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1. 연소범위

가. 위험도

  ▣ 연소범위에 따라 위험한 정도를 나타냄

나. 혼합기체 연소범위 상한과 하한

  ▣ 혼합기체의 부피와 상한 또는 하한의 비율의 합으로 구한다.

 

 ▣ 위험도의 단위는 없다.

 ▣ 물질별 연소범위

   ⊙ 메탄 : 5~15%

   ⊙ 에탄 : 3~12.4%

   ⊙ 프로판 : 2.1 ~ 9.5%

   ⊙ 부탄 : 1.8 ~ 8.4 %

   ⊙ 수소 : 4 ~ 7%

   ⊙ 아세틸렌 : 2.5 ~ 81%

   ⊙ 아세트알데히드 : 4.1 ~ 57 %

   ⊙ 이황화탄소 : 1~50 %

   ⊙ 디에틸에테르 : 1.7 ~ 48%

   ⊙ 아세톤 : 2.5 ~ 12.8%

 [개념잡기 문제] 프로판 45%, 에탄 30%, 부탄 25%로 구성된 혼합가스의 폭발하한계 값을 구하시오.

                       (단, 폭발범위는 에탄 5~15%, 에탄 3.0~12.4%, 프로판 2.1~9.5, 부탄 1.8~8.4%이다)

         [풀이] 혼합기체의 연소범위

다. 화재현상

리프팅 (lifting)
역화 (Flash back)
불구멍에서의 가스 유출속도가 연소 속도보다
빠르게 되었을 때 가스는 염공에 붙어서 연소하지
않고 염공을 이탈하여 연소하는 것. 연소속도가
느린 LPG는 리프팅을 일으키기 쉽다.
가스의 연소속도가 염공에서의 가스 유출속도 보다
빠르게 되었을 때 불꽃이 버너 내부로 들어가
노즐의 선단에서 연소하는 것
⊙ 버너의 염공에 먼지 등이 부착하여 염공이
     작아졌을 때
⊙ 가스의 공급압력이 지나치게 높을 때
⊙ 노즐구경이 지나치게 클 때
⊙ 가스의 공급량이 버너에 비해 과대할 때
⊙ 부식으로 인하여 염공이 커졌을 때
⊙ 노즐구경이 너무 작을 때
⊙ 노즐구경이나 연소가 콕크의 구멍에 먼지가
     묻었을 때
⊙ 콕크가 충분히 열리지 않았을 때
⊙ 가스압력이 낮을 때

2. 소방시설

가. 소화설비 ★★★

  ▣ 분말소화약제 ★★★

구분
화학식
명칭
적응
화재
분말색
제1종
분말소화약제
NaHCO3
탄산수소나트륨(중탄산나트륨)
B,C급
백색
분해식
2NaHCO3
(270℃) → Na2CO3 + CO2 + H2O
(850℃)→ Na2O + 2CO2 + H2O
제2종
분말소화약제
KHCO3
탄산수소칼륨
B,C급
담회색
분해식
2KHCO3
(190℃) → K2CO3 + CO2 + H2O
(590℃)→ K2O + 2CO2 + H2O
제3종
분말소화약제
NH4H2PO4
인산암모늄
A,B,C
담홍색
분해식
(190℃) NH4H2PO4→ H2PO4 + H2O
(215℃) 2H2PO4→ H4P2O7 + H2O
(300℃) H4P2O7→2HPO3 + H2O
제4종
분말소화약제
KHCO3 +
(NH2)2CO
탄산수소칼륨 + 요소
B,C급
회백색
분해식
암기 불필요

<참고>

  ⊙ H3PO4 : 오르소인산

  ⊙ H4P2O7 : 피로인산

  ⊙ HPO3 : 메타인산

나. 소화약제 저장량

  ▣ 산출된 양에 저장 또는 취급하는 위험물 및 소화약제에 따른 계수를 곱하고 다시 1.1을 곱한 양 이상으로 할 것

소화약제 종별
개구부의 면적 1㎡당 소화약제의 양 (단위 : ㎏)
제1종 분말
8.8
제2종 분말 또는 제3종 분말
5.2
제4종 분말
3.6
제5종 분말
소화약제에 따라 필요한 양

【개념잡기】

  ▣ 경유인 액체위험물을 상부를 개방한 용기에 저장하는 경우 표면적이 50㎡ 이고 국소방출방식의 분말 소화설비를 설치

       하고자 할 때 제3종 분말소화약제의 저장량은 얼마로 하여야 하는가 ?

