아낌없이 주는 나무

1. 어느 건물의 지하층에 그림과 같이 제연설비를 설계하려고 한다. 다음의 조건을 참조하여 다음 각 물음에 답하시오.

     [12점] ★★★★★

[조건]

  ① 덕트는 단선으로 표시할 것

  ② 급기구의 풍속은 15 [m/s]이며, 배기구의 풍속은 20 [m/s]이다.

  ③ FAN의 전압은 40 [㎜Aq]이다.

  ④ 천장의 높이는 2.5 m이다.

  ⑤ 제연방식은 상호 제연방식으로 공동 예상제연구역이 각각 제연경계로 구획되어 있다.

가. 예상 제연구역의 배출기의 배출량 [㎥/s]은 얼마 이상으로 하여야 하는가 ?

나. FAN의 동력 [kW]을 구하시오. (단, 효율은 0.65 이며 여유율은 10% 이다)

다. 다음 조건을 참조하여 그림에 설계도면을 물음에 따라 완성하시오.

[조건]

  ① 덕트의 형태는 사각형이며 높이는 400 [㎜] 이다.

  ② 급기구 및 배기구의 형태는 정사각형이고 배기구는 제연구역 당 4개, 급기구는 제연구역 당 3개를 설치하는 것으로

       한다.

  ③ 급기구 및 배기구의 단면적은 ㎥/min 당 35 ㎠ 이상으로 하며, 정사각형이다.

  ④ 댐퍼의 작동 여부는 표의 빈칸에 표기하시오.

  ⑤ 덕트는 단선으로 표기한다.

[도면]

      (○ : Open, ● : Close 로 표시하시오.)

  라. 다음 표를 완성하시오. (단, 풍량, 덕트 단면적, 덕트크기의 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 정수로 나타

       내시오.)

마. 급기구의 단면적 [㎠] 및 크기 (가로 [㎜] × 세로 [㎜])를 구하시오. (단, 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여

       정수로 나타내시오.)

바. 배기구의 단면적 [㎠] 및 크기 (가로 [㎜] × 세로 [㎜])를 구하시오. (단, 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여

      정수로 나타내시오.)

[문제풀이]

가. 예상 제연구역의 배출기의 배출량 [㎥/s]은 얼마 이상으로 하여야 하는가 ?

   ▣ 바닥면적 : 30 m × 20 m = 600 ㎡ (바닥면적 400 ㎡ 이상인 거실)​

   ▣ 수직거리 = 2.5 m - 0.6 m = 1.9 m (2m 이하)

     ⊙ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상이고 직경 40 m 원의 범위 안에 있을 경우 (최저 40,000 ㎥/h 이상일 것)

   ∴ 최저 저장량 40,000 ㎥/h

나. 나. FAN의 동력 [kW]을 구하시오. (단, 효율은 0.65 이며 여유율은 10% 이다.)​

다. 다음 조건을 참조하여 그림에 설계도면을 물음에 따라 완성하시오.

    (○ : Open, ● : Close 로 표시하시오.)

라. 다음 표를 완성하시오. (단, 풍량, 덕트 단면적, 덕트크기의 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여 정수로 나타

      내시오.)

 ▣ 덕트의 단면적 : Q = A · v, A = Q/ v [㎡]

   ⊙ 급기구의 풍속은 15 ㎥ / s 이상으로 한다.

   ⊙ 배기구의 풍속은 20 ㎥/s 이상으로 한다.

  ① 급기구의 면적​

  ② 배기구 면적​

 ③ 덕트의 크기 : 사각형 면적 [㎟] = 가로 [㎜] × 세로 [㎜] (세로 400 [㎜] 주어짐)

   ㉠ 배기구 가로길이 : 555,556 [㎟] ÷ 400 [㎜] = 1,389 [㎜]

   ㉡ 급기구 가로길이 : 370,370 [㎟] ÷ 400 [㎜] = 926 [㎜]

마. 급기구의 단면적 [㎠] 및 크기 (가로 [㎜] × 세로 [㎜])를 구하시오. (단, 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여

      정수로 나타내시오.)

  ① 급기구의 단면적 : 배출량 ㎥/min 당 35 ㎠ 이상​

  ② 급기구의 크기 (정사각형) : 한변의 길이는 면적의 제곱근​

   ∴ 급기구의 크기 : 가로 624 ㎜ × 세로 624 ㎜

​

바. 배기구의 단면적 [㎠] 및 크기 (가로 [㎜] × 세로 [㎜])를 구하시오. (단, 계산결과는 소수점 첫째 자리에서 반올림하여

      정수로 나타내시오.)

