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1. 백 드래프트 (back draft) 현상을 간단히 설명하고 발생시기를 쓰시오. [4점] ★★★

[답안작성]

  ① 백드래프트 현상 : 화재 진행중 구획실 내의 산소결핍으로 인하여 감쇠되고 산소의 부족에 따라 가연성 가스가 축적된

              경우 소방관의 진입 등 출입문의 개방 등으로 산소가 유입되었을 경우 축적된 가연성 가스에 의해 폭발이 발생하

              며 충격파가 수반되는 현상으로 소방관 살인현상이라고도 한다.

  ② 발생시기 : 감쇠기

 

[해설] 플래쉬 오버 (flash over) 및 백 드래프트 (Back draft)

구 분
플래쉬 오버 (flash over)
백 드래프트 (Back draft)
정의
화재실 내 가연물의 전 표면이 불
덮히는 현상을 말하는데 국부
적인
화재에서 실 전체로의 급격
한 화재
확대를 의미한다.
화재 진행중 구획실 내의 산소의 결핍으로 인하여
감쇠되고 산소의 부족에 따라 
가연성 가스가 축적된
경우 소방관의 진
입 등 출입문의 개방 등으로 산소가
입되었을 경우 축적된 가연성 가스에 의해 폭발이
발생하며, 충격파가 수반
되는 현상이라고도 한다.
발생시기
성장기
감쇠기

[참고] 화재인 진행

 

2. 다음 제연설비에서 제연구역을 구획하는 기준이다. ① ~ ⑤ 까지의 빈칸에 알맞은 말을 쓰시오. [5점] ★★★★★

  가. 하나의 제연구역의 면적은 ( ① ) 이내로 한다.

  나. 거실과 통로는 ( ② ) 한다.

  다. 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 ( ③ ) 를 초과하지 않아야 한다.

  라. 하나의 제연구역은 직경 ( ④ ) 원내에 들어갈 수 있도록 한다.

  마. 하나의 제연구역은 ( ⑤ ) 이상의 층에 미치지 않도록 한다. (단, 층의 구분이 불분명한 부분은 다음 부분과 별도로 제연

        구획할 것)

[답안작성]

   ① 1,000 ㎡        ② 상호제연구획         ③ 60 m            ④ 60 m             ⑤ 2개

[해설] 제연구역의 구획 (NFSC 501 제4조)

  ① 하나의 제연구역의 면적은 1,000㎡ 이내로 하여야 한다.

  ② 거실과 통로 (복도를 포함)는 상호제연 구획하여야 한다.

  ③ 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60 m를 초과하지 아니하여야 한다.

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

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

       과 별도로 제연구획하여야 한다.)

3. 제연설비의 화재안전기준에 관하여 다음 각 물음에 답하시오. [3점] ★★★★★

  가. 하나의 제연구역의 면적은 몇 [㎡] 이내로 하여야 하는가 ?

  나. 예상 제연구역의 각 부분으로 부터 하나의 배출구 까지의 수평거리는 몇 [m] 이내로 하여야 하는가 ?

  다. 유입풍도 안의 풍속은 몇 [m/s] 이하로 하여야 하는가 ?

[답안작성]

  가. 1,000 ㎡           나. 10 m                다. 20 [m/s]

[해설] 제연설비

 가. 제연구역의 구획 (NFSC 501 제4조 ①)

   ① 하나의 제연구역의 면적은 1,000㎡ 이내로 하여야 한다.

   ② 거실과 통로 (복도를 포함)는 상호제연 구획하여야 한다.

   ③ 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60 m를 초과하지 아니하여야 한다.

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

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

        과 별도로 제연구획하여야 한다.)

나. 각종 설비 등의 설치 거리

구 분
수평거리
보행거리
⊙ 예상 제연구역의 각 부분에서 배출구까지의 거리
10 m 이내
-
⊙ 포호스릴 설비
15m 이하
-
⊙ CO2 호스릴 설비
⊙ 분말 호스릴 설비
⊙ 할론 소화설비
20m 이하
-
⊙ 옥내 소화전 호스릴 설비
⊙ 미분무 호스릴 설비
⊙ 옥내 소화전설비 방수구
⊙ 포소화설비의 방수구
⊙ 연결 송수관 설비의 방수구
   - 지하가 (터널 제외)
   - 지하층의 바닥면적 3,000 ㎡ 이상
25 m 이하
-
⊙ 옥외 소화전설비 방수구
40 m 이하
-
⊙ 연결 송수관설비의 방수구 (기타)
50 m 이하
-
⊙ 상수도 소화용수 설비
140 m 이하
-
⊙ 소형 소화기
-
20 m 이내
⊙ 대형 소화기
-
30 m 이내

다. 각 설비의 유속 · 풍속

구 분
유속
풍속
옥내 소화전 설비 (토출측 주배관)
4 m/s 이하
-
스프링클러 설비
가지 배관
6 m/s 이하
-
기타 배관
10 m/s 이하
-
제연설비
예상 제연구역에 공기가
유입되는 순간의 유속
-
5 m/s 이하
흡입측 풍도
-
15 m/s 이하
배출측 풍도
-
20 m/s 이하
유입 풍도
-

4. 제연설비에서 많이 사용되는 솔레노이드 댐퍼, 모터 댐터, 퓨즈 댐퍼의 기능을 비교 설명하시오. [6점] ★★★★

[답안작성]

  ① 솔레노이드 댐퍼 : 솔레노이드가 누르게 핀을 이동시킴으로서 작동되며 개구면적이 작은 곳에 설치한다.

  ② 모터 댐퍼 : 모터가 누르게 핀을 이동시킴으로서 작동되며 개구부 면적이 넓은 곳에 설치 한다.

  ③ 퓨즈 댐퍼 : 턱트 내부가 일정 온도 이상이 되면 퓨즈가 용융되어 댐퍼에 설치한 폐쇄용 스프링에 의해 자동적으로

                          폐쇄되는 댐퍼이다.

[해설] 댐퍼의 분류

 가. 기능에 따른 분류

 ① 방화 댐퍼 (Fire Damper : FD) : 화염에 의한 피해를 방지하기 위한 목적으로 설치되며 퓨즈의 용융 등에 의하여

      작동된다.

  ② 방연 댐퍼 (Smoke Damper : SD) : 유독가스나 연기에 의한 피해를 방지하기 위한 목적으로 설치되며 연기 감지기의

       신호에 의하여 자동적으로 폐쇄된다.

  ③ 플랩조절댐퍼 (Volume Damper : VD) : 덕트내의 풍량을 조절하기 위한 댐퍼

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

나. 구조에 따른 분류

  ① 솔레노이드 댐퍼(Solenoid damper) : 솔레노이드가 누르게 핀을 이동시킴으로서 작동되며 개구면적이 작은 곳에 설치

       한다.

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

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

       스프링에 의해 자동적으로 폐쇄되는 댐퍼이다.

5. 제연량이 800 ㎥/min, 전압이 2 ㎜Hg, 송풍기 효율이 60 % 일 때 필요한 동력 [kW]을 구하시오. (단, 여유율을 고혀하지

     않는다) [4점]

[문제풀이] ※ 제연설비의 경우 전달계수와 여유율을 혼동하여 쓴다.

[해설] FAN (배연기, 송풍기)의 동력

   여기서, P : FAN (배연기, 송풍기) 동력 [kW]

                PT : 정압 (㎜Ag, ㎜H2O)

                Q : 풍량 [㎥/min]

                k : 전달계수 (여유율)

                η : 전효율 (η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율)

◈ 압력 단위 환산

1 atm
760 ㎜Hg
76 ㎝Hg
101,325 Pa
101.325 kPa
0.101325 MPa
10,332 ㎜Aq(㎜H2O)
10.332 mAq (mH2O)
-
1.0332 ㎏f/㎠
10,332 ㎏f/㎡
-
1,013 mbar
1.013 bar
14.7 psi

6. 6층 이상의 건축물로서 해당 용도로 사용되는 구역은 건축관련법령이 정하는 바에 의해 제연설비를 설치해야 한다.

     다음 각 물음에 답하시오. [6점]

  가. 제연구 (배출구)에서 측정한 평균 풍속이 200 m/sec, 배연구의 유효면적이 2 ㎡ 이고, 실내의 온도가 20 ℃ 일 때 풍량

        [㎥/min]을 구하시오.

  나. 전압이 30 ㎜Aq이고 전동기 효율이 60 %, 전동력 손실과 제연량 누수도 고려한 여유율을 10% 증가시킨 것으로 가정

        할 때 가.의 풍량을 송풍할 수 있는 배연기의 동력 [kw]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 제연구 (배출구)에서 측정한 평균 풍속이 200 m/sec, 배연구의 유효면적이 2 ㎡ 이고, 실내의 온도가 20 ℃ 일 때 풍량

       [㎥/min]을 구하시오.

           ∴ 풍량 Q = A · v = 2 ㎡ × 120 m/min = 240 ㎥/min

나. 전압이 30 ㎜Aq이고 전동기 효율이 60 %, 전동력 손실과 제연량 누수도 고려한 여유율을 10% 증가시킨 것으로 가정할

      때 가.의 풍량을 송풍할 수 있는 배연기의 동력 [kw]을 구하시오.

[해설] 풍량 FAN (배연기, 송풍기)의 동력

  가. 풍량

      Q = A · v

     여기서, Q : 풍량 [㎥/min]

                  A : 단면적 [㎡] = πd2 / 4 [㎡]

                  v : 풍속 [m/min]

                  d : 내경 [m]

  나. 배연기의 동력

        여기서, P : FAN (배연기, 송풍기) 동력 [kW]

                     PT : 정압 (㎜Ag, ㎜H2O)

                     Q : 풍량 [㎥/min]

                      k : 전달계수 (여유율)

                      η : 전효율 (η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율)

#배연기 #제연설비 #송풍기 #풍량 #전동력 #솔레노이드 #댐퍼 #덕트 #풍량 #유량

#퓨즈댐퍼 #모터댐퍼 #플래쉬오버 #백드래프트 #무염착화 #최성기 #수평거리

#보행거리 #상호제연구역 #제연구역

 

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1. 피난대책 중 페일 세이프 (fail safe)에 대해서 간단히 설명하시오. [3점] ★★★

[답안작성]

  ▣ 이중안전장치를 의미하는 것으로 하나의 안전장치가 고장나거나 그 사용을 실패할 경우, 다른 수단의 안전장치를 이용

        하여 구제할 수 있도록 하는 것.

 

【해설】 페일 세이프 (fail safe) 및 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

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

2. 피난기구의 종류 7가지만 쓰시오. [3점] ★★★

[답안작성]

  ① 미끄럼대   ② 피난교   ③ 피난용 트랩   ④ 미끄럼대   ⑤ 완강기   ⑥ 구조대   ⑦ 다수인 피난장비

【해설】 피난기구의 분류

 

[참고] 소방대상물의 설치장소별 피난기구의 적응성 (NFTC 301 표 2.1.1)

                   층별
설치장소
1층
2층
3층
4층 이상
10층 이하
노유자시설
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
의료시설
근린생활시설 중
입원실이 있는
의원, 접골원,
조산원
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난
장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난
장비
⊙ 승강식 피난기
기타
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
영업장의 위치가
4층 이하인
다중이용업소
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난
장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기

주) ① 간이 완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에, 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

           제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택)에 추가로 설치하는 경우에 한한다.

      ② 구조대의 적응성은 장애인 관련시설로서 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우 제4조 제2항 제4호

           에 따라 추가로 설치하는 경우에 한한다.

  ※ 지하층, 1 · 2층, 11층 이상 : 일반인의 경우 피난기구를 설치하지 않음

  ※ 3층 저층부, 4~10 층 고층부 : 피난기구를 구분하여 설치함

  ※ 의료시설이 시험에 자주 나옴

  ※ 노유자 시설에는 피난용 트랩이 제외된다.

  ※ 1층에 설치하는 경우

 

  ※ 4층 이하의 다중이용업소

    ▣ 미·피·완·구·다·승 : 미끄럼대, 피난사다리, 완강기, 구조대, 다수인피난장비, 승강식 피난기

    ▣ 4층에 미끄럼대가 있다. 최고층이 4층이므로

  ※ 주석 (유의사항)

    ▣ 간이완강기 : 숙박시설 객실에만 설치 (2개 이상)

    ▣ 공기안전매트 : 공동주택에 설치

3. 피난기구의 화재안전기술기준에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★

 가. 3층 및 4층 이상 10층 이하의 의료시설에 설치해야 할 피난기구를 모두 쓰시오.

    ① 3층               ② 4층 이상 10층 이하

 나. 피난기구를 설치하는 개구부의 기준에 대한 ( ) 안에 알맞은 말을 쓰시오.

    ▣ 가로 ( ① ) m 이상, 세로 ( ② ) m 이상인 것을 말한다. 이 경우 개구부 하단이 바닥에서 ( ③ ) m 이상이면 발판 등을

         설치해야 하고 밀폐된 창문은 쉽게 파괴할 수 있는 파괴 장치를 비치해야 한다.

[답안 작성]

 가. ① 3층 : 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난용 트랩, 다수인 피난장비, 승강식 피난기

       ② 4층 이상 10층 이하 : 구조대, 피난교, 피난용 트랩, 다수인 피난장치, 승강식 피난기

나.  ① 0.5         ② 1          ③ 1.2

【 해설 】 피난기구

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

                   층별
설치장소
1층
2층
3층
4층 이상
10층 이하
노유자시설
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
의료시설
근린생활시설 중
입원실이 있는
의원, 접골원,
조산원
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
기타
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
영업장의 위치가
4층 이하인
다중이용업소
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기

주) ① 간이 완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에, 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

           제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택)에 추가로 설치하는 경우에 한한다.

     ② 구조대의 적응성은 장애인 관련시설로서 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우 제4조 제2항 제4호에

          따라 추가로 설치하는 경우에 한한다.

나. 피난기구의 설치기준 (NFTC 301. 2.1.3)

  ▣ 피난기구는 계단 · 피난구 기타 피난시설로 부터 적당한 거리에 있는 안전한 구조로 된 피난 또는 소화활동상 유효한

       개구부 (가로 0.5m, 세로 1m 이상인 것을 말한다. 이 경우 개구부 하단이 바닥에서 1.2 m 이상이면 발판 등을 설치해야

       하고, 밀폐된 창문은 쉽게 파괴할 수 있는 파괴장치를 비치해야 한다) 에 고정하여 설치하거나 필요한 때에 신속하고

       유효하게 설치할 수 있는 상태에 둘 것

4. 의료시설의 3층, 4층 이상 10층 이하에 설치해야 하는 피난기구를 각각 4가지 쓰시오. [6점] ★★★★

[답안작성]

  가. 3층 : ① 구조대 ② 피난교 ③ 다수인 피난장치 ④ 승강식 피난기

  나. 4층 이상 10층 이하

        ① 구조대      ② 피난교 ③      다수인 피난장비      ④ 승강식 피난기

【 해설 】 피난기구

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

                   층별
설치장소
1층
2층
3층
4층 이상
10층 이하
노유자시설
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
의료시설
근린생활시설 중
입원실이 있는
의원, 접골원,
조산원
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
기타
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난
장비
⊙ 승강식 피난기
영업장의 위치가
4층 이하인
다중이용업소
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기

주) ① 간이 완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에, 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

           제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택)에 추가로 설치하는 경우에 한한다.

      ② 구조대의 적응성은 장애인 관련시설로서 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우 제4조 제2항 제4호

           에 따라 추가로 설치하는 경우에 한한다.

5. 지하 1층, 지상 10층, 바닥면적 2,000 ㎡의 어느 사무실에 완강기를 설치하려고 한다. 전체 완강기의 설치개수를 구하시

    오. (단, 주요 구조부는 내화구조이고, 직통계단인 특별피난계단이 2개소 설치되어 있다) [9점]

[문제풀이]

  ▣ 1개층 완강기 설치개수

    ⊙ 2,000 ㎡ ÷ 1,000 ㎡ = 2개

  ▣ 감소기준 적용 : 내화구조, 특별피난계단 2개소 설치시 ½ 감소기준 적용 : 2 × ½ = 1개

    ∴ 완강기 설치개수 : 3층 ~ 10층 : 1개 × 8개층 = 8개

【해설】 완강기의 설치 개수

가. 피난기구의 설치대상 (노유자 시설, 영업장의 위치가 4층 이하인 다중이용업소 제외)

  ▣ 지상 3층 이상 ~ 지상 10층 : 피난기구 설치

나. 피난기구의 설치 개수

  ① 층 마다 설치

  ② 피난기구의 설치대상에 따른 설치 개수

설치대상
설치개수
⊙ 숙박시설, 노유자시설, 의료시설 (병원)
500 ㎡ 마다
⊙ 위락시설, 문화 및 집회시설, 운동시설, 판매시설, 복합용도의
800 ㎡ 마다
⊙ 그밖의 용도의 층 (사무실)
1,000 ㎡ 마다
⊙ 아파트 등
각 세대 마다

다. 피난기구 설치의 감소 (NFTC 301. 2. 3)

 ▣ 피난기구를 설치해야 할 소방대상물 중 다음의 기준에 적합한 층에는 피난기구의 ½을 감소할 수 있다. 이 경우 설치해

      야 할 피난기구의 수에 있어서 소수점 이하의 수는 1로 한다.

