가압송수장치의 송수량 산정에 필요한 기준개수
가. 기준개수가 기준점이 된다.
스프링클러설비 가압송수장치의 송수량은 제4조(수원) 제1항의 표에 정해진 기준개수와 관련이 있다. 기준개수에 해당하는 모든 헤드에서 0.1Mpa 이상의 방수압력으로 80ℓ/min 이상의 방수성능이 있어야 한다는 것을 의미한다. 만약 기준개수 이하의 헤드가 설치되어 있는 경우라면 해당 개수만큼만을 충족할 수 있는 송수량이면 된다.
나. 기준개수
스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제4조(수원) 제1항에서 폐쇄형 헤드를 사용하는 경우 수원의 양을 산정하기 위한 기준개수가 표로 규정되어 있다.
| 스프링클러설비 설치장소 | 기준개수 | ||
| 지하층을 제외한 층수가 10층 이하인 소방대상물 | 공장 또는 창고(랙크식 창고를 포함한다) | 특수가연물을 저장·취급하는 것 | 30 |
| 그 밖의 것 | 20 | ||
| 근린생활시설·판매시설· 운수시설 또는 복합건축물 |
판매시설 또는 복합건축물(판매시설이 설치되는 복합건축물을 말한다) | 30 | |
| 그 밖의 것 | 20 | ||
| 그 밖의 것 | 헤드의 부착높이가 8m 이상인 것 | 20 | |
| 헤드의 부착높이가 8m 미만인 것 | 10 | ||
| 아파트 | 10 | ||
| 지하층을 제외한 층수가 11층 이상인 소방대상물(아파트 제외)·지하가 또는 지하역사 | 30 | ||
| 비고 : 하나의 소방대상물이 2 이상의 “스프링클러헤드의 기준개수”란에 해당하는 때에는 기준개수가 많은 난을 기준으로 한다. 다만, 각 기준개수에 해당하는 수원을 별도로 설치하는 경우에는 그러하지 아니하다. |
|||
0.1Mpa 방수압력일 때 80ℓ/min 이상이 방수될 수 있어야 한다.
가. 기준개수의 모든 헤드에서 방수압력과 방수량
위 표를 참조하면 스프링클러설비가 설치된 장소가 특수가연물을 저장 또는 취급하는 공장은 기준개수가 30개이다. 그러므로 실제 설치된 헤드의 수가 30개가 넘는다 하더라도 기준개수에 해당하는 최소한의 30개 헤드에서는 0.1Mpa 이상의 압력으로 80ℓ/min 이상의 방수성능을 충족할 수 있는 송수량을 송출할 수 있어야 한다는 것을 의미한다.
나. 그런데, 각 헤드마다 방수압력과 방수량이 다르다.
헤드는 배관에 의해 연결되므로 배관에서의 마찰손실이 존재하게 된다. 마찰손실수두는 하젠윌리암스공식을 통해 Mpa 단위로 계산하는 것이 일반적이다. 가지배관 말단의 헤드에서 0.1Mpa의 압력으로 80ℓ/min 이상의 방수량이 형성되어야 하는 것이 기본 전제이다. 따라서 말단 헤드 직전의 헤드는 배관의 마찰손실수두가 배관의 길이만큼 없어지므로 방수압력 및 방수량이 말단 헤드의 것 보다 더 커지게 된다.
다. 수원량과 가압송수장치 송수량과의 관계
결국 유수검지장치 이후의 모든 헤드에서는 말단 헤드에서의 0.1Mpa 및 80ℓ/min를 기준으로, 유수검지장치에 가까워지는 나머지 기준개수의 헤드에서는 각각 더 큰 방수압력과 방수량을 형성한다는 것을 의미한다. 이렇게 헤드마다 각각 다른 방수량을 모두 합산하여 20분 이상 방수할 수 있는 수원량이 필요하고, 제5조(가압송수장치) 제10호에서는 이를 가압송수장치의 송수량으로 규정하는 것이다.
스프링클러 가압송수장치의 송수량
가. 스프링클러설비 가압송수장치의 송수량
이렇듯 스프링클러설비의 가압송수장치는 유수검지장치 이후 설치된 각각의 헤드에서 변화하는 방수압력에 따라 변화하는 방수량을 모두 충족할 수 있는 유량 이상을 송수량으로 가져야 한다는 의미이다. 스프링클러설비 설치장소에 따른 기준개수의 헤드가 개방되는 경우, 가압송수장치의 송수량은 해당 기준개수 각각의 헤드에서 방수되는 수량을 모두 합한 양 이상이어어야 한다는 것이다. 계산이 엄청 복잡해진다.
나. 속도수두는 계산에 포함하지 않을 수 있다.
이 의미는 베르누이 정리에 따른 베르누이 방정식과 관련이 된다. 수로의 각 단면 즉 배관에 있어서 각 단면의 압력수두, 속도수두, 위치수두는 일정하다는 에너지 보존 원리에서 출발한다. 결국 배관에서 유체 흐름의 전수두는 압력수두 + 속도수두 + 위치수두로 정의된다. 그런데 속도수두는 실제 계산해보면 전체 값에 크게 영향을 미치지 않으며, 이렇게 까지 계산하게 되면 계산이 너무 복잡해지므로 ‘속도수두는 계산에 포함하지 않을 수 있다’라고 규정하고 있다.
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