아낌없이 주는 나무

◈ 피난구조설비의 뜻

  ▣ 화재가 발생할 경우 피난하기 위하여 사용하는 기구 또는 설비

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◈ 피난구조설비의 구성도

  1. 피난기구 : 피난 사다리, 구조대, 완강기, 그밖에 화재안전기준으로 정하는 것 ♣

  2. 인명구조기구 :  ① 방열복, 방화복    ② 공기호흡기     ③ 인공소생기

  3. 유도등 : 핀난유도선, 피난유도등, 통로유도등, 객석유도등, 유도표지 ♣

  4. 비상조명등 및 휴대용 비상조명등

1. 피난기구

가. 피난기구의 분류 ★

   ▣ 피난사다리 (노약자 ×)

   ▣ 피난교 : 건물과 건물 사이 (노약자 O)

   ▣ 피난용 트랩 : 항공기 탑승장치 처럼 손잡이가 있는 것 (지하층, 노약자 O)

   ▣ 미끄럼대 (3층에만 설치(경사각도 때문, 노약자 O) 경사 때문에 )

   ▣ 완강기 : 연속적으로 사용 가능

   ▣ 간이 완강기 : 1회용 ※ 간이 완강기는 추가 기준으로 설치된다.

   ▣ 구조대 : 포대 모양, 요양병원에 많이 설치되어 있다.

    ⊙ 경사하강식(사강식)과 수직강하식이 있다.

   ▣ 공기안전매트 : 추가기준 : 아파트에 설치하며 관리주체 마다 설치, 관리소가 2곳이면 2개를 설치해야 한다.

   ▣ 다수인 피난장비 : 상부에 설치되어 화재시 하강하여 구조하는 설비 (줄이 내려 옴)

   ▣ 승강식 피난기 : 엘레베이터 처럼 기능 (피난용으로 동력없이 작동함)

       ※ 다수인 피난장비와 승강식 피난장비는 모든 대상물에 설치 가능하다.

나. 피난기구의 설치개수 (NFTC 301.2.1) ★★★★★

  ① 층마다 설치

  ② 피난기구의 설치대상에 따른 설치 개수

  ③ 숙박시설(휴양콘도미니엄 제외) : 추가로 객실마다 완강기 또는 둘 이상의 간이완강기 설치

  ④ 공동주택 (공동주택관리법 제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목 까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택) : 하나의 관리

       주체가 관리하는 공동주택 구역마다 공기안전매트 1개 이상 설치

  ④ 4층 이상의 층에 설치된 노유자 시설 중 장애인 관련 시설 : 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우에는

      층마다 구조대를 1개 이상 추가로 설치

    ※ 법 개정으로 지하층에는 피난기구를 설치하지 않는다.

 <추가기준>

   ◈ 숙박시설 : 객실마다 완강기 또는 2 이상의 간이 완강기

   ◈ 공동주택 : 공기안전매트

   ◈ 4층 이상의 장애인 관련 시설 : 구조대

【 피난기구의 설치 제외 조건 】

  ① 구조물이 내화구조

  ② 거실의 각 부분으로 부터 직접 복도로 피난할 수 있는 학교 (강의실)

【 피난기구의 설치 감소 기준(½) 】

  ▣ 내화구조로 되어 있고 직통계단인 피난계단 및 특별피난 계단이 설치된 경우 피난기구를 ½ 로 감축할 수 있다.

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다. 소방대상물의 설치장소별 피난기구의 적응성 (NFTC 301 표 2.1.1)

다. 한층의 면적이 1,000㎡ 이고 주요 구조물이 내화구조이고 피난계단이 2개소 설치된 경우 총 피난기구 설치개수는 ?

  ▣ 피난기구 설치 개수 : 1,000㎡ ÷ 500 ㎡ = 2개

  ▣ 피난기구 설치 감소 기준 : 2 × ½ = 1개

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[예제 3] 아래 그림과 같은 숙박시설로서 바닥면적이 1,000[㎡] 이고 지하1층, 지상 5층일 때 전부 주완강기와 객실에도

      완강기를 설치할 때와 주완강기와 객실에는 간이완강기를 설치할 때의 완강기와 간이완강기의 설치 개수는 ?

  ⊙ 모두 완강기 설치시 : 완강기는 3층 ~10층까지 설치하므로

       주완강기 1000 ÷ 800 = 2대 × 3층 = 6개

       객실완강기 : 10개 × 3층 = 30개 ∴ 총 30 + 6 = 36개

  ⊙ 완강기와 간이완강기 설치 개수

       주완강기 : 6개, 간이 완강기 : 객실 1개당 2개 이므로 60개

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◈ 피난기구의 설치대상 (노유자시설, 영업장의 위치가 4층 이하인 다중이용업수 제외)

      ① 지하층

      ② 3 ~ 10층

◈ 피난기구의 설치제외 (노유자시설, 영업장의 위치가 4층 이하인 다중이용업소 제외)

     ① 피난층, 지상 1층, 지상 2층, 11층 이상

     ② 가스시설

     ③ 지하구

     ④ 터널

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나. 피난기구의 설치개수 (NFSC 301 제4조) ♣

③ 숙박시설 (휴양 콘도미니엄 제외)

     ⊙ 추가로 객실 마다 완강기 또는 둘 이상의 간이 완강기 설치

④ 공동주택 (공통주택관리법 시행령 제2조의 규정에 따른 공동주택) : 하나의 관리주체가

     ⊙ 관리하는 공동주택 마다 공기 안전매트 1개 이상 설치

  ※ 노 · 숙 · 의 : 500 [㎡] 마다

      용도 이름 : 800 [㎡] 마다

      그밖의 용도 : 1,000[㎡] 마다.

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다. 소방대상물의 설치장소별 피난기구의 적응성 (NFSC 301 [별표1]) ★★★

비고) 간이완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

          시행령 제2조의 규정에 따른 공동주택)에 한한다.

  ※ 4층 이하 다중이용업수 : 미, 피, 완, 구 (미끄럼대, 피난사다리, 완강기, 구조대)

  ※ 시험에는 노유자시설이 많이 나옴, 특히 지하층에 대한 것이 나온다.

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라. 피난 사다리

1) 피난 사다리

⊙ 화재시 긴급대비를 위해 사용하는 사다리

2) 피난사다리의 분류 ★★

고 : 고정식 올 : 올림식 내 : 내림식

  ⑤ 피난사다리의 강도시험 (제8조) ★

⑥ 피난사다리의 중량 (제9조)

   ㉠ 올림식 사다리 : 350 [N] 이하

   ㉡ 내림식 사다리 : 200 [N] 이하

⑦ 피난사다리의 표시사항 (제11조)

  ㉠ 종별 및 형식   ㉡ 형식승인번호   ㉢ 제조년월 및 제조번호  ㉣ 제조업체명 또는 상호   ㉤ 길이 및 자체 중량

  ㉥ 사용안내문 (사용방법, 취급상의 주의 사항)   ㉦ 품질보증에 관한 사항 (보증기간, 보증내용, A/S 방법, 자체 검사필증

       등)