  ① 배기구의 단면적 : 배출량 ㎥/min 당 35 ㎠ 이상​

  ② 배기구의 크기 (정사각형) : 한변의 길이는 면적의 제곱근​

   ∴ 급기구의 크기 : 가로 764 ㎜ × 세로 764 ㎜

​

2. 다음 그림은 거실제연설비를 나타낸 평면도이다. 그림을 보고 각 물음에 답하시오.  [10점] ★★★★★

  가. 동일실 제연방식에 대해 간단히 설명하시오.

  나. 동일실 제연방식을 적용할 경우 다음의 상황에 따른 댐퍼의 Open 또는 Clos 상태를 표시하시오.

        (댐퍼의 표기 : Open ○, Close ● 로 표기)

​

[답안작성]

가. 동일실 제연방식에 대해 간단히 설명하시오.

  ▣ 예상제연구역에 화재가 발생한 경우 해당 제연실에 급기와 배기가 동시에 이루어지는 제연방식을 말한다.

나. 동일실 제연방식을 적용할 경우 다음의 상황에 따른 댐퍼의 Open 또는 Clos 상태를 표시하시오.

     (댐퍼의 표기 : Open ○, Close ● 로 표기)

​

#동일실제연방식 #화재구역 #제연설비 #제연방식 #배기구 #급기구 #덕트 #상호제연방식 #배출량 #예상제연구역 #수직거리 #동력 #풍속 #급기댐퍼 #배기댐퍼

1. 아래 그림과 같이 벽으로 구획된 제연구역의 공동배연에 필요한 소요풍량합계 [㎥/min]와 축동력 [kW]을 구하시오.

      (단, 송풍기의 전압은 100 [㎜Aq], 전효율은 50% 이다)  [6점] ★★★★★

[문제풀이]

 ① 소요풍량의 합계

   ▣ 공·벽·합 : 공동배연구역 - 벽으로 구획 - 각각의 실 풍량합계

   ▣ 독·제·최 : 독립배연구역 - 제연경계구획 - 각실의 최대 풍량

    ⊙ 8,000 [㎥/hr] + 8,000 [㎥/hr] = 16,000 [㎥/hr]

    ⊙ 단위 환산 : 16,000 [㎥/hr] × 1/60 = 266,666 [㎥/min]

  ② 축동력

[해설] 소요동력 합계 · 축동력

가. 공동 예상 제연구역의 배출량

  ① 공동배연구역 (공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) : 각 예상 제연구역의 배출량

       을 합한 것 이상

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

       배출량 중 최대의 것

나. FAN (배연기, 송풍기)의 축동력​

   여기서, P : FAN (배연기, 송풍기) 동력 [kW],    PT : 전압 [㎜Aq, ㎜H2O],   Q : 풍량 [㎥/min] , η : 전효율, k : 전달계수

[참고] 제연구역의 구획

  ① 보

  ② 제연경계벽 (제연경계)

  ③ 벽 (화재시 자동으로 구획되는 가동벽, 셔터, 방화문을 포함)

2. 제연설비에 사용되는 배연기를 설계하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [8점] ★★★★★

[조건]

  ① Duct의 소요전압은 80 ㎜Aq 이다.

  ② 배연기의 효율은 60 %, 여유율은 10%, 풍량은 24,000 ㎥/h 이다.

가. 배연기의 동력 [kW]을 구하시오.

나. 문제 가. 의 배연기를 시운전한 결과 600 rpm에 풍량 18,000 ㎥/hr로 용량이 부족하였다. 이 배연기의 풍량을 설계조건

      의 풍량으로 맞추기 위해 회전수를 몇 [rpm]으로 변경해야 하는지 계산하시오.

다. 제연설비에서 사용되는 송풍기 중 원심식 송풍기의 종류를 2가지 쓰시오.

[문제풀이]

가. 배연기의 동력 [kW]을 구하시오.​

나. 문제 가. 의 배연기를 시운전한 결과 600 rpm에 풍량 18,000 ㎥/hr로 용량이 부족하였다. 이 배연기의 풍량을 설계조건

      의 풍량으로 맞추기 위해 회전수를 몇 [rpm]으로 변경해야 하는지 계산하시오.

[상사법칙] 펌프의 유량은 회전수에 비례하고 관경의 세제곱에 비례한다.

