스프링클러 헤드 설치할 때 이거 조심하세요

스프링클러 헤드를 설치하는 방법에 대해서는 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제10조(헤드)에 규정하고 있다. 헤드 설치에 있어 일반적으로 지켜야 할 내용들을 화재안전기준에 명시하고 있으나, 헤드의 설치방법을 법규 조항에 일일이 나열할 수는 없다. 이 외에도 스프링클러 헤드를 설치하는 현장에서 꼭 지켜야 할 사항들에 대해 알아보자.

 

천장에 설치된 스프링클러설비의 헤드

스프링클러 헤드에는 도색을 하면 안된다.

헤드가 처음 공장에서 생산될 때 표시온도라는 것이 있다. 감열을 위한 온도다. 헤드 주위가 표시온도에 해당되는 온도가 지속되면 헤드를 막고 있는 납이 녹아서 헤드를 개방시키는 역할을 한다. 건물이 노후되거나 용도를 바꿀 때에는 내부를 리모델링을 하거나 천정을 보수하는 경우가 발생한다.

그때 천정을 도색해야 하는 상황이 발생하는데 스프링클러 헤드의 시스템을 이해하는 작업자 분들은 헤드와 감지기를 피해서 도색을 한다. 하지만, 새로운 작업자나 일일 작업자의 경우에는 이런 내용을 알지 못하므로 커다란 전등이나 디퓨저 등을 제외하고는 나머지 부분 전체를 도색하는 경향이 있다.

특히 플러쉬형 스프링클러 헤드의 경우에는 반자와 거의 일체형으로 설치되기 때문에 구별해서 도색하기가 쉽지 않다. 이러한 이유로 스프링클러 헤드 부분까지 도색을 하게 되면 헤드의 주요 기능인 감열 기능에 영향을 준다. 결국 화재로 인해 표시온도에 해당하는 온도가 되었음에도 헤드는 개방되지 않는 현상이 발생한다.

내부 리모델링이나 천정의 도색을 하는 경우 스프링클러 헤드 부분을 테이프로 미리 붙여 놓았다가 도색 후 테이프를 떼어내는 세심함이 필요하다. 도색을 하는 작업자도 건물의 관계인도 주의 깊게 살펴보아야 할 부분이다.

 

지하 주차장에 설치된 스프링클러 헤드

지하주차장의 Skipping 현상 방지를 위한 헤드 간격

지하 주차장은 지상과 달리 열기와 연기가 빠져나갈 공간이 없다. 지상 주차장은 벽이 개방된 구조들이 많지만, 지하 주차장은 벽을 개방시킬 수 없으므로 차량의 진출입구를 제외하고는 밀폐공간이라고 해도 과언이 아니다. 이 뜻은 화재로 인한 열기가 천장에 빠르게 축적된다는 것을 의미한다. Fire Plume이 형성되어 천장에 축적된 후 15cm ~ 30cm가 쌓이는 동안 감지기의 동작과 함께 헤드의 감열부가 개방이 된다. 가장 먼저 개방된 헤드에 의해 살수된 소화수의 일부는 Fire Plume의 부력에 의해 다시 상부로 떠밀려 올라오는 현상이 발생한다. 결국 인접한 헤드의 감열부 주위의 온도가 상승하지 못하는 영향을 주어 온도가 상승하는 것을 감지하지 못하게 되고, 인접 헤드는 개방되지 않는 Skipping 현상이 야기된다.

이러한 헤드의 Skipping 현상을 예방하기 위해서는 헤드간의 간격을 1.8m 이상으로 설치해 주어야 한다. 그래야 Fire plume에서 발생하는 부력에 소화수의 일부가 주위의 온도를 낮춰버리는 영향을 받지 않고 헤드가 감열하여 개방될 수 있다. 만약, 불가피하게 헤드간의 간격을 1.8m 이하로 설치해야만 하는 경우가 발생한다면 영향을 받는 상호간의 헤드에 차폐판을 설치하면 된다. 누가 누구에게 Skipping 영향을 줄지 알 수 없으므로 두 개의 헤드 모두에 차폐판을 설치하는 것이 타당하다.

