아낌없이 주는 나무

나. 이산화탄소 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량 (심부화재)

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

[참고] 전역방출방식

가. 이론 약제량 : 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] + 개구부 면적[㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

   ※ 개구부 자동폐쇄장치 미설치시에 개구부 가산량을 적용한다.

   ※ 표면화재의 경우

      이론 약제량 : 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] × 보정계수 + 개구부 면적[㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

      * 방호구역 체적에서 불연성 기둥, 벽, 보는 제외한다.

나. 실제 약제량​

                여기서, C : 충전비, G: 1병당 충전량, V : 방호체적

               충전비 C

                CO2 : 저압식 : 1.1 ~ 1.4

                           고압식 : 1.5 ~ 1.9

               할론 1301 0.9 ~ 1.6

                분말 0.8 이상

▣ 소화약제량 [㎏]

    ⊙ 이산화탄소 (CO2)

◈ 표면화재

◈ 심부화재

◈ 할론 소화설비 전역방출방식

▣ 개구부 가산량

      CO2 : 표면화재 : 5㎏/㎡

                심부화재 : 10 ㎏/㎡

      할론 : 차고, 주차장, 전기시설 : 2.4 ㎏/㎡

      특수가연물 : 2.6 ㎏/㎡

      분말 : 제1종 : 4.5 ㎏/㎡

                제2종 · 제3종 : 1.7 ㎏/㎡

                제4종 : 1.8 ㎏/㎡ ※ 4.5 - 1.7 = 1.8

​

2. 이산화탄소 소화설비가 설치된 방호구역의 체적이 150 ㎥ 이고 소화약제 방출계수가 1.33 ㎏/㎥ 일 때 저장용기실에

     저장하여야 할 액체 저장용기수를 구하시오. (단, 저장용기의 내용적은 68 ℓ이고 충전비는 1.8 이다.) [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  약제소요량 : 150 ㎥ × 1.33 ㎏/㎥ = 199.5 ㎏​

[해설] 저장용기수

가. 저장용기수 = 약제 소요량 / 1병당 충전량

나. 충전비

   ▣ 충전비 = 내용적 [ℓ] / 1병당 충전량 [㎏]

   ▣ C = V[ℓ] / G [㎏]

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

​

3. 고압식 이산화탄소 소화설비에 있어서 분사헤드 1개의 유량이 2 [㎏/s]이다. 오리피스의 분구면적은 1 [㎠]이고, 분사

    헤드 오리피스의 구멍은 5개, 방사시간은 30초이다.

    이산화탄소의 양 [㎏]을 구하시오. [3점]

[계산과정]

       이산화탄소의 양 = 2[㎏/s] × 30 [s] × 1개 = 60 ㎏

[해설] 이산화탄소 (CO2)의 양

   이산화탄소 (CO2)의 양 = 유량 [㎏/s] × 방사시간 × 분사헤드 수

   ∴ 이산화탄소(CO2)의 양 = 2 ㎏/s × 30s × 1개 = 60㎏

  ※ 문제의 조건에서 분사헤드 개수가 주어지지 않았으므로 분사헤드 개수는 1개를 적용한다.

​

4. 가로, 세로, 높이가 각각 12 m, 15m, 4m인 어느 전기실에 이산화탄소 소화설비가 작동하여 화재가 진압되었다. 주어진

     조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하시오. [8점]  ★★★★★

[조건]

  ① 공기중 산소의 부피농도는 21 %이다.

  ② 대기압은 760 ㎜Hg이다.

  ③ 실내온도는 20 ℃ 이다.

  ④ 이산화탄소 방출 후 실내기압은 770 ㎜Hg이다.

  ⑤ 이산화탄소 분자량은 44이다.

  ⑥ R은 0.082로 계산한다.

  ⑦ 개구부에는 자동폐쇄장치가 설치되어 있다.

가. 이산화탄소 방출 후 산소농도를 측정하니 14 volume %였다. CO2 농도 [부피 %]를 구하시오.

나. 약제방출 후 전기실 내의 CO2 양은 몇 [㎏]인가 ?

다. 용기내에서 부피가 68 [ℓ]이고 약제충전비가 1.7인 CO2 저장용기를 몇 병을 설치하여야 하는가 ?

라. 다음은 이산화탄소 소화설비의 화재안전기준에서 정하는 이산화탄소 소화설비 분사헤드의 설치제외 장소 ( )안에 알맞

     은 말음 쓰시오.

  ㉠ 방제실, 제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소

  ㉡ 니트로셀룰로오스, 셀룰로이드 제품 등 ( ① ) 을 저장 · 취급하는 장소

  ㉢ 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 ( ② )을 저장 · 취급하는 장소

  ㉣ 전시장 등의 관람을 위하여 다수인이 출입 · 통행하는 통로 및 전시장 등

[문제풀이]

가. CO2 농도 [부피 %]​

나. 약제 방출 후 전시실의 CO2의 양 [kg]​

방출후 대기압 : 770 ㎜Hg / 760 ㎜Hg = 1.013 atm

다. 설치해야 할 CO2 저장용기수​

라. ( ) 채우기 : 이산화탄소 소화설비 분사헤드의 설치제외 장소

  ㉠ 방제실, 제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소

  ㉡ 니트로셀룰로오스, 셀룰로이드 제품 등 ( ① 자기연소성 물질 ) 을 저장 · 취급하는 장소

  ㉢ 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 ( ② 활성금속물질 )을 저장 · 취급하는 장소

  ㉣ 전시장 등의 관람을 위하여 다수인이 출입 · 통행하는 통로 및 전시장 등

[참고]

※ 이산화탄소설비의 분사헤드 설치제외장소 [NFSC 106 제11조)

  ① 방제실, 제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소

  ② 니트로셀룰로오스, 셀룰로이드 제품 등 자기연소성 물질을 저장 · 취급하는 장소

  ③ 나트륨, 칼륨, 칼슘 등 활성금속물질을 저장 · 취급하는 장소

  ④ 전시장 등의 관람을 위하여 다수인이 출입 · 통행하는 통로 및 전시장 등

​

5. 다음은 이산화탄소 소화설비의 전역방출방식에 있어서 표면화재 방호구역의 소화약제 저장량에 대한 표이다. ( ) 안에

    적당한 수치를 쓰시오. [7점] ★★★

[답안작성]   ① 1   ② 0.9   ③ 0.8   ④ 0.75   ⑤ 45   ⑥ 135   ⑦ 1,125

​

[해설] 이산화탄소 소화설비 전역방출방식의 소화약제 저장량

가. 표면화재

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

※ 소요약제량 및 개구부 가산량

나. 심부화재

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

​

5. 다음 도면과 같이 4개의 방호구역에 전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 하려고 한다. 다음 도면과 조건을 참조하여

    각 물음에 답하시오. [11점] ★★★★★

[조건]

 ① 실의 층고는 3m 이다.

 ② 전기실과 모피창고에는 가로 1m × 세로 2m의 개구부가 각각 1개씩 설치되어 있다. (자동 폐쇄장치 미설치)

 ③ 저장용기의 내용적은 68 ℓ이며 충전비는 1.5 이다.

 ④ 전기실과 케이블실은 동일한 방호구역으로 설계되어 있다.

 ⑤ 소화약제의 방출시간은 7분이다.

 ⑥ 각 실에 설치하여야 할 헤드의 방사량은 각 헤드 1개당 10 kg/min 으로 한다.

가. 모피창고의 소화약제량 [㎏]을 구하시오.

나. 1병의 저장용기에 충전되는 약제량 [㎏]을 구하시오.

다. 저장용기실에 설치하여야 할 저장 용기의 수를 구하시오.

라. 설치하여야 할 선택밸브의 수는 몇 개인가 ?

마. 모피창고에 설치하여야 할 헤드 수를 구하시오. (단, 실제 방출되는 병수로 계산하시오)

바. 서고의 선택밸브 직후 주배관의 유량 [㎏/min]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 모피창고의 소요약제량 [㎏]

   ※ 화재유형에 대한 언급이 없으므로 심부화재를 적용한다.