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마. 피난교

  1) 피난교 : 2개 동의 특정소방대상물 각각의 옥상 부분 또는 외벽에 설치된 개구부를 가교로 연결 · 설치하여 상호간에

                     피난할 수 있도록 한 피난 기구

  2) 피난교의 구조

   ① 폭 : 60 [㎝] 이상        ② 난간의 높이 : 1.1 [m] 이상            ③ 난간의 간격 : 18 [㎝] 이하

   ④ 겔레받이의 높이 : 10 [㎝] 이하            ⑤ 적재하중 : 3,300 [N/㎡] 이상

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바. 피난용 트랩

  1) 피난용 트랩 : 특정소방대상물의 외벽 또는 지하층의 내벽에 설치하는 계단형태의 피난기구

  2) 피난용 트랩의 구조

    ① 종류 : 고정식, 반고정식          ② 단 높이 : 30 [㎝] 이하            ③ 발판 : 20 [㎝] 이상

    ④ 난간의 높이 : 70 [㎝] 이상       ⑤ 난간의 간격 : 18 [㎝] 이하     

    ⑥ 적재 하중

         ㉠ 난간사이의 발판 : 650 [N] 이상       

         ㉡ 계단참 : 3,300 [N/㎡] 이상

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사. 미끄럼대

  1) 미끄럼대 : 미끄럼을 타듯이 피난할 수 있는 피난기구

  2) 미끄럼대의 구조

     ① 종류 : 고정식, 반고정식, 수납식

     ② 폭 : 0.5 ~ 1 [m]

     ③ 옆판의 높이 : 40 [㎝] 이상

     ④ 난간의 높이 : 60 [㎝] 이상

     ⑤ 바닥판의 폭 : 40 [㎝] 이상

     ⑥ 미끄럼면의 경사각도 : 40 [°] 이하

     ⑦ 적재하중 : 1,300 [N/㎡] 이상

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아. 완강기

  1) 완강기 : 지지대에 걸어서 사용자의 몸무게에 의하여 자동적으로 내려올 수 있는 기구 중 사용자가 교대하여 연속적

                    으로 사용할 수 있는 것

  2) 완강기의 구성요소

     ① 릴      ② 후크(Hook)      ③ 로프     ④ 벨트      ⑤ 조속기(속도조절기)      ⑥ 연결금속구

      ※ 조속기는 이 물질의 침입을 방지하기 위해 밀봉되어 있다.

      ※ 완강기 하중 및 강도시험

         1. 완강기의 최대 사용 하중 : 1,500 [N] 이하 : 약 150 [㎏]

         2. 로프의 강도시험 : 3,900 [N]

         3. 지지대의 강도시험 : 5,000[N]

         4. 벨트의 강도시험 : 6,500[N]

 3) 완강기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준

  ① 조속기(속도조정기)의 적합기준 (제3조)

      ㉠ 견고하고 내구성이 있어야 한다.

      ㉡ 평상시에 분해청소 등을 하지 아니하여도 작동할 수 있어야 한다.

      ㉢ 강하시 발생하는 열에 대하여 기능에 이상이 생기지 아니하여야 한다.

      ㉣ 강하시 로프가 손상되지 아니하여야 한다.

      ㉤ 조속기(속도조절기)의 폴리 등으로 로프가 노출되지 아니하는 구조이어야 한다.

      ㉥ 속도조절기는 사용중에 분해 · 손상 · 변형되지 아니하여야 하며, 속도조절기의 이탈이 생기지 아니하도록 덮개를

           하여야 한다.

<참고> 조속기의 구조

  1. 완강기의 조속기는 후크와 연결되도록 한다.

  2. 완강기의 조속기는 내구성이 있는 회전에 의한 발열이 없고 모래 등의 이 물질이 쉽게 들어가지 않도록 한다.

  3. 완강기의 조속기는 피난자가 그 강하속도를 조절할 수 없다.

  4. 완강기의 조속기는 피난자의 체중에 의하여 로프가 V자 홈이 있는 활자를 회전시켜 이 회전이 기기에 의하여 원심

       브레이크를 작동시켜 강하속도를 조절한다.

   ◈ 완강기의 최대사용하중 : 1,500 [N] 이상 ★

​

 ② 로프의 적합기준 (제3조) ★

   ㉠ 와이어 로프의 지름은 3 [㎜] 이상이어야 하며 전체 길이에 걸쳐 균일한 구조이어야 한다.

   ㉡ 와이어 로프에 외장을 하는 경우에는 전체 길이에 균일하게 외장을 하여야 한다.

<참고> 완강기 로프의 기능 및 외관 검사요령

  1. 로프, 와이어 꺾임 · 비틀림이 없는지 여부

  2. 면부분의 손상 등 강도가 약화되지 아니한 지 여부

  3. 로프에 산성약품, 기름 등이 부착되지 아니한 지 여부

  4. 로프의 말단이 이탈되거나 결목이 봉인되지 아니한지 여부

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 ③ 로프의 강도시험 (제6조)

   ⊙ 최대사용자수에 3,000[N]을 곱하여 얻은 값의 정하중을 가하는 시험에 적합하여야 한다.

 ④ 벨트의 적합기준

   ㉠ 쉽게 착용하고 쉽게 벗을 수 있을 것

   ㉡ 사용할 때 벗겨 지거나 풀어지지 아니하고 또한 벨트가 꼬이지 않아야 한다.

   ㉢ 벨트의 너비는 45 [㎜] 이상이어야 하고 벨트의 최소 원주길이는 55[㎝] 이상 65 [㎝] 이하이어야 하며, 최대 원주길이

        는 160 [㎝] 이상 180 [㎝] 이하이어야 하고 최소 원주길이 부분에는 너비 100[㎜] 두께 10 [㎜] 이상의 충격보호재를

        덧씌워야 한다.

   ㉣ 강하시 사용자가 감시하거나 동작하는데 지장이 생기지 아니하여야 한다.

   ㉤ 사용자의 가슴둘레에 맞도록 벨트길이를 조정할 수 있는 고리가 있어야 하며 최대원주 길이 벨트의 중앙이 고리에

        고정되어야 하고 최소 원주길이벨트의 고리는 원형이어야 한다.

 ⑤ 벨트의 강도시험 (제6조) ★

   ⊙ 벨트의 강도는 늘어 뜨린 방향으로 1개에 대하여 6,500[N]의 인장하중을 가하는 시험에서 끊어지거나 현저한 변형이

        생기지 아니하여야 한다.

 ⑥ 후크(연결부)의 적합기준 (제3조)

   ⊙ 사용중 분해 · 손상 또는 변형이 생기지 아니하여야 하며, 사용중 흔들림, 충격 등으로 연결후크가 풀리지 않도록 풀림

        방지 조치를 하여야 한다.

 ⑦ 완강기의 강하속도 시험 (제12조)

   ㉠ 주위온도시험조건은 - 20 ~ 50 [℃] 의 상태에서 하여야 한다.

   ㉡ 250[N], 650[N], 800[N] 또는 1,000[N]의 하중을 가했을 경우 어느 것이나 16 [㎝/s]이상 150 [㎝/s] 미만이어야 한다.