 

덕트나 선반이 있는 경우 헤드 설치

스프링클러를 설치해야 하는 곳 아래애 덕트가 설치되어 있거나 선반이 있는 경우의 헤드 설치방법이다. 덕트나 선반은 살수에 지장을 주는 장애물이다. 폭이 1.2m 이하에 해당하는 덕트나 선반은 살수 장애물로 보지 않는다. 다만, 1.2m를 초과하는 경우에는 살수 장애로 보고 덕트나 선반의 위쪽에는 상향식 헤드를 설치하고, 아래 부분에는 하향식 헤드를 설치하여 살수 장애를 해소한다.

또 하나의 문제는 덕트나 선반이 하나가 아닌 여러 개가 겹쳐있는 경우의 문제이다. 하나의 덕트는 1.2m가 되지 않지만 서로 겹쳐있다 보니 그 이상의 폭이 되는 경우이다. 이 경우에는 하나의 덕트만을 가지고 계산하지 않고 겹친 부분 모두의 폭을 합산해서 살수 장애가 일어나는지를 판단해야 한다. 헤드에서 방사되는 소화수가 덕트에 막혀 바닥에 유효하게 뿌려지지 않는 상황을 예방하기 위해 덕트나 선반이 겹쳐있는 아래쪽에 헤드를 추가로 설치하는 것이 타당하다.

덕트나 선반과 유사하게 수평 배관이 여러 개 설치된 경우도 있다. 헤드 아래에 설치된 수평배관이 여러 개 있을 때, 그 배관과 배관 사이의 간격이 15cm 이상이면 살수장애로 보지 않는다. 반대로 그 간격이 15cm 미만이면 살수장애로 보아 아래쪽에도 헤드를 추가 설치하여야 한다.

 

헤드 밑의 배관 등 장애물이 있으면 Shadow Effect 현상이 발생함

격자형 개방천장 내부에 헤드 설치 여부

천장 아래에 격자형 개방천장이 또 하나 있는 경우 헤드를 격자형 천장 내부에 설치할 것인지 아니면 그 아래에 설치할 것인지 논란이 있다. 격자형 개방천장이 불연재료이고 그 두께가 두꺼우며 개방된 격자의 폭이 작은 경우라면 스프링클러 헤드는 격자형 개방천장 아래에 설치하는 것이 타당하다. 불연재료인 격자형 개방천장을 방어할 이유도 없고, 격자 사이의 공간이 작아서 소화수가 유효하게 뿌려지지 않기 때문이다.

스프링클러 헤드를 격자형 개방천장 내부에 설치할 수 있는 경우는 다음과 같다. 개방형 격자천장의 재료 두께가 격자 구멍의 가장 작은 크기 미만이고, 격자의 개방된 부분의 개구율이 천장 면적의 70% 이상이며, 개구부의 가장 작은 치수가 6.4mm 이상인 경우를 말한다.

 

감열부 손상이 있는 헤드의 설치 여부

헤드를 옮기거나 적재할 때 또는 작업중에 땅에 떨어지거나 충격을 받아 손상되는 경우가 있다. 손상 또는 변형이 발생한 헤드는 원칙적으로 사용하지 않아야 한다. 프레임이 휘거나 유리 벌브가 깨지는 경우에는 당연히 사용금지에 해당한다. 감열부가 충격을 받아 반쯤 너덜거리는 경우에도 사용이 불가능하다. 헤드의 나사부분이 충격으로 인해 나사산에 흠결이 발생해 잘 조여지지 않는 경우에도 사용해서는 안된다.

그런데 현장에서 가장 문제가 되는 것은 헤드의 감열부 일부가 찌그러지는 경우이다. 헤드의 가장 아래 부분이 감열부인데 그 형상은 주위의 열에 가장 잘 반응하도록 만들어져 있다. RTI라고 부르는 반응시간지수에 직접적으로 영향을 준다. Fire plume에 의해 발생하는 열기를 그리고 천장에서 차오르며 축적되는 열기를 얼마만큼 빨리 인식해서 감열부를 개방시키느냐가 헤드의 중요한 기능 중에 하나다.

감열부가 외형적으로 심하게 찌그러진 경우는 당연히 설치해서는 안된다. 감열에 필요한 시간적 지연 현상이 발생한다. 감열부의 찌그러짐 현상으로 인해 나중에 감열 후 개방되어야 할 타이밍에 Lodgement 현상을 발생시킬 것으로 판단되는 경우에도 설치해서는 안된다. 감열부에 약간의 변형이 있어서 설치여부를 판단하기 어려울 때에는 고민할 필요없이 변형이 없는 완전한 것으로 설치하는 것이 타당하다.

 

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