 ⊙ 모피창고의 소화약제량 : 2.7 ㎏/㎥

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

      소화약제 저장량 [㎏] =(10 m × 3m × 3m) × 2.7 [kg/㎥] + (1m×2m) × 10 [㎏/㎡]  = 263 ㎏

[참고] 방출시간 (s·min)

[전역방출방식]

  CO2 소화설비 : 표면화재 : 1분 (60초)

                            심부화재 : 7분 (420초)

  할론소화설비 : 무조건 10초

  분말소화설비 : 무조건 30초

  할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

             ⊙ 할로겐화합물 : 10초

             ⊙ 불활성기체 소화설비 - A,C급 화재 : 2분 (120초)

                                                      B급화재 : 1분 (60초)

[국소방출방식]

   ⊙ 할론 소화설비 : 10초

   ⊙ 기타 소화설비 : 30초 ​

나. 1병당 충전약제량 [㎏]​

다. 저장용기수

  ① 모피창고 : 263 ㎏/45.33 ㎏ = 5.801 ≒ 6병

  ② 서고

      ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥]  = (10m×7m×3m) × 2 [㎏/㎥] = 420 ㎏

      ▣ 저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 충전약제량 [㎏] = 420 ㎏ ÷ 45.33 ㎏  = 9.265 ≒ 10병

  ③ 전기실

      ▣ 소화약제량 = (8×6×3)×1.3 = 207.2 [㎏]

  ④ 케이블실

      ▣ 소화약제량 = (2×6×3)×1.3 = 45.8 [㎏]

※ 전기실과 케이블실은 동일한 방호구역이므로​

    ∴ 각 실중 최고 저장용기수인 서고의 10병을 선택한다.

라. 선택밸브의 수

  ▣ 3개 (각 방호구역별 선택밸브 1개이며, 전기실과 케이블실은 같은 방호구역으로 설정)

마. 모피창고에 설치해야 할 헤드 수​

바. 서고 선택밸브 직 후의 주배관 유량 [㎏/min]​

나. 충전비​

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

다. 헤드의 개수​

라. 선택밸브 직후의 유량​

6. 어떤 사무소 건물의 지하층에 있는 발전기실 및 축전지실에 전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 설치하려고 한다.

     화재안전기준과 다음 조건에 의하여 각 물음에 답하시오.  [15점] ★★★★★

 ① 소화설비는 고압식으로 한다.

 ② 발전기실의 크기 : 가로 5m × 세로 8m × 높이 4 m

 ③ 발전기실 개구부의 크기 : 1.8 m × 3m × 2개소 (자동폐쇄장치 설치)

 ④ 축전지실 크기 : 가로 4m × 세로 5m × 높이 4m

 ⑤ 축전지실 개구부의 크기 : 0.9 m × 2 m × 1개소 (자동폐쇄장치 미설치)

 ⑥ 가스용기 1병당 충전량 : 45 ㎏

 ⑦ 가스저장용기는 공용으로 한다.

 ⑧ 가스량은 다음 표를 이용하여 산출한다.

    ※ 개구부의 가산량은 5 ㎏/㎡ 으로 한다.

  ⑨ 본 화재는 표면화재를 기준으로 한다.

가. 각 방호구역별로 필요한 가스용기의 병수는 몇 병인가 ?

   ① 발전기실              ② 축전지실

나. 집합장치에 필요한 가스용기의 병수는 몇 병인가 ?

다. 각 보호구역별 선택밸브 개폐 직후의 유량은 몇 [㎏/s]인가 ?

   ① 발전기실             ② 축전지실

라. 저장용기의 내압시험압력은 몇 [MPa]인가 ?

마. 다음 각 물음에 답하시오.

   ① 이산화탄소 소화약제 저장용기의 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 내압시험압력 (    )에서 적응하는 안전장치를

        설치하여야 한다. ( )안에 알맞은 말을 쓰시오.

   ② 저장용기의 선택밸브 또는 개폐밸브 사이의 안전장치의 작동압력 [MPa]을 구하시오.

 바. 분사헤드의 방출압력은 21℃ 에서 몇 [MPa] 이상이어야 하는가 ?

 사. 음향경보장치는 약제 방사 개시 후 몇 분 동안 경보를 계속할 수 있어야 하는가 ?

 아. 각 방출구역에 필요한 음향경보장치는 각각 몇 개씩 인가 ?

 자. 가스용기의 개방밸브는 작동방식에 따라 3가지로 분류되는데 그 각각의 명칭을 쓰시오.

[문제풀이]

 가. 방호구역별 가스용기의 개수

   ① 발전기실

      ▣ 소화약제 저장량 = 방호구역 체적 [㎥] × 소화약제량 [㎏/㎥] = (5m × 8 m × 4m) ×  0.9 [㎏/㎥] = 128 ㎏

       ※ 최소 약제 저장량 135 ㎏ 을 선정한다.    

       ∴ 가스 저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 충전약제량 [㎏]  = 135 ㎏ ÷ 45 ㎏ = 3병

  ② 축전지실

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

           소화약제 저장량 [㎏] = (4m × 5m × 4 m) × 0.9 [㎏/㎥] + (0.9m × 2m) × 5 [㎏/㎡]  = 81 ㎏

             ∴ 가스 저장용기수 = 81 ㎏ / 45 ㎏ = 1.8 ≒ 2병

 나. 집합장치에 필요한 가스용기의 수 : 3병 (최대 방호구역의 병수)

 다. 각 방호구역별 선택밸브 직후의 유량 [㎏/S]

     ① 발전기실

           ▣ 선택밸브 개방 직후의 유량 = (45㎏ × 3병) ÷ 60초 = 4.25 [㎏/s]

     ② 축전지실

           ▣ 선택밸브 개방 직후의 유량 = (45㎏ × 2병) ÷ 60초 = 1.5 [㎏/s]

라. 저장용기의 내압시험압력 : 25 [MPa] 이상

마. 각 물음에 답하시오.

   ① 0.8배

   ② 안전장치의 작동압력 = 25 [MPa] × 0.8 = 20 [ㅡㅖㅁ]

바. 분사헤드 방출압력 : 2.4 [MPa]

사. 음향장치 경보시간 : 1분 이상

아. 각 방호구역별 음향경보장치의 수 : 각각 1개씩

자. 가스용기 개방밸브의 작동방식

   ① 전기식     ② 기계식       ③ 가스압력식

[해설]

가. 선택밸브 개방직후의 유량​​

나. 설비별 약제방사시간

[참고] CO2 소화설비의 압력 기준

7. 다음의 조건을 참조하여 이산화탄소 소화설비에 대한 각 물음에 답하시오. [14점]

 [조건]

  ① 소방대상물의 천장까지의 높이는 4m이다.

다. 각 방호구역별 약제 저장용기수

 ① 통신기기실

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

         소화약제 저장량 [㎏] = (3m × 2m × 4 m) × 1.6 [㎏/㎥] = 38.4 ㎏

         저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 약제 충전량 [㎏] = 37.4㎏ ÷ 45.03 ㎏  = 0.852 ≒ 1병

  ② 전기실

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (11.5m × 10m × 4 m) × 1.3 [㎏/㎥] = 598 ㎏

          저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 약제 충전량 [㎏] = 598㎏ ÷ 45.03 ㎏ = 13.28 ≒ 14병

  ③ 면화류 창고

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (4m × 8m × 4 m) × 2.7 [㎏/㎥] = 345 ㎏

          저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 약제 충전량 [㎏] = 345㎏ ÷ 45.03 ㎏  = 7.674 ≒ 8병

 라. 선택밸브의 개수 : 2개 (각 방호구역별 1개)

 마. 집합관의 용기수 : 15병 (최대 방호구역의 병수)

 바. 소화약제의 유량 속도​

[해설] 이산화탄소 소화설비 (전역방출방식)

 가. 이산화탄소 소화설비 전역방출방식 소화약제 저장량 (심부화재)

    ※ 이산화탄소 (CO2) 소화설비의 체적 1㎥ 당 소요약제량 및 개구부 가산량 (심부화재)

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

※ 설비별 약제방사시간

​

8. 다음 조건을 참조하여 이산화탄소 설비에 대한 다음 각 물음에 답하시오. [12점]  ★★★★★

[조건]

  ① 소방대상물의 천장까지의 높이는 3[m]이고 방호구역의 크기와 용도는 다음과 같다.