<참고> 완강기의 설치위치 ♣

자. 구조대

  1) 구조대 : 포지 등을 사용하여 자루형태로 만든 것으로써 화재시 사용자가 그 내부에 들어가서 내려옴으로써 대피할 수

                    있는 것

  2) 구조대의 분류

    ⊙ 방열복, 방화복            ⊙ 공기호흡기           ⊙ 인공소생기

 1) 방화복 : 화재진압 등의 소방활동을 수행할 수 있는 피복

 2) 방열복 : 고온의 복사열에 가까이 접근하여 소방활동을 수행할 수 있는 내열 피복

    ※ 인명구조기구는 특별한 경우를 제외하고는 2개가 한조이다. (방열복(방화복), 공기호흡기, 인공소생기는 2개가 한조

         로 비치되어야 한다.)

    ※ 3개를 모두 설치해야 하는 곳 : 지하층을 포함한 7층 이상 관광 호텔 (낯선 곳에 왔으므로 화재시 위험하므로 기준

                                                         강화)

    ※ 지하층을 포함한 5층 이상의 병원에는 방열복(또는 방화복)), 공기호흡기를 2개 모두를 설치하여야 한다.

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 3) 공기호흡기 : 소방활동시에 화재로 인하여 발생하는 각종 유독가스 중에서 일정시간 사용할 수 있도록 제조된 압축공기

                          식 개인 호흡 장비

 4) 인공소생기 : 호흡 부전 상태인 사람에게 인공 호흡을 시켜 환자를 보호하거나 구급하는 기구

   ※ 암기법

나. 설치대상 (화재예방, 소방시설 설치 유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 [별표5] ★

  ① 방열복 또는 방화복, 인공소생기, 공기호흡기 : 7층 이상 관광호텔 (지하층 포함)

  ② 방열복 또는 방화복, 공기호흡기 : 5층 이상 병원 (지하층 포함)

  ③ 공기호흡기

     ㉠ 수용인원 100명 이상인 문화 및 집회시설 중 영화상영관

     ㉡ 판매시럴 중 대규모 점포

     ㉢ 지하가 중 지하상가

     ㉣ 운수시설 중 지하역사

     ㉤ 물분무등소화설비의 설치대상 및 화재안전기준에 의하여 (이산화탄소 소화설비)를 설치하여야 하는

          특정소방대상물 ♣

다. 설치기준

  ① 특정소방대상물의 용도 및 장소별로 설치해야 할 인명구조기구는 [별표1]에 따라 설치해야 한다.

  ② 화재시 쉽게 반출 사용할 수 있는 장소에 비치할 것

  ③ 인명구조기구가 설치된 가까운 장소의 보기 쉬운 곳에 "인명구조기구"라는 축광표지와 그 사용방법을 표시한 표지를

       부착하되, 축광표지는 소방청장이 고시한 「축광표지의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」에 적합한 것으로 할 것

  ④ 방열복은 소방청장이 고시한 「소방용 방열복의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」에 적합한 것으로 설치할 것

  ⑤ 방화복 (헬멧, 보호장갑 및 안전화를 포함한다)은 소방장비 표준규격 및 내용 연수에 관한 규정」 제3조에 적합한

       것으로 설치할 것

 ◈ 초고층 및 지하연계 복합건축물의 피난안전구역

   ① 방열복 및 방화복, 인공소행기 : 각 2개 이상 배치

   ② 공기호흡기 : 2개 이상 배치 (45분 이상 사용할 수 있는 성능) (피난안전구역이 50층 이상에 설치되어 있을 경우에는

                             동일한 성능의 예비용기를 10개 이상 비치)

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【참고】 페일 세이프 (fail safe) 와 풀 프루프 (fool proof)

 가. 페일 세이프 (fail safe)

   ① 이중 안전장치를 의미하는 것으로 하나의 안전장치가 고장나거나 그 사용을 실패할 경우, 다른 수단의 안전장치를

        이용하여 구제할 수 있도록 하는 것

   ② 사용 예

     ㉠ 2 방향의 피난로를 설치

     ㉡ 비상전원 및 예비전원의 확보

     ㉢ 시스템의 병렬화

     ㉣ 자동화재탐지설비의 루프 (loop) 배선방식

     ㉤ 스프링클러설비의 루프 (loop) 배관 및 그리드 (grid) 배관 방식

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나. 풀 프루프 (fool proof)

  ① '바보라도 보호한다'라는 개념으로 피난시설 등에서 패닉(panic)상태 이거나 저지능자라도 쉽게 판별하고 이용할 수

       있도록 하는 것

  ② 사용예

    ㉠ 소화설비 및 경보설비의 위치 표시 등을 적색으로 하는 것

    ㉡ 피난유도등을 녹색등으로 하거나 간단한 그림을 적용하는 것

    ㉢ 피난방향으로 피난문이 열리도록 하는 구조로 하는 것

    ㉣ 도어노브 (door knob)를 회전식이 아닌 레버식으로 하는 것

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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

  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

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

[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

   ◈ 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

  ② 기타​

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

                        a : 방호대상물의 주변에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]

                        A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

                        X, Y : 수치

   ◈ 수치

 다. 호스릴 방식의 분말 소화설비 (다음 표에 따른 양 이상)

  ▣ 호스릴 방식의 분말소화설비의 하나의 노즐에 대한 소화약제량 및 방사량

  ▣ 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

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

​

#분말소화설비 #분말소화약제 #넉다운효과 #겉보기비중 #유동성 #실리콘 #내습성

#소화약제 #전역방출방식 #국소방출방식 #호스릴 #수성막포 #트윈에이전트

#전자개방밸브 #SOL #정압작동장치 #자동폐쇄장치 #방호구역 #체적

▣ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

  ⊙ 지구 오존층 보존을 위한 할론 소화약제의 사용규제를 대체하기 위한 설비이며, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약

       제를 방출하여 소화하는 설비

▣ 구성요소

  ① 저장용기    ② 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제    ③ 기동장치    ④ 감지기

  ⑤ 배관           ⑥ 선택밸브       ⑦ 분사헤드         ⑧ 음향경보장치          ⑨ 자동폐쇄장치         ⑩ 제어반

   ⑪ 전원          ⑫ 배선

​

1. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 종류 (NFTC 107 A 표 2.1.1)

※ 명명법 (화학식)

   ⊙ 일반적으로 CF3가 뒤쪽에만 붙는다.

   ⊙ 이름에 ea, fa 등이 붙는 것은 CF3가 앞에도 붙고 뒤에도 붙는다.

   ⊙ HFC-125를 예로 들면 125는 CHF의 숫자를 말하며 C는 +1, H는 -1을 해준다.

        C         H             F

        +1       -1             0

  ∴ CFC-125 에서 C는 1+1= 2개, H 는 2-1 = 1개, F는 5-0 = 5개이며 CF3는 뒤에 붙는다.

      정리하면 뒤가 CF3이며 C가 하나 H가 하나 F가 2개를 더해야 한다.

       즉, CF3 + C + H + F2 ⇒ CHF2CF3

   ※ IG는 불활성기체를 의미한다.

       IG의 구성        N2               Ar                     CO2         로 구성된다.

       IG 01                0               1                                         :  Ar 100%

       IG 100             1                 0                         0             : N2 100%

       IG 55               5                 5                                        : N2 50%, Ar 50%

       IG 541             5                 4                        1              : N2 52%, Ar 40%, CO2 8%

​

2. 설치제외 장소 (NFTC 107 A 2.2)

  ① 사람이 상주하는 곳으로서 최대 허용 설계농도를 초과하는 장소

  ② 제3류 위험물 및 제5류 위험물을 사용하는 장소 (소화성능이 인정되는 위험물 제외)

​

3. 저장용기 (NFTC 107 A 2.3)

가. 저장용기 설치장소의 적합기준

  ① 방호구역 외의 장소에 설치할 것. 방호구역 내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치해야

       한다.