다. 제연설비에서 사용되는 송풍기 중 원심식 송풍기의 종류를 2가지 쓰시오.

   ① 다익형 팬          ② 터보형 팬

[해설] 배연기의 동력 · 상사법칙 (풍량) · 원심식 송풍기의 종류

가. FAN (배연기, 송풍기)의 동력​

          여기서, P : FAN (배연기, 송풍기) 동력 [kW],   PT : 전압 [㎜Aq, ㎜H2O],   Q : 풍량 [㎥/min] ,

                       η : 전효율(η전효율 = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율),  k : 전달계수

나. 펌프의 상사법칙 (풍량)

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

         여기서, Q1 : 변경 전 유량 [ℓ/min], Q2 : 변경 후 유량 [ℓ/min],    N1 : 변경 전 회전수 [rpm], N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

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

​

② 양정 : 펌프의 양정은 회전수 및 관경의 제곱에 비례한다.

         여기서, H1 : 변경 전 양정 [m], H2 : 변경 후 양정 [m],    N1 : 변경 전 회전수 [rpm], N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

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

​

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

        여기서, P1 : 변경 전 축동력 [kW], P2 : 변경 후 축동력 [kW],     N1 : 변경 전 회전수 [rpm], N2 : 변경 후 회전수 [ℓ/rpm]

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

다. 송풍기의 분류

3. ​어느 지하실 배연구역의 소요배출량을 계산해 보니 A (5,000CMH), B (7,000 CMH), C (5,000 CMH), D (10,000 CMH),

     E (15,000 CMH) 이었다. A, B, C는 공동 배연구역으로 D, E는 독립배연구역으로 할 경우 배출 FAN의 소요풍량 [CMH]

     을 계산하시오. [5점] ★★★★

   가. Q1           나. Q2                 다. Q3

​

[문제풀이]

  가. Q1 = QA + QB + QC = 5,000 + 7,000 + 5,000 = 17,000 CMH

  나. Q2 = 10,000 CMH

  다. Q3 = 15,000 CMH

[해설] 공동예상배연구역의 배출량

① 공동배연구역 (공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) : 각 예상 제연구역의 배출량

      을 합한 것 이상

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

     배출량 중 최대의 것

​

4. 5개의 제연구역 (A, B, C, D, E 구역)으로 구성된 어느 지하실에 각 제연구역의 소요배출 풍량 [㎥/h]을 계산해 보니 각각

     A구역 = 5,000, B구역 = 7,000, C구역 = 5,000, D구역 = 10,000, E구역 = 15,000 이었다. A, B,C구역은 공동제연구역으

     로 D, E는 각각 독립제연구역으로 할 때 배출량의 소요풍량 [㎥/h]을 구하시오. [5점]  ★★★★

  가. A,B,C 구역 = QA + QB + QC = 5,000 + 7,000 + 5,000 = 17,000 CMH

  나. D 구역 = 10,000 CMH

  다. E 구역 = 15,000 CMH

​

[해설] 공동예상 제연구역의 배출량

① 공동배연구역 (공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) : 각 예상 제연구역의 배출량

     을 합한 것 이상

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

      배출량 중 최대의 것

※ 독립 배연구역

5. 어떤 지하상가에 제연설비를 설치하려고 한다. 화재안전기준과 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [12점]

     ★★★★★

[조건]

  ① 주덕트의 높이 제한은 500 [㎜] 이다. (단, 강판두께, 덕트플랜지, 보온두께는 고려하지 않는다.

  ② 배출기는 원심다익형이다.

  ③ 각종 효율은 무시한다.

  ④ 예상제연구역의 설계배출량은 40,000 [㎥/h]이다.

  ⑤ 공기의 밀도는 일정하다.

가. 배출기의 흡입측 주덕트의 최소폭 [m]을 구하시오.

나. 배출기의 배출측 주덕트의 최소폭 [m]을 구하시오.

다. 준공후 풍량시험을 한 결과 풍량은 32,000 ㎥/h, 회전수는 500rpm, 축동력 7 kW로 측정되었다. 배출량 40,000 ㎥/h를

      만족시키기 위한 배출기의 회전수 [rpm]을 구하시오.

라. 회전수를 높여서 배출량을 만족시킬 경우의 예상 축동력 [kW]를 구하시오.

[문제풀이]

가. 배출기의 흡입측 주덕트의 최소폭 [m]을 구하시오.

   ▣ 흡입측 풍속은 15 [m/s] 이하이다.

나. 배출기의 배출측 주덕트의 최소폭 [m]을 구하시오.