  ② 소화약제는 고압저장방식으로 하고 충전량은 45 ㎏ 이다.

  ③ 약제방출방식은 전역방출방식이다.

  ④ 개구부의 가산량 10 [㎏/㎡], 헤드의 방사율은 1.3 [㎏/㎟·분·개] 이다.

  ⑤ 주어진 조건외에는 소방법규 및 화재안전기준에 따른다.

가. 각 방호구역에 대한 약제저장량 [㎏]을 구하시오.

  ① 통신기기실          ② 서고                 ③ 면화류 창고

나. 각 방호구역별 약제 저장용기 병의 개수를 구하시오

  ① 통신기기실          ② 서고                ③ 면화류 창고

다. 집합관의 용기수는 몇 병인가 ?

라. 기동용기는 몇 병이 필요한가 ?

마. 통신기기실 헤드의 방사압력은 몇 [MPa]이어야 하는가 ?

바. 약제 방출 후 경보장치의 작동시간은 ?

사. 약제의 유량 속도 [㎏/s]를 구하시오.

아. 서고의 헤드수를 14개로 할 때 헤드의 분구 면적 [㎟]을 구하시오.

[문제풀이]

 가. 각 방호구역별 약제 저장량 [㎏]

   ① 통신기기실

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (12m × 10m × 3 m) × 1.3 [㎏/㎥] = 408 ㎏

   ② 서고

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (20m × 10m × 3 m) × 2 [㎏/㎥] + (2m × 2m) × 10 [㎏/㎡]  = 1,240 ㎏

   ③ 면화류 창고

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (32m × 10m × 3 m) × 2.7 [㎏/㎥] = 2,592 ㎏

  나. 각 방호구역별 약제 저장용기 병의 개수

   ① 통신기기실

       가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 408 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 9.066 ≒ 10병

   ② 서고

      가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 1,250 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 27.777 ≒ 28병

   ③ 면화류 창고

      가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 2,592 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 57.6 ≒ 58병

  다. 집합관의 용기수는 몇 병인가 ? 58병 (최대 방호구역의 가스용기수)

  라. 기동용기는 몇 병이 필요한가 ? 2병 (저장용기수가 7병 이상일 경우 2병 이상)

  마. 통신기기실 헤드의 방사압력은 몇 [MPa]이어야 하는가 ? 2.1 [MPa]

  바. 약제 방출 후 경보장치의 작동시간은? 1분 이상

  사. 약제의 유량속도 [kg/s]를 구하시오.​

  아. 서고의 헤드 수를 14개로 할 때 헤드의 분구 면적 [㎟]을 구하시오.

9. 다음 조건과 같은 크기의 어느 4개실에 이산화탄소 소화설비를 설치하려고 한다. 조건을 참조하여 다음 각 물음에

    답하시오. [8점] ★★★★★

[조건]

① 방호구역의 기준

  ② 표면화재를 기준으로 보정계수는 1이다.

  ③ 각실에 설치된 분사헤드 1개의 방사량은 1.16 ㎏/㎟·min 이며 방출시간은 1분이내이다.

  ④ 저장용기는 45 kg이다.

가. 각 실에 필요한 소화약제의 양 [kg]을 구하시오.

  ① A실

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

         소화약제 저장량 [㎏] = (18m × 18m × 5 m) × 0.75 [㎏/㎥] = 1,620[㎥] × 0.75  = 1,215 ㎏

  ② B실

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

          소화약제 저장량 [㎏] = (11m × 7m × 6 m) × 0.8 [㎏/㎥] = 462[㎥] × 0.8[㎏/㎥]  = 369.6 ㎏

  ③ C실

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

         소화약제 저장량 [㎏] = (5m × 8m × 4 m) × 0.8 [㎏/㎥] = 160[㎥] × 0.8[㎏/㎥]  = 128 ㎏

  ④ D실

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

         소화약제 저장량 [㎏] = (5m × 3m × 3 m) × 0.9 [㎏/㎥] = 45 [㎥] × 0.9[㎏/㎥]  = 40.5 ㎏

 나. 집합관의 저장용기수를 구하시오.

   ① A실

     가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 1,215 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 47병

   ② B실

     가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 408 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 8.213 ≒ 9병

   ③ C실

     가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 128 [㎏] ÷ 45[㎏]  = 2.844 ≒ 3병

   ④ D실

     가스저장용기수 = 소화약제 저장량 [㎏] ÷ 1병당 저장량 [㎏] = 40.5 [㎏] ÷ 45[㎏] = 0.9 ≒ 1 병

​

  다. 기동용기는 몇 병이 필요한가 ? 2병 (7병 이상시 2병 이상)

​

#이산화탄소 #CO2 #소화설비 #가스용기 #방출량 #충전량 #충전비 #유량 #유속

#소화약제 #전역방출방식 #국소방출방식 #선택밸브 #특수가연물

​

<가스계 소화약제 저장량>

1. 이산화탄소 소화설비

 가. 전역방출방식

   ① 표면화재 (가연성 액체나 기체)

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

※ 소요약제량 및 개구부 가산량

② 심부화재

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

나. 국소 방출방식

※ 여기서,

  a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 [㎡] (0.6 m 이내에 설치된 설계벽, 누설되지 않는 벽면적)

  A : 방호공간 벽면적 (벽이 없는 경우에는 벽이 있는 것으로 가정한 부분의 면적)의 합계 [㎡] (전체 벽면적으로서 0.6 m

        이내에 벽이 있을 경우를 포함하며, 0.6m 이내에 벽이 없을 경우에는 가상의 벽이 있다고 가정한 벽면적의 합계)

​

2. 할론 소화설비

가. 전역방출방식

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

※ 소요약제량 및 개구부 가산량

나. 국소방출방식

  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 벽면적의 합계 [㎡]

             A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

             X,Y : 수치

​

3. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

  ① 할론겐 화합물 소화약제​

      여기서, W : 소화약제의 무게 [kg]

                   V : 방호구역의 체적 [㎥]

                   S : 소화약제별 선형상수 [㎥/㎏] 표로 주어짐

                   C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 : 설계농도 = 소화농도 × 안전계수

                         (A,C급 : 1.2, B급 : 1.3) (문제에서 주어짐)

                   t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

  ② 불활성기체 소화약제​

   여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

                S : 소화약제별 선행상수 [㎥/㎏]

                Vs : 20 ℓ에서 소화약제의 비체적 [㎥/㎏]  (20℃ 에서는 Vs / S = 1 이 된다.)

                 Vs = (K1+K2 × 20 ℃) : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%]

                          설계농도 = 소화농도 × 안전계수 (A,C급 : 1.2, B급 : 1.3)

                 t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

                 V : 방호구역의 체적​​

        ※ NFTC 107 A 2.7.3 : 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초

                                          (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재 2분, B급 화재 1분)이내에 방호구역 각 부분의 최

                                           소 설계농도의 95% 이상에 해당하는 약제량이 방출되도록 할 것

​

4. 분말소화설비

 가. 전역방출방식

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

※ 소요약제량 및 개구부 가산량

나. 국소방출방식

   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

[참고] 방호공간

  ▣ 방호대상물의 각 부분으로 부터 0.6 m의 거리에 둘러 쌓인 면적

※ 호스릴 이산화탄소 설비

   ▣ 하나의 노즐에 대하여 90 ㎏ 미만으로 할 것

[참고] 최소 소화농도 · 최소 설계 농도

  ① 최소 소화농도 (이론 농도)​

   여기서, CO2 : CO2의 농도 [%]

                 O2 : 가스방출 후 O2 농도 → 15% 이하시 이론적인 소화 가능

  ② 최소(표준) 설계 농도 : 여유율 20%를 가산

         ∴ CO2 [%] = 28% × 1.2 = 34 %

▣ 가연성 액체 또는 가연성 가스의 소화에 필요한 설계농도 (NFTC 106 표 2.2.1.1.2)