  ㉠ 주요 구조부가 내화구조로 되어 있을 것

  ㉡ 직통 계단인 피난계단 또는 특별피난계단이 2 이상 설치되어 있을 것 (양방향 피난경로일 경우)

6. 피난구조설비 중 인명 구조기구 종류를 3가지 쓰시오. [3점] ★★★★★

  [답안작성]    ① 방열복, 방화복        ② 공기호흡기        ③ 인명 소생기

【해설】 인명구조기구

 가. 분류

 

  ① 방화복 : 화재진압 등의 소방활동을 수행할 수 있는 피복

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

  ③ 공기호흡기 : 소방활동시 화재로 인하여 발생하는 각종 유독가스 중에서 일정시간 사용할 수 있도록 제조된

                            압축공기식 개인 호흡장비

  ④ 인공소생기 : 호흡 부전 상태인 사람에게 인공호흡을 시켜 환자를 보호하거나 구급하는 기구

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

인명구조기구
설치대상
설치조건
설치수량
방열복 또는
방화복,
인공소생기,
공기호흡기
관광호텔
지하층을 포함한 7층 이상
각 2개 이상 비치할 것. 다만,
병원의 경우에는 인공소생기를
설치하지 않을 수 있다.
방열복 또는
방화복,
공기호흡기
병원
지하층을 포함한 5층 이상
공기호흡기
⊙ 수용인원이 100명 이상인 문화 및 집회시설 중 영화상영관
⊙ 판매시설 중 대규모 점포
⊙ 운수시설 중 지하역사
⊙ 지하가 중 지하상가
층마다, 2개 이상 비치할 것. 다만
, 각 층마다 갖추어야 할 공기호흡
기 중 일부를 직원이 상주하는 인
근 사무실에 갖추어 둘 수 있다.
⊙ 물 분무 등 소화설비의 설치대상 및 화재안전기술기준에 의하여
     이산화탄소 소화설비를 설
치해야 하는 특정소방대상물
이산화탄소 소화설비가 설치된
장소의 출입구 외부 인근에 1대
이상 비치할 것

다. 설치기준

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

  ② 화재시 쉽게 반출할 수 있는 장소에 비치할 것

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

       부착하되, 축광식 표지는 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 내용연수에 관한 규정」 제3조에 적합한

       것으로 설치할 것

7. 어느 특정소방대상물에 피난기구를 설치하려고 한다. 다음 물음에 답하시오. [9점]  ★★★★

[조건]

 ① 각 특정소방대상물의 용도 및 구조는 다음과 같다.

   ㉠ 바닥면적은 1,200 ㎡ 이며, 주요 구조부가 내화구조로서 거실의 각 부분으로 부터 직접 복도로 피난할 수 있는 3층에

        위치한 학교 (강의실 용도)이다.

   ㉡ 바닥면적은 800 ㎡ 이며, 옥상층으로서 5층에 위치한 객실 수 6개인 숙박시설이다.

   ㉢ 바닥면적은 1,000㎡이며, 주요 구조부가 내화구조이고 피난계단이 2개소 설치된 7층에 위치한 병원이다.

 ② 피난기구는 완강기를 설치하며, 간이 완강기는 설치하지 않는다.

 ③ 만약 피난기구를 설치하지 않아도 되는 경우에는 계산과정을 적지 아니하고 답란에 "0" 을 적는다.

 ④ 기타 조건 이외의 감소되거나 면제되는 조건은 없다.

가. ㉠, ㉡, ㉢의 특정소방대상물에 설치해야 할 피난기구의 개수를 각각 구하시오.

나. ㉢ 의 특정소방대상물의 경우 적응성이 있는 피난기구 3가지를 쓰시오. (단, 완강기와 간이 완강기는 제외하고 답한다.)

[문제풀이]

가. ㉠, ㉡, ㉢의 특정소방대상물에 설치해야 할 피난기구의 개수를 각각 구하시오.

  ㉠ 학교 (강의실 용도) : 주요 구조부가 내화구조로서 거실의 각 부분으로 부터 직접 복도로 피난할 수 있는 학교 (강의실

                                        용도) : 피난기구 설치 제외장소에 해당하므로 : "0"개

  ㉡ 숙박시설

    ▣ 피난기구 설치개수 : 800 ㎡ / 500 ㎡ = 1.6 ≒ 2개

      ※ 숙·노·의 : 숙박시설, 노유자시설, 의료시설 : 500 ㎡ 마다 피난기구 설치

    ▣ 객실에 추가로 설치해야 할 개수 : 객실마다 설치 : 6개

      ※ 숙박시설의 객실에는 추가로 피난기구 설치

        ∴ 피난기구 총 설치개수 : 2개 + 6개 = 8개

   ㉢ 병원

    ▣ 피난기구 설치개수 = 1,000 ㎡ ÷ 500 ㎡ = 2개

    ▣ 피난기구 설치 감소기준 : 주요구조부가 내화구조이고 피난계단이 2개소(양방향) 설치된 경우의 ½ 감소기준에 해당 :

                                                  2 × ½ = 1개

 나. ㉢ 의 특정소방대상물의 경우 적응성이 있는 피난기구 3가지를 쓰시오. (단, 완강기와 간이 완강기는 제외하고

        답한다.)

   ① 구조대         ② 피난교           ③ 피난용 트랩

【 해설 】 피난기구의 설치 개수 · 소방대상물의 설치 장소별 피난기구의 적응성

                   층별
설치장소
1층
2층
3층
4층 이상
10층 이하
노유자시설
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
의료시설
근린생활시설 중
입원실이 있는
의원, 접골원,
조산원
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
기타
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
영업장의 위치가
4층 이하인
다중이용업소
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기

주) ① 간이 완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에, 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

           제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택)에 추가로 설치하는 경우에 한한다.

     ② 구조대의 적응성은 장애인 관련시설로서 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우 제4조 제2항 제4호에

          따라 추가로 설치하는 경우에 한한다.

나. 피난기구의 설치기준 (NFTC 301. 2.1.3)

  ▣ 피난기구는 계단 · 피난구 기타 피난시설로 부터 적당한 거리에 있는 안전한 구조로 된 피난 또는 소화활동상 유효한

       개구부 (가로 0.5m, 세로 1m 이상인 것을 말한다. 이 경우 개구부 하단이 바닥에서 1.2 m 이상이면 발판 등을 설치해야

        하고, 밀폐된 창문은 쉽게 파괴할 수 있는 파괴장치를 비치해야 한다) 에 고정하여 설치하거나 필요한 때에 신속하고

        유효하게 설치할 수 있는 상태에 둘 것

4. 의료시설의 3층, 4층 이상 10층 이하에 설치해야 하는 피난기구를 각각 4가지 쓰시오.  [6점] ★★★★

[답안작성]

 가. 3층 :  ① 구조대  ② 피난교  ③ 다수인 피난장치  ④ 승강식 피난기

 나. 4층 이상 10층 이하

    ① 구조대    ② 피난교    ③ 다수인 피난장비    ④ 승강식 피난기

【 해설 】 피난기구

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

                   층별
설치장소
1층
2층
3층
4층 이상
10층 이하
노유자시설
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
의료시설
근린생활시설 중
입원실이 있는
의원, 접골원,
조산원
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 구조대
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
기타
-
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 피난용 트랩
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 피난교
⊙ 간이완강기
⊙ 공기안전매트
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
영업장의 위치가
4층 이하인
다중이용업소
-
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기
⊙ 미끄럼대
⊙ 피난사다리
⊙ 구조대
⊙ 완강기
⊙ 다수인 피난 장비
⊙ 승강식 피난기

주) ① 간이 완강기의 적응성은 숙박시설의 3층 이상에 있는 객실에, 공기안전매트의 적응성은 공동주택 (공동주택관리법

           제2조 제1항 제2호 가목 부터 라목까지 중 어느 하나에 해당하는 공동주택)에 추가로 설치하는 경우에 한한다.

      ② 구조대의 적응성은 장애인 관련시설로서 주된 사용자 중 스스로 피난이 불가한 자가 있는 경우 제4조 제2항 제4호

           에 따라 추가로 설치하는 경우에 한한다.

나. 피난기구의 설치대상 (노유자시설 · 영업장의 위치가 4층 이하인 다중이용업소 제외)

   ▣ 지상 3층 ~ 지상 10층

다. 피난기구의 설치 개수

  ① 각 층마다 설치

  ② 피난기구의 설치대상에 따른 설치 개수

설치대상
설치개수
⊙ 숙박시설, 노유자시설, 의료시설 (병원)
500 ㎡ 마다
⊙ 위락시설, 문화 및 집회시설, 운동시설, 판매시설, 복합용도의
800 ㎡ 마다
⊙ 그밖의 용도의 층 (사무실)
1,000 ㎡ 마다
⊙ 아파트 등
각 세대 마다

라. 피난기구의 설치 제외 (NFTC 301. 2. 2)

  ▣ 주요 구조부가 내화구조로서 거실의 각 부분으로 부터 직접 복도로 피난할 수 있는 학교 (강의실 용도로 사용되는 층에

       한한다)

마. 피난기구 설치의 감소 (NFTC 301. 2. 3)

  ▣ 피난기구를 설치해야 할 소방대상물 중 다음의 기준에 적합한 층에는 피난기구의 ½을 감소할 수 있다. 이 경우 설치해

       야 할 피난기구의 수에 있어서 소수점 이하의 수는 1로 한다.

   ㉠ 주요 구조부가 내화구조로 되어 있을 것

   ㉡ 직통 계단이 피난 계단 또는 특별 피난 계단이 2 이상 설치되어 있을 것

#피난기구 #피난사다리 #방열복 #방화복 #공기호흡기 #인공소생기 #피난교 #피난용트랩 #구조대 #다수인피난장비 #승강식피난기 #공기안전매트 #완강기 #노유자시설

#숙박시설 #의료시설 #내화구조 #인명구조기구 #피난계단

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1. 다음은 분말 소화설비에 대한 사항이다. 빈칸에 적합한 답을 쓰시오. [8점] ★★★

소화약제 주성분
기 타
제1종
안전밸브 작동압력
가압식
 
제2종
축압식
 
제3종
저장용기 충전비
제4종
가압용가스용기를 3병이상 설치
한 경우의 전자개방밸브 개수

[답안작성]

소화약제 주성분
기 타
제1종
탄산수소나트륨
안전밸브 작동압력
가압식
최고사용압력의
1.8배 이하
제2종
탄산수소칼륨
축압식
내압시험압력의
0.8배 이하
제3종
인산암모늄
저장용기 충전비
0.8 이상
제4종
탄산수소칼륨 +
요소
가압용가스용기를 3병이상 설치
한 경우의 전자개방밸브 개수
2개 이상

[해설] 분말소화설비

 가. 분말소화설비의 종류

소화약제 종별
주성분
적응화재
색상
비고
제1종
탄산수소나트륨
(NaHCO3)
BC급 화재
백색
BC급 소형 소화기용
제2종
탄산수소칼륨
(KHCO3)
BC급 화재
담자색
BC급 대형 소화기용
제3종
인산 암모늄
(NH4H2PO4)
ABC급 화재
담홍색
ABC급 소화기용
제4종
탄산수소칼륨 + 요소
(KHCO3+(NH2)2CO)
BC급 화재
회색
국내 미생산

    ※ A급 : 일반화재,     B : 유류화재,      C급 : 전기화재      D급 : 금속화재

 나. 분말소화설비 저장용기 안전밸브의 최대 작동압력

구 분
최대 작동 압력 (최고 충전 압력)
가압식
최고 사용압력 (최고 충전압력) × 1.8 배 이하
축압식
내압시험압력 × 0.8배 이하

 다. 분말소화설비 저장용기의 설치기준 (NFSC 108 제4조)

  ① 분말 소화약제 저장용기의 내용적

소화약제의 종별
소화약제 1 ㎏ 당 저장용기의 내용적
제1종 분말
0.8 ℓ
제2 ·3종 분말
1 ℓ
제4종 분말
1.25 ℓ

  ② 안전밸브

    ㉠ 가압식 : 최고사용압력의 1.8배 이하

    ㉡ 축압식 : 내압시험압력의 0.8 배 이하

  ③ 충전비 : 0.8 이상

  ④ 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방하는 정압작동장치를 설치할 것

  ⑤ 저장용기 및 배관에는 잔류 소화약제를 처리할 수 있는 청소장치를 설치할 것

  ⑥ 축압식 분말소화설비는 사용압력의 범위를 표시한 지시압력계를 설치할 것

라. 가압용 가스용기 (NFSC 108 제5조)

  ① 분말 소화약제의 가스용기는 분말소화약제의 저장용기에 접속하여 설치하여야 한다.

  ② 분말 소화약제의 가압용 가스용기를 3병 이상 설치한 경우에 있어서는 2개 이상의 용기에 전자개방밸브를 부착하여야

       한다.

  ③ 분말 소화약제의 가압용 가스용기에는 2.5 [MPa] 이하의 압력에서 조정이 가능한 압력조정기를 설치하여야 한다.

[참고] CO2 소화설비, 할론 소화설비의 자동식 기동장치

  ▣ 전기식 기동장치로서 7병 이상의 저장용기를 동시에 개방하는 설비에 있어서는 2병 이상의 저장용기에 전자개방밸브

       를 부착할 것

2. 분말소화설비의 구성부품인 정압작동장치의 클리닝 (Cleaning) 장치에 대하여 간단히 쓰시오. [4점] ★★★★★

   ① 정압작동장치                 ② 클리닝(Cleaning) 장치

[답안 작성]

  ① 정압작동장치 : 분말소화약제 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방시키는 장치

  ② 클리닝(Cleaning) 장치 : 분말 소화약제 방출 후에 남은 배관내의 잔류 분말소화약제를 배출시키기 위한 장치

[해설] 분말소화설비의 정압작동장치 · 클리닝(Cleaning) 장치

 가. 정압작동장치

  ① 정압작동장치 : 분말 소화약제 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방시켜 주는 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 동작되

                      어 주밸브를 개방시키는 방식

 

㉤ 시한릴레이(전기식) : 저장용기에 유입된 가스가 설정된 압력에 도달되는 시간을 미리 산출하여 시한릴레이에 입력기동

                                       과 동시에 시한릴레이를 작동케 하여 입력 시간이 지나면 릴레이의 접점에 의해 솔레노이드 밸브

                                       가 동작되어 주밸브를 개방시키는 방식

 

나. 클리닝(Cleaning) 장치 : 분말소화약제 방출 후에 남은 배관 내의 잔류 분말 소화약제를 배출시키기 위한 장치

3. 분말소화설비에서 사용하는 정압작동장치에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [8점]  ★★★★★

  가. 설치목적을 간단히 쓰시오.

  나. 종류 3가지를 쓰고 간단히 설명하시오.

[답안작성]

  가. 정압작동장치 : 분말소화약제 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방시키는 장치

  나. 정압작동장치 종류 3가지

① 봉판식 : 저장용기에 가압용 가스가 유입되어 밸브의 봉판이 작동압력에 도달하면 밸브의 봉판이 개방되어 주밸브를

                   개방시키는 방식

② 기계식 : 저장용기에 유입된 가스압력이 작동압력에 도달되면 밸브의 레버를 당겨서 가스의 통로를 개방하여 가스를

                   주밸브로 보내 주밸브를 개방시키는 방식

③ 스프링식 : 저장용기에 가압용가스가 유입되어 작동압력 이상에 도달되면 스프링이 압력에 의해 상부로 밀려 밸브캡이

                    열려 주밸브를 개방시키는 방식

4. 분말소화설비에서 사용하는 정압작동장치에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [4점]  ★★★★★

[답안작성]

가. 분말소화약제 저장용기의 내부압력이 설정압력으로 되었을 때 주밸브를 개방시키는 장치

나. 가압용 가스가 정장용기내에 가압되어 압력스위치가 작동 되면 솔레노이드 밸브가 동작되어 주밸브를 개방시키는

            장치

5. 전역방출방식의 분말소화설비 가로 10m × 세로 10 m × 높이 10 m의 크기를 갖는 방호 대상물에 제3종 분말 소화약제를

    설치하려고 한다. 소화약제량 [㎏]을 구하시오. (단, 모든 출입구는 자동폐쇄장치가 설치되어 있다.)

[문제풀이]

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

   ⊙ 소화약제량 = (10m × 10 m × 10 m) × 0.36 [㎏/㎥] = 360 ㎏

[해설] 분말 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

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

   ◈ 분말소화설비 전역방출방식의 체적 1 ㎥ 당 소요약제량

소화약제 종별
소요약제량
개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말
0.6 ㎏/㎥
4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말
0.36 ㎏/㎥
2.7 ㎏/㎡
제4종 분말
0.24 ㎏/㎥
1.8 ㎏/㎡

6. 전기실에 제1종 분말 소화약제를 사용한 분말 소화설비를 가압식의 전역방출방식으로 설치하려고 한다. 다음의 조건을

     참조하여 각 물음에 답하시오. [16점] ★★★★★

[조건]

  ① 특정소방대상물의 크기는 가로 11m, 세로 9m, 높이 4.5m인 내화구조로 되어 있다.

  ② 특정소방대상물의 중앙에 가로 1m, 세로 1m 인 기둥이 있고 기둥을 중심으로 가로, 세로 보가 교차되어 있다. 보는

       천장으로 부터 0.6 m, 너비 0.4m의 크기이며 보와 기둥은 내열성 재료이다.

  ③ 특정소방대상물에는 0.7m × 1.0 m, 1.2 m × 0.8m 인 개구부가 각각 1개씩 설치되어 있으며, 1.2m × 0.8m 인 개구부에

       는 자동폐쇄장치가 설치되어 있다.

  ④ 방호구역에 내화구조 또는내열성 밀폐구조가 설치된 경우에는 방호공간에서 제외한다.

  ⑤ 방사헤드의 방출률은 7.8 kg/㎟·min·개 이다.

  ⑥ 약제 저장용기 1개의 내용적은 50 ℓ이다.

  ⑦ 방사헤드 1개의 오리피스 면적은 0.45 ㎠ 이다.

  ⑧ 소화약제 선정 및 기타 사항은 국가 화재안전기준 (NFSC) 에 따라 산정할 것

가. 최소 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

나. 약제 저장용기의 수를 구하시오.

다. 방사헤드의 최소 설치개수를 구하시오. (단, 소화약제의 양은 나. 에서 구한 약제저장용기수의 소화약제 양으로 한다.)

라. 전체 방사헤드의 오리피스 면적 [㎟]을 구하시오.

마. 방사헤드 1개의 방사량 [㎏/min]을 구하시오.

바. 나.에서 산출한 약제 저장용기수의 소화약제가 모두 방출되어 열분해시 발생한 CO2양 [㎏]과 이 때 CO2의 부피 [㎥]

       를 구하시오. (단, 방호구역 내의 압력은 100kPa, 주위온도는 500 ℃이고 분말소화약제 주성분에 대한 각 원소의 원자

       량은 다음과 같으며 이상기체 상태방정식에 따라 구한다.)

원소기호
H
C
O
Na
원자량
1
12
16
23

[문제풀이]

 가. 최소 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

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

   ▣ 방호구역 체적

    ① 방호구역 체적 = 11m × 9m × 4.5 m = 445.5 [㎥]

    ② 조건 ②에서 방호구역내에 내열성 물체가 설치되어 있을 경우 방호구역 체적에서 제외시킨다. 따라서 기둥과 보의

         체적은 방호구역체적에서 제외시킨다.

