건식 스프링클러설비(Dry Pipe Sprinkler System)

건식 스프링클러설비란

가. 용어의 정의

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)를 살펴보자. "건식 스프링클러설비"란 건식 유수검지장치 2차측에 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전된 배관에 폐쇄형 스프링클러헤드가 부착된 스프링클러설비로서, 폐쇄형 스프링클러헤드가 개방되어 배관 내의 압축공기 등이 방출되면 건식유수검지장치 1차측의 수압에 의하여 건식유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러설비를 말한다.

 

나. 건식 스프링클러설비의 주요 구성

건식 스프링클러설비에는 건식 유수검지장치(Dry Valve)가 사용된다. 2차측 배관에는 압축공기 등을 충전해야 하므로 공기 충전장치인 에어컴프레셔가 필요하다. 건식스프링클러설비에 사용되는 헤드는 폐쇄형 헤드를 사용한다. 헤드가 개방되면 소화수의 이송이 빨리 이루어져야 하므로 급속개방장치인 Quick Opening Device가 필요하다. 그리고 가장 먼 가지배관의 끝에는 건식유수검지장치의 정상 작동여부를 시험하기 위한 시험장치가 설치된다.

 

건식밸브 (출처 : 한국소방공사)

건식 스프링클러설비의 장점

가. 동결의 우려가 있는 장소에서 사용 가능

건식 유수검지장치 2차측은 소화수가 아닌 압축공기 또는 질소 등이 충만된다. 이것이 건식스프링클러설비의 가장 큰 장점이다. 2차측 배관 내에 물이 없는 상황이므로 겨울철에 동결의 우려가 없다. 그래서 겨울철에 상시 보온을 하지 않는 건물에 설치할 수 있는 스프링클러설비이다.

 

나. 별도의 감지장치가 필요없음

건식 유수검지장치(Dry Valve)가 작동하는 원리는 폐쇄형 헤드의 개방으로 2차측 배관의 압축공기 등이 빠져나감으로써 배관의 압력이 저하되기 때문이다. 이때 2차측의 낮아진 압력 때문에 1차측의 가압수가 클래퍼를 개방하는 원리이다. 따라서 감지기와 같은 별도의 감지장치를 설치할 필요가 없다.

건식 스프링클러설비의 단점

가. 실제 방수까지 시간 소요

① Trip Time : 건식 유수검지장치 2차측 배관에 압축공기 등이 충만되어 있으므로 압력이 낮아져야 클래퍼가 개방될 수 있다.

② Transit Time : 또한 개방된 헤드까지 소화수가 도달하려면 2차측 배관 내의 압축공기가 외부로 빠져나가야 가능하다.

이렇게 클래퍼의 개방에 소요되는 시간과 소화수가 헤드까지 이송되는 시간이 길어지면서 실제 소화에 필요한 소화수가 방출되는 시간이 늦어져 화재를 키우게 된다.

 

나. 별도의 부대설비가 필요

① 급속개방장치(Quick Opening Device) 설치

따라서 빠른 시간 내에 클래퍼가 개방되고 소화수가 개방된 헤드까지 도달할 수 있도록 하는 급속개방장치가 설치되어야 한다. Quick Opening Device라고 부르는 급속개방장치에는 엑셀러레이터와 익져스터가 있다. 우리나라는 대부분 엑셀러레이터를 사용한다.

 

② 공기 충전장치(Air Compressor) 설치

또한 2차측 배관에는 압축된 공기가 충만되어 있어야 한다. 1차측의 가압수와 평형 이상의 압력을 유지할 수 있어야 Dry Valve의 클래퍼가 개방되지 않고 유지될 수 있기 때문이다. 이를 위해서 압축공기 충전을 위한 에어컴프레서와 압력유지를 위한 공기조절밸브(Air Regulator) 등 부속 장치들이 필요하다.

 

다. 빠져나오는 공기가 화재를 확산시킬 우려

화재에서 발생하는 Fire Plume을 감지하여 폐쇄형 헤드가 개방되면 2차측 배관에 충전되어 있던 압축공기가 빠져나오게 된다. 2차측 배관에 있던 공기는 화재에 신선한 공기로 작용하여 화재를 확산시키는 효과가 있다.

 

라. 헤드 파손시 수손피해 발생

폐쇄형 헤드까지는 소화수가 아닌 압축공기가 충전되어 있는데, 헤드가 개방되면 결국 건식유수검지장치가 작동하고 소화수가 이송되어 방출되게 된다. 화재로 인한 헤드 개방이 아니라면 결국 의도하지 않는 수손피해가 발생할 수밖에 없다.

건식 스프링클러설비의 작동 매커니즘

가. 화재 발생에 따른 헤드 개방

화재 발생 → 폐쇄형 헤드 감열 및 개방 → 2차측 배관의 압축공기 방출 → 2차측 배관 압력 저하 → 이를 감지한 엑셀러레이터(Accelerator) 작동 → 건식 유수검지장치의 클래퍼 개방 → 1차측의 가압수가 2차측 배관으로 유입

 

나. 경보 및 표시등 작동

가압수 일부는 압력스위치(Pressure Switch) 작동 → 방호구역 음향장치 경보 및 감시제어반(수신반)의 주경종 작동, 감시제어반(수신반)의 화재표시등 및 알람밸브 개방 표시등 작동

 

다. 펌프 기동 및 화재진압

펌프 토출측 2차측 주배관의 압력 감소 → 압력챔버의 압력스위치(Pressure Controler) 작동 → 가압송수장치(펌프) 작동 → 주배관 압력 상승 → 개방된 헤드로 소화수 방수 → 화재 진압

 

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