5. 기동장치 (NFSC 106. 2. 3)

가. 수동식 기동장치

  ① 전역방출방식은 방호구역 마다, 국소방출방식은 방호대상물 마다 설치할 것

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

  ③ 기동장치의 조작부는 바닥으로 부터 높이 0.8m 이상 1.5m 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 전원 표시등을 설치할 것

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

        ※ 가스계 소화설비의 음향 경보는 1분 이상 지속되도록 할 것

나. 자동식 기동장치

  ① 자동식 기동장치는 수동으로도 기동할 수 있는 구조로 할 것

  ② 전기식 기동장치로서 7병 이상의 저장용기를 동시에 개방하는 설비는 2병 이상의 저장용기에 전자개방밸브를

       부착할 것

  ③ 기계식 기동장치는 저장용기를 쉽게 개방할 수 있는 구조로 할 것

    ※ 수동식 기동장치 부근에는 소화약제 방출을 지연시킬 수 있는 비상스위치를 설치할 것

    ※ 분말 소화설비의 가압용 가스용기 : 분말 소화설비 가압용 가스용기를 3병 이상 설치하는 경우에는 2개 이상의 용기에

        전자밸브를 부착하여야 한다.

▣ 가스 압력식 기동용 가스용기의 기준

▣ 이산화탄소 소화설비의 충전비

                                  [전자개방밸브의 설치 (가스압력식)]

​

6. 배관 등 (NFTC 106. 2. 5)

 가. 배관의 설치기준

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관 · 동관의 배관과 배관부속은 다음 표에 따른다.

나. 토너먼트 배관 방식

  ① 소화약제 방출시 배관내의 마찰손실을 일정하게 유지하기 위한 방식

  ② 토너먼트배관방식 (균배배관) 방식의 적용 설비

      ㉠ 이산화탄소 소화설비

      ㉡ 할론소화설비

      ㉢ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

      ㉣ 분말소화설비

      ㉤ 압축공기포 소화설비

​

7. 선택밸브

 가. 선택밸브의 설치기준 (NFTC 106.2.6)

   ① 방호구역 또는 방호대상물 마다 설치할 것

   ② 각 선택밸브에는 그 담당 방호구역 또는 방호대상물을 표시할 것

나. 선택밸브 설치위치

[참고] 이산화탄소 소화설비 관련식

가. 이산화탄소 (CO2) 농도​

        여기서, CO2 : 이산화탄소 (CO2) 농도 [%]

                     O2 : 가스방출 후 O2 농도 [%]

※ 설비별 약제 방사시간

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

            ※ 방출가스량 [㎥] = 소화약제량 × 비체적 [㎥/㎏]

다. 이상기체 상태방정식

  ▣ 아보가드로 법칙 (1 [kmol]은 0 ℃, 1atm, 22.4 ㎥)에 따라 보일-샤를의 법칙이 PV / T = R (일정) 하다면 이상기체 상태

       방정식을 다음과 같이 적용할 수 있으며 기체의 분자량에 따라 기체상수는 달라질 수 있다.​

        여기서, P : 절대압력 (Pa = N/㎡), V : 체적 [㎥],

                     n : 몰수 [kmol], T : 절대온도 [K=273+℃]

                     R=PV/nT : 일반기체상수 (8,313.85 : N·m/kmol · K)

                      R : R/M : 기체상수 (N·m/㎏, kJ/㎏·K)

                      (1J=1N·m)

   ※ 이상기체상태방정식 PV=(W/M)RT =WRT으로 밀도를 구할 수 있다.​

라. 헤드의 분구 면적​​

마. 헤드(오리피스)의 등가 분구면적​​

바. 분사헤드 개수​

사. 소화약제 유량 속도​​

아. 선택밸브 직후 (개방 직후)의 유량​​

자. 개방밸브 직후의 유량​​

차. 하나의 분사헤드에 대한 방사량 (방출유량)

     하나의 분사헤드에 대한 방사량 [㎏/s]​​

카. 액화 CO2의 증발량​

  여기서, Q : 액화 CO2의 증발량 [㎏]

               W : 배관의 중량 [㎏]

               C : 배관의 비열 [kcal/㎏·℃]

               t1 : 방출전 배관의 평균온도 [℃]

              t2 : 방출하는 동안 배관의 평균온도 [℃]

              H : 액화 CO2의 증발잠열 [kcal/㎏]

타. 이산화탄소 설비 과압배출구의 면적​​

  여기서, A : 과압배출구의 면적 [㎟]

              Q : 이산화탄소의 유량 [㎏/min]

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

※ 방호구역 구조물의 허용압력 [P]

※ 이너젠 [G-54] 설비의 과압 배출구 면적​

     여기서, A : 과압 배출구의 면적 [㎡]

                 Q : 이너젤 유량 [㎥/min]

                  P : 방호구역내 구조물의 허용압력 [㎏/㎡]

※ 방호구역 내 구조물의 허용압력 P

​

#가스계소화설비 #소화설비 #이산화탄소 #CO2 #O2 #농도 #소화약제 #방호구역

#전역방출방식 #국소방출방식 #할론소화설비 #심부화재 #표면화재 #설계농도

#할로겐화합물 #불활성기체 #방사량 #호스릴 #토너먼트 #전자개방밸브 #선택밸브

​

1. 방호구역 체적이 500 ㎥인 어느 소방대상물에 이산화탄소 소화설비를 설치하였다. 이곳에 이산화탄소 100 ㎏을 방사

     하였을 경우 이산화탄소 농도 [%]를 구하시오. (단, 실내압력은 121.59 kPa, 실내온도는 35 ℃ 이다.) [4점] ★★★★★

[참고] 이산화탄소의 방출량 및 농도 계산식 유도​

[공식유도]

 ▣ 가스 방출 전 · 후의 산소(O2)의 용량은 같다는 것을 이용한다.

      V × 21 % = ( V + Q ) × O2%

       21 V = O2 · V + O2 · Q, O2 · Q = 21 V - O2 · V​

▣ 위 식을 이용하여 이산화탄소(CO2)의 농도 [%]에 관한 식을 유도해 보자.

[문제풀이]​

[해설] 이산화탄소 (CO2)의 농도 (%)

 가. 이산화탄소(CO2)의 농도​

 나. 이상기체 상태 방정식​

       여기서, P : 압력 [Pa, N/㎡]

                    V : 부피 (방출가스량) [㎥]

                    W : 질량 [㎏]

                    M : 분자량 (CO2 : 44㎏, 할론 1301 : 148.95 ㎏)

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

                    T : 절대온도 (273 + ℃, K)

​

2. CO2 의 설계농도가 34%이다. 방호구역에 방사될 경우 산소의 농도는 얼마인가 ?

[문제풀이]​

[해설] 산소 (O2)의 농도 [%]

▣ 이산화탄소 (CO2)의 농도​

나. 산소 농도 [%]​

[해설] 이산화탄소 (CO2)의 농도 [%] · 산소(O2)의 농도 [%]

가. 이산화탄소(CO2)의 농도​​

나. 이상기체 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])

다. 산소의 농도​

4. 방호구역체적이 250 ㎥ 인 소방대상물에 CO2 소화설비를 설치하였다. 이곳에 CO2 180㎏을 표준대기압 상태에서 방사

     하였을 경우 다음을 구하시오. [4점] ★★★★★

가. 이산화탄소의 농도는 몇 [%]인가 ?

나. 산소의 농도는 몇 [%]인가 ?

[문제 풀이]

가. 이산화탄소 (CO2)의 농도​

나. 산소의 농도​

[참고] 압력단위 환산

​

5. 이산화탄소 120 ㎏이 완전기화하여 0℃, 101,325 Pa 일 때 기체의 부피 [㎥]를 계산하시오. (단, 소화약제의 순도는

     99.5 % 이다) [4점] ★★★★★

[문제풀이]​

※ 순도가 주어졌을 때

     ① 부피 : × 순도

     ② 약제량 : ÷ 순도

[해설] 기체의 부피

  ▣ 이상기체 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])

  ※ ① 소화약제의 순도 : 부피를 구할 때는 곱하고, 소화약제 저장량을 구할 때는 나눈다.