  ② 온도가 55℃ 이하이고 온도의 변화가 작은 곳에 설치할 것

  ③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

  ④ 저장용기를 방호구역외에 설치한 경우에는 방화문으로 구획된 실에 설치할 것

  ⑤ 용기의 설치장소에는 해당용기가 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

       는 제외)

나. 저장용기의 적합기준

  ① 저장용기의 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체중량과 총 중량, 충전일시, 충전압력 및 약제의 체적을 표시할 것

  ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량 및 충전압력이 같도록 할 것

  ④ 저장용기에는 충전량 및 충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 약제에 적합한 구조로 할 것

  ⑤ 저장용기의 약제량 손실이 5%를 초과하거나 압력손실이 10%를 초과하는 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할

      것. 단, 불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 압력손실이 5%를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하여

      야 한다.  ★★★★★

​

4. 소화약제의 산정 (NFTC 107 A 2. 4)

가. 소화약제의 저장량

  ① 할로겐 화합물 소화약제​

      여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                   V : 방호구역의 체적 [㎥]

                   S : 소화약제별 선형 상수 [㎥/㎏]

                   C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

                    t : 방호구역의 최소 예상 온도 [℃]

   ▣ 설계농도

② 불활성기체 소화약제​

        여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                     S : 소화약제별 선형상수 [㎥/㎏]

                     C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

                     Vs : 20 [℃] 에서 소화약제의 비체적 [㎥/㎏]

                      t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

  ▣ 설계 농도

나. 방호구역이 둘 이상인 장소인 경우

  ▣ 가장 큰 방호구역에 대하여 기준에 의해 산출한 양 이상이 되도록 할 것

​

5. 기동장치 (NFTC 107 A 2. 5)

가. 수동식 기동장치

  ① 방호구역 마다 설치할 것

  ② 해당 방호구역의 출입구 부근 등 조작하는 자가 쉽게 피난할 수 있는 장소에 설치할 것

  ③ 기동장치의 조작부는 바닥으로 부터 0.8 m 이상 1.5 m 이하의 위치에 설치하고 보호판 등에 따른 보호장치를 설치할

       것

  ④ 기동장치에는 가깝고 보기 쉬운 곳에 "할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 기동장치" 라는 표지를 할 것

  ⑤ 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것

  ⑥ 기동장치의 방출용 스위치는 음향경보장치와 연동하여 조작될 수 있는 것으로 할 것

  ⑦ 5kg 이하의 힘을 가하여 기동할 수 있는 구조로 할 것 ★

나. 자동식 기동장치

  ① 자동식 기동장치에는 수동식 기동장치를 함께 설치할 것

  ② 기계식 · 전기식 또는 가스압력식에 따른 방법으로 기동하는 구조로 설치할 것

​

6. 배관 (NFTC 107 A 2.7)

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 배관, 배관부속 및 밸브류는 저장용기의 방출압력을 견딜 수 있을 것

  ③ 강관을 사용하는 경우 : 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562)

  ④ 동관을 사용하는 경우 : 이음이 없는 구리 및 구리합금관 (KS D 5301)

  ⑤ 배관 부속 및 밸브류는 강관 또는 동관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있을 것

  ⑥ 배관과 배관, 배관과 배관부속 및 밸브류의 접속은 나사 접합, 용접접합, 압축접합, 또는 플래지 접합 등의 방법을 사용

       할 것

      ※ 수계 소화설비 : 나사접합, 용접접합, 플랜지 접합 (3가지)

  ⑦ 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화설비는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재 :

       1분)이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

  ⑧ 배관의 두께는 다음 계산식에서 구한 값 (t) 이상일 것. 다만, 방출헤드 설치부는 제외한다. ★★★★★​

​

#할로겐 #화합물 #불활성기체 #설계농도 #분사헤드 #선택밸브 #기동장치 #배관이음

#10초 #2분 #1분 #소화약제 #방호구역 #저장용기 #음향경보장치 #명명법

▣ 할론 소화설비

 ⊙ 할론의 주된 소화효과인 연쇄반응 억제 효과(부촉매 효과)를 목적으로 할론 소화약제를 방출하여 소화하는 설비

[참고] 기동용 가스용기 · 소화약제 저장용기

   ① 기동용 가스용기           ① 소화약제 저장용기

   ② 기동용기 개방장치       ② 소화약제 저장용기 개방장치

   ③ 솔레노이드 밸브

​

다. 구성요소

   ① 저장용기    ② 할론 소화약제    ③ 기동장치          ④ 감지기    ⑤ 배관      ⑥ 선택밸브

   ⑦ 분사헤드    ⑧ 음향경보장치     ⑨ 자동폐쇄장치   ⑩ 제어반    ⑪ 전원      ⑫ 배선

​

[참고] 할론 1301의 특성

  ① 대기압 및 상온에서의 상태 : 기체

  ② 분자량 : 148.95

  ③ 증기밀도 : 148.95 / 295.13 (공기보다 약 5.13배 무겁다)

  ④ 상온에서 약 1.4 MPa의 압력으로 가압하면 액화된다.

  ⑤ 임계온도 : 67 ℃ (압력에 관계없이 기체 상태로 존재하는 최저 온도 (액화되지 않는 최저온도))

  ⑥ 빙점 : -168 ℃

  ⑦ 주된 소화효과 : 부촉매 효과

​

1. 소화약제의 저장용기 등 (NFTC 107. 2. 1)

가. 저장용기 설치장소의 적합기준

  ① 방호구역 외의 장소에 설치할 것. 다만, 방호구역에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에

       설치해야 한다.

  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 설치할 것

  ⑥ 용기간의 간격은 점검에 지장이 없도록 3 ㎝ 이상의 간격을 유지할 것

  ⑦ 저장용기와 집합관을 연결하는 연결 배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우

       에는 제외)

나. 저장용기의 설치 기준

  ① 할론 소화설비의 수치

  ② 저장용기의 개방밸브 방식

    ㉠ 전기식         ㉡ 기계식              ㉢ 가스압력식

  ③ 저장용기의 개방밸브는 안전장치가 부착된 것으로 하여 수동으로도 개방되도록 할 것

  ④ 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적합계 보다 그 소화약제 방출시 경로가 되는 배관

       (집합관 포함)의 내용적이 1.5배 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도 독립방식으로 해야 한다.

