건식 스프링클러 설비(Dry Pipe System)
가. 화재안전기준의 정의
건식 스프링클러 설비란 건식 유수검지장치 2차측에 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전된 배관에 폐쇄형 스프링클러 헤드가 부착된 스프링클러 설비로서, 폐쇄형 스프링클러 헤드가 개방되어 배관 내의 압축공기 등이 방출되면 건식 유수검지장치 1차측의 수압에 의하여 건식 유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러 설비를 말한다.
나. 1차측과 2차측이 다르다?
건식 유수검지장치를 기점으로 1차측에는 펌프에서 가압된 가압수가 들어차 있고, 2차측에는 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전되어 있다. 소화수는 건식 유수검지장치까지의 1차측 배관에만 충전되어 있다는 이야기이다. 나머지는 Dry 방식의 배관이 설치된다.
다. 2차측 배관에 소화수를 넣지 않는 이유
2차측 배관을 물 대신 압축공기 또는 질소 등으로 채우는 이유가 무엇일까? 건식 스프링클러 설비는 동결의 우려가 있는 곳에 설치하기 때문이다. 겨울철에 사람들이 거주하지 않아 난방을 하지 않는 곳, 평상시 영하의 온도로 유지하는 곳 등에 필요한 설비이다. 즉, 2차측 배관에 물이 들어있으면 겨울철에 결빙될 우려가 있으므로 물 대신 압축공기 등으로 채워 놓는 것이다.
건식 스프링클러 설비의 장점
가. 동결의 우려가 없어 보온이 안되는 곳에도 설치 가능하다.
건식 유수검지장치의 1차측은 소화수가 가압되어 있지만 2차측 배관은 물 대신 압축공기나 질소로 채워져 있다. 그 이유는 건식 스프링클러 설비를 겨울철에 동결이 우려되는 장소에 설치하려고 하기 때문이다. 따라서 건식 스프링클러 설비는 물을 사용하는 수계 소화설비임에도 겨울철 낮은 온도에도 동결 우려가 없다.
나. Water Hammering에 의한 피해가 적다.
2차측 배관 내에 압축공기가 들어가 있으므로 수격작용(Water Hammering)에 의한 피해를 예방할 수 있다. 클래퍼가 개방되면 소화수가 2차측으로 인입되는데 1차측 배관에서의 압력이 전달되어도 압축공기가 쿠션역할을 해줄 수 있기 때문이다. 따라서 수격방지기나 배관 이음부 그리고 배관 부속에서의 파손을 최소화시킬 수 있다.
다. 하중의 영향과 압력에 의한 누설에서 효과적이다.
습식 스프링클러 설비는 2차측 배관 전체에 즉 헤드에 이르는 배관 모두에 물이 일정한 압력을 형성한 채 들어차 있다. 그러므로 2차측 배관에서의 하중이 많이 존재한다. 또한 수압에 의해 리크(Leak) 현상이 발생할 가능성이 높다. 그러나 건식 스프링클러 설비는 물 대신 공기나 질소가 채워져 있어 하중의 영향이 훨씬 덜하고 배관 파손의 위험도 낮다.
건식 스프링클러 설비의 단점
가. 응축수가 있으면 정상 작동이 안된다.
동결의 우려가 있는 곳에 설치하므로 배관 내에 물이 없어야 한다. 그런데 헤드를 하향식으로 설치하는 경우 가지배관에서 헤드까지의 연결부분에 배수되지 않은 물이 남아있게 된다. 이 경우에는 겨울철 동결로 인해 소화수가 방사되지 못한다.
건식 유수검지장치에 응축수가 쌓이는 경우에도 클래퍼가 개방되지 않는다. 응측수가 쌓이는 현상을 Water Columning 이라고 부르는데 실제 화재시 클래퍼 늑장 개방에 영향을 주기도 하지만, 겨울철에 이 응축수가 얼어버리면 더 심각한 문제가 발생한다.
나. 부속설비와 배관이 추가로 설치되어야 한다.
건식 스프링클러 설비는 2차측 배관에 압축공기나 질소 등을 넣어야 한다. 그러므로 이를 채울 수 있는 에어컴프레셔와 레귤레이터 등의 부속설비가 필요하다. 또한 압축되어 충전된 공기나 질소를 얼마나 빨리 빼주느냐가 소화수 방사 시간을 단축할 수 있는 길이다. 따라서 Quick Opening Device인 엑셀레이터(Accelator)나 익져스터(Exhauster)가 추가로 설치되어야 한다.
다. 소화수 방사까지 시간이 오래 걸린다.
