옥내소화전설비 계산문제 풀이(전양정, 마찰손실, 방수량)

 

지하 2층, 지상 7층 근린생활시설에 옥내소화전설비 방수구가 각 층마다 3개씩 설치되어 있다. 수조는 지하 2층에, 옥내소화전설비의 펌프실은 지하 1층에 설치되어 있다.

 

<조건>

① 펌프 진공계의 압력을 보니 0.04Mpa이었다.

② 펌프로부터 최상층 방수구까지의 높이는 33m 이다.

③ 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두는 실양정의 30%를 적용한다.

④ 소방호스의 100m 당 마찰손실수두는 다음 표와 같으며, 각 방수구마다 소방호스는 15m 길이의 마호스 2개가 비치되어 있다.

 

호스의 마찰손실수두

전양정(m)을 구하시오.

가. 실양정(h1)

① 옥내소화전설비에서 실양정(h1)은 후드밸브에서 최상층 방수구까지의 수직 높이를 말한다. 주배관의 길이가 아닌 입면도 또는 계통도에서의 수직 높이를 적용한다. 위 조건에서는 수조는 지하 2층에 설치되고 펌프는 지하 1층에 설치되어, 수조보다 펌프가 더 높은 곳에 설치되어 있다고 했다.

 

② 그러면 후드밸브에서 펌프까지의 높이인 흡입양정수두도 필요한데, 그 높이는 나와있지 않다. 다만, ①에서 진공계의 압력이 0.04Mpa 이라고만 나와있다. 그러면 진공계의 압력을 흡입수두로 환산해 주어야 한다. 대기압인 1atm = 0.1013Mpa = 10.332mH2O 이므로, 이를 응용하여 0.04Mpa이 몇 m 수두에 해당하는지 환산해 보자. 그러면 4.08m가 나온다.

 

흡입양정 수두

③ 실양정

실양정은 후드밸브에서 최상층 방수구까지의 수직 높이를 말한다고 했다. 그러므로 후드밸브에서 펌프까지의 높이인 4.08m, 그리고 펌프에서 최상층 방수구까지의 높이인 33m를 더해주면 된다. 그러면 37.08m가 실양정이 된다.

 

실양정(h1) = 후드밸브에서 펌프까지의 높이 + 펌프에서 최상층 방수구까지의 높이

                  = 4.08m + 33m = 37.08m

 

나. 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두(h2)

사실 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두는 하젠윌리암스 공식을 적용하여 계산하는 것이 맞다. 하지만 이 문제에서는 ③에서 배관 및 관부속품의 마찰손실수두를 간편하게 계산할 수 있도록 실양정의 30%를 적용한다고 하였다. 그러므로 실양정 × 30%를 계산하여 계산 값을 적용한다. 그러면 11.12m가 나온다.

 

배관 및 관 부속품의 마찰손실수두 = 실양정 × 30% = 37.08m × 30% = 11.12m

 

다. 소방호스의 마찰손실수두(h3)

소방호스의 마찰손실수두 표를 살펴보자. 소방호스가 구경 40mm 마호스 인 경우 방수량이 130ℓ/min인 경우에는 마찰손실수두가 100m당 26m라고 표시되어 있다. 그런데 방수구에는 15m 길이의 호스가 2본 있다고 했으므로 총 30m에 해당한다. 따라서 100m 일 때의 마찰손실수두가 26m라면, 길이가 30m 일때는 얼마인가를 계산해보면 된다. 그러면 7.8m가 나온다.

   

소방호스 마찰손실 수두

라. 전양정(H)

전양정(H) = h1 + h2 + h3 + 17m

                 = 실양정 + 배관 및 관 부속품 마찰손실수두 + 소방호스 마찰손실수두 + 17m

                 = 37.08m + 11.12m + 7.8m + 17m = 73m

노즐에서의 방수량(ℓ)을 구하시오.

위 건물의 3층에 있는 방수구 하나를 개방한 후 노즐 선단에서 방수압력을 측정하였더니 0.35Mpa이었다. 이때 노즐에서의 방수량(ℓ)을 구하시오.

 

방수량 구하는 공식

 노즐 선단에서의 방수량을 구하는 공식은 = 0.653 × d^(2) × √P이다. 여기서 d는 노즐의 직경(mm)인데 옥내소화전은 13mm, 옥외소화전은 19mm를 적용한다. 그리고 P는 방수압력(kg/㎠)인데 0.35Mpa 이라고 하였으므로 3.5kg/㎠를 적용한다. 그러면 방수압력이 0.35Mpa인 3층의 노즐에서는 방수량이 206.46ℓ가 나온다.

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