  ▣ 배출측 풍속은 20 [m/s] 이하이다.​

다. 준공후 풍량시험을 한 결과 풍량은 32,000 ㎥/h, 회전수는 500rpm, 축동력 7 kW로 측정되었다. 배출량 40,000 ㎥/h를

      만족시키기 위한 배출기의 회전수 [rpm]을 구하시오.

  [상사법칙] 펌프의 유량은 회전수에 비례하고 관경의 세제곱에 비례한다.

라. 회전수를 높여서 배출량을 만족시킬 경우의 예상 축동력 [kW]를 구하시오.

  [상사법칙] 펌프의 축동력은 회전수의 세제곱에 비례하고 관경의 5제곱에 비례한다.​

[참고] 각 설비별 유속 · 풍속

6. 다음은 자연제연방식에 대한 내용이다. 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [14점]  ★★★★★

[조건]

  ① 연기층과 공기층과의 높이차는 3 m 이다.

  ② 외부온도는 27 ℃ 이고 화재실의 온도는 707 ℃ 이다.

  ③ 공기 평균 분자량은 28이고 연기의 평균분자량은 29라고 가정한다.

  ④ 화재실 및 실외의 기압은 1기압이다.

가. 연기의 유출속도 [m/sec]를 구하시오.

나. 외부 풍속 [m/sec]을 구하시오.

다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 제연방식의 종류를 3가지만 쓰시오.

라. 상가 제연방식을 변경하여 화재실 상부에 배연기를 설치하여 배출한다면 그 방식은 무엇인가 ?

마. 화재실의 바닥면적이 300 ㎡, FAN 효율이 0.6, 전압이 70 ㎜Hg 일 때 필요한 동력 [kW]을 구하시오. (단, 동력의 여유율

      은 10%를 둔다.)

[문제풀이]

가. 연기의 유출속도 [m/sec]를 구하시오.​

나. 외부 풍속​

다. 일반적으로 가장 많이 사용되는 제연방식의 종류를 3가지만 쓰시오.

   ① 자연제연방식       ② 스모크타워 제연방식           ③ 기계제연방식

라. 상가 제연방식을 변경하여 화재실 상부에 배연기를 설치하여 배출한다면 그 방식은 무엇인가 ? 제3종 기계제연방식

마. 화재실의 바닥면적이 300 ㎡, FAN 효율이 0.6, 전압이 70 ㎜Hg 일 때 필요한 동력 [kW]을 구하시오. (단, 동력의 여유율

       은 10%를 둔다.)​

[해설] 제연설비

 가. 배연기

  ① 연기의 유출속도​

        여기서, vs : 연기의 유출속도 [m/sec], g : 중력 가속도 (9.8 [m/s2],  h : 연기층과 공기층과의 높이차 [m],

                     ρa : 화재실 외부의 공기밀도 [㎏/㎥],  ρs : 화재실의 연기밀도 [㎏/㎥]

  ② 기체 밀도​

        여기서, ρ : 밀도 [㎏/㎥], P : 압력 [Pa, N/㎡], M : 분자량 [㎏],  R : 기체상수 (8.313.85 [N·m/kmol·k], 8,313.85 [N·m/K])

                     T : 절대온도 ((273+℃) K)

 나. 외부 풍속​

          여기서, vo : 외부 풍속 [m/sec], ρs : 화재실 연기의 밀도 [㎏/㎥],  ρa : 화재실 외부의 공기밀도 [[㎏/㎥],

                       vs : 연기의 유출속도 [m/sec]

 다. 제연방식의 분류

  ① 자연 제연방식

    ▣ 개구부를 통하여 자연적으로 연기를 배출하는 방식

  ② 스모크 타워 제연방식

    ▣ 루프 모니터를 설치하여 제연하는 방식

  ③ 기체 제연방식

    ㉠ 제1종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기와 배연기를 설치하여 제연하는 방식

    ㉡ 제2종 기계제연방식 : 급기와 배기를 송풍기만 설치하여 제연하는 방식

  ㉢ 제3종 기계제연방식 : 급기와 배기를 배연기만 설치하여 배연하는 방식

 라. FAN (배연기, 송풍기)의 동력​

        여기서, P : FAN (배연기, 송풍기) 동력 [kW], PT : 전압 [㎜Aq, ㎜H2O],  Q : 풍량 [㎥/min], k : 전달계수

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

[참고] 배출량 및 배출방식

 가. 통로

   ▣ 45,000 [㎥'hr] 이상

나. 거실

   ① 거실의 바닥면적이 400㎡㎡ 미만인 경우 (최저 5,000 ㎥/hr 이상일 것)

