연결송수관설비 펌프의 양정

1. 옥내소화전설비와 연결송수관설비의 유사성과 차이점

가. 옥내소화전설비와 연결송수관설비의 유사성

옥내소화전설비와 연결송수관설비는 비슷한 구조를 가지고 있다. 수직 입상배관인 주배관에서 가지배관을 통해 각 층에 방수구를 설치한 후, 소방호스를 연결하여 화재 지점에 다가가 소화수를 방수하는 것이다. 두 설비 모두 소화수를 사용하는 설비이고 연결송수관설비가 습식으로 운영되는 경우에는 옥내소화전설비와 동일하게 수원, 펌프, 송수구, 배관, 방수구, 호스, 관창으로 구성된다.

 

나. 상호간의 차이는 사용자의 차이이다.

하지만 옥내소화전설비는 소화설비에 해당하고, 연결송수관설비는 소화활동설비로 부른다. 옥내소화전설비는 화재 초기에 화재를 발견한 사람 및 건물의 관계자가 사용하기 위해 설치되고, 연결송수관설비는 나중에 소방대가 도착하여 사용하는 설비이기 때문이다.

 

다. 사용자에 따라 구경과 방수압력이 다르다.

따라서 옥내소화전설비는 구경이 40mm인 방수구와 소방호스를 사용하고 노즐선단의 최소 방수압력이 0.17MPa 이상을 유지하게 된다. 그러나 훈련된 소방대원이 사용하는 연결송수관설비는 구경이 65mm인 방수구와 소방호스를 사용하며 노즐 선단의 최소 방수압력이 0.35MPa 이상을 유지하게 만든다.

 

연결송수관용 펌프

2. 최상층 노즐 선단의 방수압력은 0.35MPa 이상

 

연결송수관설비 펌프의 양정

가. 연결송수관설비의 방수압력은 0.35MPa 이상이다.

위 설명과 관련하여 사용자의 구분에 따라 최상층 방수구의 노즐 선단에서의 방수압력이 달라진다. 일반인이 사용하는 것을 주 목적으로 하는 옥내소화전설비의 최소 방수압력은 0.17MPa 이상이고, 훈련된 소방대원이 사용하는 것으로 설치되는 연결송수관설비의 방수압력은 그 2배에 해당하는 0.35MPa 이상이라고 하였다.

 

나. 노즐 선단의 방수압력은 펌프의 양정과 관련이 있다.

그런데 각 설비의 호스 노즐 선단에서의 방수압력은 펌프의 양정에 영향을 받는다. 펌프의 양정이 얼마인가에 따라 최상층 방수구의 노즐 선단에서 최소 방수압력이 나온다. 수직배관에서의 낙차압력을 이겨내고, 배관 및 호스의 마찰손실을 이겨내고 방사압력이 형성되어야 하기 때문이다. 그러므로 펌프의 양정이 곧 최상층 방수구 노즐 선단에서의 방수압력과 직결된다.

3. 소방차량의 도착 이후 연결송수관 설비의 사용

가. 옥내소화전설비 펌프의 양정과 최소 방수압력

옥내소화전설비는 화재 초기에 건물의 관계인 등이 직접 사용을 시작하는 설비이다. 이는 소방차가 도착하기 전 상황이므로, 소방차의 도움이 없는 상태에서 옥내소화전설비의 펌프가 작동되는 것이다. 따라서 옥내소화전설비 펌프의 양정은 노즐 선단에서의 최소 방사압력 0.17MPa 이상을 형성할 수 있는 양정을 가지고 있어야 한다.

 

나. 연결송수관설비의 펌프의 양정을 계산할 때에는 소방차의 압력을 고려한다.

그런데 연결송수관설비는 초기에 일반인이 사용하는 설비가 아니라 소방대원이 도착한 후 사용하는 것을 목표로 한다. 그래서 연결송수관설비는 건식으로 배관을 운영하다가 소방차량이 연결송수관설비의 송수구를 점령해서 물을 송수하면 배관 내 압력이 형성되는 것이다. 그래서 70m 이상의 높이에 따라 연결송수관설비에 가압송수장치가 설치되는 경우, 소방차량의 송수 압력에 연결송수관설비 펌프의 압력이 더해질 것이라는 것을 의미한다.

4. 펌프의 병렬운전과 직렬운전

가. 펌프의 병렬운전

펌프를 병렬운전 하는 이유는 많은 유량을 형성하기 위해서이다. 펌프를 병렬운전하는 경우 유량이 2배가 된다. 이론적으로는 그렇지만 실제는 1.6배 내외의 유량이 형성된다고 한다.

 

나. 펌프의 직렬운전

펌프를 직렬운전 하는 이유는 높은 양정을 얻기 위해서이다. 특히 고층건축물에서 사용하는 경우가 많은데 직렬운전을 하는 경우 양정이 2배가 된다. 직렬운전에서도 이론적인 양정의 증가는 2배이지만 실제는 2배에 미치지 못한다. 연결송수관설비의 펌프가 작동하는데 소방차가 송수구를 점령하여 물을 급수하기 시작하면 직렬운전에 해당한다.

5. 연결송수관설비 펌프의 양정

가. 펌프의 직렬연결에 따른 양정 합산

소방차량이 옥외의 송수구에서 송수하고 연결송수관설비의 가압송수장치인 펌프가 작동하면 펌프의 직렬연결에 해당한다. 연결송수관설비의 가압송수장치인 펌프만 작동되는 경우보다 소방차가 참여하므로 더 높은 양정을 얻을 수 있다. 하지만 직렬운전이라고 하여 무조건 양정이 2배가 되지는 않고, 2배에 미치지 못하는 대략 1.4배의 양정이 형성된다.

 

나. 소방차의 방수압력에 따른 가압송수장치의 양정 적용

소방차의 방수압력이 최대 3.0MPa 이라면 40%의 양정이 추가로 형성되는 것으로 보아 1.2MPa(양정 120m)이 가산된다고 보면된다. 즉 연결송수관설비 가압송수장치의 정격토출양정이 100m이면 서로 합산하여 220m가 된다. 그러나 소방차 압력계 계기판에 수치가 최대 3.0MPa이 있다고 하여 실제 3.0MPa을 사용하는 것은 아니다. 현장에서 2.0MPa 이상의 압력을 사용하는 경우는 별로 없다는 것을 참고하여야 한다.

 

다. 펌프 양정 설계시 고려할 사항

이는 소방차량의 최대 방출압력이 얼마인가에 따라 달라질 수 있는데 소방차량마다 방수압력이 달라서 그중 가장 방수압력이 낮은 것을 적용하는 것이 타당할 것이다. 예를 들어 해당 지역에 최대 방수압력이 2.0MPa 인 것과 3.0MPa인 소방차량들이 존재한다면, 이중 가장 낮은 2.0MPa에 해당하는 소방차량이 도착했다는 가정하에 가압송수장치의 양정이 계산되어야 한다.

 

라. 연결송수관설비 가압송수장치(펌프) 양정 계산

 

연결송수관설비 펌프의 양정 계산

H : 연결송수관설비 펌프에 필요한 양정

H1 : 최상층 방수구까지의 낙차(실양정, m)

H2 : 배관 및 부속품의 마찰손실 수두(m)

H3 : 호스의 마찰손실 수두(m)

H4 : 노즐 선단의 최소 방수압력(0.35MPa = 35m)

H5 : 소방차의 방수압력(방수압의 40% 적용, m) 

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.

글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,

더 좋은 의견이 있으시면, 댓글로 저를 일깨워 주시면 감사하겠습니다.