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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. 할론 소화설비

[할론 소화설비]

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

 ◈ 할론 소화설비 ★★★

   ⊙ 부촉매 효과로 연쇄반응 억제가 뛰어나서 소화력이 우수하지만 CFC 계열의 오존층 파괴물질로 현재 사용을 제한하는

        소화약제를 이용한 소화설비

<구성요소>

   ① 저장용기   ② 할론소화약제    ③ 기동장치    ④ 감지기    ⑤ 배관    ⑥ 선택밸브

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

◈ 할론 1301 소화약제의 소화효과 ★

   ① 연쇄반응의 억제효과 (부촉매효과) : 주된 소화효과

   ② 냉각효과

   ③ 질식효과

      (가연물의 제거 소화 ×)

가. 소화약제의 저장용기 등 (NFSC 107 제4조) ♣

 1) 저장용기 설치장소의 적합기준 ★★♣

   ① 방호구역외의 장소에 설치할 것. 다만, 방호구역내에 설치하는 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에

        설치하여야 한다.

   ② 온도가 40 [℃] 이하이고 온도변화가 적은 곳에 설치할 것

   ③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

   ④ 방화문으로 구획된 실에 설치할 것

   ⑤ 용기의 설치장소에는 해당 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것

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

   ⑦ 저장용기의 집합관을 연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우

        에는 제외) ♣

2) 저장용기의 설치기준

구분
할론 1301
할론 1211
할론 2402
축압식 저장용기의
저장압력 ♣
2.5[MPa]
또는 4.2[MPa]
1.1 [MPa]
또는 2.5 [MPa]
-
가압식 저장용기 ♣
2.5 [MPa] 또는 4.2 [MPa]
가압식 저장용기
2 [MPa] 이하의 압력조정장치 설치
방사압력 ♣
0.9 [MPa] 이상
0.2 [MPa] 이상
0.1 [MPa] 이상
충전비
가압식
0.9 ~ 1.6 이하 ♣
0.7 ~ 1.4 이하
0.51~0.67 이하
축압식
0.67~2.75 이하

※ 할론 소화설비의 축압용 저장용기 · 가압용 가스용기 ★

   ① 축압용 저장용기 : 20 [℃] 질소로 축압

   ② 가압용 가스용기 : 21 [℃] 질소가스로 충전 (축압용 가스 : 질소)

2) 저장용기의 개방밸브 방식

   ① 전기식

   ② 기계식

   ③ 가스압력식

3) 저장용기의 개방발브는 안전장치가 부착된 것으로 하며 수동으로도 개방되도록 할 것

4) 하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량은 체적합계보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는

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

나. 소화약제 (NFSC 107 제5조) ♣

1) 전역방출방식의 소화약제 저장량 ★♣

  ⊙ 소화약제저장량 [㎏] = 방호구역체적 [㎥] × 소요약제량[㎏/㎥] × 보정계수 + 개구부면적 [㎡] × 개구부 가산량 [㎏/㎡]

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

소방대상물
소화약제량
개구부 가산량
(자동폐쇄장치 미설치시 적용)
차고, 주차장, 전기실, 전산실, 통신기기실, 합성수지류
0.32 ~ 0.64 [㎏/㎥]
2.4 [㎏/㎡]
(범위 : 0.32 ~ 0.64)
단위 체적당 가장 많은 소화약제를필요로하는 것
사류, 면화류, 볏짚류, 목재 가공품,대팻밥, 나무부스러기 등
0.52 ~ 0.64 [㎏/㎡]
3.9 [㎏/㎡]

2) 국소방출방식

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

소화약제의 종별
소화약제 저장량
할론 1301
방호대상물 표면적 [㎡] × 6.8[㎏/㎡] × 1.25
할론 1211
방호대상물 표면적 [㎡] × 7.6[㎏/㎡] × 1.1
할론 2402
방호대상물 표면적 [㎡] × 8.8[㎏/㎡] × 1.1

② 기타

 

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

                a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 [㎡]

                A : 방호공간의 벽면적 합계 [㎡]

               X,Y : 수치 ♣ (개구부의 면적 ×)

◈ 수치

소화약제의 종별
X
Y
할론 1301
4.0
3.0
할론 1211
4.4
3.3
할론 2402
5.2
3.9

<참고> 방호 공간

   ⊙ 방호대상물의 각 부분으로 부터 0.6 [m]의 거리에 둘러 쌓인 공간

3) 호스릴 할론 소화설비 (다음 표에 따른 양 이상)

소화약제의 종별
소화약제의 양
소화약제 방사량
할론 1301
45 [㎏]
35 [㎏/min]
할론 1211
50 [㎏]
40 [㎏/min]
할론 2402
50 [㎏]
45 [㎏/min]