      ② 1Pa = 1 [N/㎡]

​

6. 40 ㎏ 의 액화 이산화탄소가 20 [℃]의 대기중 (표준대기압)으로 방출되었을 경우 다음 각 물음에 답하시오.

      [4점] ★★★★★

  가. 이산화탄소의 부피는 몇 [㎥] 이 되겠는가 ?

  나. 체적 90 [㎥]인 공간에 이 약제가 방출되었다면 이산화탄소(CO2)의 농도는 몇 [%] 가 되겠는가 ?

[문제풀이]

가. 이산화탄소의 부피 [㎥]​

나. 이산화탄소의 농도 [%]​

7. 표준대기압 상태에서 압력이 일정할 때 15 ℃의 이산화탄소 100 [mol]이 있다. 이 상태에서 온도가 30[℃]로 되었을 때

     이산화탄소의 부피 [㎥]를 구하시오.

[문제풀이]​

▣ 동일한 상태(압력 일정)에서 온도만 변화하였으므로 보일 - 샤를의 법칙을 이용하면​

[해설] 이산화탄소의 부피

가. 보일 - 샤를의 법칙​

▣ 방사량 부피[㎥]를 구했으니 이상 기체 방정식으로 질량을 구하면​

[해설] 이산화탄소 소화약제 방사량 [㎏]

가. 이상기체 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])

나. 방출가스량​

   여기서, V : 방출가스량 [㎥]

               O2 : 가스 방출 후 산소(O2) 농도 [%]

다. 이산화탄소 (CO2)의 농도​

     여기서, O2 : 가스방출 후 산소(O2) 농도 [%]

​

9. 체적이 500 ㎥인 방호구역에 전역방출방식으로 CO2를 방사하였다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오.

    [4점] ★★★★

[조건]

  ① 실내온도는 15℃ 이다.

  ② CO2 방사 후 실내의 O2 농도는 10%이다.

  ③ 실내 대기압력은 1.2 atm이다.

  가. 방사된 CO2의 양은 몇 [㎏]인지 구하시오.

  나. 이산화탄소 소화설비에서 운무상태에 대하여 간단히 설명하시오.

[문제풀이]

가. 방사된 이산화탄소(CO2)의 양 [㎏]​

위 식에 적용을 하면​

#이산화탄소 #비열 #증발 #농도 #방호구역 #액화 #줄 #톰슨 #체적 #절대온도 #방출가스량 #소화설비 #기체상수 #질량 #소화약제

1. 다음 그림은 어느 실에 대한 CO2 소화설비의 평면도이다. 이 도면과 주어진 조건을 이용하여 각 물음에 답하시오.

      [15점] ★★★★★

[조건]

▣ 모터 사이렌은 약제 방출 사전 예고시에는 파상음으로 약제 방출시에는 연속음으로 발한다.

   [하나더]

2. 다음 그림은 이산화탄소 소화설비의 소화약제 저장용기 주위 배관을 나타낸 것이다. 방호구역 A, B 두 부분으로 나누어

     지고 각 구역의 소요약제량은 A구역은 2병, B구역은 5병이라 할 때 그림을 참조하여 다음 각 물음에 답하시오.

     [6점] ★★★★★

가. 각 방호구역에 소요약제량을 방출할 수 있도록 조작관에 설치할 때 체크밸브의 위치를 직접 그려 넣으시오.

나. ①, ②, ③, ④ 기구의 명칭을 쓰시오.

[문제풀이]

가. 가스체크밸브를 그림에 직접 그려 넣기

   ※ 기동용 가스용기로 역류되지 않게 가스체크밸브를 설치한다.

         한쪽은 2병, 다른 쪽은 5병이므로 해당 병수에 맞게 체크밸브를 설치한다.

 나. ①, ②, ③, ④ 기구의 명칭을 쓰시오.

   ① 압력스위치       ② 선택밸브          ③ 안전밸브          ④ 기동용가스용기

​

[해설] 이산화탄소 소화설비 소화약제 저장용기 주위 배관도

  가. 체크밸브 (Gas check valve) : 소화약제의 역류 방지 기능

  ※ 화살표 방향으로 가스가 흐르며 화살표 반대방향으로 역류가 방지된다.

 나. 기구 명칭

   ① 압력 스위치 : 소화약제 방출시 가스압력에 의해 작동되어 제어반에 신호를 보내 방출표시등이 점등된다.

   ② 선택밸브 : 화재가 발생한 구역에만 소화약제가 방출될 수 있도록 하는 밸브

                                            <선택밸브(가스압력식)>

   ③ 안전밸브 : 집합관(소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치되는 배관)에 설치되어 내압시험 압력의

                          0.8배에서 작동하는 밸브로 배관 및 밸브류 등이 이상고압에 의해 파손되는 것을 방지한다.

   ④ 기동용 가스용기 : 전자개방밸브 (솔레노이드 밸브)에 의해 개방되어 선택밸브 및 소화약제 저장용기를 개방한다.

​

3. 이산화탄소 소화설비의 작동시험시 가스압력식 기동장치의 소화약제 저장용기 전자개방밸브의 작동방법 4가지를 쓰시

     오. [4점] ★ [답안작성]

   ① 교차회로 배선방식의 2 이상의 화재감지기 회로를 동시에 작동시킨다.

   ② 수동조작함의 기동스위치를 작동시킨다.

   ③ 제어반에서 기동스위치를 작동시킨다.

   ④ 제어반에서 동작시험을 하여 화재감지기가 2회로를 작동시킨다.

[해설] 이산호탄소 소화설비 작동시험시 전자개방밸브의 작동 방법 (가스 압력식)

   ① 교차회로 배선방식의 2 이상의 화재감지기 회로를 동시에 작동시킨다.

   ② 수동조작함의 기동스위치를 작동시킨다.

   ③ 제어반에서 기동스위치를 작동시킨다.

   ④ 제어반에서 동작시험을 하여 화재감지기 2회로를 작동시킨다.

   ⑤ 기동용 가스용기에 부착된 전자개방밸브의 안전핀을 뽑은 후 수동으로 작동시킨다.

[참고] 전자개방밸브 = 전자밸브 = 솔레노이드 밸브

   ▣ 감지기 또는 수동조작반의 신호를 받아 기동용 가스용기 또는 저장용기를 개방시키는 밸브

​

4. 다음 그림은 저압식 이산화탄소 소화설비 계통도이다. 평상시 항상 닫혀 있는 밸브와 열려 있는 밸브의 번호를 구분하여

     열거하시오. [5점] ★★★★★

[답안작성]

  가. 항상 닫혀 있는 밸브 : ①, ②, ④, ⑤, ⑦

  나. 항상 열려 있는 밸브 : ③, ⑥, ⑧, ⑨

    ※ 밸브가 연속하여 2개가 연이어 있으면 앞에 것은 항상 열려 있고 뒤에 것은 항상 닫혀 있다.

