옥내소화전설비 계산문제 풀이(수원의 양, 체절압력, 전동기 동력)

 

지하 2층, 지상 7층 근린생활시설에 옥내소화전설비 방수구가 각 층마다 4개씩 설치되어 있다. 수조는 지하 2층에, 옥내소화전설비의 펌프실은 수조 옆에 설치되어 있다.

옥내소화전설비에 필요한 수원의 전체 수량(ℓ)은 최소 얼마인가?

가. 지하수조 수량

지하수조 수량 = 2개 × 130ℓ/min × 20min = 5,200ℓ

 

옥내소화전설비의 수원을 계산할 때는 옥내소화전 방수구 설치개수가 가장 많은 층을 기준으로 하나이면 하나를 적용하고, 2개 이상인 경우는 최대 2개를 적용한다. 옥내소화전의 방수구는 각 층마다 4개씩 설치되어 있다고 하였지만, 수원의 계산에서 적용할 때는 최대 2개를 적용하여 계산한다.

 

나. 옥상수조 수량

옥상수조 수량 = 지하수조 × 30% = 5,200ℓ × 1/3 = 1,733ℓ

 

수조는 지하 2층에 설치되어 있다고 했다. 그러므로 옥상수조가 필요하다. 정전 사고가 발생한 경우 또는 가압송수장치 즉 펌프의 문제가 발생했을 때에도 임시로 사용 가능하기 위해 설치하는 옥상수조는 수원의 1/3 이상을 저장하여야 한다. 그러므로 지하수조 수량에 1/3을 곱해주면 된다. 여기서 주의할 것은 30%를 곱해서는 안된다는 것이다.

 

다. 전체 수원의 수량

전체 수원의 수량 = 지하수조 + 옥상수조 = 5,200ℓ + 1,733ℓ = 6,933ℓ

 

옥내소화전설비를 위한 전체 수원의 양을 구하라고 하였으므로 지하수조에 저장하는 양과 옥상수조에 저장하는 양을 포함하여 계산한다. 이처럼 문제의 지문에서 전체 수원의 양을 구하라 또는 옥상수조의 양을 포함하여 계산하라는 말이 있을 때 위와 같이 계산한다. 그런데 문제에서 수조의 위치를 명기하지 않거나, 또는 단순히 수원의 양을 구하라고 하면 옥상수조의 양을 포함하지 않아도 될 것이라고 생각한다.

위 건물의 조건이 다음과 같을 때 다음을 구하시오.

<조건>

펌프에서 7층 방수구까지의 높이 : 33m

배관 및 호스의 마찰손실 : 15m

방수압력 : 화재안전기준의 최소 방수압력을 충족하면 됨.

펌프의 효율 : 60%

K값은 1.1로 한다.

 

가. 이론적인 펌프의 체절압력(Mpa)은 얼마 이하여야 하는가?

① 전양정(m)을 먼저 구한다.

 

전양정(H) = h1 + h2 + h3 + 17m = 33m + 15m + 17m = 65m

 

h1 : 실양정(펌프에서 최상층 방수구까지의 낙차, m) = 33m

h2 : 배관 및 관부속품에서의 마찰손실 수두(m)

h3 : 소방호스에서의 마찰손실 수두(m)를 적용, 다만 위 조건에서는 h2와 h3를 합쳐서 15m라고 하였음에 유의할 것.

 

② 체절압력(Mpa)을 구한다.

 

체절압력

펌프의 체절압력은 펌프 정격토출압력의 140%를 초과하지 않아야 한다. 다만, 조심해야 할 것은 전양정의 140%일 수도 있고 아닐 수도 있다는 점이다. 즉 펌프의 정격토출압력은 전양정과는 약간 다른 경우가 많다. 왜냐하면 펌프 명판에 기록된 정력토출압력의 140%를 적용해야 하기 때문이다. 다만, 조건에서 펌프의 명판에 기록된 정격토출압력이 얼마라는 조건이 없으므로 전양정을 기준으로 140%를 초과하지 않으면 된다.

 

나. 전동기의 동력(Kw)을 구하시오.

 

전동기의 동력

H : 전양정(m) = 65m

r : 물의 비중량(kgf/㎥) = 1,000kgf/㎥

Q : 유량(펌프 토출량, ㎥/s) = 260ℓ/min = 0.26㎥/60s

η ; 펌프의 효율 = 60%

K : 전달계수(여유율) = 1.1

 

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