압력수조방식에서 Air Lock 현상이 발생하지 않게 하는 방법

옥상수조의 자연낙차 수두를 높인다.

가. 옥상수조의 자연낙차 수두를 높여야 한다.
가장 쉽게 접근할 수 있는 것이 옥상수조의 설치 높이를 높이는 것이다. 즉 옥상수조에서부터 최상층 방수구 또는 헤드까지의 수직 낙차가 길어지게 하는 것이 자연 낙차수두를 높여주게 되는 것이다. 따라서 이 압력으로 배관 내에 형성되는 공기의 압력 또는 Air Pocket을 이겨낼 수 있게 하는 것이다.

나. 필요한 자연낙차 수두를 형성하기 위한 최소 높이
자연낙차를 형성하기 위한 최소 높이는 12m가 넘어야 한다. 그 이유는 스프링클러 헤드에서의 방수압력인 0.1Mpa과 배관에서의 마찰손실을 고려하여 0.02Mpa 이상이 필요하기 때문이다. 그런데 이는 스프링클러설비에서의 경우이고, 옥내소화전설비의 경우라면 최소 방수압 0.17Mpa에 배관의 마찰손실을 고려하여 0.2Mpa 즉 20m의 높이가 필요하게 된다. 그러나 이는 건축 설계에서 반영되기 힘든 높이이다.

다. 체크밸브의 높이를 최대한 낮게 설치해야 한다.
자연낙차 수두만큼이나 중요한 것이 옥상수조용 Check Valve의 설치 위치이다. 옥상수조의 자연 낙차압력을 높이기 위해 자연낙차를 크게 설치한다 하더라도 체크밸브가 열리지 않으면 의미가 없다. 그러므로 체크밸브는 최대한 낮게 설치해야 한다. 즉 최상층 방수구 또는 헤드 높이보다 바로 상부 높이에 설치해야 옥상수조의 자연낙차 수두를 충분히 반영할 수 있다.

압력수조의 수직배관과 옥상수조의 토출관을 별도로 분리 설치한다.

가. 각각의 수직배관 설치
위와 같이 옥상수조의 높이를 필요한 만큼 높게 하고 싶지만 사실 쉽지 않다. 따라서 그 대응책으로 수직배관을 별개로 각각 하나씩, 총 두 개를 설치하는 것이다. 하나는 압력수조에서 방수구 및 헤드로 연결되는 정상적인 수직배관을 말한다. 또 하나는 옥상수조에서 별도의 수직배관을 설치하여 압력수조의 토출측에 연결하는 것을 말한다. 즉 고가수조나 옥상수조에서 급수하는 송수배관을 압력수조의 수직배관 상부에 연결하지 않고 하부에 연결하는 방법을 말한다.

나. 옥상수조의 자연 낙차압을 압력수조의 공기압력보다 크게 한다.
이는 옥상수조의 자연낙차압을 의도적으로 키우겠다는 것을 의미한다. 옥상수조와 최상층 방수구 또는 헤드와의 자연 낙차를 높일 수 없으니, 별도의 수직배관을 설치하여 자연 낙차압을 키우고자 하는 것이다. 그러면 옥상수조의 자연낙차압이 건물의 높이만큼 커져서 압력수조의 공기압력에 영향을 받지 않게 되므로 Air Lock 현상을 예방할 수 있다.

수직배관과 토출배관의 별도 설치

압축공기가 소화수에 직접 접촉되지 않게 한다.

가. 블래더 탱크 방식의 접목
압력수조 내에 별도의 물주머니를 만들어 수원은 물주머니 안에 저장하고, 그 밖에 공기압력으로 압축하는 방법이다. 그러면 압력수조 내에서 소화수와 압축공기를 완전히 분리시킬 수 있다. 이는 포소화설비의 포원액 저장탱크에서 사용하는 블래더 탱크(Bladder Tank) 방식과 유사하게 접목시킬 수 있을 것이다.

나. Henry 법칙이 적용되지 않도록 상호 분리
이는 Henry 법칙을 반대로 응용할 필요가 있음을 의미한다. 기존의 압력수조는 압력수조 내부에 그대로 소화수를 2/3 정도의 높이만큼 저장하고 윗부분의 빈 공간에 에어컴프레셔를 통해 압축공기를 채워넣는 방법을 사용하고 있다. 이 때문에 Henry 법칙에 따라 압력에 비례하는 만큼 용존산소로 소화수에 녹아 함유되는 결과를 초래하는 것이다. 따라서 압력수조 내부에 소화수를 저장하는 별도의 물주머니를 만들거나 압력수조에 격막을 설치하여 공기와 소화수를 완전 분리하는 방법을 사용해 볼 수 있다.

다. Air Pocket이 형성되지 않도록 한다.
압력수조 내에 설치한 물주머니를 주변에서 압축공기가 가압하게 되면 물주머니가 압력을 받아 소화수를 배관으로 이송하게 된다. 즉 압력수조 내에서 공기와 소화수가 직접 접촉하지 않기 때문에 소화수에 기체가 녹아 함유되지 않는다. 따라서 배관 내의 압력이 낮아지는 장소에 도달하더라도 Air Pocket이 형성되지 않으므로 Air Lock 현상이 발생하지 않는다.

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