        배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

   ② 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상일 경우 (예상제연구역이 제연경계로 구획된 경우)

        ㉠ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상, 직경 40 m 원 범위안에 있을 경우, 최저 40,000 ㎥/hr 이상일 것)

   ㉡ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상, 직경 40m 원 범위 초과일 경우, 최저 45,000 ㎥/hr 이상일 것)

7. 어느 실의 크기가 가로 20m, 세로 15m, 높이 5m인 공간에 화재가 발생하여 t초 시간 후의 청결층 높이 y [m]의 값이 1.8

     m 가 되었다. 화염둘레 길이가 큰 화염일 경우 다음 조건을 참고하여 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★

[조건]​​

        여기서, Q : 연기발생량 [㎥/min],  A : 화재실의 면적 [㎡],   H : 화재실의 높이 [m]

② 위 식에서 시간 t초는 다음의 힌클리(Hinkley) 공식을 만족한다.​

    (단, g는 중력가속도 9.81 m/s2 이고, P는 화재경계의 길이 [m] 로서 큰 화염의 경우 12m, 중간화염의 경우 6m, 작은

           화염의 경우 4m를 적용할 것)

③ 연기생성률 (M [㎏/s]) 에 관한 식은 다음과 같다.​

가. 상부의 배연구로부터 몇 [㎥/min]의 연기를 배출하여야 청결층의 높이가 유지되는가 ?

나. 연기생성률 [㎏/s]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 상부의 배연구로부터 몇 [㎥/min]의 연기를 배출하여야 청결층의 높이가 유지되는가 ?​

나. 연기생성률 [㎏/s]을 구하시오.​

[해설] 연기발생량 · 연기생성률

 가. 연기발생량​​

      여기서, Q : 연기발생량 [㎥/min], A : 화재실의 바닥면적 [㎡],  H : 화재실의 높이 [m], y : 청결층 높이 [m]

                   t : 청결층 까지 연기 하강 시간 [s]

나. 연기 하강 시간​

        여기서, t : 연기하강시간 [s], y : 청결층 높이 [m], A : 화재실 바닥면적 [m], H : 화염실 높이 [m], P : 화염둘레길이 [m],

                     g : 중력가속도 (9.81[m/s2])

다. 연기생성률​

          여기서, M : 연기발생량 [kg/s], P : 화염둘레길이 (큰화염 12 [m]),  y : 청결층 높이 [m]

​

8. 다음 그림은 어느 판매시설의 무창층에 대한 제연설비 중 연기 배출풍도와 배출 FAN을 나타내고 있는 평면도이다.

    주어진 조건을 참조하여 풍도에 설치되어야 할 제어댐퍼를 가장 적합한 지점에 표기한 다음 각 물음에 답하시오.

    (단, 댐퍼의 표기는 ⓤ의 모양으로 할 것) [15점] ★★★★

[조건]

  ① 건물의 주요 구조부는 모두 내화구조이다.

  ② 각 실은 불연성 구조물로 구획되어 있다.

  ③ 복도의 내부면은 모두 불연재료를 사용하였고 복도 내에 가연물을 두는 일은 없다.

  ④ 각 실에 대한 연기배출방식에서 공동 배출구역 방식은 없다.

  ⑤ 이 판매시설에는 음식점은 없다.

가. 제어댐퍼를 직접 표기하시오.

나. 각 실 (A, B, C, D, E, F)의 최소 소요량 [㎥/h]을 구하시오.

   ① A실    ② B실   ③ C실    ④ D실    ⑤ E실    ⑥ F실

다. 배출 FAN의 최소 배출 용량 [㎥/h]은 얼마인가 ?

라. C실에 화재가 발생하였을 경우 제어댐퍼의 작동 상황 (개폐여부)이 어떻게 되어야 하는지 설명하시오.

[문제풀이]

가. 제어댐퍼를 직접 표기하시오.

나. 각 실 (A, B, C, D, E, F)의 최소 소요량 [㎥/h]을 구하시오.

