헤드간의 수평거리를 살펴보니
가. 연소방지설비 전용헤드의 설치간격이 더 넓다.
지하구의 화재안전기준(NFSC 605) 제7조(연소방지설비) 제2항에서 연소방지설비의 헤드간의 수평거리가 규정되어 있다. 연소방지설비의 헤드간의 수평거리는 연소방지설비 전용헤드의 경우에는 2m 이하, 스프링클러헤드의 경우에는 1.5m 이하로 하도록 규정하고 있다.
나. 연소방지 전용헤드는 사실상 살수헤드를 의미한다.
지하구의 화재안전기준(NFSC 605) 제7조(연소방지설비) 제2항 제4호에서 연소방지설비 전용헤드를 설치할 경우에는 「소화설비용 헤드의 성능인증 및 제품검사 기술기준」에 적합한 ‘살수헤드’를 설치할 것이라고 규정하고 있다. 즉, 연소방지설비 전용헤드에 관한 규정은 별도로 없으니, 연결살수설비에서 사용하고 있는 살수헤드를 연소방지설비 전용헤드로 사용하고 있다는 것을 알 수 있다.
다. 그런데, 소방차는 정해지지 않은 압력으로 송수구에 송수한다.
스프링클러 헤드에서는 최소방수압력이 존재해서 0.1Mpa 이상의 압력이 형성되어야 한다. 그래야 분당 방수량인 80ℓ/min이 방수될 수 있는 것이다. 그런데 지하구에 설치되는 연소방지설비에서는 최소방수압력이라는 개념이 없다. 소방차가 도착하여 연소방지설비 송수구에 얼마만큼의 압력으로 소화수를 송출할지 알 수 없다. 따라서 살수헤드나 스프링클러 헤드나 동일한 조건인 0.5Mpa의 압력으로 계산을 해봐야 한다.
살수헤드 방수량 측정시 0.5Mpa의 압력을 적용하는 이유
가. 살수헤드의 방수량 시험 기준
소화설비용헤드의 성능인증 및 제품검사의 기술기준 제13조(방수량 시험)를 살펴보자. 살수헤드의 방수량은 방수압력 0.5Mpa에서 방수량을 측정하는 경우 169ℓ/min 내지 194ℓ/min 이내이어야 한다고 되어있다.
나. 소방대가 평상시 화재 진압할 때 사용하는 압력이다.
0.5Mpa이라는 압력은 화재현장에서 소방대의 활동과 관련이 있다. 소방차를 운행하고 화재시 소방차에서 압력으로 호스에 물을 보내주는 역할을 하는 대원을 기관원 또는 운전원이라고 표현한다. 화재현장에서 기관원이 통상적으로 사용하는 압력이 다 다르지만 대부분 0.5Mpa 또는 5kg/㎠ 이상의 압력을 사용한다.
0.5Mpa 이상의 압력은 되어야 화재가 발생한 층에서의 방수압력, 방수량, 방수거리, 화점 침투력 등이 화재를 진압하는데 유효하기 때문이다. 화재현장에서 특별한 지시가 없다면 기관원은 평상시 사용하던 대로 0.5Mpa 이상의 압력을 설정할 것이다.
살수헤드와 스프링클러 헤드 비교
가. 살수헤드의 수평거리 r값이 더 크게 적용되고 있다.
연결살수설비의 화재안전기준(NFSC 503) 제6조(연결살수설비의 헤드) 제2항을 살펴보면 살수헤드의 수평거리 값이 더 크다는 것을 알 수 있다. 천장 또는 반자의 각 부분으로부터 하나의 살수헤드까지의 수평거리가 연결살수설비 전용헤드의 경우는 3.7m 이하, 스프링클러헤드의 경우는 2.3m 이하로 한다고 규정하고 있다. 살수헤드의 수평거리(r값)가 스프링클러 헤드가 가지는 수평거리보다 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있다. 그래서 헤드간 수평거리도 살수헤드의 경우가 더 넓게 규정되고 있는 것이다.
나. 오리피스 크기, 방사량, K값 비교
다. 오리피스의 크기가 더 크다.
지하구에 설치되는 살수헤드와 스프링클러 헤드에 대한 비교 표를 살펴보면 오리피스의 크기는 살수헤드가 더 큰 것을 알 수 있다. 개방형 스프링클러의 오리피스 크기는 11.2mm이고 살수헤드의 오리피스 크기는 11.6mm이다. 오리피스의 크기가 크다는 것은 방수량이 많아짐을 의미한다. 따라서, 지하구에서의 화재확산 방지와 소방대원의 활동공간 확보 차원에서 원하는 수막효과를 충분히 발휘할 수가 있으므로, 헤드간 수평거리 더 넓게 적용된다.