   ⊙ 분말소화설비 · 면적식 국소방출방식 소화약제 양

  ◈ 산출된 양이 저장 또는 취급하는 위험물 및 소화약제에 따른 계수를 곱하고 다시 1.1을 곱한 양 이상으로 한다.

소화약제 종별
개구부의 면적 1㎡당 소화약제의 양 (단위 : ㎏)
제1종 분말
8.8
제2종 분말 또는 제3종 분말
5.2
제4종 분말
3.6
제5종 분말
소화약제에 따라 필요한 양

  제3종 분말 · 경유 계수 1.0

  50 ㎡ × 5.2 ㎏ / ㎡ × 1.0 × 1.1 = 286 ㎏

3. 포소화설비

가. 포수용액량 및 방출율

                                                  포방출구의
                                                    종류
위험물의
구분
특형
포수용액
양(ℓ/㎡)
방출율
(ℓ/㎡·min)
포수용액
양(ℓ/㎡)
방출율
(ℓ/㎡·min)
포수용액
양(ℓ/㎡)
방출율
(ℓ/㎡·min)
제4류위험물 중 인화점이 21℃ 미만인 것
120
4
220
4
240
8
제4류위험물 중 인화점이 21℃이상 70℃ 미만인 것
80
4
120
4
160
8
제4류 위험물 중 인화점이 70℃ 이상인 것
60
4
100
4
120
8
                                                   포방출구의
                                                   종류
위험물의
구분
 
포수용액
양(ℓ/㎡)
방출율
(ℓ/㎡·min)
포수용액
양(ℓ/㎡)
방출율
(ℓ/㎡·min)
제4류위험물 중 인화점이 21℃ 미만인 것
220
4
220
4
제4류위험물 중 인화점이 21℃이상 70℃ 미만인 것
120
4
120
4
제4류 위험물 중 인화점이 70℃ 이상인 것
100
4
100
4

나. 고가수조를 이용하는 가압송수장치 - 낙차

      H = h1 + h2 + h3 (단위 : m)

