스프링클러설비에서 상향식 헤드와 하향식 헤드를 구분하여 설치하는 이유

스프링클러 설비별 헤드 설치 기준

가. 화재안전기준을 살펴보면

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제10조(헤드) 제7항에서는 스프링클러 헤드를 설치하는 방법에 대해 규정하고 있다. 여기서 제7항의 제7호를 살펴보면 상향식 헤드와 하향식 헤드를 설치하는 설비를 구분하고 있다.

 

7. 습식스프링클러설비 및 부압식스프링클러설비 외의 설비에는 상향식 스프링클러헤드를 설치할 것. 다만, 다음 각 어느 하나에 해당하는 경우에는 그러하지 아니하다.
가. 드라이펜던트 스프링클러헤드를 사용하는 경우
나. 스프링클러 헤드의 설치장소가 동파의 우려가 없는 곳인 경우
다. 개방형 스프링클러헤드를 사용하는 경우

 

스프링클러 상향식 헤드

나. 스프링클러 설비별 어떤 헤드를 사용해야 하는가?

습식과 부압식 스프링클러 설비 외의 설비에 상향식 스프링클러 헤드를 설치하라는 것이므로 이를 다시 해석하면 다음과 같다. 습식과 부압식 스프링클러 설비는 하향식 스프링클러헤드를 설치하라. 그리고 나머지 건식, 준비작동식, 일제살수식 스프링클러 설비는 상향식 스프링클러 헤드를 설치하라. 이렇게 해석된다.

 

 

상향식 헤드와 하향식 헤드

가. 상향식 헤드와 하향식 헤드를 구분해 보자.

① 상향식은 헤드가 천장 방향을 보고 있는 것을 말하고, 하향식은 헤드가 바닥을 향해 바라보는 것을 말한다. 즉 서로가 바라보는 방향이 다르다.

② 상향식은 가지배관의 윗부분에 위치하게 되고, 하향식은 가지배관보다 아랫부분으로 내려와서 위치하게 된다. 즉, 헤드의 위치가 배관보다 높게 또는 아래에 위치한다.

③ 상향식은 헤드의 반사판이 맨 위에 있는 것을 말하고, 하향식은 헤드의 반사판이 맨 아래에 있는 것을 말한다. 즉, 헤드 반사판의 위치가 다르다.

④ 디플렉터의 구부러져 있는 형상도 다르다. 하향식 헤드는 디플렉터가 평평하게 형성된 반면, 상향식 헤드는 물이 아래로 쏟아져야 하므로 디플렉터가 굽어져 있다.

 

이것도 상향식 헤드이다.

나. 상향식 헤드로 설치해야 하지만 하향식 헤드로 대체가 가능한 경우

상향식 스프링클러 헤드를 설치해야 하는 설비이지만 하향식 헤드로 대체하여 설치할 수 있는 경우들이 있다. 드라이펜던트형 헤드, 개방형 헤드, 동파 우려가 없는 장소 이렇게 세가지 경우이다.

① 드라이펜던트형 헤드를 설치하는 경우는 가지배관과 헤드 사이의 긴 니플 안쪽에 또하나의 배관이 형성되고 이를 실링으로 막고 있어서, 평상시에 물이 들어가지 않으므로 겨울에도 동파될 우려가 없다.

② 개방형 헤드를 설치하면 2차측 배관에 소화수가 채워지지 않고 대기압의 공기가 들어있게 되므로 동파될 우려가 없다. 물이 들어가더라도 헤드가 막혀있지 않고 개방된 개방형 헤드이므로 헤드로 연결되는 배관에 물이 고여있을 이유가 없다.

③ 또한, 스프링클러 설비가 설치되는 장소 자체가 난방이 되어 얼지 않는 경우에도 배관이나 헤드가 동파될 우려가 없다. 이 세가지 경우의 공통점 모두가 겨울에도 동파될 우려가 없다는 것이다.

 

 

드라이팬던트형 헤드 (출처 : 제일소방방재)

결국 동파의 우려가 문제이구나.

가. 상향식과 하향식 헤드를 구분하여 설치하는 이유

상향식과 하향식을 구분하여 설치하려는 이유는 결국 동파의 우려가 있느냐의 문제와 직결된다. 습식과 부압식 스프링클러 설비는 특성상 2차측 배관에 즉 헤드와 연결되어 있는 배관에 소화수가 상시 채워져 있다. 그러므로 건물이 겨울철에도 난방이 되도록 하거나, 배관을 보온함으로써 동파의 우려가 없도록 만들어 놓아야 한다. 그래서 상향식으로 하던 하향식으로 하던 동파 우려가 없으므로 문제가 되지 않는다.

 

나. 2차측 배관에 공기가 들어있는데 왜 동파된다는 거지?

반대로, 건식과 준비작동식 그리고 일제살수식은 2차측 배관에 소화수가 없다. 대기압 또는 가압된 공기가 들어있는 것이다. 당연히 겨울철에 동파되지 않는다. 그러나 점검 또는 훈련 및 오작동 등으로 인해 유수검지장치의 클래퍼가 열려서 물이 헤드까지 들어간 경우라면 문제가 달라진다.

배수밸브를 통해서 2차측 배관의 물을 다시 드레인 시킨다고 하더라도 헤드가 하향식이면 헤드가 배관 아래에 위치하게 되므로 그만큼의 공간에는 소화수가 남아 있게 된다. 결국 가지배관에서 헤드까지 이르는 그만큼의 배관에 소화수가 차 있다가 겨울에 얼어버린다. 화재가 발생해도 헤드로 이어지는 배관이 얼어버린 상태이므로 소화수가 절대 쏟아지지 않는 치명적인 결과를 초래한다.

 

다. 그래서 상향식 헤드를 설치하는 것이구나.

이러한 이유로 건식, 준비작동식, 일제살수식 스프링클러 설비는 2차측 배관이 공기로 차 있는 설비임에도 불구하고 상향식 헤드를 사용하게 하는 것이다. 상향식 헤드를 설치하면 헤드가 가지배관 보다 상부에 위치하므로 드레인 밸브를 개방하면 수평주행배관, 교차배관, 가지배관, 헤드로 연결되는 배관 내의 물이 모두 배수될 수 있기 때문이다. 결국 동파가 발생하지 않는다.

 

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