        ㉠ 기둥 : 1m × 1m × 4.5 m = 4.5 ㎥

        ㉡ 보 : - 가로보 : (0.6m × 0.4m × 5m) × 2개 = 2.4 ㎥

                    - 세로보 : (0.6m × 0.4m × 4m) × 2개 = 1.92 ㎥

        ∴ 방호구역체적 = 445.5 ㎥ - (4.5㎥+2.4㎥+1.9㎥) = 436.68 ㎥

      ∴ 소화약제량 = [445.58㎥-(4.5㎥+2.4㎥+1.9㎥)] × 0.6㎏/㎥ + (0.7m ×1) × 4.5 ㎏/㎡ = 265.158 ≒ 265.16 ㎏

나. 약제저장 용기수를 구하시오.

다. 방사헤드의 최소 개수를 구하시오.

라. 전체 방사헤드의 오리피스 면적 [㎟]을 구하시오.

   ▣ 전체 방사헤드의 오리피스 면적 = 2 × 45 ㎟ = 90 ㎟

마. 방사헤드 1개의 방사량 [㎏/min]을 구하시오.

바. 나.에서 산출한 약제 저장용기수의 소화약제가 모두 방출되어 열분해시 발생한 CO2양 [㎏]과 이 때의 CO2 의 부피

       [㎥]를 구하시오.

① CO2 의 양 [㎏]

     ▣ 제1종 분말 소화설비 열분해 반응식

             2 NaHCO3 ⇒ Na2CO3 + CO2 + H2O

             2 Na H CO3 = 2 × (23 + 1 + 2 + 16 × 3 =168 ㎏

             CO2 = 12 + 16 × 2 = 44 ㎏

             168 ㎏ : 44㎏ = 병수 × 1병당 충전량 ㎏ : X

             168 ㎏ : 44㎏ = 5 × 62.5 ㎏ : X

            ∴ CO2 의 양 = (62.5 × 5 × 44) / 168 = 81.845 ≒ 81.85 [㎏]

② CO2 의 부피 [㎥]] 

[해설] 분말소화설비

가. 최소 소화약제량

  ▣ 분말소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

    ⊙ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

▣ 분말소화약제 전역방출방식의 체적 1 ㎥당 소요약제량 및 개구부 가산량

소화약제 종별
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말
0.6 ㎏/㎥
4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말
0.36 ㎏/㎥
2.7 ㎏/㎡
제4종 분말
0.24 ㎏/㎥
1.8 ㎏/㎡

▣ 방호구역 체적

  ① 방호구역 체적 = 11m × 9m × 4.5 m = 445.5 [㎥]

  ② 조건 ②에서 방호구역내에 내열성 물체가 설치되어 있을 경우 방호구역 체적에서 제외시킨다. 따라서 기둥과 보의

       체적은 방호구역체적에서 제외시킨다.

    ㉠ 기둥 : 1m × 1m × 4.5 m = 4.5 ㎥

    ㉡ 보 : - 가로보 : (0.6m × 0.4m × 5m) × 2개 = 2.4 ㎥

               - 세로보 : (0.6m × 0.4m × 4m) × 2개 = 1.92 ㎥

       ∴ 방호구역체적 = 445.5 ㎥ - (4.5㎥+2.4㎥+1.9㎥) = 436.68 ㎥

      ∴ 소화약제량 = [445.58㎥-(4.5㎥+2.4㎥+1.9㎥)] × 0.6㎏/㎥ + (0.7m ×1) × 4.5 ㎏/㎡ = 265.158 ≒ 265.16 ㎏

 

나. 약제저장용기수

① 저장용기수

② 충전비

           여기서,  C : 충전비 [ℓ/㎏],      V : 내용적 [ℓ],       G : 1병당 충전량 [㎏]

※ 분말소화약제 저장용기의 충전비

소화약제의 종별
소화약제 1㎏당 저장용기의 내용적
제1종 분말
0.8 ℓ
제2 · 3종 분말
1 ℓ
제4종 분말
1.25 ℓ

다. 방사헤드의 최소 설치개수

① 헤드의 개수

② 헤드의 분구 면적

     헤드의 분구 면적 [㎟] :

▣ 설비별 약제 방사시간

구분
할로겐화합물 및 불활성기체
소화설비
할론
분말
소화
설비
이산화탄소 소화설비
할로겐 화합물
불활성기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타 특정
소방
대상물
10초 이내
(최소 설계농
도의 95%
이상 방사)
A·C급 화재 :
2분,
B급 화재 :
1분이내
(최소 설계농
도의 95%
이상 방사)
10초
이내
30초
이내
1분이내
7분 이내
(설계농도가
2분 이내에 30% 도달)
위험물
제소소 등
-
30초
이내
30초
이내
60초
이내
60초 이내
국소
방출
방식
기타 특정
소방
대상물
-
10초
이내
30초
이내
30초
이내
30초 이내
위험물
제소소 등
-
30초
이내
30초
이내
30초
이내
30초
이내

라. 전체 방사헤드의 오리피스 면적

    ▣ 전체 방사헤드 오리피스면적 [㎟] = 방사헤드 개수 × 방사헤드1개의 오리피스면적 [㎟]

마. 방사헤드 1개의 방사량

바. ① 열 분해시 발생한 CO2 의 양

   ▣ 제1종 분말 소화설비 열분해 반응식

        2 NaHCO3 ⇒ Na2CO3 + CO2 + H2O

        2 Na H CO3 = 2 × (23 + 1 + 2 + 16 × 3 =168 ㎏

        CO2 = 12 + 16 × 2 = 44 ㎏

        168 ㎏ : 44㎏ = 병수 × 1병당 충전량 ㎏ : X

        168 ㎏ : 44㎏ = 5 × 62.5 ㎏ : X

      ∴ CO2 의 양 = (62.5 × 5 × 44) / 168 = 81.845 ≒ 81.85 [㎏]

② 열분해시 발생한 CO2 의 부피 [㎥]

   ▣ 이상기체 상태 방정식

     여기서, P : 압력 [Pa, N/㎡] ,             V : 부피 (방출가스량) [㎥]

                  W : 질량 [㎏], M : 분자량 (CO2 : 44㎏, 할론 1301 : 148.95㎏)

                  R : 기체상수 (8,313.85 [N·m/kmol ·K], 8,313.85 [N·m/K])

                  T : 절대온도 (273+℃) [K]

7. 토너먼트 배관 방식으로 분말 소화설비에 분말헤드를 설치하려고 한다. 다음 그림에 배관을 이어 완성하시오. [5점]

      ★★★★★

 

[답안작성]

 

[해설] 토너먼트 배관 방식

 가. 토너먼트 배관 방식

   ① 소화약제 방출시 배관 내의 마찰손실을 균일하게 유지하기 위한 방식

   ② 각 분사헤드 까지의 배관경로가 대칭적이다.

   ③ 마찰손실이 크기 때문에 수계 소화설비에는 사용할 수 없다.

 

나. 토너먼트 배관방식의 적용 설비

   ① 이산화탄소 소화설비                     ② 할론 소화설비

   ③ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

   ④ 분말 소화설비                               ⑤ 압축 공기포 소화설비

8. 주어진 그림에 토너먼트 배관방식으로 배관 및 헤드 설치관계를 완성하시오. [5점]  ★★★★★

 

답안작성

 

9. 분말소화설비의 전역방출방식에 있어서 방호구역의 체적이 400 ㎥ 일 때 설치되는 최소 분사헤드 수를 구하시오. (단,

     분말소화약제는 제3종이며, 분사헤드 1개의 방사량은  10 ㎏/min 이다) [4점] ★★★★

[문제풀이]

  ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

    ⊙ 소화약제 저장량 = 400 ㎥ × 0.36 ㎏/㎥ = 144 ㎏

[해설] 분말소화설비 분사헤드 수

 가. 분말 소화설비 분사헤드 수

나. 전역방출방식의 소화약제 저장량

  ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

  ▣ 분말 소화약제 전역방출방식의 체적 1 ㎥ 당 소요약제량 및 개구부 가산량

소화약제 종별
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말
0.6 ㎏/㎥
4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말
0.36 ㎏/㎥
2.7 ㎏/㎡
제4종 분말
0.24 ㎏/㎥
1.8 ㎏/㎡

▣ 설비별 약제 방사시간

구분
할로겐화합물 및 불활성기체
소화설비
할론
분말
소화
설비
이산화탄소 소화설비
할로겐 화합물
불활성기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타 특정
소방
대상물
10초 이내
(최소 설계농
도의 95%
이상 방사)
A·C급 화재 :
2분,
B급 화재 :
1분이내
(최소 설계농
도의 95%
이상 방사)
10초
이내
30초
이내
1분이내
7분 이내
(설계농도가
2분 이내에 30% 도달)
위험물
제소소 등
-
30초
이내
30초
이내
60초
이내
60초 이내
국소
방출
방식
기타 특정
소방
대상물
-
10초
이내
30초
이내
30초
이내
30초 이내
위험물
제소소 등
-
30초
이내
30초
이내
30초
이내
30초
이내

10. 전기실에 제1종 분말 소화약제를 사용한 분말 소화설비를 전역방출방식으로 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여

       각 물음에 답하시오. (단, 가압식으로 설치한다.) [12점]  ★★★★★

[조건]

  ① 특정소방대상물의 크기는 가로 20m, 세로 10m, 높이 3m 이다.

  ② 전기실에는 개구부가 없다고 가정한다.

  ③ 배관은 최단거리 토너먼트 방식으로 구성한다.

  ④ 분말 방사 헤드의 사양은 방출률은 1.5 ㎏/초(½), 방사시간은 30초이다.

  ⑤ 분사헤드는 정방형으로 배치하고, 헤드와 벽과의 간격은 헤드 간격의 ½ 이하로 한다.

가. 최소 소요약제량 [㎏]을 구하시오.

나. 가압용 가스에 질소가스 [N2]를 사용할 경우 가압용 가스 (N2)의 양 [ℓ]를 구하시오.

다. 분사헤드의 최소 개수를 구하시오.

라. 헤드 배치도 및 개략적인 배관도를 작성하시오. (단, 눈금 1개의 간격은 1m 이고, 헤드 간의 간격 및 벽과의 간격을 표시

      해야 하며, 분말 소화배관 연결지점은 상부 중간에서 분기하며, 토너먼트 배관방식으로 한다.)

 

[문제풀이]

가. 최소 소요약제량 [㎏]을 구하시오.

   ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

     ⊙ 소화약제 저장량 = (20m × 10 m × 3 m) × 0.6 ㎏/㎥ = 360 ㎏

나. 가압용 가스에 질소가스 (N2)를 사용할 경우 가압용 가스 (N2)의 양 [ℓ]을 구하시오.

   ▣ 가압용 가스 [ℓ] = 소화약제 저장량 [㎏] × 1㎏ 당 가압용가스량 [ℓ/㎏] = 360 [㎏] × 40 [ℓ/㎏] = 14,400 [ℓ]

다. 분사헤드의 최소 개수를 구하시오.

라. 헤드 배치도 및 개략적인 배관도를 작성하시오.

 

[해설] 분말소화설비

가. 전역방출방식의 소화약제 저장량

  ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

▣ 분말 소화설비 전역방출방식의 체적 1 ㎥당 소요약제량 및 개구부 가산량

소화약제 종별
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말
0.6 ㎏/㎥
4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말
0.36 ㎏/㎥
2.7 ㎏/㎡
제4종 분말
0.24 ㎏/㎥
1.8 ㎏/㎡

나. 가압용 가스 (N2)의 양

  ▣ 가압용 가스 또는 축압용 가스의 설치기준

구분
질소 (N2)
이산화탄소 (CO2)
가압용
40 ℓ / ㎏
20 g / ㎏ + 배관의 청소에 필요한 양 이상
축압용
10 ℓ / ㎏

다. 분사헤드의 최소 개수

라. 토너먼트 배관 방식

  ① 소화약제 방출시 배관내의 마찰손실을 일정하게 유지하기 위한 방식

 

  ② 토너먼트 배관 (균배 배관) 방식의 적용설비

    ㉠ 이산화탄소 소화설비               ㉡ 할론 소화설비

    ㉢ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

    ㉣ 분말 소화설비                          ㉤ 압축공기포 소화설비

11. 방호구역의 면적 600 ㎡, 높이 4m인 전기실에 제3종 분말 소화약제를 사용한 분말 소화설비를 설치하려고 한다. 다음

      물음에 답하시오. (단, 축압식으로 설치하며, 자동폐쇄장치가 설치되지 아니한 개구부 면적은 10 ㎡ 이다.) [6점]

      ★★★★★

가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

나. 축압용 가스에 질소가스 (N2)를 사용하는 경우 축압용 가스 (N2)의 양 [㎥]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

  ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

       ⊙ 소화약제 저장량 = (600 ㎡ × 4 m) × 0.36 ㎏/㎥ + 10 [㎡] × 2.7 [㎏/㎡] = 891 ㎏

나. 축압용 가스 (N2)의 양 [㎥]을 구하시오.

   ▣ 축압용 가스(N2)의 양 [㎥] = 소화약제 저장량 [㎏] × 소화약제 1㎏당 소요가스량 [ℓ/㎏] = 801 ㎏ × 10 [ℓ/㎏]

                                                  = 8,010 ℓ = 8.01 ㎥

[해설] 분말 소화설비

가. 전역방출방식의 소화약제 저장량

  ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소요약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

나. 분말소화설비 전역방출방식 1 ㎥당 소요 약제량 및 개구부 가산량

소화약제 종별
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미 설치시 적용)
제1종 분말
0.6 ㎏/㎥
4.5 ㎏/㎡
제 2 · 3종 분말
0.36 ㎏/㎥
2.7 ㎏/㎡
제4종 분말
0.24 ㎏/㎥
1.8 ㎏/㎡

다. 가압용 가스 또는 축압용 가스의 설치기준

구분
질소 (N2)
이산화탄소 (CO2)
가압용
40 ℓ / ㎏
20 g / ㎏ + 배관의 청소에 필요한 양 이상
축압용
10 ℓ / ㎏

12. 화재시 분말소화설비를 작동시켰더니 넉다운(knock - down) 효과가 일어나지 않았다. 넉다운 (knock - down) 효과에

      대하여 간단히 설명하고, 넉다운 (knock - down) 효과가 일어나지 않는 이유 5가지를 쓰시오. [6점] ★★

[답안작성]

  ① 넉다운(knock - down) 효과 : 분말 소화약제의 소화특성 중 하나로서 소화약제 방사 후 10~20초 이내에 소화하는 것

  ② 이유

    ㉠ 분말소화약제의 적응성이 맞지 않을 때

    ㉡ 분말소화약제의 소화약제량이 부족할 경우

    ㉢ 열방출률이 높은 화재일 경우

    ㉣ 화재감지기의 작동이 늦어져 시스템의 작동이 늦어진 경우

    ㉤ 배관의 부속류 등을 설계와 다르게 시공하여 배관 내부에 소화약제가 완전히 배출되지 않을 경우

[해설] 넉다운 (knock - down) 효과

가. 넉다운 (knock - down) 효과 : 분말소화약제의 소화특성 중 하나로서 소화약제 방사 후 10 ~ 20 초 이내에 소화하는 것

나. 넉다운 (knock - down) 효과가 일어나지 않는 이유

  ① 분말소화약제의 적응성이 맞지 않을 때

  ② 분말소화약제의 소화약제량이 부족할 경우

  ③ 열방출률이 높은 화재일 경우

  ④ 화재감지기의 작동이 늦어져 시스템의 작동이 늦어진 경우

  ⑤ 배관의 부속류 등을 설계와 다르게 시공하여 배관내부에 소화약제가 완전히 배출되지 않을 경우

  ⑥ 설계시 개구부의 면적이 해당 방호구역의 실제 개구부의 면적보다 작을 경우 (설계에 반영되지 않은 개구부 등)

  ⑦ 정압작동장치의 고장 및 작동지연으로 주밸브가 열리지 않거나 늦게 열린 경우

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1. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 구비조건 5가지를 쓰시오. [5점] ★★

  [답안작성]

   ① 소화성능    ② 독성    ③ 물성    ④ 안정성    ⑤ 경제성

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 구비조건

  ① 소화성능 : 기존 할론 소화약제와 유사

  ② 독성 : 설계농도는 NOAEL 이하

  ③ 물성 : 소화후에도 잔존물이 없고 전기적으로 비전도성이며 냉각효과가 클 것

  ④ 안전성 : 저장시 분해되지 않고 저장용기를 부식시키지 않아야 할 것

  ⑤ 환경영향성 : ODP (오존파괴지수), GWP(지구온난화지수), ALT (대기권 잔존지수)가 낮아야 할 것

2. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 배관과 배관, 배관과 배관부속 및 밸브류의 접속방법을 3가지만 쓰시오. [3점]

    ★★★★★

[답안작성]   ① 나사접합     ② 용접접합      ③ 플랜지 접합

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 배관 등의 접속방법

  ① 나사이음 (접합)    ② 용접이음(접합)    ③ 플랜지이음(접합)    ④ 압축이음 (접합)

3. 할로겐 화압물 및 불활성기체 소화설비의 화재안전기준에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★

가. 다음 용어의 정의를 설명하시오.

   ① 할로겐화합물 소화약제     ② 불활성기체 소화약제

나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치해서는 안되는 장소를 2가지를 쓰시오.

다. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계농도가 가장 높은 약제를 쓰시오.

라. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계농도가 가장 낮은 약제를 쓰시오.

마. 저장용기 재충전 또는 교체기준을 쓰시오.

   ① 할로겐 화합물 소화약제     ② 불활성기체 소화약제

[답안작성]

 가. 용어의 정의

  ① 할로겐 화합물 소화약제 : 불소(F), 염소 (Cl), 브롬 (Br) 또는 요오드 (I) 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합

                                                물을 기존 성분으로 하는 소화약제

  ② 불활성기체 소화약제 : 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)가스 중 하나 이상의 원소를 기본 성분으로 하는

                                            소화약제

 나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제를 설치해서는 안되는 장소 2가지

   ① 사람이 상시 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

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

 다. 할로겐 화합물 소화약제 중 최대 허용설계 농도가 가장 높은 약제 : FC - 3- 1 -10

 라. 할로겐 화합물 소화약제중 최대 허용설계농도가 가장 낮은 약제 : FIC - 13I1

 마. 저장용기 재충전 또는 교체기준을 쓰시오.

