NFPA13에서 스프링클러 헤드의 살수밀도를 정리하다 보면 익숙한 용어들이 나오는데 이 용어들이 비슷하다는 생각이 든다. 그러나 명확하게 그 의미를 구별할 수 있어야 혼동하지 않고 살수밀도와 방호면적 그리고 방수구역의 면적을 이해할 수 있게 된다.
위 표를 해석하기 위해서는
가. 방수구역 면적이라는 용어를 먼저 알아야 한다.
여기서 방수구역 면적(Area of sprinkler operation)은 폐쇄형 헤드의 개방이 허용되는 개수(기준 개수)가 담당하는 면적이다. 더 쉽게 설명하자면, 우리나라는 최소 기준개수가 10개이고, 최대 기준개수가 30개이다. 그러므로 방수구역 면적 = 방호면적 × 헤드의 최대(또는 최소) 개수로 계산한 것이라고 생각하면 이해하기 쉽다.
나. 방수구역 면적과 방호면적의 관계를 알아야 한다.
방호면적(포용면적)은 헤드간의 거리 × 가지배관간의 거리로 둘러싸인 면적이다. 다시 말하면, 인접하는 헤드 4개를 연결한 선으로 설정된 면적이라고 생각하면 된다. 그런데 위 표에서는 방호면적이 아닌 방수구역 면적이 설정되어 있다. 즉, 위 표는 살수밀도(Density)와 방수구역 면적(Area of sprinkler operation)과의 상관관계를 의미한다고 생각하면 된다.
하나의 경우를 예를 들어 설명해보면
가. Ordinary 1의 경우를 살펴보자.
표를 보면 살수밀도를 4.1ℓ/min/㎡ ~ 6.1ℓ/min/㎡로 할 수 있도록 되어 있다. 그리고 그때의 방수구역 면적은 139㎡ ~ 372㎡까지로 되어 있다. 동일한 물량이 쏟아질 것인데 살수밀도를 얼마로 하느냐에 따라 담당할 수 있는 방수구역 면적이 달라진다고 보는 것이다. 그런데 이렇게 해석하는 것 보다는 반대의 방법으로 해석하는 것이 더 이해하기 쉽다. 방수구역 면적을 얼마로 하느냐에 따라 그 방수구역 내의 방호면적에 쏟아지는 살수밀도가 변화한다는 것을 의미한다는 것이 더 쉬운 해석이다.
나. 그렇다면 Ordinary 1의 경우를 다시 해석해보자.
Ordinary 1의 경우 헤드의 배치 방법에 따라 방수구역 면적이 139㎡인 경우라면 그때의 살수밀도는 6.1ℓ/min/㎡가 된다는 것이다. 그리고 헤드를 넓게 배치하여 방호면적이 커지면 방수구역 면적이 최대 372㎡로 형성될 수 있는데, 그때의 살수밀도는 4.1ℓ/min/㎡가 된다는 것을 의미한다.
다. 결국, 방수구역 면적이 넓어지면 살수밀도는 낮아진다.
방수구역 면적이 넓어진다는 의미는 방호구역(포용구역)이 넓다는 것을 의미한다. 동일한 양의 소화수가 넓은 면적에 쏟아지므로 방호면적당 살수밀도는 당연히 낮아질 수밖에 없다. 그러므로 방수구역 면적이 최대치인 372㎡인 경우에는 살수밀도가 가장 낮아지는 4.1ℓ/min/㎡가 되는 것이다
우리나라의 스프링클러 설비에 대한 경우를 비교해보면
가. 폐쇄형 헤드의 기준 개수
스프링클러 설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제4조(수원)에서 폐쇄형 스프링클러 헤드를 사용하는 설치 장소별 스프링클러 헤드의 기준개수를 규정하고 있다. 폐쇄형 스프링클러 헤드를 설치하는 소방대상물에 있어 헤드의 기준 개수는 최소 10개에서 최대 30개 이다. 그 예로 아파트의 경우는 최소 기준개수인 10개를, 11층 이상인 소방대상물과 지하가 또는 지하역사 등은 최대 기준개수인 30개를 적용하고 있다.
나. 방수구역 면적(Area of sprinkler operation)은
따라서 r 2.3m의 경우 정방형 배치를 한다고 했을 때 하나의 방호면적은 헤드간 거리 × 가지배관간 거리 = 10.56㎡이다. 이 방호면적에 대한 계산법은 이전 글에서 설명했으니 참고하면 된다. 이때 방수구역 면적(Area of sprinkler operation)은 정방형 배치의 경우 최소 10개 × 10.56㎡ = 105.6㎡이고, 최대 30개 × 10.56㎡ = 316.8㎡가 된다. 그러므로 화재안전기준에 따른 방수구역 면적은 내화구조에 해당하는 r 2.3m인 경우 105.6㎡ ~ 316.8㎡이 된다.
다. NFPA13과 우리나라 화재안전기준의 값이 다르다?
NFPA13에서는 방호대상물을 위험도에 따라 Light, Ordinary 1, 2, Extra hazard 1, 2 총 5가지로 구분하고 있다. 그런데 우리나라 화재안전기준인 NFPA 103에서는 방호대상물을 11층 이상, 10층 이하, 아파트, 지하가 등 용도별로 구분하고 있으며 그에 따라 폐쇄형 스프링클러 헤드의 기준갯수도 별도로 적용하고 있기 때문이다. 따라서 살수밀도와 방수구역 면적이 다르게 적용되고 있다.
라. 방호구역의 바닥면적과 혼동하면 안된다.
스프링클러 설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제6조(폐쇄형 스프링클러설비의 방호구역, 유수검지장치)에 의거 방호구역의 바닥면적은 3,000㎡까지 할 수 있다. 이는 스프링클러 시스템에서 하나의 유수검지장치가 담당할 수 있는 방호구역의 면적을 말한다. 그래서 해당 면적에는 많은 수량의 스프링클러 헤드가 설치될 수 있다. 그러나 헤드가 동시에 최대 30개 이상 개방되기 전에 화재가 제어될 것이라는 판단 하에 수원의 양은 기준개수인 최소 10개 ~ 최대 30개를 충족할 수 있는 수량을 20분간 사용할 수 있도록 하고 있다.
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