옥내소화전의 최소 방수압력이 0.17Mpa 이상인 이유

화재안전기준에서의 규정

가. 펌프의 성능을 이야기하면서 노즐선단의 방수압력을 규정하고 있다.

옥내소화전설비의 화재안전기준(NFSC 102) 제5조(가압송수장치) 제1항에서 옥내소화전 설비 가압송수장치의 성능에 대해 규정하고 있다. 특정대상물의 어느 층에 있어서도 해당 층의 옥내소화전(2개 이상 설치된 경우에는 2개의 옥내소화전)을 동시에 사용할 경우 각 소화전의 노즐선단에서의 방수압력이 0.17Mpa(호스릴 옥내소화전설비를 포함한다) 이상이고, 방수량이 130ℓ/min(호스릴 옥내소화전설비를 포함한다) 이상이 되는 성능의 것으로 하여야 한다고 규정하고 있다.

 

나. 호스릴 옥내소화전설비도 최소 방수압력은 동일하다.

옥내소화전 방수구와 연결되는 가지배관의 구경은 40㎜(호스릴 옥내소화전설비의 경우에는 25㎜) 이상으로 하여야 하며, 주배관중 수직배관의 구경은 50㎜(호스릴 옥내소화전설비의 경우에는 32㎜) 이상으로 하여야 한다고 규정하고 있다. 서로 배관의 구경이 다르지만 노즐선단에서의 방수량과 방수압력은 동일하게 유지하고 있다. 이를 다른 방향으로 해석하면, 옥내소화전 구경에 맞는 방수압력과 방수량이 아닌, 호스릴 옥내소화전의 구경에서도 만족하는 방수압력과 방수량이어야 한다는 것을 의미한다.

 

 

다. 최소 방수압력과 최대 방수압력

0.17Mpa은 옥내소화전 노즐에서 형성되어야 할 최소 방수압력이다. 그러면 최대 방수압력은 얼마일까? 0.7Mpa이다. 화재안전기준에서도 하나의 옥내소화전을 사용하는 노즐선단에서의 방수압력이 0.7Mpa을 초과할 경우에는 호스접결구의 인입 측에 감압장치를 설치하여야 한다고 규정하고 있다. 따라서 옥내소화전 방수구에서의 최소 방수압력은 0.17Mpa이고, 최대 방수압력은 0.7Mpa이 된다.

 

호스릴 옥내소화전설비 (출처 : 삼일소방)

0.17Mpa이란 어느 정도의 압력인가?

가. 환산 수두 17m에서 받는 압력이다.

1Mpa이 환산 수두 100m이므로, 0.17Mpa을 환산하면 17m에 해당한다. 17m 높이의 배관에 물이 가득 차 있을 경우 맨 아래에서 받는 압력이라고 생각하면 된다. 혹자는 이 압력을 옥내소화전 노즐에서 0.17Mpa로 방사하면 높이 17m 까지 방수되는 압력이라고 이야기 하는 경우도 있는데, 이는 잘못된 인식이다.

 

나. 고가수조 및 옥상수조의 높이가 17m 이상이어야 한다.

고가수조(소화수조 종류의 하나) 또는 옥상수조(고가수조가 아닌 경우 Fail Safe 기능을 위해 옥상에 1/3 이상을 추가로 보유하여야 하는 수조)는 수조의 소화배관이 연결된 곳에서부터 최상층 옥내소화전 방수구까지의 낙차를 따져서 17m 이상이 나와야 한다. 그래야 방수구 노즐에서 0.17Mpa 이상이 형성될 수 있다. 따라서, 호스에서의 마찰손실을 제외하더라도, 고가수조 및 옥상수조는 최상층 옥내소화전 방수구로부터 최소 17m 이상의 낙차가 있어야 한다는 것을 알 수 있다.

 

옥내소화전 및 호스릴옥 내소화전 모두 0.17Mpa 이상이 나와야 한다.

최소 방수압력을 0.17Mpa로 한 이유

가. 화점으로의 소화수 침투력 확보

노즐에서 방수되는 압력이 너무 낮으면 화점에 소화수가 도달하더라도 침투력이 약해지는 결과를 가져온다. 화재조기진압용 스프링클러설비에서는 ADD와 RDD라는 용어를 사용하면서 RDD를 실제 화염침투 밀도로 적용하고 있다. 이와 유사한 의미로서 압력이 너무 낮으면 화점 침투력이 떨어져 소화력이 낮아지므로 최소 방수압력을 0.17Mpa 이상으로 유지하려는 것이다.

 

나. 일정 방사거리 확보

소방차량에서의 방수압력이 0.17Mpa인 경우 고무내장호스 40mm 1본을 연결하여 방사한 실제 방사거리는 약 12m ~ 14m 정도이다.  그렇다면 소방차량의 압력이 아닌 노즐 선단에서의 압력이 0.17Mpa인 경우에는  호스마찰손실을 고려하면 방사거리가 14m ~ 16m에 이르게 될 것이다.  이는 방사하는 각도에 따라 거리에 조금의 차이는 있겠지만, 방수압력이 높을수록 실제 방사거리는 늘어나게 된다. 반대로 방수압력이 낮아질수록 실제 방사거리는 계속 줄어든다.

 

다. 사용자의 화염으로부터 안전거리 확보

관계인이 초기 소화 활동을 하면서 개인 보호장구도 없이 화점에 너무 가까이 접근하는 것은 제2의 위험을 초래할 수 있다. 따라서 화염과 최소한 10m 이상이 되는 안전거리를 유지시키기 위해 노즐 선단의 방수압력을 0.17Mpa로 규정하고 있다. 또한, 이때의 방수량이 화재안전기준에서 규정하고 있는 최소 방수량 130ℓ/min 이상을 방수하기 위해서이다.

 

 

방수압력이 0.17Mpa 이라면, 이때의 방수량은?

가. 옥내소화전에서 방수압력 측정 방법

옥내소화전에서 방수 압력을 측정하는 방법은 하나의 층에서 최대 두 개의 옥내소화전을 동시에 개방시켜서 방사해보는 것이다. 이때 각각의 옥내소화전 노즐에서 0.17Mpa 이상이 나와야 한다. 직사 관창에서는 피토게이지로, 분무 관창에서는 연결금속구를 사용하여 방수압력을 측정한 후 방수량으로 환산한다.

 

나. 노즐에서 0.17Mpa 이상이 나오면, 방수량은 143.89ℓ/min가 된다.

 

옥내소화전 노즐의 방수압에 따른 방수량 계산공식

방수압력을 측정해 본 결과 노즐에서 0.17Mpa 이상 나온다면, 이때의 방수량은 얼마인가? 계산 공식에 따라 구경 d(mm)에는 13mm(옥외소화전은 19mm)를 대입하고, 방사압력 P(Mpa)에는 0.17Mpa을 도입하여 계산하면 143.89ℓ/min가 산출된다. 화재안전기준에서 규정하고 있는 방수량 130ℓ/min 보다 더 많이 방사된다는 것을 알 수 있다.

 

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끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.

1. 글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,

더 좋은 의견이 있으시면, 댓글로 저를 일깨워 주시기 바랍니다.

2. 글에서 언급한 방수압력은 소방차량에서 세팅한 0.17Mpa의 압력을 재어본 경우이니,

옥내소화전 노즐 선단에서의 방수압력이 0.17Mpa에서 방수거리를 직접 재어보신 분께서는 

그 거리를 제시해 주시면 감사하겠습니다.