   ① 할로겐 화합물 소화약제 : 저장용기의 약제량 손실이 5%를 초과하거나 압력손실이 10%를 초과할 경우

   ② 불활성기체 소화약제 : 저장용기의 압력손실이 5%를 초과할 경우

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

 가. 용어의 정의 (NFSC 107 A 제3조)

  ① 할로겐 화합물 소화약제 : 불소(F), 염소 (Cl), 브롬 (Br) 또는 요오드 (I) 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합

                                                물을 기존 성분으로 하는 소화약제

  ② 불화설기체 소화약제 : 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)가스 중 하나 이상의 원소를 기본 성분으로 하는

                                           소화약제

나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비의 설치제외 장소 (NFSC 107 A 제5조)

  ① 사람이 상시 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

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

 

다. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 최대 허용 설계농도 (NFSC 107 A 별표 2)

소화약제
최대허용 설계농도 [%]
FC-3-1-10
HCFC BLEND A
HCFC - 124
HFC - 125
HFC - 227 ea
HFC-23
HFC-236 fa
FIC - 12I1
FK-5-1-12
IG - 01
IG - 100
IG - 541
IG - 55
40
10
1.0
11.5
10.5
30
12.5
0.3
10
43
43
43
43

라. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 저장용기의 적합기준 (NFSC 107 A 제6조)

  ① 저장용기의 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체 중량과 총중량, 충전일시 및 약제의 체적을 표시할 것

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

  ④ 저장용기에 충전량 및 충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 소화약제에 적합한 구조로 할 것

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

       것. 다만, 불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 압력손실이 5%를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하

       여야 한다.

4. 다음은 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에서 소화약제의 저장용기의 적합기준에 관한 내용이다. ( )안에 알맞은

    말을 쓰시오. [5점] ★★★★★

   저장용기의 ( ① )이 (② ) %를 초과하거나 ( ③ )이 (④ )%를 초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할 것. 다만,

   불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 ( ③ )이 (⑤) %를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하여야 한다.

[답압작성]  ① 약제량 손실   ② 5      ③ 압력손실     ④ 10        ⑤ 5

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 저장용기의 적합기준 (NFSC 107 A 제6조)

  ① 저장용기의 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

  ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체 중량과 총중량, 충전일시 및 약제의 체적을 표시할 것

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

  ④ 저장용기에 충전량 및 충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 소화약제에 적합한 구조로 할 것

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

       것. 다만, 불활성기체 소화약제 저장용기의 경우에는 압력손실이 5%를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체하

       여야 한다.

5. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에 압력 배관용 탄소강관을 다음 조건과 같이 사용하려고 한다. 최대 허용압력

     [kPa]을 구하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① 압력배관용 탄소강관의 인장강도는 420 kPa, 항복점은 200 kPa이다.  

  ② 용접이음에 따른 허용값 [㎜]을 구하시오.

  ③ 배관이음 효율은 0.85 로 한다.

  ④ 배관의 최대 허용응력 (SE)은 배관재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅓ 값 중 적은 값 i)을 기준으로 다음 식을 적용한

       다.

       SE = σi × 배관이음효율 × 1.2

  ⑤ 적용되는 배관의 바깥지름은 112.3 ㎜이고 두께는 6.0 ㎜ 이다.

  ⑥ 방출헤드 설치부분은 제외한다.

[문제풀이]

         ⊙ SE : 적은 값 × 배관의 이음효율 × 1.2

         ⊙ 배관 재질 인장강도의 ¼값 : 420 × ¼ = 105 kPa

     ※ 배관의 이음 효율

        ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

        ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

        ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

      ⊙ 항복점의 ⅔ 값 : 200 × ⅔ = 133.333 [kPa]

      ⊙ SE = 105 × 0.85 × 1.2 = 107.1 kPa

[해설] 최대 허용 압력

   여기서, t : 관두께 [㎜]

               P : 최대 허용압력 [kPa]

               D : 배관의 바깥지름 [㎜]

               SE : 최대허용응력 [kPa] (배관 재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔값 중 적은 값 × 배관이음 효율 × 1.2)

                A : 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜] (헤드설치 부분은 제외한다)

                  ⊙ 나사이음 : 나사의 높이

                  ⊙ 절단흠이음 : 흠의 깊이

                  ⊙ 용접이음 : 0

           ※ 배관의 이음 효율

              ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

              ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

              ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

6. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비에 압력배관용 탄소강관을 다음 조건과 같이 사용하려고 한다. 최대 허용압력

     [MPa]을 구하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① 압력배관용 탄소강관의 인장강도는 420 [MPa], 항복점은 인장강도의 80% 이다.

  ② 용접이음에 따른 허용값 [㎜]은 무시한다.

  ③ 가열맞대기 용접배관을 한다.

  ④ 배관의 최대 허용응력 (SE)은 배관재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔ 값 중 적은 값 i)을 기준으로 다음 식을 적용한

        다.

    SE = σi × 배관 이음 효율 × 1.2

  ⑤ 적용되는 배관의 바깥지름은 114.3 ㎜ 이고 두께는 6.0 ㎜ 이다.

  ⑥ 방출헤드 설치부분은 제외한다.

[문제풀이]

  ⊙ 배관재질 인장강도의 ¼값 : 420 × ¼ = 105 MPa

  ⊙ 항복점 : 420 × ⅔ = 224 MPa

  ⊙ SE = 적은 값 σi × 배관 이음 효율 × 1.2 =105 × 0.6 × 1.2 = 75.6 MPa

[해설] 최대 허용압력

     여기서, t : 관두께 [㎜]

                  P : 최대 허용압력 [kPa]

                  D : 배관의 바깥지름 [㎜]

                  SE : 최대허용응력 [kPa] (배관 재질 인장강도의 ¼값과 항복점의 ⅔값 중 적은 값 × 배관이음 효율 × 1.2)

                  A : 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜] (헤드설치 부분은 제외한다)

                   ⊙ 나사이음 : 나사의 높이

                   ⊙ 절단흠이음 : 흠의 깊이

                   ⊙ 용접이음 : 0

        ※ 배관의 이음 효율

            ㉠ 이음이 없는 배관 : 1

            ㉡ 전기저항 용접배관 : 0.85

            ㉢ 가열맞대기 이음 배관 : 0.6

7. 어느 소방대상물에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참고하여 각 물음에 답하시

     오. [7점] ★★★★★

[조건]

   ① 방출헤드 1개의 유량은 초당 29.4 ㎏ 이다.

   ② 노즐 방사압력에서의 방출률은 14.7 ㎏/s·㎠ 이다.

   ③ 분사헤드에 접속되는 배관의 구경은 65 A이다.

   ④ 배관의 인장강도는 420 MPa, 항복점은 200 MPa 이다.

   ⑤ 배관이음방법은 이음매 없는 배관이므로 나사이음, 흠이음 등의 허용값 [㎜]은 무시한다.

   ⑥ 적용되는 배관의 바깥지름은 114.3 ㎜ 이고, 두께는 6.0 ㎜ 이다.

   ⑦ 배관두께 계산시 방출헤드 설치부분은 제외한다.

가. 방출헤드 오리피스 구경 [㎜]을 구하여 다음 표에서 선정하시오.

오리피스구경
10 ㎜
15㎜
20
25
30
35
40

나. 배관의 최대허용압력 [MPa]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. 방출헤드 오리피스 구경 [㎜]

           ∴ 주어진 표에서 20 ㎜ 를 선정한다.

나. 배관의 최대 허용압력 [MPa]을 구하시오.

   ⊙ 배관의 재질 인장강도의 ¼ 값 : 420 × ¼ = 105 MPa

   ⊙ 항복점의 ⅔ 값 : 200 × ⅔ = 133.333 MPa

   ⊙ SE = σi × 배관 이음 효율 × 1.2 = 105 × 1 × 1.2 = 126 MPa

8. 다음 각 물음에 답하시오. [4점] ★★★★★

 가. 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향 2가지를 쓰시오.

 나. 할로겐 화합물 소화약제의 방사시간은 10초 이내에 95% 이상 방사해야 하는 이유를 간단히 쓰시오.

[답안작성]

  가. 할로겐 화합물이 지구에 미치는 영향 2가지

     ① 오존층 파괴            ② 지구 온난화

나. 할로겐 화합물 소화약제의 방사시간을 10초 이내에 95%를 방사해야 하는 이유

   ▣ 소화약제 방사시 발생하는 독성물질을 감소시켜 실내의 인명안전을 도모하기 위하여

 

[해설] 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 방사시간

가. 오존층 파괴 메카니즘

  ① 지상에 방출된 CFC 또는 Halon 물질은 파괴되지 않고 오존층이 있는 성층권까지 상승한다.

  ② 태양으로 부터 강한 자외선을 받아 분해하여 Cl 또는 Br을 방출한다.

  ③ 오존(O3)과 염소(Cl) 또는 브롬(Br)이 반응하여 오존을 파괴한다.

      Cl + O3 = ClO + O2

      BrO + O = Br + O2

   ④ 계속 연쇄반응하여 오존층이 파괴된다.

나. 지구온난화 매카니즘

   ① CO2, CH4, Halon 등의 가스가 지구의 열이 외부로 방출되는 것을 방해한다.

   ② 태양의 복사열은 지구 표면온도를 상승시키고 지구표면은 다시 적외선을 방사한다.

   ③ 이 적외선이 대기의 기체에 흡수되고 뜨거워진 기체는 다시 적외선을 방사하여 태양빛에 으해 상승된 온도보다

        더 뜨거워 진다.

   ④ 이것을 지구 온난화 현상이라고 하며, 지구 온난화 현상을 일으키는 대기중의 기체를 온실가스라고 한다.

9. 가로 15m, 세로 14m, 높이 3.5 m 인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 HFC-23과 IG-541 을 사용할 경우

     다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [12점]  ★★★★★

[조건]

  ① HFC - 23의 소화농도는 A,C급 화재는 38%, B급 화재는 35 %이다.

  ② HFC - 23의 저장용기는 68 ℓ 이며, 충전밀도는 720.8 ㎏/㎥ 이다.

  ③ IG - 541 의 소화농도는 33%이다.

  ④ IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ 용 15.8 ㎥/병을 적용하며, 충전압력은 19.996 [MPa] 이다.

  ⑤ 소화약제량 산정시 선형상수를 이용하도록 하며 방사시 기준온도는 30 ℃ 이다.

소화약제
K1
K2
HFC - 23
0.3164
0.0012
IG - 541
0.65799
0.00239

  가. HFC - 23 의 저장량 [㎏]을 구하시오.

  나. HFC - 23 의 저장용기수를 구하시오.

  다. 배관구경 산정조건에 따라 HFC - 23 의 약제량 방사시 유량 [kg/s]을 구하시오.

  라. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  마. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

  바. 배관구경산정조건에 따라 IG - 541 의 약제량 방사시 유량 [kg/s]을 구하시오.

[참고]

[문제풀이]

 가. HFC - 23 의 저장량 [㎏]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.3164 + 0.0012 × 30 = 0.3524 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 38 × 1.2 = 45.6 %

나. HFC - 23 의 저장용기수를 구하시오.

  ▣ 1병당 저장량 G = 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥] = 0.068 [㎥] × 720.8 [㎏/㎥]  = 49.014 ㎏

다. 배관구경 산정조건에 따라 HFC - 23의 약제량 방사시 유량 [㎏/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95%에 해당하는 소화약제 저장량

라. IG-541의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799+0.00239×30℃=0.72969 [㎥/㎏]

  ⊙ 비체적 Vs = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799+0.00239×30℃=0.72969 [㎥/㎏]

  ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 33 × 1.2 = 39.6 [%]

마. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

바. 배관구경산정조건에 따라 IG - 541 의 약제방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95 %에 해당하는 소화약제 저장량

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

  ▣ HFC - 23 : 할로겐 화합물 소화약제

  ▣ IG - 541 : 불활성기체 소화약제

가. 소화약제의 저장량 (할로겐 화합물 소화약제)

     여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                  V : 방호구역의 체적 [㎥]

                  S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                  C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                  t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

   ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

        설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

 

나. 저장용기수

   ① 저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] / 1병당 충전량 [㎏]

   ② 충전량 [㎏] = 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]

   ③ 소화약제 방사시 유량

※ NFSC 107 A 제10조

   배관구경은 해당 방호구역에 할로겐화합물소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재 : 1분)

    이내에 방호구역 각 부분에 최소설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

 

다. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화설비 소화약제)

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

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 ×t) [㎥/㎏]

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

                      C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

                       t : 방호구역 최소예상온도 [℃]

10. 가로 14m, 세로 15m, 높이 3.5 m인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설IG-541을 설치하려고 한다. 다음

       조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점]  ★★★★★

  ① IG - 541 의 소화농도는 33% 이다.

  ② IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ, 충전압력은 20,000 kPa이다.

  ③ 선형상수를 이용하도록 하며 방사시 기준온도는 20 ℃ 이다.

소화약제
K1
K2
IG - 541
0.65799
0.00239

  가. IG - 541 의 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 에서의 비체적은 선형상수이다.)

  나. IG - 541 의 최소 저장용기수를 구하시오.

  다. IG - 541 의 배관구경 산정시 기준이 되는 약제량 방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. IG - 541 의 약제량 [㎥]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 33 × 1.2 = 39.6 [%]

 나. IG - 541 의 최소 저장용기수를 산정하시오.

다. IG - 541 의 배관 구경 산정시 기준이 되는 약제량 방사시 유량 [㎥/s]을 구하시오.

   ▣ 최소 설계농도의 95%에 해당하는 소화약제 저장량

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제

 가. 소화약제의 저장량 (불활성기체 소화약제)

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

                    S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                     C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                      t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                     V : 방호구역의 체적 [㎥]

나. 저장용기수

다. 충전량

라. 약제방사시 유량

※ NFSC 107 A 제10조

   배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 : 2분, B급 화재 : 1

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

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

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                       C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                       t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                      V : 방호구역의 체적 [㎥]

     ※ 체적에 따른 소화약제의 설계농도 C

         ▣ 설계농도 C = 소화농ㄷ도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

11. 경유를 연료로 사용하는 발전기실의 크기가 15m × 20m × 5m 이다. 이곳에 다음의 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

      설비를 설치하고자 한다. 다음 조건과 국가 화재안전기준을 참고하여 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

[조건]

   ① 방호구역의 온도는 상온 20 ℃ 이다.

   ② HCFC BLEND A 용기는 68 ℓ dyd 58 ㎏, IG - 541 용기는 80 ℓ 용 12.4 ㎥을 적용한다.

   ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 소화 농도

약 제
상품명
소화농도 [%]
A급 화재
B급 화재
HCFC BLEND A
NAFS -
7.2
10
IG - 541
Inergen
31.25
31.25

④ K1 과 K2

약제
K1
K2
HCFC BLEND A
0.2413
0.00088
IG - 541
0.65799
0.00239

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]을 구하시오.

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제 용기는 몇 병인지 구하시오.

 다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

 라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[문제풀이]

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]

  ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.2413 + 0.00088 × 20 ℃ = 0.2589 [㎥/㎏]

  ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전계수 = 10 × 1.3 = 13 %

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제용기는 몇 병인가 ?

 다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전율 = 31.25 × 1.3 = 40.625 [%]

라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

   HCFC BLEND A : 할로겐 화합물 소화약제

   IG - 541 : 불활성기체 소화약제

가. 소화약제 저장량 [할로겐 화합물 소화약제]

          여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                       V : 방호구역의 체적 [㎥]

                       S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                       C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                        t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

       ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

           설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

나. 저장용기수

다. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화약제)

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

                        S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                        C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                         t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                        V : 방호구역의 체적 [㎥]

        ※ 체적에 따른 소화약제의 설계농도 C

            ▣ 설계농도 C = 소화농ㄷ도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

라. 저장용기수

12. 경유를 연료로 사용하는 발전기실의 크기가 15m × 20m × 5m 이다. 이곳에 다음의 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

       설비를 설치하고자 한다. 다음 조건과 국가화재안전기준을 참조하여 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★★

[조건]

  ① 방호구역의 온도는 상온 20 ℃ 이다.

  ② HCFC BLEND A 용기는 68 ℓ 용 58 ㎏, IG -541 용기는 80ℓ 용 12.4 ㎥을 적용한다.

  ③ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 설계농도

약 제
상품명
설계농도 [%]
A급 화재
B급 화재
HCFC BLEND A
NAFS -
9.36
13
IG - 541
Inergen
40.62
40.62

 ④ K1 과 K2

약제
K1
K2
HCFC BLEND A
0.2413
0.00088
IG - 541
0.65799
0.00239

  가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]을 구하시오.

  나. HCFC BLEND A 의 최소 약제 용기는 몇 병인지 구하시오.

  다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

  라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[문제풀이]

 가. HCFC BLEND A 의 최소 약제량 [㎏]

   ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.2413 + 0.00088 × 20 ℃ = 0.2589 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 13 %

 나. HCFC BLEND A 의 최소 약제용기는 몇 병인가 ?

다. IG-541 의 최소 약제량 [㎥]을 구하시오. (단, 20 ℃ 의 비체적은 선형상수와 같다.)

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 ℃ = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 20 = 0.70579 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 40.62 [%]

라. IG-541 의 최소 약제용기는 몇 병인지 구하시오.

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

     ◈ 11번 문제 해설 참조

13. 가로 15m, 세로 10m, 높이 4.5m인 전산실에 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제 IG-541 을 사용할 경우 조건을

      참조하여 각 물음에 답하시오. [5점] ★★★★★

[조건]

  ① IG - 541 의 소화농도는 33% 이다.

  ② IG - 541 의 저장용기는 80 ℓ 용 12.5 ㎥/병을 적용하며 충전압력은 15.832 MPa이다.

  ③ 소화약제 산정시 선형상수를 이용하도록 하며 기준 온도는 30 ℃ 이다.

소화약제
K1
K2
IG - 541
0.65799
0.00239

  가. 체적에 따른 소화약제의 설계농도를 구하시오.

  나. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

  다. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

  라. 배관의 구경은 해당 방호구역에 불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 ( ① ) 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계농

        도의 ( ② ) % 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 하여야 한다.

[문제풀이]

 가. 체적에 따른 소화약제의 설계농도를 구하시오.

    ▣ 설계농도 C = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3) = 33 % × 1.2 = 39.6 %

 나. IG - 541 의 저장량 [㎥]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 30 ℃ = 0.72969 [㎥/㎏]

   ⊙ 비체적 = 선형상수 = K1 + K2 × t = 0.65799 + 0.00239 × 30 = 0.72969 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 소화농도 × 안전계수 = 33% × 1.2 = 39.6 %

다. IG - 541 의 저장용기수를 구하시오.