[해설] 저압식 이산화탄소설비 계통도

  ① 원밸브(주밸브) : 평상시 폐쇄, 기동용 가스압력에 의해 개방

  ② 개폐밸브(충전밸브) : 평상시 폐쇄, 이산화탄소 소화약제를 충전할 경우 개방

  ③ 개폐밸브 : 평상시 개방, 원밸브 (주밸브) 점검, 배관보수 및 헤드 교체 등의 경우 폐쇄

  ④ 개폐밸브 : 평상시 폐쇄, 저장 탱크내 이산화탄소 소화약제를 배출시켜 공기의 공기의 유통을 원활하게 할 경우 개방

  ⑤ 브리다 밸브 : 평상시 폐쇄, 저장탱크 내부 압력이 설정압력 이상일 경우 개방

  ⑥ 개폐밸브 : 평상시 개방, 브리다 밸브, 안전밸브(파판식) 점검 및 교체 등의 경우 폐쇄

  ⑦ 안전밸브 : 평상시 폐쇄, 저장 탱크 내부 압력이 설정압력 이상일 경우 개방

  ⑧ 개폐밸브 : 평상시 개방, 안전밸브 점검 및 교체 등의 경우 폐쇄

  ⑨ 게이트 밸브 : 평상시 개방, 개폐밸브, 브리다 밸브, 안전밸브 (파판식), 안전밸브 점검 및 교체 등의 경우 폐쇄

​

[참고] 저압식 이산화탄소 소화설비 계통도

#이산화탄소 #CO2 #화재감지기 #소화설비 #평면도 #기동용가스용기 #소화약제 #사이렌 #전자개방밸브 #솔레노이드 #방출표시등 #선택밸브 #방호구역 #안전밸브 #브리다밸브 #게이트밸브 #가스체크밸브 #압력스위치

1. 그림과 같이 포소화설비를 설치하였을 경우 다음 각 물음에 답하시오. (단, 포헤드의 방사압력은 0.25 [MPa], 배관상의

    총 마찰손실은 12 [m], 포소화약제는 3% 단백포, 펌프효율은 65 %, 전달계수는 1.1, 방출시간은 10분이다. [15점]

      ★★★★★

  가. 포 소화원액의 저장량 [ℓ]은 얼마인가 ?

  나. 펌프의 최소 전양정 [m]은 얼마인가 ?

  다. 펌프의 최소 토출량 [ℓ/min]은 얼마인가 ?

  라. 펌프의 동력 [kW]은 얼마인가 ?

  마. 포소화설비에 필요한 기구 5가지를 쓰시오.

  바. 편심리듀서를 사용하는 이유는 ?

​

[참고]

  ▣ 포헤드 : 설치장소 : 차고 · 주차장 · 항공기 격납고

      ⊙ 포수용액 Q = A · Q① · T · S [ℓ]

    ※ Q① : 수성막포 : 3.7 [ℓ/㎡ · min]

                  단백포 : 6.5 [ℓ/㎡ · min]

                  합성계면활성제포 : 8 [ℓ/㎡ · min]

  ▣ 포워터 스프링클러 : 설치장소 : 특수가연물 저장 · 취급하는 곳

      ⊙ 포수용액 Q = N · Q① · T · S [ℓ]

           특수가연물 : 6.5 [ℓ/㎡ · min]

    ※ 포워터스프링클러 : 75 [ℓ/㎡·min]

    ※ 방사시간 T : 포헤드, 포워터스프링클러, 압축공기포 : 10분

    ※ 포소화설비는 규정 방수압력이 없다. (제조사 마다 포헤드의 방사압력이 다르다) 제품의 사양에 따른다.

[문제풀이]

 가. 포소화원액의 저장량 [ℓ]

   Q = A · Q · T · S

       = (9m × 11 m) × 6.5 [ℓ/㎡·min] × 10 min × 0.03 (3%) = 193.05 ℓ

 나. 펌프의 최소 전양정 [m]

     전양정 = 헤드방출압환산수두 + 낙차수두 + 배관의 낙차손실환산수두

        H = h1 + h2 + h3  = 25m + 12m + (0.8m + 1.7m) = 39.5 m

 다. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

      Q = A · Q = (9m × 11m) × 6.5 [ℓ/㎡·min] = 643.5 [ℓ/min]

 라. 펌프의 동력 [kW]​

 마. 포소화설비에 필요한 기구 5가지

    ① 포헤드     ② 유수검지장치      ③ 개폐표시형밸브    ④ 혼합기         ⑤ 포원액탱크

 바. 편심리듀서를 사용하는 이유

   ▣ 펌프 흡입측 배관의 공기고임을 방지하기 위하여

​

[해설] 포헤드 설비

 가. 포소화설비의 포소화약제 저장량

     Q = A · Q① · T · S

    여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                 A : 바닥면적 [㎡]

                 Q① : 방사량 [ℓ/min]

                  T : 방사시간 [min]

                  S : 포소화약제 사용농도 [%]

  ▣ 포헤드의 특정소방대상물별 및 포소화약제에 따른 방사량

나. 전양정

  H = h1 + h2 + h3 + h4

  여기서, H : 전양정 [m]

               h1 : 방출구의 설계압력 환산수두 또는 노즐선단의 방사압력 환산수두 [m]

               h2 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 [m]

               h3 : 낙차 [m]

               h4 : 소방호스의 마찰손실수두 [m]

  ※ h4 (소방호스의 마찰손실수두) : 포헤드방식 (노즐을 설치하지 않는다)이므로 적용하지 않는다.

2. 가로 20 m, 세로 10 m의 특수가연물을 저장 및 취급하는 창고에 포소화설비를 설치하고자 한다. 다음 주어진 조건을

     참조하여 다음 물음에 답하시오. [12점] ★★★★★

[조건]

   ① 포원액은 수성막포 3%를 사용하며 포헤드를 설치한다.

   ② 펌프의 전양정은 35 m 이다.

   ③ 펌프의 효율은 65%이며, 전동기의 전달계수는 1.1 이다.

  가. 헤드를 정방형으로 배치하려고 한다. 포헤드의 설치개수를 구하시오.

  나. 수원의 저수량 [㎥]을 구하시오.

  다. 포원액의 양 [ℓ]을 구하시오.

  라. 펌프의 토출량 [ℓ/㎡·min]을 구하시오.

  마. 펌프의 최소소요동력 [kW]을 구하시오.

​

[문제풀이]

 가. 정방형 헤드 개수

   헤드 간격 S = 2R cos 45° (포소화설비 R : 2.1 m)

                    S = 2 × 2.1 m × cos 45° = 2.969 m

   ① 가로 헤드 설치 개수 = 20 m ÷ 2.969 m = 6.736 ≒ 7개

   ② 세로 헤드 설치 개수 = 10 m ÷ 2.969 m = 3.368 ≒ 4개

       ∴ 헤드 설치개수 = 7 × 4 = 28 개

 나. 수원의 저수량 [㎥]

     수원의 양 Q = A · Q1 · T · S

      Q = (20m×10m) × 6.5 [ℓ/㎡·min] × 10 [min] × 0.97 (97%) =12,610 ≒ 12.61 ㎥

 다. 포 원액의 양 [ℓ]

       수원의 양 Q = A · Q1 · T · S

        Q = (20m×10m) × 6.5 [ℓ/㎡·min] × 10 [min] × 0.03 (3%) =390 ℓ

 라. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

        펌프의 토출량 Q = A · Q = (20m×10m) × 6.5 [ℓ/㎡·min] = 1,300 [ℓ/min]

 마. 펌프의 최소 소요동력

[해설] 포헤드 설비

 가. 포헤드의 설치개수 (정방형)

   ① 헤드설치 개수

       ▣ 헤드의 설치개수 = 가로 헤드 설치개수 × 세로 헤드 설치 개수

          ⊙ 가로 헤드 설치 개수 = 가로 길이 ÷ 헤드 간격

          ⊙ 세로 헤드 설치 개수 = 세로 길이 ÷ 헤드 간격

   ② 포 헤드의 배치형태 (정방형)

         S = 2 R cos 45 °

        여기서, S : 포헤드 상호간의 거리 [m]

                     R : 유효 반경 (2.1 m)

   ※ 정방형 헤드 간격

     ▣ 포 소화설비에서의 유효반경 (R)은 특정소방대상물과 구조에 관계없이 헤드간격

        S = 2.1 [m]를 적용한다. 따라서 헤드간격 S = 2 × 2.1 × cos45° = 2.969 m

나. 수원의 저수량

    Q = A · Q① · T · S

    여기서, Q : 포소화약제의 양 [ℓ]

                 A : 바닥면적 [㎡]

                Q① : 방사량 [ℓ/min]

                 T : 방사시간 [min]

                 S : 포소화약제 사용농도 [%]

※ 포헤드의 특정소방대상물별 포소화약제에 따른 방사량

3. 가로 20 m, 세로 10 m의 특수가연물을 저장 및 취급하는 창고에 포소화설비를 설치하고자 한다. 다음 주어진 조건을

     참조하여 다음 각 물음에 답하시오. [12점] ★★★★★

[조건]

   ① 포원액은 수성막포 3%를 사용하며, 포워터 스프링클러설비를 설치한다.