        여기서, H : 필요한 낙차

                     h1 : 고정식포방출구의 설계압력 환산수두 또는 이동식 포소화설비 노즐방사압력 환산수두

                     h2 : 배관의 마찰손실수두

                     h3 : 이동식 포소화설비의 소방용 호스의 마찰손실수두

다. 포소화설비 - 포방출구

 ⊙ Ⅰ형 : 고정지붕구조의 탱크에 상부포주입법을 이용하는 것으로서 방출된 포가 액면 아래로 몰입되거나 액면을 뒤섞지

                않고 액면상을 덮을 수 있는 통계단 또는 미끄럼판 등의 설비 및 탱크내의 위험물 증기가 외부로 역류되는 것을

                저지할 수 잇는 구조 · 기구를 갖는 방출구

 ⊙ Ⅱ 형 : 고정지붕구조 또는 부상덮개부착고정지붕구조 탱크에 상부포주입법을 이용하는 것으로서 방출된 포가 탱크

                 옆판의 내면을 따라 흘러 내려가면서 액면 아래로 몰입되거나 액면을 뒤섞지 않고 액면상을 덮을 수 있는 반사

                  판 및 탱크 내의 위험물 증기가 외부로 역류되는 것을 저지할 수 잇는 구조 · 기구를 갖는 포방출구

 ⊙ 특형 : 부상지붕구조의 탱크게 상부포주입법을 이용하는 것으로서 부상지붕의 부상부분상에 높이 0.9m 이상의 금속제

                의 칸막이(방출된 포의 유출을 막을 수 있고 충분한 배수능력을 갖는 배수구를 설치한 것에 한한다)를 탱크옆판

                의 내측으로 부터 1.2m 이상 이격하여 설치하고 탱크옆판과 칸막이에 의하여 형성된 호나상부분에 포를 주입하

                는 것이 가능한 구조의 반사판을 갖는 방출구

 ⊙ Ⅲ형 : 고정지붕구조의 탱크에 저부포주입법(탱크의 액면하에 설치된 포방출구로 부터 포를 탱크내에 주입하는 방법)을

               이용하는 것으로서 송포관으로 부터 포를 방출화는 포방출구

 ⊙ Ⅳ형 : 고정지붕구조의 탱크에 저부포주입법을 이용하는 것으로서 평상시에는 탱크의 액면하의 저부에 설치된 격납통

                에 수납되어 있는 특수호스 등이 송포관의 말단에 접속되어 있다가 포를 보내는 것에 의하여 특수호스 등이 전개

                되어 그 선단이 액면까지 도달한 후 포를 방출하는 포방출구

【 약제 혼합방식】

 ⊙ 펌프 프로포셔너 방식 : 펌프의 토출관과 흡입관 사이의 배관도중에 설치한 흡입기에 펌프에서 토출된 물의 일부를

              보내고, 농도 조장밸브에서 조정된 포 소화약제의 필요량을 포소화약제 저장탱크에서 흡입측으로 보내어 이를

              혼합하는 방식을 말한다.

 ⊙ 프레져 프로포셔너 방식 : 펌프의 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리작용과 펌프 가압수의 포 소화약제 저장탱

             크에 대한 압력에 따라 포 소화약제를 혼입 · 혼합하는 방식을 말한다.

 ⊙ 라인프로포셔너방식 : 펌프발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리 작용에 따라 포 소화약제의 혼입· 혼합하는 방식

            을 말한다.

 ⊙ 프레져사이드 프로포셔너방식 : 펌프의 토출관에 압입기를 설치하여 포 소화약제 압입용펌프로 포 소화약제를 압입시

            켜 혼합하는 방식을 말한다.

#소화 #연소 #약제량 #방출율 #라인프로포셔너 #프레저프로포셔너 #압압기 #분말소화약제 #탄산수소나트륨 #탄산수소칼륨 #인산암모늄

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【할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비】

 가. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

  ▣ 지구오존층 보호를 위한 할론소화약제사용규제를 대체하기 위한 설비이며, 할로겐 화합물 및 불활성 기체 소화약

       제 방출하여 소화하는 설비

 나. 구성요소

   ㉠ 저장용기    ㉡ 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비    ㉢ 기동장치    ㉣ 감지기   ㉤ 배관    ㉥ 선택밸브

   ㉦ 분사헤드    ㉧ 음향경보장치    ㉨ 자동폐쇄장치    ㉩ 제어반   ㉪ 전원    ㉫ 배선

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

 

2. 설치 제외 (NFTC 107 A 2.2) ★★

   ① 사람이 상주하는 곳으로서 최대허용설계농도를 초과하는 장소

   ② 제3류 위험물제5류 위험물을 사용하는 장소 (소화성능이 인정되는 위험물 제외)

3. 저장용기 (NFTC 107 A 2.3)

가. 저장용기 설치장소의 적합기준

   ① 방호구역 외의 장소에 설치할 것. 방호구역 내에 설치할 경우에는 피난조작용이하도록 피난구 부근에 설치해야

         한다.

   ② 온도가 55℃ 이하이고 온도의 변화가 작은 곳에 설치할 것

   ③ 직사광선빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것

   ④ 저장용기를 방호구역 외에 설치한 경우에는 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 저장용기집합관연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 (저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우

        에는 제외)

 나. 저장용기의 적합기준

   ① 저장용기의 충전밀도충전압력별도기준에 따를 것

   ② 저장용기는 약제명, 저장용기의 자체중량총중량, 충전일시, 충전압력약제 체적을 표시할 것

   ③ 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량충전압력 같도록 할 것

   ④ 저장용기에 충전량충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 소화약제에 적합한 구조로 할 것

   ⑤ 저장용기의 약제량 손실이 5%초과하거나 압력손실10%초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기교체

        것. 단, 불활성 기체 소화약제 저장용기의 경우에는 압력손실이 5%를 초과할 경우 재충전하거나 저장용기를 교체해            야 한다. ★★★

4. 소화약제의 산정 (NFTC 107A 2.4)

가. 소화약제의 저장량

   ① 할로겐 화합물 소화약제

           여기서, W : 소화약제의 무게 [㎏]

                        V : 방호구역의 체적 [㎥]

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

                         t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

 