라. 배관의 구경은 해당 방호구역에 불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 ( ① 2 ) 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계

      농도의 ( ② 95 ) % 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 하여야 한다.

 

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

      IG - 541 : 불활성기체 소화설비

 

가. 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 (C)

      ▣ 설계농도 C = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2, B급 화재 : 1.3)

 

나. 소화약제 저장량 (불활성기체 소화약제)

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

                      S : 소화약제별 선형상수 (K1 + K2 × t) [㎥/㎏]

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

                      C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                       t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                       V : 방호구역의 체적 [㎥]

다. 저장용기수

라. 배관

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

        : 1분) 이내네 방호구역의 각 부분에 최소 설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

14. 할로겐 화합물 FK - 5- 1- 12 소화약제를 사용하여 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비를 설치하려고 한다. 설계

      농도 12%, 선형상수 K1=0.0664, K2 = 0.0002741, 방호구역의 주위온도는 21℃, 방호구역의 체적은 8m × 10m × 4m,

      용기는 80 ℓ, 충전밀도는 1,141 ㎏/㎥ 일 때 다음 각 물음에 답하시오. [5점] ★★★★★

  가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

  나. 약제 병수를 구하시오.

[문제풀이]

 가. 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

   ⊙ 선형상수 S = = K1 + K2 × t = 0.0664 + 0.000271 × 21 ℃ = 0.0721 [㎥/㎏]

   ⊙ 설계농도 C = 13 %

 나. 약제병수

   ▣ 1병당 약제 충전량 ㎏ = 저장용기 내용적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]  = 0.08 [㎥] × 1,141 [㎏/㎥] =91.28 ㎏

[해설] 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제

      FK - 5 -1- 12 : 할로겐 화합물 소화약제

 

가. 소화약제의 저장량 (할로겐 화합물 소화약제)

           여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                        V : 방호구역의 체적 [㎥]

                        S : 소화약제별 선형상수 (K1+K2 × t) [㎥/㎏]

                        C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                         t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

        ※ C (체적에 따른 소화약제의 설계 농도)

             설계농도 C [%] = 소화농도 [%] × 안전계수 (A·C급 화재 : 1.2 , B급 화재 : 1.3 )

나. 약제 병수

  ① 약제 병수

  ② 1병당 충전량 [㎏]

      ▣ 1병당 충전량 [㎏] = 저장용기 체적 [㎥] × 충전밀도 [㎏/㎥]

#할로겐화합물 #불활성기체 #소화설비 #소화약제 #선형상수 #소화농도 #설계농도 #방호구역 #충전량 #안전계수 #위험물 #허용설계농도 #헬륨 #네온 #원소 #나사이음 #용접이음 #플랜지이음 #배관이음효율 #항복점 #인장강도 #지구온난화 #매카니즘 #비체적

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1. 다음 도면은 어느 소방대상물의 전기실(A실), 발전기실 (B실), 방재실(C실), 밧데리실 (D실)을 방호하기 위한 할론 1301

     의 평면도이다. 그림 및 조건을 참조하여 할론 1301 소화약제의 최소 용기 개수를 구하시오. [12점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 약제저장용기방식은 고압식이다.

  ② 소화약제 충전량은 50 ㎏ 이고 용기 내용적은 68 ℓ 이다.

  ③ 도면상 각 실에 대한 배관 내용적 (용기실 내의 입상관 포함)은 다음과 같다.

A실 배관 내용적 : 198 ℓ
B실 배관 내용적 : 78 ℓ
C실 배관 내용적 : 28 ℓ
D실 배관 내용적 : 10 ℓ

  ④ A실에 대한 할론 집합관의 배관 내용적은 88 ℓ 이다.

  ⑤ 할론 소화약제 저장용기와 집합관 사이의 연결관에 대한 내용적은 무시한다.

  ⑥ 설비는 설계기준 온도는 20 ℃ 이다.

  ⑦ 액화 할론 1301의 비중은 20 ℃ 에서 1.6 이다.

  ⑧ 각 실의 개구부는 없다고 가정한다.

  ⑨ 약제 소요량 산출시 각 실의 내부 기둥 및 내용물은 무시한다.

  ⑩ 각 실의 층고 (바닥으로 부터 천장까지의 높이)는 각각 다음과 같다.

A실 및 B실 : 5m
C실 및 D실 : 3 m

  ⑪ 배관 내용적에 대한 계산과정을 상세히 명시하시오.

가. A실      나. B실           다. C실          라. D실

마. 저장용기실에 설치하여야 할 최소 소요병수는 ?

[문제풀이]

  ▣ 할론 1301 소화약제의 최소 용기개수를 구하시오.

가. A실

  ⊙ 소화약제 저장량 [㎏] = [(30m × 30m - 15m × 15m) × 5m] × 0.32 ㎏/㎥ = 1,080 ㎏

  ⊙ 배관 내용적 = 198 ℓ + 88 ℓ = 286 ℓ

  ⊙ 소화약제량 체적 합계 = 50 ㎏ × 22병 × 0.625 ℓ/㎏ = 687.5 ℓ

  ⊙ 별도 독립방식 여부 = 배관의 내용적 ℓ / 소화약제량 체적 합계 = 286 ℓ / 687.5 ℓ  = 0.416 배 (별도 독립방식 불필요)

     ∴ A실이 저장용기수 : 22병

나. B실

  ⊙ 소화약제 저장량 [㎏] = (15m × 15m × 5m) × 0.32 ㎏/㎥ = 360 ㎏

  ⊙ 배관 내용적 = 78 ℓ + 88 ℓ = 166 ℓ

  ⊙ 소화약제량 체적 합계 = 50 ㎏ × 8병 × 0.625 ℓ/㎏ = 250 ℓ

  ⊙ 별도 독립방식 여부 = 배관의 내용적 ℓ / 소화약제량 체적 합계 = 166 ℓ / 250 ℓ  = 0.664 배 (별도 독립방식 불필요)

      ∴ B실이 저장용기수 : 8병

다. C실

  ⊙ 소화약제 저장량 [㎏] = (10m × 15m × 3m) × 0.32 ㎏/㎥ = 144 ㎏

  ⊙ 배관 내용적 = 28 ℓ + 88 ℓ = 116 ℓ

  ⊙ 소화약제량 체적 합계 = 50 ㎏ × 3병 × 0.625 ℓ/㎏ = 93.75 ℓ

  ⊙ 별도 독립방식 여부 = 배관의 내용적 ℓ / 소화약제량 체적 합계 = 116 ℓ / 93.75 ℓ = 1.237 배 (별도 독립방식 불필요)

      ∴ C실이 저장용기수 : 3병

라. D실

  ⊙ 소화약제 저장량 [㎏] = (10m × 5m × 3m) × 0.32 ㎏/㎥ = 48 ㎏

  ⊙ 배관 내용적 = 10 ℓ + 88 ℓ = 98 ℓ

  ⊙ 소화약제량 체적 합계 = 50 ㎏ × 1병 × 0.625 ℓ/㎏ = 31.25 ℓ

  ⊙ 별도 독립방식 여부 = 배관의 내용적 ℓ / 소화약제량 체적 합계 = 98 ℓ / 31.25 ℓ  = 3.136 배 (별도 독립방식으로 설치하

         여야 한다.)

      ∴ D실이 저장용기수 : 1병

 마. 저장용기실에 설치해야 할 최소 용기 개수

   ▣ 최소 소용병수 = 22병 + 1병 = 23병

[해설] 할론 소화설비의 저장용기수

가. 저장용기수

나. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

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

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

소방대상물
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미설치
적용)
차고, 주차장, 전기실, 통신기기실, 합성수지류
0.32 ㎏/㎥
2.4 ㎏/㎡
사류, 면화류, 볏짚류, 목재가공품, 대팻밥, 나무 부스러기 등
0.52 ㎏/㎥
3.9 ㎏/㎡

다. 충전비

           여기서, C : 충전비 [ℓ/㎏], V : 내용적 [ℓ], G : 1병당 충전량 [㎏]

라. 소화약제량 체적 합계

   ▣ 소화약제량 체적 합계 = 충전량 [㎏] × 병수 × 비체적 [㎥/㎏]

마. 비체적

         여기서, Vs : 비체적 [㎥/㎏], ρ : 밀도 [㎏/㎥]

바. 비중

         여기서, S : 비중, ρ : t [℃] 의 물질의 밀도 [㎏/㎥]

                      ρw : 물의 밀도 (1,000 ㎏/㎥, 1,000 N·s2/m4)

[참고] NFSC 107 제4조 ⑥

  ▣ 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적 합계 보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는 배관

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

※ 저장용기실에 설치하여야 하는 저장용기수는 각 방호구역의 저장용기수 중 가장 많은 것을 적용한다. 하지만, 위의 규정

     에 의하여 별도 독립방식으로 할 경우 각 방호구역 중 가장 많은 저장용기수 + 별도 독립방식의 저장용기수를 하여야

     하므로 배관의 내용적, 소화약제량 체적 합계를 구하여 별도 독립방식 여부를 판단하여야 한다.

2. 어느 방호공간에 할론 1301 소화설비를 설치하였다. 조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★

[조건]

  ① 약제 소요량은 500 ㎏ 이다.

  ② 전역방출방식이다.

  ③ 헤드의 방사율은 1.3 ㎏/sec·㎠ 이다.

  ④ 설치된 헤드의 수는 14개 이다.

가. 헤드 1개의 방출유량 [㎏/sec]은 얼마인가 ?

나. 헤드의 등가분구 면적 [㎠]은 얼마인가 ?

다. 헤드의 직경 [㎝]은 얼마인가 ?

[문제풀이]

가. 헤드 1개의 방출유량 [㎏/sec]은 ?

나. 헤드의 등가 분구 면적 [㎠]

다. 헤드의 직경 [㎝]는 ?

3. 어떤 방호대상물에 다음 조건에 따라 할론 소화설비를 설계하려고 할 때 다음의 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★

[조건]

  ① 약제소요량 120 ㎏ (출입구에 자동폐쇄장치 설치)

  ② 초기 압력 강하 1.6 MPa

  ③ 고저에 의한 압력 손실 0.04 MPa

  ④ A, B간의 마찰저항에 의한 압력 손실 0.04MPa

  ⑤ B-C, B-D 간의 각 압력손실 0.02 MPa

  ⑥ 약제 저장압력 4.2 MPa

  ⑦ 작동 30초 이내에 약제 전량이 방출

 

가. 소화설비가 작동하였을 때 A-B간의 배관 내를 흐르는 유량 [㎏/s]은 얼마인가 ?

나. B-C간 약제의 유량 [㎏/s]은 얼마인가 ? (단, B-D간의 유량과 같다.)

다. C점 노즐에0서 방출되는 약제의 압력 [MPa]은 얼마인가 ? (단, D점의 방사압력과 같다.)

라. C점 노즐에서의 방출량이 2.5 ㎏/s·㎠ 일 때 헤드의 등가 분구 면적 [㎠]은 얼마인가 ?

[문제풀이]

가. A-B간의 유량 [㎏/s]

나. B-C간의 약제 유량 [㎏/s]

      B-C간의 약제 유량 = (4kg/s) ÷ 2 = 2[㎏/s]

다. C점 노즐에서 방출되는 약제의 압력 [MPa]

    ▣ C점 노즐의 압력 = 4.2 MPa - 1.6 Mpa - 0.04 MPa - 0.04MPa - 0.02MPa = 2.5 MPa

라. C점 노즐에서의 방출량이 2.5 ㎏/s·㎠ 일 때 헤드의 등가 분구 면적은 ?

4. 할론 1301 소화설비에 있어서 분사헤드 1개의 유량이 초당 29.4 N이다. 노즐 방사압력에서의 방출률을 14.7 N/s·㎠라고

    할 때, 분사헤드의 오리피스 구경 [㎝]을 구하시오. (단, 분사헤드에 접속되는 배관의 구경은 32 ㎜ 이며, 분사헤드의 오리

    피스 구멍은 2개 이다.) [4점] ★★★★

[문제풀이]

5. 가스계 소화설비의 쇼킹 타임 (Soaking time)에 대하여 간단히 설명하시오. [5점] ★★

  [답안] 가스계 소화설비에서 소화약제 방출시 설계농도에 도달한 후 재발화가 일어나지 않는 완전소화 달성에 필요한

            시간

[해설] Soaking Time (설계농도 유지시간)

 

가. 설계농도 유지시간 (Soaking Time)

  ▣ 가스계 소화설비에서 소화약제 방출시 설계농도에 도달한 후 재발화가 일어나지 않는 완전소화 달성에 필요한 시간

나. Soaking Time이 필요한 이유

 ① A급 심부화재

   ㉠ 표면화재 : 연쇄반응 억제에 의한 빠른 소화가 필요

   ㉡ 심부화재 : 질식 및 냉각에 의한 소화가 필요

 ② 가연성, 인화성 액체 위험물

   ㉠ 인화점 이하의 냉각이 필요

   ㉡ 표면의 온도가 높기 때문에 재점화, 재착화가 발생함으로 이를 방지하기 위해 Soaking Time 필요

      ※ 할론 (전역방출방식) : 보통 10분 정도의 시간

#할론 #소화설비 #속킹타임 #soaking #설계농도 #방출압력 #심부화재 #표면화재

#할론1301 #할론1211 #할론2402 #별도독립방식 #소화약제 #방출률 #방사률

#방재실 #내용적 #비체적 #밀도 #비중 #개구부가산량 #방호공간 #체적

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1. 할론 1301 소화설비의 전역방출방식과 국소방출방식에 대하여 설명하시오. [4점] ★★

[답안작성]

 ① 전역방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

 ② 국소방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 설치하여 직접 화점에 할론을 방출하는 설비로 화재 발생

                               부분에만 집중적으로 소화약제를 방출하도록 설치하는 방식

[해설] 할론 소화설비의 방출방식

 ① 전역방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

 ② 국소방출방식 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 설치하여 직접 화점에 할론을 방출하는 설비로 화재 발생

                               부분에만 집중적으로 소화약제를 방출하도록 설치하는 방식

 ③ 호스릴 방식 : 분사헤드가 배관에 고정되어 있지 않고 소화약제 저장용기에 호스를 연결하여 사람이 직접 화점에 소화

                            약제를 방출하는 이동식 소화설비

2. 다음 그림은 할론 소화설비를 나타낸 것이다. 그림의 방출방식의 종류를 쓰고 해당 방출방식에 대하여 설명하시오. [4점]

     ★★★★

 

   ① 방출방식             ② 설명

[답안작성]

  ① 방출방식 : 전역방출방식

  ② 설명 : 고정식 할론 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역내에 할론을 방출하는 설비

3. 다음 그림은 할론 소화설비의 배치도이다. 그림의 조건에 적합하도록 체크밸브를 도시하시오. (단, 저장용기와 집합관

     사이의 연결배관에는 체크밸브가 설치되어 있다.) [5점]  ★★★★★

[조건]

 

[답안작성]

 

[해설] 가스체크밸브 (Gas check valve)

  ▣ 소화약제의 역류 방지 기능

 

    ⊙ 화살표 방향으로 가스가 흐르며, 화살표 반대방향으로 역류가 방지된다.

4. 다음의 미완성 도면은 할론 1301을 이용한 할론 소화설비의 계통도이다. 이 계통도를 완성하시오. [8점] ★★★★★

 

[답안작성]

 

[해설] 할론 소화설비 계통도

  ① 기동용기 솔레노이드(전자개방밸브(솔레노이드 밸브)) : 감지기 또는 수동조작반의 신호를 받아 기동용 가스용기 또는

       저장용기를 개방시키는 밸브

  ② 압력스위치 : 소화약제 방출시 가스압력에 의해 작동되어 제어반에 신호를 보내 방출표시등이 점등된다.

  ③ 안전장치 (집합관 설치용 안전밸브) : 집합관 (소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관)에

       설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ④ 릴리프 밸브 (기동용 가스용기 설치용 안전밸브) : 기동용 가스용기에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해

        파손되는 것을 방지한다. 문제의 범례에서 릴리프 밸브는 수계소화설비용이지만 릴리프 밸브 = 안전밸브이므로

        본 문제에서는 가스계 안전밸브로 볼 것

  ⑤ 가스체크밸브 : 소화약제의 역류방지 기능

5. 할론 소화설비에 관한 다음 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★

  가. 할론 2402 소화약제를 구성하는 원소기호를 쓰시오.

  나. 할론 소화약제 중 대표적인 소화약제로서 이산화탄소에 비해 저농도로 사용할 수 있는 소화약제를 쓰시오.

  다. 다음 ( )안에 알맞은 말을 쓰시오.

    ⊙ 가압용 가스용기는 질소가스가 충전된 것으로 하고, 그 압력은 21 ℃ 에서 ( ① ) MPa 또는 ( ② ) MPa 이 되도록 하여

         야 한다.

    ⊙ 가압식 저장용기에는 ( ③ ) MPa 이하의 압력으로 조정할 수 있는 압력 조정장치를 설치하여야 한다.

    ⊙ 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적 합계보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는

         배관 (집합관 포함)이 내용적의 ( ④ ) 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도 독립방식으로 하여야 한다.

[답안작성]

  가. 할론 2402 소화약제의 구성 원소 기호 : C, F, Br

  나. 할론 소화약제 중 저농도로 사용하는 대표적인 소화약제 : 할론 1301  

  다. ( ) 안에 들어갈 알맞은 말

     ① 2.5           ② 4.2            ③ 2                ④ 1.5

[해설] 할론 소화설비

  가. 할론 소화약제

약제 명칭
분자식
상온 · 상압
할론 1301
CF3Br
기체
할론 1211
CF2ClBr
기체
할론 2402
C2F4Br
액체

※ 할론 소화약제 명명법

나. 할론 소화약제의 특징

  ① 할론 1301

    ㉠ 상온에서 기체 상태이므로 액화시켜 액상으로 저장하여 사용한다.

    ㉡ 할론소화약제중 대표적인 소화약제로 이산화탄소에 비해 저농도로 사용할 수 있다.

    ㉢ 열분해시 HF 등 미량의 독성물질이 발생되나 인체에 대한 안전성은 높은 편이다.

    ㉣ 전역방출방식 등 고정식 설비에 주로 사용된다.

  ② 할론 1211

    ㉠ 증기압이 낮아 낮은 압력에서도 액화시켜 저장할 수 있다.