   ② 펌프의 전양정은 35 m 이다.

   ③ 펌프의 효율은 65%이며, 전동기 전달계수는 1.1 이다.

 가. 헤드를 정방형으로 배치하려고 한다. 포워터 스프링클러헤드 개수를 구하시오.

 나. 수원의 저수량 [㎥]을 구하시오.

 다. 포원액의 양 [ℓ]을 구하시오.

 라. 펌프의 토출량 [ℓ/㎡·min]을 구하시오.

 마. 펌프의 최소소요동력 [kW]을 구하시오.

​

[문제풀이]

 가. 정방형 헤드 개수

       헤드 간격 S = 2R cos 45° (포소화설비 R : 2.1 m)

                       S = 2 × 2.1 m × cos 45° = 2.969 m

    ① 가로 헤드 설치 개수 = 20 m ÷ 2.969 m = 6.736 ≒ 7개

    ② 세로 헤드 설치 개수 = 10 m ÷ 2.969 m = 3.368 ≒ 4개

         ∴ 헤드 설치개수 = 7 × 4 = 28 개

 나. 수원의 저수량 [㎥]

      수원의 양 Q = N · Q1 · T · S

                      Q = 28개 × 75 [ℓ/min] × 10 [min] × 0.97(97%) = 20,370 ℓ = 20.37 ㎥

 다. 포원액의 양 [ℓ]

      포원액의 양 Q = N · Q1 · T · S

                          Q = 28개 × 75 [ℓ/min] × 10 [min] × 0.03(3%) = 630 ℓ

 라. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

         펌프의 토출량 Q = N · Q1 = 28개 × 75 [ℓ/min] = 2,100 [ℓ/min]

마. 펌프의 최소 소요동력 [kW]​

[해설] 포헤드 설비

 가. 포헤드의 설치개수 (정방형)

   ① 헤드설치 개수

       ▣ 헤드의 설치개수 = 가로 헤드 설치개수 × 세로 헤드 설치 개수

          ⊙ 가로 헤드 설치 개수 = 가로 길이 ÷ 헤드 간격

          ⊙ 세로 헤드 설치 개수 = 세로 길이 ÷ 헤드 간격

   ② 포 헤드의 배치형태 (정방형)

        S = 2 R cos 45 °

       여기서, S : 포헤드 상호간의 거리 [m]

                    R : 유효 반경 (2.1 m)

 나. 수원의 양

       Q = 헤드 개수 × 75 [ℓ/min] × 10 [min] × 사용농도 [%]

 다. 포원액의 양

        Q = 헤드 개수 × 75 [ℓ/min] × 10 [min] × 사용농도 [%]

 라. 펌프의 토출량

        Q = 헤드 개수 75 [ℓ/min]

[참고] 가압송수장치의 표준 방사량

​

4. 다음 그림은 포소화설비의 포 방출구이다. 각 물음에 답하시오. [10점] ★★★★

 가. ① ~ ⑦ 번의 명칭을 쓰시오.

 나. 포가 방출될 때 ② 번의 상태를 쓰시오.

 다. ⑧ 번이 경사진 이유를 2가지를 쓰시오.

[답안작성]

 가. ① ~ ⑦ 번의 명칭을 쓰시오.

   ① 포챔버    ② 발포기    ③ 포방출구    ④ 봉판    ⑤ 공기흡입구    ⑥ 챔버 뚜껑 (점검구)  ⑦ 스트레이너

 나. 포가 방출될 때 ②번의 상태를 쓰시오.

   ▣ 포 수용액이 공기 흡입구를 지나면서 공기가 흡입되고 포수용액과 혼합되어 포를 발생시킨다.

 다. ⑧ 번이 경사진 이유를 쓰시오.

   ① 발생된 포를 신속하게 포 방출구로 이동시켜 탱크 내부로 흘러 들어가도록 하기 위하여

   ② 발생된 포 전부를 탱크 내부로 용이하게 흘러 들어 가도록 하기 위하여

[해설] Ⅱ 형 포헤드

​

#포소화설비 #합성계면활성제포 #수성막포 #단백포 #포소화약제 #발포기 #발포배율

#포방출구 #포헤드 #정방형 #장방형 #포원액 #토출량 #포워터스프링클러 #포원액

#포챔버 #발포기 #스트레이너 #공기흡입구 #챔버뚜껑

1. 포소화설비의 포소화약제의 혼합장치방식 5가지를 쓰시오 [5점] ★★★★★

[답안작성]

  ① 펌프푸로포셔너 방식

  ② 라인푸로포셔너 방식

  ③ 프레저프로포셔너 방식

  ④ 프레저사이드푸로포셔너 방식

  ⑤ 압축공기포 믹싱챔버 방식

​

[해설] 포소화설비의 포소화약제 혼합장치 방식

① 펌프 프로포셔너 (펌프 혼합방식)

  ▣ 펌프의 토출관과 흡입관 사이의 배관 도중에 설치한 흡입기에 펌프에서 토출된 물의 일부를 보내고 농도 조절밸브에서

       조정된 포소화약제의 필요량을 포소화약제 탱크에서 펌프 흡입측으로 보내어 혼합하는 방식

③ 라인푸르포셔너 방식 (관로혼합방식)

   펌프와 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리 작용에 따라 포소화약제를 혼입 · 혼합하는 방식

④ 프레저사이드 푸르포셔너 방식 (압입 혼합 방식)

    펌프의 토출압에 압입기를 설치하여 포소화약제 압입용 펌프로 포소화약제를 압입시켜 혼합하는 방식

  ⑤ 압축공기포 믹싱챔버 방식 (압축공기포 혼합 방식)

     ▣ 포수용액에 가압원으로 압축된 공기 또는 질소를 일정비율로 혼합하는 방식

​

2. 다음 그림은 포소화약제의 혼합장치이다. 그림으로 보아 이 장치는 무슨 혼합방식인지 쓰고 기호 A의 명칭을 쓰시오.

     [3점] ★★

     가. 혼합방식                나. A의 명칭

[답안작성]

   가. 혼합방식 : 프레저사이드푸르포셔너 방식

   나. A의 명칭 : 혼합기

​

3. 다음 그림은 포소화설비의 혼합장치 중 펌프푸로포셔너 방식을 나타낸 것이다. 그림을 보고 각 물음에 답하시오.

      [4점] ★★

  가. 바이패스 배관에 표시된 ① 번에 유체의 흐르는 방향을 화살표로 표시하시오.

  나. ②번 기구의 명칭을 쓰시오.

  다. ③번 기구의 명칭을 쓰시오.

[답안작성]

  가. 바이패스 배관에 표시된 ① 번에 유체의 흐르는 방향을 화살표로 표시하시오.

  나. ②번 기구의 명칭 : 혼합기

  다. ③번 기구의 명칭 : 농도조절밸브

​

4. 다음은 포소화설비에 관한 사항이다. 각 물음에 답하시오. [12점] ★★★★

  가. 공기포 혼합장치의 종류 4가지를 쓰시오.

  나. 다음은 공기포 혼합장치의 계통도이다. 물음에 답하시오.

   ① A ~ I 에 알맞은 부품명을 쓰시오.

   ② 이 혼합방식의 종류를 쓰시오.

   ③ 포혼합장치의 펌프 · 양수량을 결정하는 경우 타방식과 특이한 점을 간단히 설명하시오.

[답안작성]

 가. 공기포 혼합장치의 종류 4가지

   ① 펌프푸로포셔너 방식

   ② 라인푸로포셔너 방식

   ③ 프레저푸로포셔너 방식

   ④ 프레저사이드푸로포셔너 방식

   ⑤ 압축공기포 믹싱챔버 방식

 나. 공기포 혼합장치의 계통도

   ① 각 부품의 명칭

        A. 포소화약제밸브

        B. 포소화약제체크밸브

        C. 농도조절밸브

        D. 흡입기 (혼합기)

        E. 진공계 (연성계)

        F. 흡기밸브

        G. 압력계

        H. 토출체크밸브

         I. 토출밸브

   ② 혼합장치 방식 : 펌프푸로포셔너 방식

   ③ 다른 방식과 특이한 점

     ▣ 다른 혼합방식은 펌프에서 토출된 물이 혼합기 등을 거쳐서 포 방출구로 송액된다.

