ 할론 소화설비
㉢ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비
㉣ 분말 소화설비
㉤ 압축공기포 소화설비
6. 이산화탄소 소화설비의 분사헤드 설치제외 장소 ★★★
① 방재실, 제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소
② 니트로셀룰로오스, 셀룰로이드 제품 등 자기 연소성 물질을 저장 · 취급하는 장소
③ 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 활성금속물질을 저장 · 취급하는 장소
④ 전시장 등의 관람을 위하여 다수인이 출입 · 통행하는 통로 및 전시실 등
7. 이산화탄소 소화설비의 배출설비 설치대상
① 지하층 ② 무창층 ③ 밀폐된 거실 : 질식의 우려가 있기 때문에 배출설비를 설치해야 한다.
8. 이산화탄소 소화설비의 관련식
가. CO2 농도
나. 방출가스량
여기서, V : 방출가스량 [㎥]
O2 : O2의 농도 [%]
※ 방출가스량 [㎥] = 소화약제량 [㎏] × 비체적 [㎥/㎏]
9. 이상기체 상태 방정식
▣ 아보가드로의 법칙 (1kmol은 0℃, 1atm, 22.4㎥)에 따라 보일 - 샤를의 법칙이 PV / T = R (일정) 하다면 이상기체 상태
방정식을 다음과 같이 적용할 수 있으며, 기체의 분자량에 따라 기체상수는 달라질 수 있다.
라. 헤드의 분구면적
마. 헤드 (오리피스)의 등가분구면적
바. 분사헤드 개수
사. 소화약제의 유량 속도
아. 선택밸브 직후 (개방 직후)의 유량
자. 개방밸브의 직후의 유량
차. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 (방출유량)
카. 액화 CO2 의 증발량
여기서, Q : 액화 CO2 의 증발량 [㎏], W : 배관의 중량 [㎏]
C : 배관의 비열 [kcal/㎏·℃]
t1 : 방출 전 배관의 평균온도 [℃], t2 : 방출하는 동안 배관의 평균온도 [℃]
H : 액화 CO2의 증발잠열 [kcal/㎏]
타. 이산화탄소 소화설비 과압 배출구의 면적
여기서, A : 과압배출구의 면적 [㎟]
Q : 이산화탄소의 유량 [㎏/min]
P : 방호구역 내 구조물의 허용 압력 [㎏/㎠], [kPa]
※ 방호구역 내 구조물의 허용압력 (P)
|
구 조
|
P
|
|
경량 구조물
|
1.2 kPa
|
|
일반 구조물
|
2.4 kPa
|
|
동근 구조물
|
4.8 kPa
|
◈ 이너젠 (IG - 541) 설비의 과압배출구 면적
여기서, A : 과압배출구의 면적 [㎠]
Q : 이너젠 유량 [㎥/min]
P : 방호구역 내 구조물의 허용압력 [㎏/㎡]
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