최고위 호스접결구의 자연압보다 0.2Mpa 더 크도록 한다.
충압펌프(Jockey Pump)는 배관의 압력을 보충해 주는 펌프이다. 수량을 보충하는 목적이 아니라 주배관에서 감소된 압력을 보충하는 것이 목적인 펌프이다. 그래서 우리나라의 경우 토출량은 대부분 60ℓ/min 소용량의 것을 사용하고 있다. 그러면 충압펌프의 토출압력은 얼마여야 하는가? 충압펌프의 토출압력은 최상층에 설치된 옥내소화전설비의방수구 자연압보다 0.2Mpa 이상 더 크도록 하여야 한다. 또는 옥내소화전 주펌프의 정격토출압력과 같게 하여야 한다.
충압펌프의 토출압력이 자연낙차압보다 0.2Mpa 더 커야하는 이유
가. 배관 내에는 자연낙차압이 존재한다.
옥내소화전설비의 수직배관에는 물이 가득차 있으므로 물기둥 압력에 의한 자연낙차압이 존재한다. 이 자연낙차압은 옥상수조로부터 시작하여 펌프 옆 압력챔버의 압력스위치에 전달된다. 배관 내에 물이 차 있는 상황에서는 자연낙차압이 항상 존재한다.
나. 펌프의 기동점은 자연낙차압보다 높아야 한다.
이렇게 압력챔버에는 수직배관의 자연낙차압이 고스란히 전달되는데 이 압력보다 펌프의 기동점이 더 낮으면 펌프는 기동하지 않는다. 수직배관 내에 존재하는 자연낙차압이 항상 1Mpa로 존재하는데, 펌프를 0.8Mpa일 때 기동하라고 한들 기동할 수 없는 것이다. 자연낙차압에 의해 배관의 압력은 항상 펌프의 기동점보다 더 높게 유지될 것이기 때문이다. 따라서 주펌프 및 충압펌프의 기동점은 자연낙차압보다 커야 한다.
다. 방수구의 최소 방수압력을 만족시키기 위해서이다.
그리고 충압펌프는 배관의 압력이 감소하면 압력을 상시 충만시켜 놓았다가 방수구를 개방하는 순간 최소 방수압력인 0.17Mpa 이상의 압력으로 소화수가 방수될 수 있도록 하려는 것이다. 그러므로 자연낙차압 + 최소 방수압력(0.17Mpa) + 배관 및 호스의 마찰손실 등을 고려하여야 한다. 따라서 충압펌프의 토출압력은 자연낙차압보다 0.2Mpa이 더 높아야 한다고 규정하고 있는 것이다.
최고위 호스접결구의 자연압을 기준으로 한 이유
가. 기준 시작점은 최상층 호스 접결구이다.
수직배관에 존재하는 물기둥에 의한 압력, 즉 자연낙차압은 옥상수조(유효수량의 1/3 이상을 저장하는 수조)의 수위로부터 시작된다. 그런데 충압펌프의 토출압력을 정하기 위한 기산점은 옥내소화전설비의 가장 높은 방수구(호스 접결구)의 높이를 기준으로 한다. 왜냐하면 옥상수조의 설치를 면제받는 경우도 존재하기 때문이다.
나. 최상층 호스 접결구에서 0.17Mpa 이상이 나올 수 있도록 하기 위해서이다.
옥내소화전설비의 최상층 방수구에서 0.17Mpa 이상의 방수압력이 나올 수 있도록 배관내의 압력을 상시 충압해 주는 것이 충압펌프의 역할이다. 따라서 수직 높이에 의한 자연압을 이겨내고, 배관의 마찰손실도 이겨내고, 최상층 호스 접결구에서 0.17Mpa 이상이 형성될 수 있도록, 충압펌프의 토출압력은 0.2Mpa 이상이 더 높아야 한다는 것을 말하는 것이다.
다. 자연낙차압의 실질적 측정점
그러나 여기서 말하는 자연압의 실질적 측정점은 어디일까? 이는 펌프 또는 기동용수압개폐장치의 압력스위치이다. 비록 자연압의 측정 기산점은 최고위 방수구이지만, 실제 측정점은 기동용수압개페장치의 압력스위치라고 할 수 있다.
가압송수장치의 정격토출압력과 같게 한다.
가. 높이는 낮지만 면적이 넓은 건축물
높이가 있는 특정소방대상물에서는 자연낙차압이 중요한 역할을 한다. 그래서 최고위 호스접결구의 자연낙차압을 기준으로 충압펌프의 토출압력을 산정한다. 그런데 층수는 낮지만 면적이 넓은 대규모의 건축물에서는 자연낙차압은 중요한 변수가 되지 않는다. 2개의 옥내소화전 방수구에서 최소 0.17Mpa 이상의 방수압력이 형성될 수 있는 압력이 필요하다. 따라서 건물은 낮지만 동수가 많고 면적이 넓은 시설물에서는 주펌프의 정격토출압력과 동일한 압력을 충압펌프의 토출압력으로 설정한다.
나. 여전히 관례처럼 설정하는 추세이다.
다만, 과거에는 옥내소화전 펌프의 성능이 5개의 옥내소화전 방수구를 동시에 사용하는 것을 가정하여, 각각의 노즐 선단에서 방수압력을 만족하여야 했으므로 이 규정이 의미가 있었다. 그러나 2021.4.1. 화재안전기준의 개정으로 인해 최대 2개의 옥내소화전 방수구만을 대상으로 산정하므로 이 규정은 큰 의미를 부여하지는 않는다. 그럼에도 대부분의 건물에서 과거처럼 충압펌프의 토출압력을 가압송수장치의 정격토출압력과 같게 설정하고 있다.
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