스프링클러설비의 가압송수장치로 사용하는 압력수조
가. 공기의 압력이 가압원이다.
압력수조라는 말에서 알 수 있듯이 수조에 걸리는 공기의 압력을 통해 가압송수장치의 역할을 하는 수조이다. 공기를 충전하는 방식은 통상 에어컴프레셔(Air Compressor)라고 부르는 자동식 공기압축기가 그 역할을 담당한다. 공기의 압력이 수조에 걸리는 것이므로 압력수조 자체가 압력탱크의 역할을 해야 한다. 그러므로 일반 수조와 달리 공기의 압력에 견딜 수 있도록 압력탱크 형식으로 수조를 제작한다.
나. 압력수조의 특징
압력수조에는 당연히 소화수가 채워지고 상부에는 공기를 급기하여 그 압력으로 소화수를 토출한다. 가압할 수 있는 공기의 공간이 필요하므로, 압력수조의 2/3는 소화수로 채워지고 나머지 1/3을 공기가 압축될 수 있는 공간을 차지한다.
다. 압력수조의 단점
그러므로 압력수조에는 공기가 압축될 수 있는 공간이 필수적으로 존재하다는 것이다. 결국 압력수조의 전체 내용적에 비하여 실제 저장할 수 있는 수원의 양은 적을 수밖에 없다는 단점이 있다. 압력수조의 크기 즉 압력수조의 내용적이 스프링클러설비에 필요한 수원의 저장량에 해당하는 것이 절대 아니라는 것을 인식하여야 한다.
압력수조에 필요한 압력
가. 압력수조의 압력 계산식
압력수조에 필요한 압력은 기준개수의 헤드가 개방된다고 가정했을 때, 최상층 말단 헤드에서 0.1Mpa 이상의 방수압력으로 80ℓ/min이 형성될 수 있는 압력이어야 한다. 이 압력을 형성하기 위해 가압송수장치인 압력수조는 수직 낙차(p1)를 극복하고, 배관의 마찰손실(p2)을 극복하고, 그리고 헤드의 방사압력(0.1Mpa)이 형성될 수 있는 압력(P)을 가져야 한다.
나. 낙차의 환산수두압(p1)
이 압력을 충족시키기 위해 압력수조에서는 최상층 헤드에서 압력수조까지의 수직낙차 수두를 극복할 수 있어야 한다. 더 정확하게는 스프링클러설비의 수직배관과 연결되는 압력수조의 급수 배관을 낙차의 환산수두압을 계산하는 기산점으로 삼으면 된다. 수직 낙차가 미터(m)로 측정되므로 이를 Mpa로 환산하여 적용하면 된다. 만약 수직낙차가 40m라면 낙차의 환산수두압은 0.4Mpa을 적용한다.
다. 계산식에서 사용하는 0.1의 의미
고가수조의 계산식에서는 10을 사용하였는데 10은 10m라는 의미였다. 헤드에서 최소 0.1Mpa 이상의 방수압력이 형성되어야 하기 때문에 0.1Mpa을 미터(m)로 환산하여 10으로 사용하였다. 그런데 이 계산식에서는 필요한 압력의 단위가 메가파스칼(Mpa)이므로 계산식에서도 0.1Mpa을 반영하여 사용하는 것이다. 그러므로 0.1은 헤드에서의 최소 방사압력인 0.1Mpa이라는 것을 알 수 있다.
스프링클러설비용 압력수조를 설치할 때 고려해야 하는 사항들
가. 압력수조에 설치해야 하는 것들
압력수조이므로 가장 먼저 압력수조용 탱크가 필요하다. 그리고 압력수조에 물을 공급하고 배수하는 급수관 및 배수관, 수조 내부 점검과 물의 수량을 확인할 수 있는 맨홀 및 수위계가 설치되어야 한다. 그리고 공기에 의해 압력을 발생시키는 수조이므로 압력계와 과압이 발생할 경우를 대비한 안전장치가 설치된다. 또한, 압력을 충전시키기 위한 자동식 공기압축기(에어 컴프레서)가 설치되어야 한다.
나. 스프링클러설비용 수조에 대한 기준 충족
또한 압력수조도 스프링클러설비용 수조의 일종이므로, 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제4조(수원) 제7항에 해당하는 수조의 기준을 충족하여야 한다.
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