  ① A실 : (5×6) × 1 × 60 = 1,800 [㎥/h]

      ∴ 최소 배출량이 5,000 ㎥/h 이므로 5,000 ㎥/h

  ② B실 : (10×6) × 1 × 60 = 3,600 [㎥/h]

      ∴ 최소 배출량이 5,000 ㎥/h 이므로 5,000 ㎥/h

  ③ C실 : (25×6) × 1 × 60 = 9,000 [㎥/h]

  ④ D실 : (5×4) × 1 × 60 = 1,200 [㎥/h]

      ∴ 최소 배출량이 5,000 ㎥/h 이므로 5,000 ㎥/h

  ⑤ E실 : (15×15) × 1 × 60 = 13,500 [㎥/h]

  ⑥ F실 : 바닥면적 30 × 15 = 450 ㎡ 이고 직경 40m 원 범위 내이므로

        ∴ 최저 40,000 ㎥/h 이상이므로 40,000 [㎥/h] 적용

다. 배출 FAN의 최소 배출 용량 [㎥/h]은 얼마인가 ? 40,000 ㎥/hr

라. C실에 화재가 발생하였을 경우 제어댐퍼의 작동 상황 (개폐여부)이 어떻게 되어야 하는지 설명하시오.

     ▣ C실의 2개 댐퍼는 개방되고 A, B, D, E, F실의 댐퍼는 모두 폐쇄된다.

[해설] 제연설비 (독립제연방식)

 가. 공동 예상 제연구역의 배출량

   ① 공동배연구역 (공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) : 각 예상 제연구역의 배출량

        을 합한 것 이상

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

        배출량 중 최대의 것

※ 제연구역의 구획

   ① 보

   ② 제연경계벽 (제연경계)

   ③ 벽 (화재시 자동으로 구획되는 가동벽, 셔터, 방화문을 포함)

    ㉡ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상, 직경 40m 원 범위 초과일 경우, 최저 45,000 ㎥/hr 이상일 것)

※ 독립 배출구역 (예상 제연구역이 제연경계로 구획된 경우)

   ▣ 바닥면적이 400 ㎡ 이상이고 직경이 40 m 원 안에 포함되는지 여부

   ※ 대각선 길이가 원의 직경 40 [m] 이내인지 초과인지 판단​

9. 다음 그림은 어느 제연설비의 평면도를 나타낸 것이다. 각 물음에 답하시오. (단, 각 실은 독립 배연방식이다.) [11점]

    ★★★★

가. 댐퍼의 설치 위치를 본문 그림에 표시하시오. (단, 댐퍼의 도시기호는 ⓤ의 모양으로 할 것)

나. 각 실의 소요량 [㎥/h]을 구하시오.

   ① A실         ② B실            ③ C실            ④ D실             ⑤ E실

다. 배출 FAN의 최소 배출 용량 [㎥/h]은 얼마인가 ?

라. C실에 화재가 발생하였을 경우 제어댐퍼의 작동 상황 (개폐여부)이 어떻게 되어야 하는지 설명하시오.

[문제풀이]

가. 댐퍼의 설치 위치를 본문 그림에 표시하시오.

나. 각 실의 소요량 [㎥/h]을 구하시오.

   ① A실 : (5 × 6) × 1 × 60 = 1,800 ㎥/h

        ∴ 최저 5,000 ㎥/h 이상이므로 5,000 ㎥/h 로 산정한다.

   ② B실 : (20 × 6) × 1 × 60 = 7,200 ㎥/h

   ③ C실 : (25 × 6) × 1 × 60 = 9,000 ㎥/h

   ④ D실 : (20 × 6) × 1 × 60 = 7,200 ㎥/h

   ⑤ E실 : (35 × 6) × 1 × 60 = 12,600 ㎥/h

다. 배출 FAN의 최소 배출 용량 [㎥/h]은 얼마인가 ? 12,600 [㎥/h]

라. C실에 화재가 발생하였을 경우 제어댐퍼의 작동 상황 (개폐여부)이 어떻게 되어야 하는지 설명하시오.

    ▣ C실의 댐퍼는 Open하고 나머지 A, B, D, E실 댐퍼는 Close 상태로 된다.

[해설] 제연설비 (독립제연방식)

 가. 댐퍼 (Damper)의 설치 위치

   댐퍼를 각 실 측에서 1개씩 설치하며 해당 화재실의 화재시 해당실 댐퍼는 open, 그 외의 실 댐퍼는 Close 한다.

1. 제연구역구획의 기준 (NFTC 504. 2. 1. 2)

  ① 재질은 내화재료, 불연재료 또는 제연경계벽으로 성능을 인정받은 것으로서 화재시 설계 변경 · 파괴되지 아니하고

       연기가 누설되지 않는 기밀성이 있는 재료로 해야 한다.