​

2. 소화약제 (NFTC 107. 2. 2)

가. 전역방출방식의 소화약제 저장량

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

   ◈ 할론 1301 소화설비의 체적 1 ㎥당 소화약제량 및 개구부 가산량

나. 국소방출방식의 소화약제 저장량

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

② 기타​

        여기서, Q : 방호공간 1 ㎥ 에 대한 할론 소화약제의 양 [㎏/㎥]

                     a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡]

                     A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

                     X, Y : 수치

  ◈ 수치

다. 호스릴 방식의 할론 소화설비 (다음 표에 따른 양 이상)

[참고] 가스계 소화약제 저장용기의 약제량 측정방법

  ① 중량 측정법 : 저장용기의 바닥에 저울을 설치하여 약제량을 측정하는 방법

  ② 액위측정법 : 액화가스레벨미터(Level meter)를 이용하여 액면 위치를 측정하여 약제량을 계산하여 측정하는 방법

  ③ 비파괴 검사법 : 비파괴 검사장치를 이용하여 저장용기 및 소화약제를 파괴하지 아니하고 외부에서 검사하여 측정하는

                                방법

  ④ 압력측정법 : 기체상으로 저장된 소화약제 저장용기 내의 압력을 확인하고 약제량을 측정하는 방법

#할론 #소화설비 #할론소화설비 #부촉매효과 #연쇄반응 #소화약제 #기동용가스용기

#압력스위치 #자동폐쇄장치 #임계온도 #선택밸브 #가스체크밸브 #제어반 #솔레노이드

#분사헤드 #축압식 #가압식 #전자개방밸브 #전역방출방식 #방호구역 #국소방출방식

배관의 수리계산을 위해서는 배관의 부속품을 산출하는 방법을 익혀야 합니다.

배관의 수리계산에는 낙차 및 직관에 의한 압력손실과 뿐만 아니라 배관 부속품에 의한

마찰손실을 고려해야 하기 때문이다.

​

배관의 부속품을 산정하기 위해서는 다음의 순서에 따라 산정한다.

  1. 관경의 표시

  2. 엘보(elbow)의 개수 산정

      티(Tee) - 아래티, 뚜껑티, 헤드티 - 의 개수산정

  3. 리듀셔(Reducer) (교차배관, 뚜껑티, 가지배관, 헤드)

  4. 켑(Cap) (가지배관 말단) : 가지배관의 개수와 동일 (관경은 25A)

  5. 니플 (Nipple) (부속품과 부속품 이음쇠, 부속품 ↔ 부속품)

​

예제를 통해 부속품 산정방법을 익혀 보자.

[예제 1]

 1. 다음 그림은 교차배관과 가지배관의 일부 상세도이다. 점선 원안에 소요되는 배관 부속품의 개수를 구하여라.

     단, 헤드는 니플로 연결하되, 개소마다 1개씩 설치한다. (니플은 조건에 주어져야 산정할 수 있다.)

[문제풀이]

 문제를 풀기 위해서는 위에서 말한 바와 같이 풀이순서를 준수한다.

  1. 관경을 표시한다. 관경은 스프링클러 헤드수에 의해 결정되므로 가지배관 끝 부분 부터 관경을 크기를 표시한다.

      관 부속품의 관경을 표시하기 위함이다.

  2. 엘보의 개수를 산정한다.

      티의 개수를 산정한다. (티는 아래티, 뚜껑티, 헤드티 순으로 산정한다.

      티는 분류구경이 직류구경보다 커서는 안된다.

  3. 리듀셔 개수를 산정한다. (리듀셔는 배관이 큰 쪽에서 작은 쪽 방향으로 산정한다.

      즉, 교차배관, 뚜껑티, 가지배관, 헤드 순으로 산정한다.)

  4. 켑은 가지배관 말단에 설치한다. 따라서 가지배관수와 동일하다.

  5. 니플 (부속품 ↔ 부속품) : 니플은 관 부속품과 부속품을 연결하는 부속품이다. 회향형 헤드의 경우에는 니플인지,

      배관인지를 조건에서 주어야만 부속품의 개수를 정확히 산정할 수 있다.

※ 스프링클러 헤드 수에 따른 관경의 크기

  이제 문제를 풀어 보도록 하자.

  먼저 구경을 표시한다. 헤드의 개수에 따라 배관의 구경을 표시한다.

  ① 원안의 배관 부속품을 산정하여 보자.

    ※ 이곳에는 엘보, 리듀셔, 니플로 구성되어 있다.

   ㉠ 엘보 : 25A × 25A : 3개

   ㉡ 니플 : 25A × 25A : 3개 (조건에서 긴관도 리플로 한다고 했다. 헤드가 가지배관보다 아래 쪽에 있어야 하므로 엘보와

                  헤드리듀셔를 연결하는 니플은 배관으로 취급 할 수도 있다.

   ㉢ 리듀셔 : 25A × 15A : 1개 : 리듀셔는 배관구경이 큰 쪽에 속한다고 본다.

  ② 원안의 부속품을 산정하여 보자.

     ※ 이곳에는 아래티, 뚜껑티, 리듀셔, 니플로 구성되어 있다.

   ㉠ 아래티 : 40A × 40A × 40A : 1개

   ㉡ 뚜껑티 : 40A × 40A × 40A : 1개

   ㉢ 리듀셔 : 40 A × 25A : 2개

   ㉣ 리플 : 40A : 3개 (아래티 ↔뚜껑티 : 1개, 뚜껑티 ↔ 리듀셔 : 2개)

  ③ 원안의 부속품을 산정하여 보자.

      ※ 이곳에는 아래티, 뚜껑티, 리듀셔, 니플로 구성되어 있다.

    ㉠ 아래티 : 50A × 50A × 40A : 1개

    ㉡ 뚜껑티 : 40A × 40A × 40A : 1개

    ㉢ 리듀셔 : 50A × 40A : 1개 (교차배관 1개)

                       40A × 25A : 2개

    ㉣ 니플 : 50A : 1개

                   40A : 2개

  ④ 원안의 부속품을 산정하여 보자

       ※ 이곳에는 아래티, 엘보, 리듀셔, 니플로 구성되어 있다.

    ㉠ 아래티 : 25A × 25A × 25A : 1개

    ㉡ 엘보 : 25A × 25A : 2개

    ㉢ 리듀셔 : 25A × 15A : 1개

    ㉣ 니플 : 25A : 3개

​

예제 2. 아래 그림은 스프링클러설비의 배관도의 일부이다. 아래 그림에 소요되는 배관의 부속품을 산정하시오. (단, 니플

             은 제외한다)

[문제풀이]

  ※ 스프링클러 헤드 수에 따른 관경의 크기

 가. 먼저 배관의 구경을 표시한다.

나. 엘보의 개수를 산정하여 보자.

  ▣ 엘보는 회향식 헤드에 각각 2개씩 소요된다.

      ⊙ 엘보 25A × 25A : 2개 × 8 = 16개

 다. 캡의 개수를 산정하자. 캡은 가지배관마다 1개씩 설치되어 있다.

    ⊙ 캡 : 25A : 1개 × 4 = 4개

 라. 티의 개수를 산정하자. 티는 아래티, 뚜껑티, 헤드티 순으로 산정한다.

   ① 아래티

    ⊙ 교차배관 : 50A × 50A × 40A : 1개

                          40A × 40A × 40A : 1개

  ② 뚜껑티

    ⊙ 가지배관 : 40A × 40A × 40A : 2개

  ③ 헤드티 (헤드마다 각각 1개)

    ⊙ (25A × 25A ×25A) × 8 = 8개

  ④ 리듀셔

    ㉠ 교차배관 : 50A × 40A : 1개

    ㉡ 가지배관 : 가지배관 마다 하나씩

       ⊙ (40A × 25A) × 4 = 4개

    ㉢ 헤드 : 각 헤드마다 하나씩

       ⊙ (25A × 15A) × 8 = 8개

​

예제. 다음은 스프링클러 배관도의 일부이다. 니플을 제외하고 배관 부속품을 산정하시오.

