고가수조 방식의 수원을 설치하는 경우 필요한 낙차 계산

고가수조방식에서 필요한 자연낙차 수두

가. 고가수조 방식의 특징

가압송수장치를 고가수조 방식으로 설치하는 경우 필요한 최소 낙차를 알아보자. 고가수조 방식은 별도의 동력원이 설치되지 않고, 설치된 높이 자체가 압력을 발생시키는 역할을 한다. 따라서 고가수조 방식에서는 고가수조의 높이와 최상층 방수구까지의 자연낙차 수두(높이)가 중요한 역할을 하는 것이다.

 

나. 필요한 낙차(자연낙차 수두)

이를 낙차에 따른 수두 그래서 자연낙차 수두라고 한다. 그래서 고가수조 방식에서 필요한 높이(자연낙차 수두)는 고가수조의 하단으로부터 최고층에 설치된 소화전 호스 접결구까지의 수직거리로 정한다. 이 수직거리가 소방용 호스의 마찰손실 수두와 배관의 마찰손실 수두를 극복하고 노즐 선단에서의 최소 방수압력 0.17Mpa 이상을 형성할 수 있는 높이여야 한다.

 

H = h1 + h2 + 17(호스릴 옥내소화전설비를 포함한다)

H : 필요한 낙차(m)

h1 ; 소방용호스 마찰손실 수두(m)

h2 : 배관의 마찰손실 수두(m)

 

 

자연낙차 수두를 계산할 때 고가수조의 하단부터 계산하는 이유

가. 자연낙차 수두를 계산하는 방법

자연낙차 수두를 계산할 때는 수직거리를 가지고 계산하는 것이 일반적이다. 배관 내부의 물기둥(Water Column)의 압력은 수위의 가장 선단에서부터 시작되기 때문이다. 그럼에도 불구하고 고가수조의 자연낙차 수두를 산정할 때는 수조의 하단(고가수조로부터 배관이 연결되는 부분)으로부터 계산을 한다.

 

고가수조의 자연낙차수두

 

나. 고가수조의 하단까지 수위가 낮아지게 된다.

평상시에는 고가수조에 필요한 만큼의 수원량이 가득 차 있겠지만, 소화작업이 진행됨에 따라 물은 점점 수위가 낮아지게 되고 결국 수조의 최하단까지 물이 소비된다. 그 마지막 상황에서도 최상층 노즐 선단에서 최소 방수압력 0.17Mpa 이상을 형성할 수 있는 높이가 되어야 하기 때문이다. 그래서 고가수조의 하단으로부터 자연낙차수두를 계산하는 이유인 것이다.

최고층 호스 접결구까지의 수직거리로 계산하는 이유

가. 고가수조가 설치되는 위치에 따른 영향이다.

고가수조로 사용되는 수원의 설치되는 곳은 주로 건물의 옥상 또는 건축물보다 높은 별도의 장소(산, 구조물)일 것이다. 수직거리를 판단할 때 가장 중요한 것은 모든 방수구 노즐의 선단에서 0.17Mpa 이상이 형성되어야 한다는 것이다.

 

나. 최상층 방수구까지가 수직거리가 가장 짧다.

이때 수원이 설치되는 곳이 옥상이면 가장 낮은 방수압력이 형성될 수 있는 개연성이 있는 곳이 바로 최상층 방수구이다. 그 이유는 수원으로부터 가장 가까운 장소에 있어서 고가수조로부터 상호간의 수직낙차가 가장 짧을 수밖에 없기 때문이다. 수직낙차가 짧다는 것은 필요한 방수압력을 형성하지 못할 수도 있다는 것을 의미한다. 최소 수직거리는 방수압력 0.17Mpa(17m) 이상 + 배관 마찰 수두 + 호스 마찰 수두 이상이어야 한다.

 

다. 최상층 방수구에서 압력이 형성되면 나머지는 문제 없다.

나머지 층의 방수구는 최상층보다 더 아래에 위치하므로 굳이 낙차를 계산할 필요가 없다. 최상층 방수구에서 0.17Mpa 이상의 방수압력이 나오면 나머지 층에서는 무조건 그 이상의 방수압력이 형성된다. 따라서 수직낙차를 계산하는 기산점은 고가수조의 아래에 설치되는 최상층 방수구까지의 수직거리(높이)를 계산하는 것이다.

 

 

고가수조 방식의 수원에 설치하여야 하는 부속 장치

 

고가수조의 부속장치

가. 고가수조에 설치해야 하는 부속장치들

모든 수조에는 물을 공급하는 급수관과 청소나 수리에 필요한 배수관을 설치하여야 한다. 그리고 수위를 파악할 수 있는 수위계와 수조 내부를 확인할 수 있는 맨홀이 필요하다. 수조에 물이 가득차기 전 급수관이 자동으로 멈추어야 하는데, 실패하는 경우를 대비해 오버플로우관이 설치되어 배수관과 연결된다.

 

나. 이 외에도 수조의 기능 유지를 위해 필요한 것들

고가수조를 비롯한 소화수조에는 수위가 감소되었을 때 제어반에 알려주는 저수위 경보장치와 자동 급수장치(플로팅 밸브)가 필요하다. 또한, 수조의 높이가 있는 경우에는 맨홀을 올라갈 수 있는 고정식 사다리, 실내에 설치된 경우 수조를 확인할 수 있는 조명, 소화용 수조라는 것을 알 수 있는 표지 등이 필요하다.

 

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

끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.

글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,

더 좋은 의견이 있으시면, 댓글로 저를 일깨워 주시면 감사하겠습니다.