  ② 제연경계는 제연경계의 폭이 0.6 m 이상이고, 수직거리는 2 m 이내이어야 한다. 다만, 구조상 불가피한 경우는 2 m 를

       초과할 수 있다.

  ③ 제연경계벽은 배연시 기류에 따라 그 하단이 쉽게 흔들리지 아니해야 하며, 또한 가동식의 경우에는 급속히 하강하여

       인명에 위해를 주지 아니하는 구조이어야 한다.

​

2. 배출량 및 배출방식 (NFTC 501. 2. 3)

가. 통로

   ▣ 45,000 ㎥/hr 이상일 것

나. 거실

  ① 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 미만일 경우 (최저 5,000㎥/hr 이상일 것) 

       배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min·㎡]

  ② 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상일 경우 (예상 제연구역이 제연경계로 구획된 경우)

     ㉠ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상, 직경 40m 원의 범위 안에 있을 경우 (최저 40,000 ㎥/hr 이상일 것)

    ㉡ 거실의 바닥면적이 400 ㎡ 이상, 직경 40m 원의 범위를 초과할 경우 (최저 45,000 ㎥/h 이상일 것)

   ◈ 배출량 계산시 배출량의 단위가 ㎥/h (CMS)이므로 60분을 곱할 것

         ※ CMH : Cubic meter hour

   ◈ 제연경계벽으로 구획되었다는 것은 수직거리가 있다는 말과 같다. 대규모 거실(바닥면적 400 ㎡ 이상인 경우)는

         배출량을 표의 값으로 계산하는데 만약 수직거리가 주어지지 않으면 최소 배출량을 적용한다.

        ※ 최소 배출량 적용 이유 : 청결층 유지

​

다. 공동 예상 제연구역의 배출량

  ① 공동배연구역 (공동 예상 제연구역안에 설치된 예상 제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우) 각 예상제연구역의 배출량

       을 합한 것 이상 (예상 제연구역의 바닥면적이 400 ㎡ 미만인 경우 배출량은 바닥면적 1 ㎡당 1㎥/min 이상으로 하고

       공동 예상 제연구역 전체 배출량은 5,000 ㎥/hr 이상으로 할 것)

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

       배출량 중 최대의 것

    ※ 공 - 벽 - 합: 공동배연구역 - 벽으로 구획 (개별 배출량의 합)

        독 - 제 - 최 : 독립배연구역 - 제연경계로 구획 (최대량)

 ▣ 배출구 (NFTC 501.2.4.2)

   ⊙ 예상 제연구역의 각 부분으로 부터 하나의 배출구까지의 수평거리는 10m 이내가 되도록 해야 한다.

[참고] 댐퍼의 종류

 ▣ 기능에 따른 분류

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

                                                         된다.

  ② 방연댐퍼 (Smoke Damper : SD) : 유독가스나 연기에 의한 피해를 방지하기 위한 목적으로 설치되며 연기감지기의

                                                        신호에 의하여 자동적으로 폐쇄된다.

  ③ 풍량조절댐퍼 (Volume Damper : VD) : 덕트 내의 풍량을 조절하기 위한 댐퍼

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

 ▣ 구조에 따른 분류

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

                                                                   설치한다.

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

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

                                                                   스프링에 의해 자동적으로 폐쇄되는 댐퍼이다.

​

1. 바닥면적이 60㎡인 어느 실내에 제연설비를 하려고 한다. 최소 소요배출량은 몇 [㎥/hr] 인가 ? (단, 거실의 바닥면적은

     400 ㎡ 미만으로 구획되어 있다) [3점] ★★★★★

[문제풀이]

  배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

   ⊙ 배출량 = 60 ㎡ × 1 ㎥/min · ㎡ = 60 ㎥/min

   ⊙ 단위 환산 : 60 ㎥/min × 60 min = 3,600 ㎥/h

   ⊙ 바닥면적 400 ㎡ 이하의 최저배출량은 5,000 ㎥/h 이상이므로 정답은 5,000 ㎥/h 이다.

​

[해설] 배출량 (거실의 바닥면적이 400㎡ 미만일 경우 (최저 5,000 ㎥/h 이상일 것))  : 일반적인 경우

   배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

​

2. 제연설비에 대한 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [12점)

[조건]

  ① 바닥면적이 390 ㎡인 거실이다.

  ② 제연덕트의 길이는 총 80 m이고 덕트의 저항은 0.2 ㎜Aq/m로 한다.