   ② 불활성 기체 소화약제

         여기서, X : 공간체적당 더 해진 소화약제의 부피 (㎥/㎥)

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

                      C : 체적에 따른 소화약제의 설계 농도 [%] (=소화농도 × 안전계수)

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

                      t : 방호구역의 최소예상온도 [℃]

 

 나. 방호구역이 둘 이상인 장소의 경우

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

5. 기동장치 (NFTC 107A 2.5)

 가. 수동식 기동장치

   ① 방호구역마다 설치할 것

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

   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 "할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비 기동장치"라는 표지를 할 것

   ⑤ 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것

   ⑥ 기동장치의 방출용 스위치음향경보장치연동하여 조작될 수 있는 것으로 할 것

   ⑦ 50N 이하을 가하여 기동할 수 있는 구조로 설치할 것 ★

6. 배관 (NFTC 107A 2.7)

   ① 배관은 전용으로 할 것

   ② 배관, 배관부속밸브류는 저장용기의 방출내압을 견딜 수 있을 것

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

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

   ⑤ 배관부속 및 밸브류는 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 사용

        할 것

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

        1분 이내에 방호구역 각 부분에 최소 설계 농도의 95% 이상 해당하는 약제량방출되도록 할 것

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

        여기서, P : 최대허용압력 [kPa]

                     D : 배관의 바깥지름 [㎜]

                     SE : 최대 허용응력 [kPa] (배관재질 인장강도의 값과 항복점의 값 중 적은 값 × 배관 이음 효율 × 1.2

                     A : 나사이음, 홈이음 등의 허용값 (㎜) (헤드 설치부분은 제외한다)

            ⊙ 나사이음 : 나사의 높이

            ⊙ 절단홈이음 : 홈의 높이

            ⊙ 용접이음 : 0

        ※ 배관이음효율

           ⊙ 이음매 없는 배관 : 1.0

           ⊙ 전기저항 용접 배관 : 0.85

           ⊙ 가열 맞대기 용접 배관 : 0.60

[참고] '⑦' 의 이유

 ▣ 소화약제 방사시 발생하는 독성물질을 감소시켜 실내의 인명 안전을 도모하기 위함이며 불활성기체 소화약제를 A·C급

      화재 2분, B급 화재 1분으로 하는 이유는 불활성 기체 소화약제는 질식소화가 주목적이고, 할로겐 화합물 소화약제

      보다 고농도이므로 방사시간을 단시간으로 제한 할 수 없어 규정한 것이다.

  ◈ 할로겐 화합물 소화약제의 방사시간을 10초 이내에 95% 이상 방사해야 하는 이유 :  소화약제 방사시 발생하는 독성물

       질을 감소시켜 실내의 인명안전을 도모하기 위하여 ★★★

7. 분사헤드 (NFTC 107A 2.9)

   ① 분사헤드의 설치높이는 방호구역의 바닥으로 부터 최소 0.2m 이상 최대 3.7m 이하해야 하며 천장높이가 3.7 m 를

        초과할 경우에는 추가다른 열분사헤드를 설치할 것

   ② 분사헤드의 개수는 방호구역에 할로겐화합물 소화약제는 10초 (불활성 기체 소화약제A · C급 화재 2분, B급 화재

        1분) 이내에 방호구역 각 부분에 최소설계농도의 95%이상 해당하는 약제량의 방출이 충족되도록 설치할 것

   ③ 분사 헤드에는 부식방지조치를 해야 하며 오리피스 크기, 제조일자, 제조업체가 표시되도록 할 것

   ④ 분사헤드의 방출률 및 방출압력은 제조업체에서 정한 값으로 한다.

   ⑤ 분사헤드의 오리피스 면적분사헤드연결되는 배관구경면적의 70%를 초과하여서는 아니된다.

8. 선택 밸브 (NFTC 107 A 2.8)

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

       방호구역 마다 선택밸브를 설치하고 선택밸브에는 각각의 방호구역을 표시해야 한다.

  ◈ 최대 허용 설계 농도 (NFTC 107A 표 2.4.2)

 

#할로겐화합물 #소화약제 #설계농도 #분사헤드 #선택밸브 #플랜지접합 #방호구역

#음향경보장치 #탄소강관 #약제량 #자동폐쇄장치 #위험물 #체크밸브 #제어반

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