다. 배관 (NFSC 107 제8조) ★♣

  ① 배관은 전용으로 할 것

  ② 강관을 사용하는 경우

     ⊙ 압력배관용 탄소강관 (KS D 3562) 중 스케줄 40 이상

  ③ 동관을 사용하는 경우

     ⊙ 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)

        - 고압식 : 16.5 [MPa] 이상

        - 저압식 : 3.75 [MPa] 이상

           의 압력에 견딜 수 있을 것

  ④ 배관부속 및 밸브류

     ⊙ 강관 또는 동관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있을 것

라. 분사헤드 (NFSC 107 제10조) ♣

 1) 전역방출 방식 ★★♣

  ① 방사된 소화약제가 방호구역의 전역에 균일하게 신속히 확산할 수 있도록 할 것

  ② 할론 2402를 방출하는 분사헤드는 해당 소화약제가 무상으로 분무되는 것으로  할 것 ♣

  ③ 소화약제를 10초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

      ※ 독성이 제일 센 것이 액체 (무상)

 2) 국소방출방식 ♣

   ① 소화약제의 방사에 따라 가연물이 비산하지 아니하는 장소에 설치할 것

   ② 할론 2402를 방사하는 분사헤드는 해당 소화약제가 무상으로 분무되는 것으로 할 것

   ③ 소화약제를 10초 이내에 방사할 수 있는 것으로 할 것

 3) 호스릴 방식

   ① 방호대상물의 각 부분으로 부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 20 [m] 이하가 되도록 할 것

   ② 소화약제의 저장용기기의 개방밸브는 호스릴의 설치장소에서 수동으로 개폐할 수 있는 것으로 할 것

   ③ 소화약제의 저장용기는 호스릴을 설치하는 장소 마다 설치할 것

   ④ 소화약제 저장용기의 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 적색의 표시등을 설치하고, 호스릴 할론 소화설비가 있다는 뜻을

        표시한 표지를 할 것

   ◈ 할로겐 화합물이 지구에 끼치는 영향

       ① 오존층 파괴     ② 지구온난화

【출제 예상 문제】

1. 부촉매효과로 연쇄반응억제가 뛰어나서 소화력이 우수하지만 CFC 계열의 오존 파괴 물질로서, 현재 사용제한을 하는

     소화약제를 이용한 소화설비는 ? ★★ ②

  ① 이산화탄소 소화설비   ② 할론 소화설비    ③ 분말소화설비       ④ 포 소화설비

2. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

【 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 】

  ▣ 지구 오존층 보호를 위한 할론 소화약제의 사용규제를 대체하기 위한 설비이며, 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화

       약제를 방출하여 소화하는 설비

<구성요소>

  ① 저장용기   ② 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제   ③ 기동장치   ④ 감지기  ⑤ 배관   ⑥ 선택밸브   ⑦ 분사헤드

  ⑧ 음향경보장치    ⑨ 자동폐쇄장치   ⑩ 제어반   ⑪ 전원    ⑫ 배선

가. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화약제의 종류 (NFSC 107 A 제4조) ★

구분
소화약제
화학식
할로겐
화합물
소화약제
퍼풀루오르 부탄 (FC - 3- 1- 10)
C4F10
하이드로클로르플루오르 카본 혼화제(HCFC BLEND A)
HCFC-123(CHCl2CF3) : 4.75%
HCFC-22 (CHClF2) : 82%
HCFC-124 (CHClFCF3) : 9.5%
C10H16 : 3.75 %
클로로테트라플루오르에탄(GCFC-124)
CHClFCF3
펜타플루오르 에탄 (HFC - 125)
CHF2CF3
텝타플루오르프로판 (HFC-227ca)
CF3CHFCF3
트리플루오르메탄 (HFC-23)
CHF3
헥사플루오르프로판 (이하 HFC-236fa)
CF3CH2CF3
트리플루오르이오다이드 (FIC-1311)
CHF3
드다가플루오르 - 2 메릴펜탄-3 원
(FK - 5 - 1 -12)
CF3CF2COClCF3
불활성기
소화약
불연성·불활성기체 혼합물 (IG-01)
Ar
불연성·불활성기체 혼합물 (IG-100)
N
불연성·불활성기체 혼합물 (IG-541)
N:52%, Ar : 40%, CO2:
8%
불연성·불활성기체 혼합물 (IG-55)
N: 50%, Ar : 50%

   ※ 불활성기체 : 찌라시 : N2, Ar, CO2 : IG의 뒤 숫자는 세기체의 구성비를 의미

나. 설치제외 (NFSC 107 A 제5조)

  ① 사람이 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

  ② 제3류 위험물 및 제5류 위험물을 사용하는 장소

      (소화성능이 인정되는 위험물 제외)

◈ 용어의 정의

  ① ODP (오존파괴지수) : 어떤 물질의 오존파괴능력을 상대적으로 나타낸 지표

  ② GWP (지구온난화지수) : 어떤 물질이 지구온난화에 기여하는 정도를 상대적으로 나타낸 지표

  ③ NOAEL : 농도를 증가시킬 때 아무런 악영향도 감지할 수 없는 최대 농도

  ④ LOAEL : 농도를 감소시킬 때 악영향을 감지할 수 있는 최소 농도 ♣

다. 저장용기 ♣

 1) 저장용기 설치장소의 적합기준 (NFSC 107A 제6조) ★★♣

   ① 방호구역 외의 장소에 설치할 것. 방호구역내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치하여

        야 한다.