  ③ 배기구의 저항은 8 ㎜Aq, 그릴저항은 3 ㎜Aq, 부속류 저항은 덕트저항의 50%로 한다.

  ④ 송풍기는 시로코 팬 (Sirocco FAN)을 선정하고 효율은 60%로 한다.

  ⑤ 전달계수는 1.1로 한다.

가. 예상 제연구역에 필요한 배출량 [㎥/h]을 구하시오.

나. 송풍기에 필요한 전압 [㎜Aq]을 구하시오.

다. 송풍기의 전동기 동력 [kW]을 구하시오.

라. 바닥면적이 400 ㎡ 미만의 거실에서 최저 배출량은 5,000 ㎥/hr이상으로 규정하고 있다. 그 이유를 쓰시오.

마. 다익형 팬의 특징을 2가지만 쓰시오.

바. 회전수가 1,700rpm일 때 이 송풍기의 전압을 1.2배로 높이려면 회전수를 얼마로 증가시켜야 하는지 구하시오.

[문제풀이]

 가. 예상 제연구역에 필요한 배출량 [㎥/h]을 구하시오.

      배출량 [㎥/min] = 바닥면적 [㎡] × 1 [㎥/min · ㎡]

  ⊙ 배출량 = 300 ㎡ × 1 ㎥/min · ㎡ = 300 ㎥/min

  ⊙ 단위 환산 : 300 ㎥/min × 60 min = 18,000 ㎥/h

  ⊙ 바닥면적 400 ㎡ 이하의 최저배출량은 5,000 ㎥/h 이상이므로 정답은 18,000 ㎥/h 이다.

나. 송풍기에 필요한 전압 [㎜Aq]을 구하시오.

  ▣ 전압[㎜Aq] = 덕트손실압력 [㎜Aq] + 배기구 저항 [㎜Aq] + 그릴저항 · 부속류 저항 [㎜Aq]

     ∴ 전압 = 0.2 × 80 + 8 + 3 + 0.2 × 80 × 0.5 = 35 ㎜Aq

다. 송풍기의 전동기 동력 [kW]을 구하시오.​

라. 바닥면적이 400 ㎡ 미만의 거실에서 최저 배출량은 5,000 ㎥/hr이상으로 규정하고 있다. 그 이유를 쓰시오. 최소 청결층

      유지

마. 다익형 팬의 특징을 2가지만 쓰시오.

  ▣ 동일 용량에 대한 크기가 적어 설치면적이 작아진다.

  ▣ 낮은 압력에 많은 양의 송풍에 유리하다.

바. 회전수가 1,700rpm일 때 이 송풍기의 전압을 1.2배로 높이려면 회전수를 얼마로 증가시켜야 하는지 구하시오.

 ▣ 상사법칙

  ◈ 양정 : 펌프의 양정은 회전수 및 관경의 제곱에 비례한다.

    ※ 양정은 압력에 대응관계에 있다.​

【 해설 】 다익형 송풍기의 특징 (시로코 송풍기 - 다익형 송풍기)

  ① 동일 용량에 대한 크기가 적어 설치면적이 작아진다.

  ② 낮은 압력에 대한 많은 양의 송풍에 유리하다.

  ③ 속도가 낮아 소음이 작다.

  ④ 풍량변동에 대한 풍압의 변화가 적으며 많은 공기구멍으로 급배기하고 있는 경우 기존의 일부를 폐쇄해도 다른 급배기

       구의 영향이 적다.

  ⑤ 효율이 좋지 않다.

【참고】 상사법칙

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

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

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

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

​

  ② 양정 : 펌프의 양정은 회전수 및 관경의 제곱에 비례한다.

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

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

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

​

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

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

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

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

​

#제연구역 #내화재료 #불연재료 #배출량 #수직거리 #제연경계 #CMH #공동배연구역

#독립배연구역 #댐퍼 #솔레노이드 #덕트 #다익형팬 #시로코팬 #sirocco #상사법칙

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)

[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

다. 각 설비의 유속 · 풍속

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

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

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)

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)

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

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])

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

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)

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

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

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

[답안작성]

[해설] 분말소화설비

 가. 분말소화설비의 종류

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

​

 나. 분말소화설비 저장용기 안전밸브의 최대 작동압력

 다. 분말소화설비 저장용기의 설치기준 (NFSC 108 제4조)

  ① 분말 소화약제 저장용기의 내용적

  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

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 CO2의 양 [㎏]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.)

[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 CO2의 양 [㎏]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 [㎥]] ​