    ㉡ A,B,C급 소화기에 주로 사용된다.

  ③ 할론 2402

    ㉠ 상온에서 액상으로 증기의 비중이 크며 독성이 강하다.

    ㉡ 소화약제가 액상이므로 가압식으로 사용한다.

    ㉢ 플루팅루프 탱크 (Floating roof tank) 등 옥외 위험물 탱크시설과 같은 옥외시설물에 국한되어 사용한다.

다. 저장용기의 설치기준

  ① 할론 소화설비의 수치

구 분
할론 1301
할론 1211
할론 2402
축압식 저장용기의
저장압력
2.5 MPa 또는
4.2 MPa
1.1 MPa 또는
2.5 MPa
-
가압용 가스용기
2.5 MPa 또는 4.2 MPa
가압식 저장용기
2 MPa 이하 압력조정장치 설치
방사압력
0.9 MPa
0.2 MPa
0.1 MPa
충전비
가압식
0.9 ~ 1.6 이하
0.7 ~ 1.4 이하
0.51 ~ 0.67 이하
축압식
0.67 ~ 2.75 이하

  ② 저장용기의 개방밸브 방식

     ㉠ 전기식        ㉡ 기계식          ㉢ 가스압력식

  ③ 저장용기의 개방밸브는 안전장치가 부착된 것으로 하며 수동으로도 개방되도록 할 것

  ④ 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적 합계 보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는 배관

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

6. 내용적이 100 ㎥ 인 어느 실에 할론 1301 설비를 하려고 한다. 소화에 필요한 할론의 설계농도가 8%라고 한다면 필요한

     약제는 몇 [kg]인가 ? (단, 설계기준 온도는 21℃ 이고 이 온도에서 할론의 비체적은 0.16 ㎥/kg이며 개구부에 대한 소요

     량은 무시한다.) [4점] ★★★★★

[문제풀이]

[해설] 소화약제량

가. 소화약제량

나. 방출가스량

               여기서, V : 방출가스량 [㎥], O2 : 산소(O2)의 농도 [%]

다. 할론 농도 [%]

          여기서, O2 : 산소(O2)의 농도 [%]

7. 주차장에 1 ㎥ 당 0.52 ㎏의 할론 1301 소화약제를 방사하였을 경우 소화약제의 농도는 몇 [%] 인가 ? (단, 비체적은

     0.162 ㎥/㎏ 이며 무유출일 경우이다.) [4점] ★★★

[문제풀이]

 ◈ 비체적이 0.162 ㎥/㎏ 이므로 1 ㎥ 당 방사되는 소화약제 가스량은 다음과 같다.

    ⊙ 1㎥당 방사되는 소화가스량 = 소화약제 방사량 ㎏ × 비체적 ㎥/㎏  = 0.52 ㎏/㎥ × 0.162 ㎥/㎏ = 0.084 ㎥

8. 전역방출방식의 할론 소화설비 헤드 1개당 분구면적이 1 ㎠, 헤드 방출량이 2 ㎏/s·㎠, 헤드 개수가 5개 일 때, 약제 소요

     량 [㎏]을 구하시오. [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  ▣ 소요약제량 = 분구면적 [㎠] × 방사량 [㎏/s·㎠] × 방사시간 [s] × 헤드개수  = 1 ㎠ × 2 ㎏/s·㎠·개 × 10 s × 5개 = 100 ㎏

[해설] 설비별 약제 방사시간

구 분
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비
할론
소화설비
분말소화설비
이산화탄소 소화설비
할로겐 화합물
불활성 기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초 이내
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
A·C급 화재: 2분
B급화재 :1분
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
10초이내
10초이내
1분이내
7분이내
(설계농도가
2분이내에
30% 
도달)
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
60초이내
60초이내
국소
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초이내
30초이내
30초이내
30초이내
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
30초이내
30초이내
 

9. 할론 소화설비를 설계하려고 한다. 방출률이 2 ㎏/㎠·2min 이고, 방출노즐의 분구면적이 1 ㎠, 약제방출 노즐은 5개,

    방사시간은 30초 일 때 소요약제량 [㎏]을 구하시오.  [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  ▣ 소요약제량 [㎏] = 분구면적 [㎡] × 방출률 [㎏/㎠·2min] × 노즐개수 × 방사시간 [s]

                                 = 1㎠ × 2㎏/㎠·2min × 5개 × 1/4 (2분의 1/4) = 2.5 ㎏

[해설] 소화약제량 (소요약제량)

  ▣ 소요약제량 [㎏] = 분구면적 [㎡] × 방출률 [㎏/㎠·s] × 노즐개수 × 방사시간[s]

       ∴ 소요약제량 = 2 ㎏/㎠·2min × 1 ㎠ × 5개 × 30 s  = 2㎏/㎠·120 s × 1 ㎠ × 5개 × 30 s

                              = (2 ㎏/㎠ × 1 ㎠ × 5개 × 30 s) / 120 s = 2.5 ㎏

10. 다음 도면과 같은 방호대상물에 할론 1301 소화설비를 설계하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [

      [13점] ★

A 실
6 m × 5 m
B 실
10 m × 5 m
C 실
6 m × 6 m
D 실
12 m × 7 m

[조건]

  ① 건물의 층고는 5m이다.

  ② 약제방출방식은 전역방출방식이다.

  ③ 개구부는 자동폐쇄장치가 설치되어 있다.

  ④ A, C실의 기본약제량은 0.33 kg/㎥ 이다.

  ⑤ B, D실의 기본약제량은 0.52 kg/㎥ 이다.

  ⑥ 약제저장용기는 50kg/병 이다.

가. 각 실의 소화약제 저장량과 저장용기수를 구하시오.

나. 할론 1301 소화설비의 Isometric Diagram을 설계하시오.

    (단, 도시기호는

 

[문제풀이]

 가. 각 실의 소화약제량과 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 소화약제량 = (6m × 5m × 5m) × 0.33 ㎏/㎥ = 49.5 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 49.5 ㎏ / 50 ㎏ = 0.99 ≒ 1병

  ② B실

    ⊙ 소화약제량 = (10m × 5m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 130 ㎏ / 50 ㎏ = 2.6 ≒ 3병

  ③ C실

    ⊙ 소화약제량 = (6m × 6m × 5m) × 0.33 ㎏/㎥ = 59.4 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 59.4 ㎏ / 50 ㎏ = 1.188 ≒ 2병

  ④ D실

    ⊙ 소화약제량 = (12m × 7m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 218.4 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 218.4 ㎏ / 50 ㎏ = 4.386 ≒ 5병

 나. 할론 1301 소화설비의 Isometric Doagram을 설계하시오.

 

[해설] 할론 소화설비의 소화약제 저장량 및 저장용기수 · Isometric Diagram

 가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

   ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡]  × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

나. 저장용기수

다. 저장용기실에 설치하여야 할 저장용기수는 각 방호구역의 저장용기수 중 가장 많은 것을 적용하므로 D실의 5병을 선정

      하여 저장용기실의 Isometric Diagram을 설계한다.

 

  ① 할론 저장용기 : 할론 소화약제를 저장하는 용기 (고압식)

  ② 기동용기 : 솔레노이드 밸브에 의해 개방되어 선택밸브 및 소화약제 저장용기를 개방시킨다.

  ③ 선택밸브 : 화재가 발생한 방호구역에만 소화약제가 방출될 수 있도록 하는 밸브

  ④ 안전밸브 : 집합관에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상 고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ⑤ 집합관 : 소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관

11. 다음 도면과 같은 통신기기실에 할론 1301 소화설비를 설계하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 물음에 답하시오.

      [10점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 건물의 층고 (높이)는 4m이다.

  ② 약제방출방식은 전역방출방식이다.

  ③ 약제는 할론 1301 을 사용한다.

  ④ 약제용기의 내용적은 68 ℓ 로 하고 충전비는 1.36 이다.

  ⑤ 방호대상물에는 자동폐쇄장치가 전부 설치되어 있다.

가. 방호구역상 필요한 저장용기의 수량을 각 실별로 산출하시오.

   ① A실         ② B실       ③ C실           ④ D실         ⑤ E실

나. 저장용기실에 설치하여야 할 최소 용기수는 몇 개인가 ?

[문제풀이]

 가. 각 실별 소화약제 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 1병당 저장량 [㎏] = 내용적 [ℓ] / 충전비 [ℓ/㎏] = 68 ℓ / 1.36 [ℓ/㎏] = 50 ㎏

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 10 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 166.4 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 166.4 ㎏ / 50 ㎏ = 3.328 ≒ 4병

  ② B실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 5 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 83.2 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 83.2 ㎏ / 50 ㎏ = 1.664 ≒ 2병

  ③ C실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (13m × 5 m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 83.2 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 83.2 ㎏ / 50 ㎏ = 1.664 ≒ 2병

  ④ D실

    ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = (10m × 10m × 4 m) × 0.32 [㎏/㎥] = 128 ㎏

        ∴ 저장용기수 = 128 ㎏ / 50 ㎏ = 2.56 ≒ 3병

  ⑤ E실

       ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = [(30m × 15m - 10m ×10m) × 4 m] × 0.32 [㎏/㎥]  = 832 ㎏

         ∴ 저장용기수 = 832 ㎏ / 50 ㎏ = 16.64 ≒ 17병

나. 저장용기실에 설치하여야 할 저장용기수 : 17병

 

[해설] 할론 소화설비의 저장용기수

 가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

   ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적 [㎡]  × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

     ◈ 할론 소화설비 체적 1㎥ 당 소화약제량 및 개구부 가산량

소방대상물
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미설치시 적용)
차고, 주차장, 전기실, 전산실, 통신기기실, 합성수지류
0.32 ㎏/㎥
2.4 ㎏/㎡
사류, 면화류, 볏짚류, 목재가공품, 대팻밥, 나무부스러기 등
0.52 ㎏/㎥
3.9 ㎏/㎡

나. 충전비

다. 저장 용기수

12. 어느 건물에 다음 도면과 같이 할론 소화설비를 설치하려고 한다. 도면 및 주어진 조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하

       시오. [12점] ★★★★

 

[조건]

  ① 건물의 층고는 5m 이다.

  ② 저장용기 1병에 대한 소화약제의 저장량은 50 kg이다.

  ③ A, C실의 기본약제량은 0.32 ㎏/㎥ 이다.

  ④ B, D실의 기본약제량은 0.52 ㎏/㎥ 이다.

  ⑤ Isometric Diagram 작성시 다음의 기호를 사용할 것

 

가. 각 실의 약제 소요량과 용기수를 산출하시오.

   ① A실      ② B실         ③ C실          ④ D실

나. Isometric Diagram을 작도하시오. (단, 반드시 각을 잡아서 작도를 할 것)

 

[문제 풀이]

 가. 각 실의 약제 소요량과 저장용기수

  ① A실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 15 m × 5 m) × 0.32 ㎏/㎥ = 120 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 120 ㎏ / 50 ㎏ = 2.4 ≒ 3병

  ② B실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 10 m × 5 m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 130 ㎏ / 50 ㎏ = 2.6 ≒ 3병

  ③ C실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 10 m × 5 m) × 0.32 ㎏/㎥ = 80 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 80 ㎏ / 50 ㎏ = 1.6 ≒ 2병

 ④ D실

    ⊙ 약제 저장량 = (5m × 5 m × 5 m) × 0.52 ㎏/㎥ = 65 ㎏

    ⊙ 저장용기수 = 65 ㎏ / 50 ㎏ = 1.3 ≒ 2병

 나. Isometric Diagram 작도

 

[해설] 할론 소화설비의 약제 소요량 · 용기수 · Isometric Diagram 작도

  가. 할론 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

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

  나. 저장용기수

 다. Isometric Diagram 작도

 

  ① 할론 실린더 (할론 저장용기) : 할론 소화약제를 저장하는 용기 (고압식)

  ② 기동용기 : 솔레노이드 밸브에 의해 개방되어 선택밸브 및 소화약제 저장용기를 개방시킨다.

  ③ 선택밸브 : 화재가 발생한 방호구역에만 소화약제가 방출될 수 있도록 하는 밸브

  ④ 가스체크밸브 : 소화약제의 역류 방지 기능

  ⑤ 안전밸브 : 집합관에 설치되어 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

  ⑥ 집합관 : 소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관

  ⑦ 방사헤드 : 화재시 해당 방호구역에 소화약제를 방사한다.

13. 다음의 도면과 조건을 참조하여 방호구역 별로 소요되는 전역방출방식의 할론 소화설비에서 각 실의 분사헤드 1개 당

       방출량 [㎏/s]을 구하시오. [8점] ★★★★

 

[조건]

  ① 각 실의 층고는 5m이다.

  ② 저장용기 1병에 대한 소화약제의 저장량은 45 ㎏ 이다.

  ③ A, C실의 기본약제량은 0.32 ㎏/㎥ 이다.

  ④ B, D실의 기본약제량은 0.52 ㎏/㎥ 이다.

  ⑤ 방호구역은 4개 구역으로서 개구부는 무시한다.

  ⑥ 분사헤드의 수는 도면 수량기준으로 한다.

  ⑦ 방출량 [㎏/s] 계산시 약제용량은 적용되는 용기의 용량을 기준으로 한다.

가. A실         나. B실           다. C실              라. D실

 

[문제풀이]

 ▣ 각 실의 분사헤드당 방출량 [㎏/s]

  가. A실

    ① 소화약제 저장량 = (16m × 5m × 5m) × 0.32 ㎏/㎥ = 48 ㎏

    ② 저장용기수 = 48 ㎏ / 45 ㎏ = 1.066 ≒ 2병

  나. B실

    ① 소화약제 저장량 = (12m × 7m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 218.4 ㎏

    ② 저장용기수 = 218.4 ㎏ / 45 ㎏ = 4.853 ≒ 5병

  다. C실

   ① 소화약제 저장량 = (6m × 6m × 5m) × 0.32 ㎏/㎥ = 57.6 ㎏

   ② 저장용기수 = 57.6 ㎏ / 45 ㎏ = 1.28 ≒ 2병

  라. D실

    ① 소화약제 저장량 = (10m × 5m × 5m) × 0.52 ㎏/㎥ = 130 ㎏

    ② 저장용기수 = 130 ㎏ / 45 ㎏ = 2.888 ≒ 3병

#할론 #소화설비 #소화약제 #할론1301 #할론1211 #할론2402 #질소가스 #가압가스

#가스압력식 #방사압력 #비체적 #전역방출방식 #분구면적 #선택밸브 #Isometric

#Diagram #안전밸브 #가스체크밸브 #내용적 #방사헤드 #할론실린더

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1. 다음 그림과 같은 위험물 탱크에 국소방출방식으로 이산화탄소 소화설비를 고압식으로 설치하려고 한다.

     각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

 

 가. 방호공간의 체적 [㎥]을 구하시오.

 나. 소화약제 저장량 [㎏]을 구하시오.

 다. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 [㎏/s]을 구하시오.

[문제풀이]

 ▣ 소화약제의 저장량

  ◈ 면적식 [㎡]

    ⊙ 조건 : 위면이 개방되어 있거나, 연소면이 한정되고, 비산의 우려가 없는 경우

   ① 고압식 : 표면적(위면) × 13 ㎏/㎡ × 1.4

   ② 저압식 : 표면적(위면) × 13 ㎏/㎡ × 1.1

  ◈ 체적식 [㎥]

   a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적 합계 (실제 벽면적 합계)

        ※ 방호대상물로 부터 0.6 m 이내의 벽만 인정

   A : 방호공간의 벽면적

[답안작성]

가. 방호공간의 체적 [㎥]

   ▣ 방호공간의 체적 [㎥] = 가로[m] × 세로 [m] × 높이 [m]

                                          = (2m + 0.6m + 0.6m) × (1m + 0.6m + 0.6m) × (1.5m + 0.6m)

                                          = 3.2m × 2.2 m × 2.1 m = 14.784 ≒ 14.78 ㎥

나. 소화약제 저장량

   a = 0 : 벽이 설치되어 있지 않음

   A = (3.2 × 2.1) × 2 + (2.2 × 2.1) × 2 = 22.68 ㎡

     ∴ 소화약제 저장량 = 14.78 × (8 - 6 (0/22.68)) × 1.4 = 165.536 ≒ 165.54 ㎏

다. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 [㎏/s]

  ▣ 하나의 분사헤드에 대한 방사량

[해설] 이산화탄소 소화설비 (국소방출방식)

 가. 방호공간 : 방호대상물의 각 부분으로 부터 0.6m의 거리에 둘러 쌓인 공간

 

 나. 이산화탄소 소화설비 국소방출방식의 소화약제 저장량

 

      여기서, a : 방호공간 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡] (0.6m 이내에 설치된 실제 벽)

                   A : 방호공간의 벽 면적 (벽이 없는 경우에는 0.6m의 가상의 벽 부분의 면적)의  합계 [㎡]

                   (0.6 m 이내에 실제 벽이 있을 경우를 포함하며 0.6 m 이내에 벽이 없을 경우에는 가상의 벽 부분의 면적의

                  합계)

다. 하나의 분사헤드에 대한 방사량

설비별 약제 방사시간

구 분
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비
할론
소화설비
분말소화설비
이산화탄소 소화설비
할로겐 화합물
불활성 기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초 이내
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
A·C급 화재: 2분
B급화재 :1분
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
10초이내
10초이내
1분이내
7분이내
(설계농도가
2분이내에
30% 
도달)
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
60초이내
60초이내
국소
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초이내
30초이내
30초이내
30초이내
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
30초이내
30초이내
 

※ 약제 방출시간 [S, min]

  CO2 : - 표면화재 : 1분

             - 심부화재 : 7분 (2분이내 설계농도 30% 도달)

  할론 : 10초 (무조건)

  분말 : 30초 (무조건)

  할로겐화합물 · 불활성기체 : 할로겐화합물 : 10초

  불활성기체 : A·C급 화재 : 2분

                       B급 화재 : 1분

 

2. 다음 그림과 같은 위험물 탱크에 국소방출방식으로 이산화탄소 소화설비를 고압식으로 설치하려고 한다. 각 물음에

    답하시오. (단, 고압식이며, 방호대상물 주위에는 방호대상물과 동일한 크기의 벽이 설치되어 있다.) [6점] ★★★★★

 

 가. 방호공간의 체적 [㎥]을 구하시오.

 나. 소화약제 저장량 [㎏]을 구하시오.