[문제풀이]

※ 스프링클러 헤드 수에 따른 관경의 크기

가. 먼저 배관의 구경을 표시한다.

  ① 캡 : 25A : 1개

  ② 엘보 : 헤드 마다 각각 2개씩 설치되어 있다.

      ⊙ 25A × 25A : 2개 × 4 = 8개

  ③ 아래티

    ㉠ 25A × 25A × 25A : 2개

    ㉡ 32A × 32A × 25A : 1개

    ㉢ 40A × 40A × 25A : 1개

  ④ 리튜셔 : 배관, 헤드에 각각 설치되어 있다.

    ㉠ 40A × 32A : 1개

    ㉡ 32A × 25A : 1개

    ㉢ (25A × 15A) × 4 = 4개

​

예제 4. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관도의 일부이다. 니플을 제외하고 관의 부속품을 산정하여 보자.

[문제풀이]

 ※ 스프링클러 헤드 수에 따른 관경의 크기

※ 먼저 배관의 구경을 표시한다.

가. 엘보의 개수를 산정해 보자.

  ① 80A × 80A : 1개

  ② (25A × 25A) × 2개 × 50개 : 100개 - 헤드 1개당 2개 × 헤드 50개

나. 티의 개수를 산정해 보자.

  ① 아래티

    ㉠ 80A × 80A × 50A : 2개

    ㉡ 65A × 65A × 50A : 2개

    ㉢ 50A × 50A × 50A : 1개

  ② 뚜껑티 : 아래티에 맞게 개수 산정

    ⊙ 50A × 50A × 50A : 5개

  ③ 청소구티 : 40A × 40A × 25A : 1개

  ④ 헤드티 : 50A × 50A × 50A : 5개

    ⊙ 40A × 40A × 25A : 2개 × 10개 = 20개

    ⊙ 32A × 32A × 25A : 1개 × 10개 = 10개

    ⊙ 25A × 25A × 25A : 2개 × 10개 = 20개

   ▣ 합계 : 50개 - 50개 헤드수

  ⑤ 리듀셔

    ㉠ 교차배관

      ⊙ 80A × 65A : 1개

      ⊙ 65A × 50A : 1개

      ⊙ 50A × 40A : 1개 (청소구)

   ㉡ 뚜껑티

     ⊙ 50A × 40A : 1개 × 10개 (가지배관수) = 10개

     ⊙ 40A × 32A : 1개 × 10개 (가지배관수) = 10개

     ⊙ 32A × 25A : 1개 × 10개 (가지배관수) = 10개

     ⊙ 25A × 15A : 1개 × 50개 (헤드수) = 50개

  ⑥ 캡 : 가지배관 10개 : 10개

​

예제 5. 다음 그림은 스프링클러설비의 배관도의 일부이다. 니플을 제외하고 관의 부속품을 산정하여 보자.

[문제풀이]

※ 스프링클러 헤드 수에 따른 관경의 크기

  ※ 먼저 배관의 구경을 표시한다.

가. 엘보를 개수를 산정하자.

  ① 교차배관 : 65A × 65A : 1개

  ② 가지배관 : 32A × 32A : 1개

  ③ 헤드 : 25A × 25A : 2개 × 30개 = 60개

나. 캡의 개수를 산정해 보자.

  ⊙ 25A : 9개 (가지배관의 수)

다. 티의 개수를 산정해 보자.

  ① 아래티

    ⊙ 65A × 65A × 50A : 3개

    ⊙ 65A × 65A × 32A : 1개

    ⊙ 50A × 50A × 50A : 1개

    ⊙ 40A × 40A × 40A : 1개

  ② 뚜껑티

    ⊙ 50A × 50A × 50A : 4개

  ③ 헤드티

    ⊙ 40A × 40A × 25A : 4개

    ⊙ 32A × 32A × 25A : 8개

    ⊙ 25A × 25A × 25A : 18개

라. 리듀셔의 개수를 산정해 보자.

  ① 65A × 50A : 1개

  ② 50A × 40A : 4개

  ③ 50A × 32A : 5개

  ④ 50A × 25A : 1개

  ⑤ 40A × 32A : 3개

  ⑥ 32A × 25A : 8개

  ⑦ 25A × 15A : 30개

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#리듀셔 #엘보 #배관 #부속품 #헤트티 #뚜껑티 #캡 #가지배관 #교차배관 #관경 #니플

1. 배관, 관이음, 헤드류

2. 밸브류

3. 탱크, 펌프, 경보설비

4. 경보설비, 제연설비

5. 소화기류, 배선 등

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#도시기호 #소방설비 #경보설비 #이음쇠 #소화기 #펌프 #제연설비 #배선 #밸브

#스위치 #방화문 #감지기 #사이렌

Darcy's Law : 달시의 법칙

​

1856년 프랑스인 다르시(H. Darcy)가 여과사(濾過沙)의 실험에서 발견한 법칙

한마디로 모래로 가득 채운 원통에 물을 통과시키는데 필요한 압력과 원통의 길이와의 관계를 나타내는 식이다.

즉, 다공성 매질(모래)를 통과시하는 수량(물의 양)이 압력과 원통의 길이에 따라 얼마나 될지를 나타내는 식이다.

​

달시는 모래 내부에서의 물의 움직임을 규명하기 위해 실험을 하였다. 시간(t) 동안 모래 단면적 A를 통하여 흐른 물의 체적(수량, Vol), 수두(水頭, h1과 h2)를 측정한 결과 물의 체적(Vol)과 다른 요소들 사이에는 관계법칙이 있음을 발견했다.

​

Darcy는 모래층을 통과하는 물의 유동을 연구하던 중에 모래층을 통과하는 물의 유량 Q는 모래층의 지점1의 수두 h1과 지점2의 수두 h2의 차에 비례하고, 1,2 지점간의 거리 L에 반비례하며, 단면적 A와 매질의 성질에 따라 좌우되는 계수 K 즉, 수리전도도에 비례함을 알아 냈다.

다르시의 법칙은 다공성 매질을 통과하는 유체의 단위 시간당 유량과 유체의 점성, 유체가 흐르는 거리와 그에 따른 압력 차이 사이의 비례관계를 보여준다. 유체로 포화된 다공성 물질(多孔性物質) 매체 속을 통과하는 수량(水量)은 수두손실(水頭損失)에 비례하고 통과하는 매체의 거리에 반비례한다는 것을 보여준다.​

유량 Q (㎥/s)는 매질의 투과율 (Permeability, K), 물이 흐르는 매질의 내부 단면적 A과 유체가 흐르는 두 점간 압력차이 (Pb - Pa)의 곱을 유체가 흐르는 길이(ℓ)로 나눈 것과 같다. 음의 기호는 압력이 낮아지는 방향으로 유체가 흐른다는 것을 의미한다.

여기서 투수계수는 유체의 점성, 매질의 특성(흙 입자의 크기와 모양, 배열 상태, 포화도,

간극비 등)과 관련 되어 정해지는 값이다.

​

적용범위

다르시의 법칙은 유속이 느린 점성 흐름에 대해서만 유효한데 대부부느이 흐름에는 다르시의 법칙을 적용할 수 있다. 일반적으로 레이놀즈 수가 1보다 작은 흐름은 층류이고 다르시의 법칙을 적용할 수 있으며 실험에 의하면 레이놀즈수가 약 10 정도인 흐름까지도 다르시의 법칙을 적용할 수 있다.