라. K값이 더 크다.
방수압력은 동일하게 0.5Mpa을 사용하였을 때 방사량이 180ℓ/mim 근처에서 유지되고 있다는 것을 알 수 있다. 그러나 살수헤드는 최대 194ℓ/min까지 방수될 수 있는 것으로 규정되고 있다. 그때의 K값은 86.75에 해당한다. 사실 개방형 스프링클러의 K값 80과 현격한 차이가 나는 것은 아니지만, 0.5Mpa의 압력에서는 살수헤드의 K값이 더 크다는 것을 알 수 있다. K값이 크다는 것은 동일 방수압력에서 방수량이 더 많아진다는 거것을 의미하고, ‘다’에서 설명한 것처럼 수막효과를 더 효과적으로 발휘할 수 있게 된다.
마. 시중 생산 제품을 비교해 보니
위 설명은 기준을 통해 살펴본 K값의 차이이다. 그런데, 시중에 생산되는 살수헤드를 살펴보면 0.5Mpa에서 180ℓ/min의 방수량이 나오는 것으로 성능인증을 받고 있다. 이때의 K값은 80.49에 해당하여 살수헤드와 개방형 스프링클러 헤드의 K값이 유사하다는 것을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고 살수헤드의 간격을 스프링클러 헤드의 간격보다 더 넓게 규정하고 있는 이유는 무엇일까?
살수헤드 성능인증 시험을 실시할 때의 높이가 더 높다.
가. 스프링클러 헤드의 형식승인시의 높이
스프링클러 헤드와 살수헤드는 거의 같지만 서로 다른 것이 하나 있다. 스프링클러 헤드는 형식승인 대상이고, 살수헤드는 성능인증 대상이다. 스프링클러헤드의 형식승인 및 제품검사의 기술기준 제15조(살수 분포시험)에서 규정하고 있다. 살수 분포시험은 별도 2에서 규정하는 살수 분포시험 장치를 사용해서 하는데, 그 때 스프링클러 헤드는 120cm의 높이에서 살수 시험을 한다.
나. 살수헤드의 성능인증 시험시의 높이
살수헤드는 형식승인 대상이 아니고 성능인증 대상이다. 그래서 살수헤드는 소화설비용헤드의 성능인증 및 제품검사의 기술기준 제14조(살수 분포시험)를 살펴봐야 한다. 해당 기술기준의 별도 2를 보면 살수 분포시험 장치도가 있는데, 이때 살수헤드는 210cm의 높이에서 살수 분포시험을 실시한다.
다. 살수헤드 성능인증 시험 높이가 더 높으므로 유효살수반경도 더 크다.
스프링클러 헤드는 120cm 높이에서 시험했을 때 바닥에 떨어지는 채수량과 살수분포를 보는 것이고, 살수헤드는 210cm 높이에서 시험했을 때 바닥에 떨어지는 채수량과 살수분포를 보는 것이라 했다. 따라서, 살수헤드는 스프링클러 헤드의 성능인증 시험에서의 높이보다 90cm 높은 위치에서 살수 분포시험을 실시하므로 유효살수반경이 커질 수밖에 없다. 그래서 살수헤드가 개방형 스프링클러 헤드보다 설치 간격을 더 넓게 규정되고 있는 것이다.
라. 살수분포 시험 장치도 다르다.
스프링클러 헤드는 r 2.6인 경우 8개까지의 채수통을 비교한다. 즉, 헤드 축심을 중심으로 2.6m 내에 설치된 채수통에 담기는 소화수의 양을 비교한다. 그런데 살수헤드는 헤드 축심으로부터 3.79m에 해당하는 거리까지에 설치된 채수통의 소화수 양을 비교한다. 즉 살수설비의 유효살수범위가 스프링클러 헤드보다 훨씬 넓다는 것을 알 수 있다.
마. 동일한 높이에서 살수시험을 해보면 그 차이를 알 수 있다.
비록 살수시험의 높이는 서로 다르지만, 이를 무시하고 스프링클러 헤드를 시험하는 1.2m의 동일한 높이에서 살수헤드로 시험을 해보면 살수반경이 현격히 다르다는 것을 알 수 있다. 같은 높이, 같은 압력에서 스프링클러 헤드가 가지는 살수반경보다 살수헤드가 가진 살수반경이 훨씬 넓게 형성되는 것을 보여준다. 그래서 연소방지전용헤드의 헤드간 간격이 스프링클러 헤드의 간격보다 더 넓게 규정되어 있는 이유이다.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.
글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,
더 좋은 의견이 있으시면, 댓글로 저를 일깨워 주시면 감사하겠습니다.