건식 스프링클러 설비는 습식 스프링클러 설비와 달리 헤드 개방시 바로 물이 쏟아지는 시스템이 아니다. 2차측 배관 내에 압축공기 등이 차 있어서 소화수가 전진하는데 저항 역할을 한다. 따라서 클래퍼 개방에 필요한 Trip 시간과 헤드까지 물이 이송되는 Transit 시간이 소요되어 화재가 확산되는 원인이 되기도 한다. 그래서 1분 이내에 소화수가 방사되어야 한다는 기준이 생성되기도 했다.
습식 스프링클러 설비와 다른 점
가. 2차측 배관이 압축공기나 질소로 채워져 있다.
습식 스프링클러 설비는 1차측 및 2차측 배관이 모두 가압수로 충전되어 있다가 헤드가 개방되는 곧바로 물이 살수되는 방식이다. 그러나 건식 스프링클러 설비는 1차측은 가압수가 충전되어 있지만 2차측에는 물이 없다. 2차측 배관에는 물 대신 압축공기나 질소가 충전되어 있다. 그 이유는 겨울철 낮은 온도에 의해 동결의 우려가 있는 곳에 설치하기 위한 목적으로 설계되어 있기 때문이다.
나. 소화수의 방수가 시작되는 순간까지 시간이 소요된다.
습식 스프링클러 설비는 1차측 및 2차측 배관에 소화수가 들어 있어서 헤드가 개방되면 곧바로 물이 살수된다고 했다. 즉, 헤드가 화재의 열을 감지하여 개방되면 지체없이 소화수의 방출로 연결이 된다. 그러나 건식 스프링클러 설비의 2차측에는 압축공기 등이 들어차 있어서 개방된 헤드 부분까지의 공기가 모두 빠져나가야 물이 방사될 수 있다. 압축공기는 헤드가 개방되어 2차측 배관의 압력이 낮아지고 있다는 것을 알려주는 역할을 하지만, 소화수가 전진하는데는 저항 역할을 하기 때문이다.
다. 동결방지를 위해 상향식 헤드를 사용한다.
습식 스프링클러 설비는 항상 배관에 물이 들어차 있기 때문에 하향식으로 헤드를 설치해도 문제가 없다. 그러나 건식 스프링클러 설비의 2차측 배관에는 물이 없어야 맞다. 즉 조금이라도 물이 있으면 겨울철에 동결되어 무용지물이 되기 때문이다. 그러므로 가지배관에서 연결되는 헤드를 상향식으로 설치해야 가지배관에서 헤드로 연결되는 배관 내에 물이 남아 있지 않게 된다.
준비작동식 스프링클러 설비와 다른 점
가. 감지기가 설치되지 않는다.
준비작동식 스프링클러 헤드가 개방되기 위해서는 감지기가 교차회로 방식으로 설치되어야 한다. 준비작동식 스프링클러 설비도 2차측 배관이 Dry 형태로 운영되는 것은 건식 스프링클러 설비와 유사하지만, 헤드가 개방된다고 해서 유수검지장치가 개방되는 것은 아니다. 준비작동식에서는 감지기가 화재를 감지해야 프리액션밸브가 개방된다.
하지만, 건식 스프링클러 설비의 작동 여부에는 감지기의 존재가 필요 없다. 헤드의 개방으로 2차측 배관에 충전된 압축공기나 질소가 빠져나가면 2차측 배관 내부의 압력이 감소하여 건식 유수검지장치가 개방되는 시스템이기 때문이다.
나. 작동시험을 위한 시험장치를 설치해야 한다.
건식 스프링클러 설비에는 건식 유수검지장치의 개방 여부를 시험할 수 있는 시험장치를 설치하여야 한다. 시험장치는 건식 유수검지장치에서 가장 먼 거리에 있는 가지배관의 끝으로부터 연결하여 설치한다. 시험장치는 습식, 건식, 부압식 스프링클러 설비에 필요하다. 시험장치는 시험밸브함 내부에 설치하므로 습식, 건식, 부압식 스프링클러 설비가 설치된 곳의 화장실, 세면장 등에는 시험밸브함이 설치되어 있어야 한다.
다. 수동 작동장치가 없다.
준비작동식 스프링클러 설비는 프리액션 밸브를 자동으로 작동시키기 위해 교차회로에 의한 감지기를 설치하고 있다. 또한, 화재를 발견한 사람이 직접 프리액션 밸브를 조속히 개방할 수 있도록 방호구역에 슈퍼비조리 판넬(SVP)을 설치하고 있다. 그러나 건식 스프링클러 설비에서는 헤드가 화재의 열기를 감지하여 개방되는 구조로 되어 있어 수동으로 작동할 수 있는 별도의 장치가 없다.
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