          하지만, 이 방식은 펌프의 토출측과 흡입측에 바이패스관을 설치하고 물의 일부를 바이패스시켜 흡입측으로 돌려

          보내 혼합하므로 양수량이 혼합된다.

​

5. 포소화설비중 배액밸브를 설치하는 목적과 설치 위치에 대하여 간단히 쓰시오. [4점]  ★★★★★

  가. 설치 목적                   나. 설치위치

  [답안작성]

  가. 설치목적 : 포의 방출 종료 후 배관 내의 소화액을 배출하기 위하여

  나. 설치위치 : 송액관의 가장 낮은 부분

 [해설] 포소화설비의 배관 등 [NFSC 105 제7조]

   ▣ 송액관은 포의 방출 종료 후 배관안에 액을 배출하기 위하여 적당한 기울기를 유지하도록 하고 그 낮은 부분에 배액

        밸브를 설치하여야 한다.

6. 포소화설비의 배액밸브 및 포소화설비 배관의 완충장치의 설치 위치 및 설치목적을 쓰시오. [8점] ★★★★★

  가. 배액밸브

    ① 설치위치 : 송액관의 가장 낮은 부분

    ② 설치목적 : 포의 방출 종료 후 배관안의 액을 방출하기 위하여

  나. 완충장치

    ① 설치위치 : 송액관과 위험물저장탱크의 접합 부분

    ② 설치목적 : 충격 또는 진동 등에 의하여 영향을 받지 않도록 하기 위하여

​

7. 다음 그림과 같은 주차장에 포소화설비를 설치하려고 한다. 각 물음에 답하시오. [6점]  ★★★★★

 [조건]

   ① 감지방식은 스프링클러 헤드를 사용한다.

   ② 층고는 3 [m]로 한다.

   ③ 포헤드에 대한 배관의 관경은 다음과 같다.

  가. 설치해야 할 포헤드의 종류는 무엇인가 ? (단, 포워터스프링클러헤드는 제외)

  나. 설치해야 할 화재감지용 스프링클러 헤드는 어떤 종류를 하여야 하는가 ?

  다. 설치해야 할 포헤드는 최소 몇 개 이상이어야 하는가 ? (단, 최대 방호면적으로 계산할 것)

  라. 설치해야 할 감지용 스프링클러 헤드는 최소 몇 개 이상이어야 하는가 ? (단, 최대 방호면적으로 계산할 것)

[답안 작성]

  가. 설치해야 할 포헤드의 종류 : 포헤드

  나. 설치해야 할 화재감지용 스프링클러 헤드의 종류 : 폐쇄형 스프링클러 헤드

  다. 설치해야 할 포헤드는 최소 몇 개 이상이어야 하는가 ?

     ▣ 포헤드 개수 = 750 / 9 = 83.333 ≒ 84 개 ※ 32 = 9 [㎡]

  라. 설치해야 할 감지용 스프링클러 헤드는 최소 몇 개 이상이어야 하는가 ?

    ▣ 감지용 스프링클러 헤드의 개수 : 750 / 20 = 37.5 ≒ 38 개

[해설] 포 소화설비

가. 특정소방대상물에 따른 포소화설비의 적응성 [NFSC 105 제4조]

​

8. 포의 팽창비에 대한 각 물음에 답하시오. [3점] ★★★

   가. 팽창비를 구하는 식을 쓰시오.

   나. 고발포란 ?

   다. 저발포란 ?

[답안작성]​

  나. 고발포란 ? 팽창비가 80이상 1,000 미만인 것

  다. 저발포란 ? 팽창비가 20 이하인 것

[참고] 팽창비에 의한 포의 종류

​

9. 3% 포원액을 사용하여 800 : 1 의 발포배율로 고팽창포 1,600ℓ 속에는 몇 [ℓ]의 물이 함유되어 있어야 하는가 ? [3점]

     ★★★★

[답안작성]

   ⊙ 방출전 포수용액의 체적 = 1,600 / 800 = 2 ℓ

       ∴ 물의 함유량 = 2 × 0.97 = 1.94 ℓ

[해설] 물의 함유량

  ▣ 팽창비 (발포배율)​

10. 팽창비가 300인 포소화설비에서 3% 포원액 저장량이 100ℓ 라면 방출한 후 포의 체적 [㎥]은 얼마인가 ? [3점] ★★★★

[문제풀이]

  ▣ 방출전 포수용액의 체적 = 100 ℓ / 0.03 = 3,333.333 ℓ​

11. 3% 형 단백포 소화약제의 원액 300 ℓ 를 취해서 포를 방출시켰더니 발포배율이 16배 되었다. 다음 각 물음에 답하시오.

        [5점] ★★★★

  가. 발포된 포의 체적 [㎥]을 구하시오.

  나. 포의 팽창배율에 따른 다음 표를 완성하시오.

[문제풀이]

가. 방출된 포의 체적

   ▣ 방출전 포수용액의 체적 : 300 / 0.03 = 10,000 ℓ​

  나. 표를 완성하시오.

    ① 20              ② 80                ③ 1,000

[참고] 팽창비에 따른 표의 종류

12. 합성계면활성포 소화약제 1.5% 형을 650 : 1로 방출하였더니 포의 체적이 16.25 ㎥ 이었다. 다음 각 물음에 답하시오.

      [6점]  ★ ★ ★ ★

  가. 사용된 합성계면활성제포 1.5 % 형의 포수용액의 양 [ℓ]을 구하시오.

  나. 사용된 수원의 양 [ℓ]을 구하시오.

  다. "가"에서 방출된 합성계면활성제 포수용액을 사용하여 팽창비가 280이 되게 포를 방출한다면 방출된 포의 체적 [ℓ]을

        구하시오.

[답안작성]

  가. 포수용액의 양 [ℓ]

     ▣ 포수용액의 양 : 16.25 ÷ 650 × 1,000 = 25 ℓ

  나. 사용된 수원의 양 [ℓ]

     ▣ 수원의 양 : 25 ℓ × 0.985 = 24.625 ≒ 24.63 ℓ

  다. 팽창비 280으로 방출하였다면 발표된 포의 체적 [ℓ]은 ?

     ▣ 발포된 포의 체적 : 25 ℓ × 280 = 7,000 ℓ

​

13. 포소화설비에서 6g의 포원액과 100g의 물을 혼합하였을 때, 포 원액의 농도를 구하시오. [3점] ★★

  [답안작성]​

14. 포소화설비에 사용되는 저발포 소화약제 5가지를 쓰시오. [5점] ★★

  [답안작성]

    ① 단백포 소화약제

    ② 수성막포 소화약제

    ③ 불화단백포 소화약제

    ④ 합성계면활성제포 소화약제

    ⑤ 내알코올형포 소화약제

   ※ 고발포용에는 합성계면활성제포만 사용한다.

       합성계면활성제포는 저발포용과 고발포용으로 사용된다.

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1. 옥외 저장탱크에 포소화설비를 설치하려고 한다. 그림 및 조건을 이용하여 다음 각 물음에 답하시오. [14점] ★★★★★

[조건]

① 탱크용량 및 형태

   ㉠ 원유 (휘발유) 저장 탱크 : 플루팅루프탱크 (부상지붕)이며 탱크내측면과 굽도리판 사이의 거리는 1.2 m 이다.

   ㉡ 등유 저장 탱크 : 콘루프 탱크

② 고정포 방출구 설비

   ㉠ 원유 (휘발유) 저장탱크 : 특형, 방출구수는 2개

   ㉡ 등유 저장탱크 : Ⅰ형이며, 방출구수는 2개

③ 포소화약제 종류 : 단백포 3%

④ 보조포 소화전 : 쌍구형 4개 설치 (각 방유제당 2개)

⑤ 구간별 배관 길이