 다. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 [㎏/s]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. 방호공간의 체적 [㎥]

   ▣ 방호공간의 체적 [㎥] = 가로[m] × 세로 [m] × 높이 [m] = 2m × 1m × (1.5m + 0.6m) = 4.2 ㎥

   ※ 높이 즉, 위 쪽으로는 벽이 없으므로 가상으로 0.6m의 높이를 설정하여 방호구역의 체적을 설정한다.

  나. 소화약제 저장량

           a : (2×1.5×2) + (1×1.5 × 2) = 9 ㎡

           A : (2×2.1×2) + (1×2.1 × 2) = 12.6 ㎡

 다. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 [㎏/s]

3. 방호대상물 규격이 가로 3m, 세로 7m, 높이 2m인 특수가연물 제1종이 있다. 화재시 비산할 우려가 있어 밀폐된 용기에

    저장하였다. 이산화탄소 소화설비를 국소방출방식으로 설계하려고 할 때 고압식과 저압식의 경우 각각의 약제 저장량은

    몇 [㎏]인지 계산하시오. (단, 방호대상물 주위에 가로 3.2m, 세로 7.2 m, 높이 2.2 m의 벽이 설치되어 있다.) [6점]

     ★★★★★

   ① 고압식             ② 저압식

[문제풀이]

  ① 고압식

      ⊙ 방호공간의 체적 = 가로 m × 세로 m × 높이 m  = 3.2 m × 7.2 m × (2m + 0.6 m) = 59.904 ㎥

      ⊙ a : (3.2×2.2)×2+(7.2×2.2)×2 = 45.76 [㎡]

      ⊙ A : (3.2×2.6)×2+(7.2×2.6)×2 = 54.08 [㎡]

  ② 저압식

[해설] 이산화탄소 소화설비 (국소방출방식)

 가. 이산화탄소 소화설비 국소방출방식의 소화약제 저장량

 

 

 

4. 가로 4m, 세로 3m, 높이 2m인 윗면이 개방된 용기에 이산화탄소 소화설비를 국소방출방식으로 설계하려고 한다.

    소화약제 저장량 [㎏]을 구하시오. (단, 고압식이며 고정벽은 없다.) [5점] ★★★★★

[문제풀이]

▣ 이산화탄소 소화설비 국소방출방식의 면적식

⊙ 소화약제 저장량 = 표면적 (윗면) × 13 ㎏/㎡ × 1.4 = (4m × 3m) × 13㎏/㎡ × 1.4

= 218.4 ㎏

[참고] 이산화탄소 소화약제 국소방출방식의 소화약제 저장량

      여기서, a : 방호공간 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡] (0.6m 이내에 설치된 실제 벽)

                   A : 방호공간의 벽 면적 (벽이 없는 경우에는 0.6m의 가상의 벽 부분의 면적)의  합계 [㎡]

                   (0.6 m 이내에 실제 벽이 있을 경우를 포함하며 0.6 m 이내에 벽이 없을 경우에는 가상의 벽 부분의 면적의

                   합계)

5. 어느 소방대상물에 화재안전기준과 다음 조건에 따라 이산화탄소 소화설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 참조하여

    각 물음에 답하시오. [24점] ★★★★★

[조건]

 ① 소방대상물 천장까지의 높이는 3 m 이고 방호구역의 크기와 용도는 다음과 같다.

통신기기실
가로 12 m × 세로 10 m
자동폐쇄장치 설치
전자제품 창고
가로 20m × 세로 10 m
개구부 2m × 2 m
위험물 저장 창고
가로 32 m × 세로 10 m
자동폐쇄장치 설치

  ② 소화약제는 고압식으로 하고 충전량은 45 ㎏이다.

  ③ 통신기기실과 전자제품창고는 전역방출방식으로 설치하고 위험물 저장 창고에는 국소방출방식을 적용한다.

  ④ 개구부 가산량은 10 ㎏/㎡, 사용하는 CO2 순도 99.5 %, 헤드의 방사율 1.3 ㎏/min·개 이다.

  ⑤ 위험물 저장창고에는 가로, 세로가 각각 5m, 높이가 2m인 개방된 용기에 제4류 위험물을 저장한다.

  ⑥ 기타 조건은 소방관련 법규 및 화재안전기준에 따른다.

가. 각 방호구역에 대한 약제 저장량은 몇 [㎏]이상인가 ?

   ① 통신기기실        ② 전자제품창고           ③ 위험물 저장소

나. 각 방호구역별 약제 저장용기는 몇 병인가 ?

   ① 통신기기실        ② 전자제품창고           ③ 위험물 저장소

 다. 통신기기실 헤드의 방사압력은 몇 [MPa]이어야 하는가 ?

 라. 통신기기실에서 약제가 방출되는 시간은 몇 분이내로 하여야 하는가 ?

 마. 전자제품창고의 헤드수를 14개로 할 때 헤드의 분구면적[㎟]을 구하시오.

 바. 소화약제 저장용기의 저장온도가 20 [℃]일 때 압력 [MPa]은 얼마인가 ?

 사. 소화약제 저장용기는 몇 [MPa] 이상의 내압시험압력에 합격하여야 하는가 ?

 아. 전자제품창고에 방출하여야 하는 이산화탄소의 체적 [㎥]을 구하시오. (단, 전자제품창고는 25 ℃ 의 표준대기압 상태

       라고 한다.)

 자. 배관의 설치기준에 관한 ( )안을 완성하시오.

  ▣ 강관을 사용하는 경우의 배관은 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562) 중 스케줄 ( ① )  (저압식은 스케줄 ( ② ))이상의 것

       또는 이와 동등 이상의 강도를 가진 것으로 ( ③ ) 등 으로 방식처리된 것을 사용할 것. 다만, 배관의 호칭구경이 20 ㎜

       이하인 경우에는 스케줄 ( ④ ) 이상인 것을 사용할 수 있다.

[문제풀이]

 가. 소화약제의 저장량 [㎏]

    ① 통신기기실

   ② 전자제품창고

  ③ 위험물 저장소

나. 약제저장용기의 병수

  ① 통신기기실

  ② 전자제품 창고

     ▣ 저장용기수 = 1,246.23 / 45 = 27.694 ≒ 28병

  ③ 위험물 저장소

     ▣ 저장용기수 = 457.29 / 45 = 10.162 ≒ 11병

 다. 통신기기실 헤드의 방사압력 : 2.1 [MPa]

 라. 통신기기실에서 약제 방출시간 : 7분 (설계농도가 2분 이내에 30% 도달)

 마. 전자제품창고의 헤드를 14개로 할 때 헤드의 분구면적 [㎟]은 ? 

 바. 소화약제 저장용기의 저장압력 : 6 [MPa]

 사. 소화약제 저장용기의 내압시험압력 : 25 [MPa]

 아. 전자제품창고에 방출하여야 하는 이산화탄소(CO2)의 체적은 ?

자. ( )안을 완성하시오.

  ▣ 강관을 사용하는 경우의 배관은 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562) 중 스케줄 (① 80) (저압식은 스케줄 ( ② 40 ))이상

       의 것 또는 이와 동등 이상의 강도를 가진 것으로 ( ③ 아연도금 ) 등으로 방식처리된 것을 사용할 것. 다만, 배관의 호칭

       구경이 20 ㎜ 이하인 경우에는 스케줄 ( ④ 40 ) 이상인 것을 사용할 수 있다.

[해설] 이산화탄소 소화설비 (전역방출방식 ·국소방출방식)

 가. 이산화탄소 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량 (심부화재)

     ▣ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구구 면적 [㎡] × 개구부 가산량 [ ㎏/㎡]

※ 이산화탄소 (CO2) 소화설비의 체적 1 ㎥ 당 소화약제량

소방대상물
소요약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치
미설치시 적용)
⊙ 전기설비 (유압기기 제외)
⊙ 케이블실
1.3 ㎏/㎥
10 ㎏/㎡
⊙ 전기설비 (55㎥ 미만)
1.6 ㎏/㎥
⊙ 서고, 전자부품창고, 목재가공창고, 박물관
2.0 ㎏/㎥
⊙ 고무류, 면화류창고, 모피창고, 석탄창고, 집진설비
2.7 ㎏/㎥

※ 이산화탄소 소화설비 국소방출방식의 소화약제 저장량

 

      여기서, a : 방호공간 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡] (0.6m 이내에 설치된 실제 벽)

                   A : 방호공간의 벽 면적 (벽이 없는 경우에는 0.6m의 가상의 벽 부분의 면적)의  합계 [㎡]

                   (0.6 m 이내에 실제 벽이 있을 경우를 포함하며 0.6 m 이내에 벽이 없을 경우에는 가상의 벽 부분의 면적의

                  합계)

 

※ 이산화탄소 소화설비 관련 압력 기준

구 분
기준
저장용기의 저장압력
고압식
⊙ 20℃ (상온) : 6 [MPa]
저압식
(자동냉동장치)
⊙ 18℃ 이하 : 2.1 [MPa]
저장용기의 내압시험압력
고압식
⊙ 25 [MPa] 이상
저압식
⊙ 3.5 [MPa] 이상
개폐밸브 또는 선택밸브
배관 부속품의 팽창압력
고압식
⊙ 1차측 : 4[MPa] 이상
⊙ 2차측 : 2[MPa] 이상
저압식
⊙ 2[MPa] 이상
기동용 가스용기의 충전압력 [21℃] 기준
⊙ 6 [MPa] 이상
기동용 가스용기의 내압시험 압력
⊙ 25 [MPa] 이상
기동용 가스용기의 안전장치의 작동압력
⊙ 내압시험압력의 0.8~1 (내압시험압력) 이하 : 20 ~25 [MPa]
     이하
저장용기의 선택밸브 또는 개폐밸브 사이의
안전장치 작동압력
⊙ 내압시험압력의 0.8배
   - 고압식 : 20 [MPa]
   - 저압식 : 2.8 [MPa]
안전밸브의 작동압력 (저압식)
⊙ 내압시험압력의 0.6 ~ 0.8배  (2.24 ~ 2.8 [MPa])
충전의 작동압력 (저압식)
내압시험압력의 0.8 ~ 1 (내압시험 압력) 2.8 ~ 3.5 [MPa]
압력경보장치의 작동압력 (저압식)
⊙ 2.3[MPa]이상 1.9 [MPa] 이하
충전비 (저장용기)
고압식
1.5 ~ 1.9 이하
저압식
1.1 ~ 1.4 이하
분사헤드의 방사압력
고압식
⊙ 2.1 [MPa] 이상
저압식
⊙ 1.05 [MPa] 이상

※ 설비별 약제 방사시간

구 분
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비
할론
소화설비
분말소화설비
이산화탄소 소화설비
할로겐화합물
불활성기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초 이내
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
A·C급 화재: 2분
B급화재 :1분
(최소 설계농도의
95% 이상 방사)
10초이내
10초이내
1분이내
7분이내
(설계농도가
2분이내에
30% 
도달)
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
60초이내
60초이내
국소
방출
방식
기타
특정소방
대상물
10초이내
30초이내
30초이내
30초이내
위험물
제조소등
30초이내
30초이내
30초이내
30초이내

[참고] 이산화탄소 소화설비 배관의 설치기준 [NFSC 106 제8조 ①]

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관 · 동관의 배관과 배관부속은 다음 표에 따른다.

구 분
설치조건
강관 (압력배관용 탄소강관)
고압식
스케줄 80 이상
(호칭구경 20㎜ 이하 : 스케줄 40 이상)
저압식
스케줄 40 이상
동관 (이음이 없는 동 및 동합금관)
고압식
16.5 MPa 이상
저압식
3.75 MPa 이상
배관 부속
고압식
1차측 : 4 MPa 이상
2차측 : 2 MPa 이상
저압식
2 MPa 이상

 

6. 다음은 이산화탄소 소화설비 수동식 가압장치의 설치기준이다. 다음 글을 잘 읽어 보고  (   )안에 알맞은 답을 쓰시오.

    [8점] ★★★

가. 전역방출방식은 ( ① ) 마다. 국소방출방식은 ( ② )마다 설치할 것.

나. 해당 방호구역의 충입구 부분 등 조작자가 ( ③ )에 설치할 것

다. 기동장치 조작부는 바닥으로 부터 높이 ( ④ ) 이상 ( ⑤ )이하의 위치에 설치하고 보호장치를 할 것

라. 기동장치에는 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 ( ⑥ )라고 표시한 표지를 할 것

마. 전기를 사용하는 기동장치에는 ( ⑦ )을 설치할 것

바. 기동장치의 방출용 스위치는 ( ⑧ )와 연동하여 조작될 수 있는 것으로 할 것

[문제풀이]

  ① 방호구역           ② 방호대상물            ③ 쉽게 피난할 수 있는 장소        ④ 0.8 m            ⑤ 1.5 m

  ⑥ 이산화탄소 소화설비 기동장치           ⑦ 전원표시등            ⑧ 음향경보장치

[해설] 이산화탄소 소화설비 수동식 기동장치의 설치기준 [NFSC 106 제 6조]

  ① 전역방출방식은 방호구역마다, 국소방출방식은 방호대상물 마다 설치할 것

  ② 해당 방호구역의 출입구 부분 등 조작을 하는 자가 쉽게 피난할 수 있는 장소에 설치할

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

       할 것

  ④ 기동장치에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 '이산화탄소 소화설비 기동장치'라고 표시한 표지를 할 것

  ⑤ 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것

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

[참고] 방출지연 스위치

  ▣ 수동식 기동장치의 부근에는 소화약제방출을 지연시킬 수 있는 비상스위치를 설치할 것

7. 소방시설 종합정밀점검표에서 이산화탄소 소화설비 수동식 기동장치의 점검항목 5가지를 쓰시오 [5점]

  [답안작성]

  ① 방호구역별 또는 방호대상물별 설치위치 (높이 포함) 및 기능

  ② 조작부의 보호판 및 기동장치의 표지상태

  ③ 전원등 상태

  ④ 음향경보장치와 연동 기능

  ⑤ 방출지연 비상 스위치 작동 상태

[해설] 이산화탄소 소화설비 종합정밀점검표 (기동장치) (소방시설 자체 점검사항 등에 관한 고시 [서식 3의 11])

번호
점검항목
3
<기동장치>
 가. 수동식 기동장치
   ⊙ 방호구역별 또는 방호대상별 설치위치 (높이 포함) 및 기능
   ⊙ 조작부의 보호판 및 기동장치의 표시상태
   ⊙ 전원 등 상태
   ⊙ 음향경보장치와 연동 기능
   ⊙ 방출지연 비상 스위치 작동 상태
 나. 자동식 기동장치 (자동식 기동장치가 설치된 것에 한한다.)
   ⊙ 수동기동 기능 유무 및 상태
   ⊙ 전기식 기동장치의 경우 저장용기에 대한 전자개방밸브의 배치 적정여부 및 전자개방 밸브의 위치
   ⊙ 가스압력식 기동장치의 경우 기동용 가스용기의 용적 · 충전량 · 충전비 및 압력게이지의 적정 여부
   ⊙ 기계식 기동장치의 경우 개방장치의 시험 작동 상태

8. 다음은 고압식 이산화탄소 소화설비 배관의 설치기준이다. (    )안에 알맞은 말을 쓰시오.  [4점] ★★★★

    강관을 사용하는 경우 배관은 ( ① ) 중 ( ② ) 이상의 것 또는 이와 동등 이상의 강도를 가진 것으로 ( ③ ) 등으로 ( ④ ) 된

    것을 사용할 것

[답안작성]

  ① 압력 배관용 탄소 강관     ② 스케줄 80          ③ 아연도금              ④ 방식처리

 

[해설] 이산화탄소 소화설비 배관의 설치기준 [NFSC 106 제 8조 ① ]

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관을 사용하는 경우의 배관은 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562)중 스케줄 80 (저압식은 스케줄 40) 이상의 것 또는

       이와 동등 이상의 강도를 가진 것으로 아연도금 등으로 방식처리된 것을 사용할 것. 다만, 배관의 호칭구경이 20 ㎜

       이하인 경우에는 스케줄 40 이상인 것을 사용할 수 있다.

  ③ 동관을 사용하는 경우의 배관은 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)으로서 고압식은 6.5 MPa 이상, 저압식은

       3.75 MPa 이상의 압력에 견딜 수 있는 것을 사용할 것

9. 다음은 이산화탄소 소화설비 배관의 설치기준이다. ( )안에 알맞은 말을 쓰시오.  [4점] ★★★★

 가. 강관을 사용하는 배관은 ( ① )중 ( ② ) (저압식에 있어서는 스케줄 40) 이상의 것 또는 이와 동등 이상의 강도를 가진

       것으로 아연도금 등으로 방식처리된 것을 사용할 것. 다만, 배관의 호칭구경이 20㎜ 이하인 경우에는 스케줄 40 이상

       인 것을 사용할 수 있다.

 나. ( ③ )을 사용하는 경우의 배관은 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)으로서 고압식은 ( ④ )MPa 이상, 저압식은

       3.75 MPa 이상의 압력에 견딜 수 있는 것을 사용할 것

[답안작성]

  ① 압력배관용 탄소강관      ② 스케줄 80       ③ 동관            ④ 16.5

10. 가지배관의 배관을 토너먼트(Tournament)방식으로 해야 유리한 소화설비 4가지를 쓰시오. [4점] ★★★★★

[답안작성]

  ① 이산화탄소 소화설비      ② 할론 소화설비   ③ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비  ④ 분말소화설비

[해설] 토너먼트 배관 방식

가. 소화약제 방출시 배관내의 마찰손실을 일정하게 유지하기 위한 방식

 

나. 토너먼트배관방식 (균배배관) 방식의 적용 설비

 ① 유리한 설비

    ㉠ 이산화탄소 소화설비

    ㉡ 할론소화설비

    ㉢ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

    ㉣ 분말소화설비

 ② 적용해야 하는 설비

    ㉠ 압축공기포 소화설비

11. 어느 건물에 전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 설치할 경우 과압배출구의 면적 [㎡]을 구하시오. (단, 이산화탄소

      의 유량은 250 ㎏/min, 방호구역의 허용압력은 2.4 kPa이다) [5점] ★

[문제풀이]

[해설] 이산화탄소 소화설비 과압배출구의 면적

          여기서, A : 과압 배출구의 면적 [㎟]

                       Q : 이산화탄소의 유량 [ ㎏/min]

                       P : 방호구역내 구조물의 허용압력 [㎏/㎠, kPa]

[참고] 이산화탄소 소화설비 과압배출구

 가. NFSC 106 제17조

    이산화탄소 소화설비의 방호구역에 소화약제가 방출시 과압으로 인하여 구조물 등에 손상이 생길 우려가 있는 장소에는

    과압배출구를 설치하여야 한다.