​

#달시 #다르시 #유체 #손실수두 #유량 #압력 #매질 #투과율 #단면적 #길이 #레이놀즈

1. 베르누이 정리​

여기서, H : 전수두 [m]

             P1, P2 : 압력 [Pa = N/㎡]

             γ : 물의 비중량 (9,800 [N/㎥] = 9.8 [kN/㎥] = 0.0098 [MN/㎥]

             v1, v2 : 속도 [m/s]

             g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

             Z1, Z2 : 위치 수두 [m]

​

2. 토리첼리의 정리

  ▣ 토리첼리의 정리는 위 베르누이의 정리에서 속도수두에 관한 사항이다.​

여기서, v : 유속 [m/sec]

            g : 중력가속도 (9.8 [m/s2]

           H : 높이 [m]

           γ : 물의 비중량 (9,800 [N/㎥])

           ρ : 물의 밀도 (1,000[㎏/㎥])

           P : 압력 [Pa = N/㎡]

​

3. 관의 상당길이 = 등가길이 = 직관장

  ▣ 관의 부속 등의 마찰손실을 동일 구경의 배관의 길이로 환산한 값​

여기서, H : 마찰손실수두 [m]

              f : 마찰손실계수

              ℓ : 배관의 길이 [m]

              v : 유속 [m/s]

              g : 중력가속도 (9.8 [m/s2])

              D : 배관의 직경 [m]

​

5. 하젠-윌리엄스의 식

  ▣ 하젠-윌리엄스의 공식은 관의 마찰압력 손실수두와 조도(관의 거칠기), 관의 직경, 유량 등과의 관계를 나타낸 식이다.​

여기서, △P : 마찰손실압력 [MPa]

              C : 조도 (거칠기)

              D : 배관의 내경 [㎜]

              Q : 유량 [ℓ/min]

              L : 배관의 길이 [m]

   ※ 10^7 이면 마찰손실 압력의 단위는 [kPa]이 된다.

​

6. 병렬관로

▣ 베르누이의 정리에 따라 배관의 입구 부분에서의 에너지는 어떠한 경로로 흘러 가더라도 배관의 출구 부분에 전달되며

     실제 유체 이므로 손실되는 에너지 또한 동일하게 볼 수 있다. (경로가 다르더라도 출발점의 유체의 총에너지와 도착점

      의 유체의 총에너지는 같으므로 경로가 다르더라도 에너지 손실량은 같다) 따라서, 각 병렬관로에서의 마찰손실은 경

      로와 관계없이 동일하다. (△P1 = △P2)

   Q = Q1 + Q2

  여기서, Q : 유량 [㎥/s]

               Q1 : 병렬관로 1에서의 유량 [㎥/s]

               Q2 : 병렬관로 2에서의 유량 [㎥/s]

  ※ 하젠-윌리엄스의 식으로 구하라고 하지 않으면 달시-웨버의 식으로 구한다.

       기본이 달시-웨버의 식이다.

​

7. 노즐의 플랜지 볼트에 작용하는 힘 (반발력)

 ① 플랜지 볼트에 작용하는 힘 

 여기서, F : 플랜지볼트에 작용하는 힘 [N]

              γ : 물의 비중량 (9,800 [N/㎥])

              Q : 유량 [㎥/s]

              A1 : 소방호스의 단면적 ((πd2)/4 [㎡])

              A2 : 노즐의 단면적 ((πd2)/4 [㎡])

              g : 중력가속도 (9.8 [m/s2])

​

 ② 노즐에 걸리는 반발력 (운동량에 따른 반발력)​

 여기서, F : 노즐에 걸리는 반발력 (운동량에 따른 반발력[N])

              ρ : 물의 밀도 (1,000 [N·s2/m4])

              Q : 유량 [㎥/s]

              v1 : 소방호스의 유속 [m/s]

              v2 : 노즐의 유속 [m/s]

​

 ③ 노즐을 수평으로 유지하기 위한 힘​

여기서, F : 노즐을 수평으로 유지하기 위한 힘 [N]

             ρ : 물의 밀도 (1,000 [N·s2/m4])

             Q : 유량 [㎥/s]

             v2 : 노즐의 유속 [m/s]

​

 ④ 노즐에 작용하는 반동력​

  여기서, R : 노즐에 작용하는 반동력 [N]

               P : 방수압력 [MPa]

               D : 노즐 구경 [m]

​

 ※ 플랜지에 작용하는 힘 (계산기에 안들어 가는 경우 해결방안)​

 ※ 1번 공식 다른 방법​

8. 펌프의 분류

 ▣ 원심펌프의 종류 (소방에서는 원심펌프만 사용)

   ① 볼류트 펌프 : 안내깃이 없다. 저가, 저양정 고유량, P↓, Q↑

   ② 터빈펌프 : 안내깃이 있다. 고가, 고양정 저유량, P↑, Q↓

​

9. 펌프의 직렬 및 병렬 운전

   ▣ 펌프를 직렬운전하면 양정이 커지고 토출량은 그대로 이다.

   ▣ 펌프를 병렬운전하면 양정은 그대로이고 토출량은 늘어난다.

​

10. 실제흡입수두 (NPSH)

 ① 유효흡입수두 (NPSHav ⇒ NPSH available)

   ⊙ 펌프설비에서 얻어지는 이용 가능한 유효흡입양정 (펌핑 안해도 사용할 수 있는 수두)​

  여기서, NPSHav : 유효흡입수두 [m]

               Ha : 대기압의 환산수두 [m]

               Hf : 마찰손실의 환산수두 [m]

               Hv : 포화증기압의 환산수두 [m]

               Hh : 낙차의 환산수두 [m] (부압 : -, 정압 : +)

 ② 필요흡입수두 [NPSHre] : 펌프에서 임펠러 입구까지 유입된 물은 임펠러에서 가압되기 직전에 압력강하가 발생한다.

                                               이 때 해당하는 수두가 필요흡입수두[NPSHre]이다.

    ㉠ 펌프제작시 결정되는 고유값으로 설계에 의해 변하지 않는다.

    ㉡ NPSHre 가 클수록 펌프의 흡입능력은 떨어진다.

    ㉢ NPSHre 의 크기는 펌프의 토출량 증가에 따라 커진다. 따라서, 설계시 최대 운전점인 150 [%] 토출량을 적용한다.