   ② 온도가 55[℃] 이하이고 온도변화가 작은 곳에 설치할 것

   ③ 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

   ④ 저장용기를 방호구역외에 설치한 경우에는 방화문으로 구획된 실에 설치할 것 (갑종 방화문 ×)

   ⑤ 용기의 설치장소에는 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것

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

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

        에는 제외)

2) 저장용기의 적합기준 ♣

  ① 저장용기는 충전밀도 및 충전압력은 별도의 기준에 따를 것

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

  ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량과 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 초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할

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

       여야 한다. ♣

  ※ 할로겐 화합물 : 액체 : 약제당 5 %, 압력손실 10%

      불활성기체 : 기체 : 압력손실 : 5 [%]

라. 소화약제의 산정 (NFSC 107 A 제17조) ♣

 1) 소화약제 저장량 ♣

  ① 할로겐화합물 소화약제 ★♣ - 공식출제

  여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

               V : 방호구역의 체적 [㎥]

               S : 소화약제별 선형상수 (k1+k2×t) : 표로 주어짐

               C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

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

              t : 방호구역의 최소 예상온도 [℃]

  ② 기타

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

               a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적의 합계 [㎡]

               A : 방호공간의 벽면적의 합계 [㎡]

               X, Y : 수치

  ③ 불활성기체 (실기)

  여기서, X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피 [㎥/㎥]

               S : 소화약제별 선형상수 (k1 - k2 × t) [㎥/㎏]

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

             C : 체적에 따른 소화약제의 설계농도 [%]

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

              t : 방호구역의 최소 예상 온도 [℃]

              V : 방호구역의 체적 [㎥]

 

3) 방호구역이 둘 이상인 장소의 경우

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

  ◈ 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비 배관 등의 접속방법

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

마. 기동장치 (NFSC 107 제8조)

 1) 수동식 기동장치

  ① 방호구역마다 설치할 것

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

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

       설치할 것

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

  ⑤ 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것

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

  ⑦ 5 [㎏] 이하의 힘을 가하여 기동할 수 있는 구조로 설치할 것

2) 자동식 기동장치

  ① 자동식 기동장치에는 수동식 기동장치를 함께 설치할 것

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

바. 배관 (NFSC 107 A 제10조)

  ① 배관은 전용으로 할 것

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

  ③ 강관을 사용하는 경우

      ⊙ 압력 배관용 탄소강관 (KS D 3562)

  ④ 동관을 사용하는 경우

      ⊙ 이음이 없는 동 및 동합금관 (KS D 5301)

  ⑤ 배관부속 및 밸브류 강관 또는 동관과 동등 이상의 강도 및 내식성이 있을 것

  ⑥ 배관과 배관, 배관과 배관부속 및 밸브류의 접속은 나사접합, 용접접합, 압축접합 또는 플랜지 접합 등의 방법을

      사용할 것

  ⑦ 배관의 구경은 해당 방호구역에 할로겐화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A · C급 화재 2분,

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

사. 분사헤드 (NFSC 107 A 제11조) ♣

  ① 분사헤드의 설치 높이는 방호구역의 바닥으로 부터 최소 0.2 [m] 이상 최대 3.7 [m] 이하로 하여야 하며 천장 높이가

        3.7 [m] 를 초과하는 경우에는 추가로 다른 열의 분사헤드를 설치할 것

  ② 분사헤드의 개수는 방호구역에 할로겐 화합물 소화약제는 10초 (불활성기체 소화약제는 A·C급 화재는 2분, B급 화재

       는 1분)이내로 방호구역 각 부분에 최소 설계농도의 95[%] 이상 해당하는 약제량의 방출이 충족되도록 설치할 것

  ③ 분사헤드는 부식방지조치를 하여야 하며 오리피스 크기, 제조일자, 제조업체가 표시되도록 할 것 ♣

  ④ 분사헤드의 방출률 및 방출압력은 제조업체에서 정한 값으로 한다.

  ⑤ 분사헤드의 오리피스 면적은 분사헤드가 연결되는 배관구경 면적의 70 [%]를 초과하여서는 아니된다.

아. 선택밸브 (NFSC 107 A 제12조)

  ▣ 하나의 특정 소방대상물 또는 그 부분에 2 이상의 방호구역이 있어 소화약제의 저장용기를 공용하는 경우에 있어서

       방호구역마다 선택밸브를 설치하고 선택밸브에는 방호구역을 표시하여야 한다.

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