나. 과압배출구의 적용

 ① 전역방출방식과 같은 완전 밀폐공간의 경우 가연성 가스 및 압력의 방출을 위해 NFPA에서는 과압배출구를 적용하고

      있으며, 출입구, 창문, 댐퍼 등의 누설 틈새도 과압배출구로 인정하고 있다.

 ② 과압배출구를 설치할 경우 과압 배출구의 위치는 이산화탄소의 증기 배중이 공기보다 무거우므로 바닥으로 부터 높은

      곳에 설치하여 소화약제 방사시 방호구역 내 농도가 저하되지 않도록 한다.

12. 가로 16m, 세로 10m, 높이 5m인 경량 구조물의 전자제품 창고에 전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 설치할 경우

       필요한 과압배출구의 면적 [㎟]을 구하시오. (단, 1병당 저장용기의 충전량은 45 ㎏ / 병이고, 설계농도가 2분 이내에

       30%가 되기 위한 약제량으로 계산하며, 개구부는 없다.) [6점] ★

[답안작성]

[참고] 이너젠 (Inergen) (IG-541) 설비의 과압배출구 면적

     여기서, A : 과압배출구의 면적 [㎠]

                 Q : 이너젠의 유량 [㎥/min]

                 P : 방호구역내 구조물의 허용압력 [㎏/㎠]

구조
압력 [P]
경량구조물
10 ㎏/㎡
블록마감
50 ㎏/㎡
철근콘크리트 벽
100 ㎏/㎡
부재의 종류를 알 수 없는
일반적인 건축 자재
49 ㎏/㎡

13. 피스톤 릴리져란 무엇인지 간단히 쓰시오. [4점] ★★★★★

      피스톤릴리져 : 소화가스 방출시 소화가스가 누설될 수 있는 급배기 댐퍼, 환기팬 등에 설치하며 소화가스의 압력을

                               이용하여 개구부를 자동적으로 폐쇄시키기 위한 장치

  ※ 자동폐쇄장치

    ⊙ 전기식 : 모터식 댐퍼

    ⊙ 기계식 : 피스톤 릴리져

#위험물 #이산화탄소 #CO2 #소화설비 #국소방출방식 #전역방출방식 #면적식 #체적식

#방호공간 #방호대상물 #소화약제 #표면화재 #심부화재 #헤드 #방사량 #개구부

#이상기체방정식 #수동기동장치 #압력 #전자개방밸브 #종합정밀점검 #기동장치

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1. 에탄을 저장하는 창고에 이산화탄소 소화설비를 설치하려고 한다. 다음 각 물음에 답하시오. [11점] ★★★★★

[조건]

  ① 소화설비방식 : 전역방출방식 (고압식)

  ② 저장창고의 규모 : 5m × 5m × 5m

  ③ 에탄 소화에 필요한 이산화탄소의 설계 농도 : 40%

  ④ 저장창고의 개구부 크기와 개수

     ⊙ 1m × 0.5m × 1개소

     ⊙ 2m × 1m × 1개소

  ⑤ 표면화재의 전역방출방식에서 방호구역의 체적당 이산화탄소의 약제량

방호구역 체적
방호구역체적 1㎥ 에 대한
소화약제의 양
최저 한도량
45 ㎥ 미만
1 ㎏ / ㎥
45 ㎏
45 ㎥ 이상 150 ㎥ 미만
0.9 ㎏ / ㎥
150 ㎥ 이상 1,450 ㎥ 미만
0.8 ㎏ / ㎥
135 ㎏
1,450 ㎥ 이상
0.75 ㎏ / ㎥
1,125 ㎏
 

  ⑥ 설계농도에 대한 보정계수표

 

  가. 필요한 이산화탄소 약제의 양 [㎏]은 얼마인가 ?

  나. 방호구역내에 이산화탄소가 설계농도로 유지될 때의 산소의 농도 [%]는 얼마인가 ?

  다. 이산화탄소 저장용기의 충전비를 최대 (1.9)로 할 경우의 저장용기 (68ℓ) 1병당 저장약제의 중량 [㎏]은 얼마인가 ?

  라. (다)와 같이 충전비를 최대 (1.9)로 할 경우 필요한 저장용기의 개수는 ?

  마. 상기조건에서 빈칸을 채우시오.

분사헤드의 방사압력
( ①) 이상
이산화탄소의 방사시간
( ② ) 이내
저장용기의 저장압력 (20 ℃)
( ③ )
저장용기실의 온도
( ④ )
강관의 종류 (배관)
( ⑤ )

  바. 이산화탄소 소화설비의 자동식 기동장치에 사용되는 화재감지기 회로 (일반감지기를 사용할 경우)는 어떤 방식이어

        야 하는가 ? 그 방식의 이름과 내용을 설명하시오.

     ⊙ 이름                            ⊙ 내용

[문제풀이]

 가. 필요한 이산화탄소 소화약제의 양 [㎏]

   ① 방호구역의 체적 : 5m × 5m × 5m = 125 ㎥

   ② 개구부의 면적 : 1m × 2m × 1개소 + 1m × 0.5m × 1개소 = 2.5㎡

   ③ 소화약제의 저장량

       Q = 방호구역의 체적 × 체적당 소화약제량 + 개구부 면적 × 개구부 가산량 = 125 ㎥ × 0.9 ㎏/㎥ + 2.5 ㎡ × 5 ㎏/㎡

           = 147.5 ㎏

  나. 방호구역내에 이산화탄소가 설계농도로 유지될 때의 산소의 농도 [%]는 얼마인가 ?

다. 이산화탄소 저장용기의 충전비를 최대 (1.9)로 할 경우의 저장용기 (68ℓ) 1병당 저장약제의 중량 [㎏]은 얼마인가 ?

 라. (다)와 같이 충전비를 최대 (1.9)로 할 경우 필요한 저장용기의 개수는 ?

 마. 상기조건에서 빈칸을 채우시오.

분사헤드의 방사압력
( ① 2.1 MPa) 이상
이산화탄소의 방사시간
( ② 1분 ) 이내 (표면화재)
저장용기의 저장압력 (20 ℃)
( ③ 6 MPa )
저장용기실의 온도
( ④ 40 ℃ 이하 )
강관의 종류 (배관)
( ⑤ 압력배관용 탄소강관중 스케줄 80 이상 )

 바. 이산화탄소 소화설비의 자동식 기동장치에 사용되는 화재감지기 회로 (일반감지기를 사용할 경우)는 어떤 방식이어야

       하는가 ? 그 방식의 이름과 내용을 설명하시오.

  ▣ 이름 : 교차회로방식

  ▣ 내용 : 하나의 방호구역 내에 2 이상의 화재감지기 회로를 설치하고 인접한 2 이상의 화재감지기가 동시에 감지되는 때

                  에는 이산화탄소 소화설비가 작동하여 소화약제가 방출되는 방식

[참고 1] 저장용기실 온도

  ◈ 이산화탄소, 할론, 분말 소화설비 : 40 ℃ 이하

  ◈ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 : 55 ℃ 이하

[참고 2] 압력배관용 탄소강관

  ◈ CO2 소화설비

    ⊙ 고압식 : SCH 80 이상 (호칭구경이 20 [㎜] 이하인 경우에는 40으로 할 수 있다)

    ⊙ 저압식 : SCH 40

  ◈ 할론, 분말 소화설비 : SCH 40 이상

[참고 3] 가스계 소화설비 압력 수치

구분
기 준
저장용기의 저장압력
고압식
⊙ 20 ℃ (상온) : 6 MPa
저압식
(자동냉동장치)
⊙ -18℃ 이하 : 2.1 MPa
저장용기의 내압시험압력
고압식
⊙ 25 MPa 이상
저압식
⊙ 3.5 MPa 이상
개폐밸브 또는 선택밸브 배관 부속의 호칭압력
고압식
⊙ 1차측 : 4MPa 이상
⊙ 2차측 : 2MPa 이상
저압식
⊙ 2 MPa 이상
기동용 가스용기의 충전압력 (21 ℃ 기준)
⊙ 6 MPa 이상
기동용 가스용기의 내압시험 압력
⊙ 25 MPa 이상
기동용 가스용기 안전장치 작동압력
⊙ 내압시험압력의 0.8 ~ 1 (내압시험 압력) 이하
     : 20 ~ 25 [MPa] 이하
저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이의
안전장치 작동 압력
⊙ 내압시험 압력의 0.8배
   - 고압식 : 20 MPa
   - 저압식 : 2.8 MPa
안전밸브의 작동 압력 (저압식)
⊙ 내압시험압력의 0.64 ~ 0.8 배  : 2.24 ~ 2.8 MPa
봉판의 작동압력 (저압식)
⊙ 내압시험압력의 0.8 ~ 1 (내압시험 압력) : 2.8 ~ 3.5 MPa
압력경보장치의 작동압력 (저압식)
⊙ 2.3MPa 이상 1.9 MPa 이하
충전비 (저장용기)
고압식
⊙ 1.5 ~ 1.9 이하
저압식
⊙ 1.1 ~ 1.4 이하
분사헤드의 방사압력
고압식
⊙ 2.1 MPa 이상
저압식
⊙ 1.05 MPa 이상

 

[참고 4] 설비별 방사시간

구 분
할로겐화합물 및 불활성
기체 소화설비
할론
소화
설비
분말
소화
설비
이산화탄소 소화설비
할로겐 화합물
불활성기체
표면화재
심부화재
전역
방출
방식
기타 특정
소방대상물
10 초 이내
(최소 설계농도의
  95% 
이상 방사
A·C급 화재 : 2분
B급 화재 : 1분 이내
(최소 설계 농도의 95 % 이상 방사)
10초
이내
30초
이내
1분 이내
7분 이내
(설계농도가
2분 이내에
30% 도달 )
위험물
제조소 등
-
30초
이내
30초
이내
60초
이내
60초 이내
국소
방출
방식
기타 특정
소방대상물
-
10초
이내
30초
이내
30초
이내
30초 이내
위험물
제조소 등
-
30초
이내
30초
이내
30초
이내
30초 이내

[참고 5] 저장용기의 주위 온도

40 ℃ 이하
55 ℃ 이하
⊙ CO2 소화설비
⊙ 할론 소화설비
⊙ 분말 소화설비
할론겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

[참고] 배관의 설치기준

  ㉠ 배관은 전용으로 할 것

  ㉡ 강관 · 동관의 배관과 배관부속은 다음 표에 따른다.

구 분
설치조건
강관 (압력배관용 탄소강관)
고압식
스케줄 80 이상
(호칭구경 20 ㎜ 이하 : 스케줄 40 이하)
저압식
스케불 40 이상
동관 (이음이 없는 동 및 동합금관)
고압식
16.5 MPa 이상
저압식
3.75 MPa 이상
배관 부속
고압식
⊙ 1차측 : 4 MPa 이상
⊙ 2차측 : 2 MPa 이상
저압식
2 MPa 이상

※ 동관 사용시 : 이산화탄소와 할론 소화설비는 동일하게 16.5 MPa 이상이다.

                           분말 소화설비는 고정압력 또는 최고 사용압역의 1.5배를 적용한다.

2. 다음은 이산화탄소 소화설비 및 옥내 소화전설비에 관한 사항이다. 조건 및 도면을 보고 각 물음에 답하시오. [20점]

      ★★★★★

 

[조건]

  ① 옥내 탱크 저장소의 크기 : 9m × 14m × 4m = 504 ㎥

  ② 전기실의 크기 : 18 m × 21 m × 4 m = 1,512 ㎥

  ③ 옥내탱크저장소에 저장하는 위험물의 종류는 에탄 (Ethane)이며, 에탄의 설계농도는 40%이며, 이 때 34% 설계농도에

       비해 곱하여 할 보정계수는 1.2 이다.

 

  ④ 전기실의 화재는 심부화재이며 방호구역내 CO2 농도가 2분 내에 30%에 도달하여야 한다. (단, 방호구역내 CO2 농도

       가 30%가 되기 위해서는 방호구역 체적 단위 ㎥ 당 0.7 ㎏ 의 CO2 소화약제가 필요하다.)

  ⑤ 표면화재의 전역방출방식에 있어서 방호구역의 체적 1 ㎥에 대한 CO2 소화약제량

방호구역체적
방호구역 체적 1㎥에 대한
소화약제의 양
최저 한도량
45 ㎥ 미만
1 ㎏/㎥
45 ㎏
45 ㎥ 이상 150 ㎥ 미만
0.9 ㎏/㎥
150 ㎥ 이상 1,450 ㎥ 미만
0.8 ㎏/㎥
135 ㎏
1,450 ㎥ 이상
0.75 ㎏/㎥
1,125 ㎏

  ⑥ 심부화재의 전역방출방식에 있어서 방호구역 CO2 소화약제량

방호대상물
방호구역의 체적 1㎥에 대한
소화약제의 양
설계농도
유압기기를 제외한 전기설비, 케이블실
1.3 ㎏/㎥
50 %
체적 55 ㎥ 미만 전기설비
1.6 ㎏/㎥
50 %
서고, 전자제품창고, 목재가공창고, 박물관
2.0 ㎏/㎥
65 %
고무류, 면화류창고, 모피창고, 석탄창고,
집진설비
2.7 ㎏/㎥
75 %

[SYMBOL]

 

 가. 옥내탱크저장소와 전기실에 이산화탄소 소화설비를 전역방출방식으로 적용할 때 필요한 CO2 소화약제량과 CO2

       저장용기의 숫자를 구하시오. (단, 저장용기의 크기는 68 ℓ 이며, 충전비는 1.6 이고, 고압식이며, 이 때 개구부에 대한

        가산량은 적용하지 않는다.)

실명
소화약제량 (설계치)
CO2 저장용기
옥내탱크저장소
( ① ) ㎏
( ③ ) 병
전기실
( ② ) ㎏
( ④ ) 병

 나. CO2 저장용기내의 CO2 저장충전비를 조정하여 CO2 저장용기의 수를 최저개수를 구하시오.

   ① 충전비는 얼마로 하여야 하는가 ?

   ② 최저 CO2 저장용기수를 구하시오.

 다. ㈐ ~ ㈑ 구간 사이의 배관에서 CO2 약제가 방출될 때의 유량을 구하시오.

 라. 옥내소화전 H-1과 H-2를 동시에 개방하여 노즐압력을 측정하였더니 H-1은 0.4 MPa, H-2는 0.17 MPa이었고,

       이 때 H-2에서 측정된 유량은 140 ℓ/min이었다.

  ① B지점에서의 유량을 구하시오. (단, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 정수로 구하시오.

  ② 옥내소화전 H-1과 H-2를 동시에 20분간 사용하여 소화작업을 한다면 얼마만큼의 수원이 소모되는가 구하시오.

[문제풀이]

 가. 옥내탱크저장소와 전기실에 이산화탄소 소화설비를 전역방출방식으로 적용할 때 필요한 CO2 소화약제량과 CO2

        저장용기의 숫자를 구하시오. (단, 저장용기의 크기는 68 ℓ 이며, 충전비는 1.6 이고, 고압식이며, 이 때 개구부에 대한

        가산량은 적용하지 않는다.)

실명
소화약제량 (설계치)
CO2 저장용기
옥내탱크저장소
( ① 483.84 ) ㎏
( ③ 12 ) 병
전기실
( ② 1,965.6 ) ㎏
( ④ 47 ) 병

 ① 옥내탱크저장소 소화약제량

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

      ∴ 504 ㎥ × 0.8 ㎏/㎥ × 1.2 = 483.84 [㎏]

 ② 전기실 소화약제량

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

      ∴ 1,512 ㎥ × 1.3 ㎏/㎥ = 1,965.6 [㎏]

  ③ 옥내탱크저장소 소화약제 병수

   여기서, C : 충전비 [ℓ/㎏], V : 내용적 [ℓ], G : 1병당 충전량 [㎏]

 

   ∴ 1병당 충전량 : 68 ℓ /1.6 = 42.5 ㎏

       483.84 ÷ 42.5 = 11.38 ≒ 12병

  ④ 전기실 소화약제 병수

       1,512 ÷ 42.5 = 46.25 ≒ 47병

 나. CO2 저장용기내의 CO2 저장충전비를 조정하여 CO2 저장용기의 수를 최저개수를 구하시오.

  ① 충전비는 얼마로 하여야 하는가 ? 1.5

      ※ 고압식 충전비 : 1.5 ~ 1.9 이므로 1병당 저장량을 많게 하려면 충전비가 낮아야 한다.

  ② 최저 CO2 저장용기수를 구하시오.

       1병당 저장량 [㎏] = 68 ℓ / 1.5 [ℓ/㎏] = 45.333 [㎏]

       저장용기수 = 1,965.6 [㎏] ÷ 45.333 [㎏] = 43.359 ≒ 44병

 다. ㈐ ~ ㈑ 구간 사이의 배관에서 CO2 약제가 방출될 때의 유량을 구하시오.

   ▣ 토너먼트 방식에서는 8개 방출구에서 동시에 균등하게 방출된다.

   ▣ 2분간 방출되는 소화약제량 : 1,512 ㎏ × 0.7 = 1,058.4 ㎏

      ∴ 초당 방출유량

 라. 옥내소화전 H-1과 H-2를 동시에 개방하여 노즐압력을 측정하였더니 H-1은 0.4 MPa, H-2는 0.17 MPa이었고,

       이 때 H-2에서 측정된 유량은 140 ℓ/min이었다.

  ① B지점에서의 유량을 구하시오. (단, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 정수로 구하시오)

     ▣ 먼저 유량계수 K값을 구하고 이를 통해 B지점 유량을 구하고 유량을 합산한다.

       ∴ Q = 232.783 [ℓ/min] + 140 [ℓ/min] = 372.783 [ℓ/min] ≒ 373 [ℓ/min]

  ② 옥내소화전 H-1과 H-2를 동시에 20분간 사용하여 소화작업을 한다면 얼마만큼의 수원이 소모되는가 구하시오.

       20분간 방사량 : 373 [ℓ/min] × 20 min = 7,460 ℓ = 7.46 ㎥

#이산화탄소 #소화설비 #CO2 #소화약제량 #저장량 #개구부가산량 #개구부 #방호구역

#체적 #전역방출방식 #국부방출방식 #방출유량 #심부화재 #표면화재 #소화약제

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