  ※ NPSH 계산시 주의할 점

   ⊙ 마찰손실수두 : 정격토출량의 150 [%]를 적용 (최대 운전상태를 적용)

   ⊙ 필요흡입수두(NPSHre) : 비속도 계산시 150 [%] 토출량의 회전수, 유량 및 양정을 적용 (최대 운전상태의 펌프 진공도

                                                를 산출)

​ ③ 공동현상 발생한계 조건

   ㉠ 발생한계 : NPSHav = NPSHre

   ㉡ 발생안함 : NPSHav > NPSHre

   ㉢ 펌프설계시 : NPSHav ≥ NPSHre

11. 동력공식

  ① 동력 P = γ · Q · H 에서 Q의 단위 [㎥/s]

  ② 동력 P = 0.163 Q · H 에서 Q의 단위 [㎥/min]

    ※ 물의 비중량 γ = 9.8 [kN/㎥], 유량 Q [㎥/min]을 대입하면​

    ㉠ 1 [hp] : 0.746 [kW]

    ㉡ 1[ps] : 0.735 [kW]

   ※ 전효율 = 수력효율 × 체적효율 × 기계효율

​

12. 펌프의 동력​

   여기서, P : 동력 [kW], H : 전양정 [m], Q : 유량 [㎥/min], η : 효율, k : 전달계수

      ④ 팬의 동력

  여기서, P : 동력 [kW]

              PT : 전압 [㎜Aq=㎜H2O]

              Q : 풍량 [㎥/min], [1㎥/min × 1 [min] / 60 [sec]]

              η : 전효율

              k : 전달계수

​

13. 상사법칙

 ① 유량 : 펌프의 유량은 회전수에 비례하고 관경의 세제곱에 비례한다.​

  여기서, Q1 : 변경 전 유량 [ℓ/min],           Q2 : 변경 후 유량 [ℓ/min]

              N1 : 변경 전 회전수 [rpm],          N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

              D1 : 변경 전 관경 [㎜],                D2 : 변경 후 관경 [[㎜]

​

 ② 양정 : 펌프의 양정은 회전수 및 관경의 제곱에 비례한다.​

  여기서, H1 : 변경 전 양정 [m],               H2 : 변경 후 양정 [m]

              N1 : 변경 전 회전수 [rpm],        N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

              D1 : 변경 전 관경 [㎜],              D2 : 변경 후 관경 [[㎜]

​

 ③ 축동력 : 펌프의 축동력은 회전수의 세제곱 및 관경의 오제곱에 비례한다.​

  여기서, P1 : 변경 전 축동력 [kW],              P2 : 변경 후 축동력 [kW]

              N1 : 변경 전 회전수 [rpm],             N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

              D1 : 변경 전 관경 [㎜],                   D2 : 변경 후 관경 [[㎜]

​

14. 펌프의 이상현상

가. 공동현상 (Cavitation)

  1) 공동현상 (cavitaion) : 펌프흡입측 배관 내의 물의 정압이 기존 증기압 보다 낮아져 기포가 발생되어 물이 흡입되지

                                            않는 현상을 말한다.

  2) 공동현상의 발생원인

    ① 펌프의 흡입수두(양정)이 큰 경우

    ② 펌프의 설치 위치가 수면 보다 높은 경우

    ③ 펌프의 마찰손실이 클 경우

    ④ 펌프의 임펠러 속도가 클 경우

    ⑤ 펌프흡입측 배관의 구경이 작을 경우

    ⑥ 배관내의 수온이 높을 경우

    ⑦ 내관내의 물의 정압이 기존의 증기압 보다 낮을 경우

  3) 공동현상 방지 대책

    ① 펌프의 흡입수두(양정)을 작게 한다.

    ② 펌프의 설치위치를 수면보다 낮게 한다.

    ③ 펌프의 마찰손실을 작게 한다.

    ④ 펌프의 임펠러 속도를 작게 한다.

    ⑤ 펌프 흡입측 배관의 구경을 크게 한다.

    ⑥ 양 흡입펌프를 사용한다.

    ⑦ 배관내의 물의 정압이 기존의 증기압 보다 높게 한다.

  4) 발생현상

    ① 펌프의 임펠러를 소손시킨다.

    ② 소음과 진동이 발생한다.

    ③ 펌프의 성능이 저하된다.

    ④ 배관의 부식을 초래한다.

​

나. 수격현상 (Water hammering)

  1) 수격현상 (Water hammering) : 배관내의 물의 흐름에서 급격히 밸브를 개폐하였을 경우 발생하는 충격현상을 말한다.

  2) 수격현상의 발생 원인

    ① 급격하게 밸브를 개폐할 경우

    ② 정상 운전시 유체의 압력 변동이 있을 때

    ③ 펌프를 갑자기 정지할 때

  3) 수격현상 방지대책

    ① 배관내의 유속을 낮게 한다.

    ② 배관의 구경을 크게 한다.

    ③ 펌프 토출측 가까운 곳에 밸브를 설치한다.

    ④ 조압수조 (Surge tank)를 설치한다.

    ⑤ 수격방지기 (Water hammering cushion) 또는 에어챔버 (Air chamber)를 설치 한다.

    ⑥ 플라이 휠 (Fly wheel)을 설치한다.

​

다. 맥동현상 (Surging)

  1) 맥동현상 (Surging) : 유량이 단속적으로 변하여 펌프 흡입측 및 토출측에 설치된 진공계(연성계) 및 압력계가 흔들리

                                         고 진동과 소음이 발생하여 펌프의 토출유량이 변하는 현상을 말한다.

  2) 맥동현상 발생원인

    ① 펌프의 성능곡선이 산 모양이고 운전점이 그 정상부에 있을 경우

    ② 배관 도중에 수조가 있을 경우

    ③ 배관내 기체 상태의 부분이 있을 경우

    ④ 유량조절밸브가 배관 중 수조의 후방에 위치해 있을 경우

  3) 맥동현상 방지 대책

    ① 운전점을 고려하여 적정한 펌프를 선정한다.

    ② 배관도중에 불필요한 수조를 설치하지 않는다.

    ③ 배관내 기체를 없앤다.

    ④ 유량조절밸브를 배관 중 수조의 전방에 설치한다.

    ⑤ 회전차나 안내깃의 형상치수를 바꾸어 그 특성을 변화시킨다.

​

5. 르 샤틀리에 공식

  ▣ 르 샤틀리에 공식은 혼합가스의 폭발 가능성을 측정하는 지표이다.

  여기서, U (L) : 혼합가스의 연소(폭발) 상 · 하한계

              V1, V2, V3 : 연소(폭발) 가스의 부피 비율 (조성농도)

              U1 (L1), U2 (L2), U3 (L3) : 연소(폭발) 가스의 상 · 하한계

​

16. 스케줄 수 (Schedule No.)

가. 스케줄 수 (번호)​

나. 안전율​

17. 신축이음

  ① 슬리브형     ② 벨로스형     ③ 루프형     ④ 스위블형     ⑤ 볼조인트

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18. 관부속품

  ① 엘보      ② 티 :  ㉠ 직류티,  ㉡ 분류티(측류티)     ③ 리듀서     ④ 캡

  ※ 편심리듀서 : 펌프 흡입측 배관의 공기고입을 방지하기 위하여 사용한다.

                           (한쪽으로만 배관이 작아지는 모양)

​

19. 밸브

   ① OS & Y 밸브 : 개폐표시형 밸브

   ② 버터플라이 밸브 : 흡입배관에는 사용하지 않는다. 난류발생

   ③ 글루브 밸브 (유량조절밸브) : 유체의 흐르는 방향이 180 [°]

   ④ 앵글밸브 (Angle valve) : 유체 흐름의 방향이 90 [°]인 밸브

   ⑤ 체크밸브 (Check valve)

        ㉠ 리프트형         ㉡ 스윙형

  ※ 스모레스키 밸브 : 리프트형 체크밸브에 디스크가 달려 충격을 완화시키는 작용을 하는 밸브

  ⑥ 후드 밸브 : 체크밸브 + 여과기능

  ⑦ Y형 스트레이이너 (이 물질 제거)​