격자형 배관방식(Grid System)
가. 격자형 배관 방식이란?
격자형 배관 방식을 화재안전기준에서는 둘 이상의 수평주행배관 사이를 가지배관으로 연결하는 방식을 말한다고 하고 있다. 그런데 대부분의 경우 2개의 평행한 교차배관 사이에 여러 개의 가지배관들이 연결되고, 그 가지배관에 스프링클러 헤드가 설치되는 방식이다. 이를 그리드 방식(Grid System)이라고 표현한다.
나. 방수량과 방수압이 균일하게 적용된다.
교차배관이 가지배관 양쪽에 존재하고 두 군데서 소화수가 전달되므로 격자형 배관 전체에 거의 균일한 압력이 형성될 수 있게 된다. 이것이 트리형 배관(Tree System) 방식과 가장 다른 점이다. 트리형 배관 방식에서는 교차배관에서 먼 말단 헤드일수록 방수량과 방수압력이 낮아지는데, 격자형 배관방식에서는 이러한 문제점이 최소화되는 것이다.
다. 습식스프링클러설비에서 사용한다.
두 개 이상의 교차배관이 평행하게 연결되고 그 사이에 가지배관과 헤드가 설치된다. 그래서 만약 가지배관 내부에 공기가 들어있으면 공기가 압축되어 밀려다니면서 실제 개방되는 헤드에서의 방사시간에 많은 영향을 미친다. 따라서 격자형 배관 방식은 습식 스프링클러설비에서 사용되고 있다.
루프 배관 방식(Loop System)
가. 루프 배관 방식이란?
그리드 방식과 유사한 용어로 루프 방식이 있다. 루프 배관 방식도 교차배관이 두 개 등장하는데, 헤드가 2개 이상의 배관에서 소화수를 공급받는 시스템이라고 표현한다. 루프라는 용어가 전체적으로 연결된다는 의미이기 때문이다.
나. 그리드 방식과 루프 방식의 차이
그리드 방식과 루프 방식은 사실 유사하다. 두 방식 모두 교차배관이 Loop 형식을 취하고 있기 때문이다. 다만, 그리드 방식은 교차배관 사이에 설치된 가지배관이 끝까지 연결된 것이어서 Doulble Loop System이라 부른다. 그런데 루프 방식은 가지배관이 끝까지 연결되지 않고 교차배관만 연결되는 방식이어서 Single Loop System 이라 부른다. 즉 가지배관이 끝까지 연결되었느냐의 여부에 따라 차이가 달라진다.
다. 루프 방식의 효용성
그러면 그리드 방식이 있는데도 불구하고 왜 굳이 루프 방식이 등장하였을까? 이는 배관 내부의 공기 유동과 관련이 있다. 그리드 방식은 습식스프링클러설비처럼 배관 내부가 물로 충전되어 있는 경우에 가능했다. 즉 공기가 들어있는 건식이나 준비작동식에서는 내부 공기가 밀려다니면서 소화수의 방수에 장애가 되었기 때문에 그리드 방식의 설치가 곤란했다. 그런데 루프 방식으로 배관을 설치하면 배관 내부의 공기가 개방된 헤드로 원활하게 제거될 수 있다. 그런 이유로 루프 방식이 등장하였다.
격자형 배관방식을 도입하면
가. 둘 이상의 배관에서 물을 공급받을 수 있다.
둘 이상의 교차배관이 설치되고 해당 배관들에서 모든 가지배관에 소화수가 공급되는 시스템이다. 그러므로 하나의 교차배관에 문제가 생기더라도 나머지 배관으로 소화수를 공급받을 수 있다. 헤드로의 소화수 공급에 대한 Fail Safe 기능이라 할 수 있다.
나. 헤드별 방수압력, 방수량을 균일하게 유지할 수 있다.
양쪽 교차배관에서 소화수가 공급되고 각 가지배관으로 분배되므로 유수의 흐름이 분산된다. 그러므로 교차배관 사이에 설치된 가지배관의 모든 헤드에서 매우 균등한 방수압력과 방수압이 형성될 수 있다. 트리형 배관 방식에서 적용되는 마찰손실압력이 현저하게 줄어든다. 이는 컴퓨터 시스템을 통한 수리계산으로 적용할 수 있다.
다. 하나의 가지배관에 8개 이상의 헤드를 설치할 수 있다.
하나의 가지배관에는 최대 8개의 헤드를 설치할 수 있다. 그런데 격자형 배관방식을 도입하면 이 숫자가 의미가 없다. 교차배관에서 분기된 가지배관에서의 마찰손실이 최소화되기 때문에 방수압력 손실이 줄어들어 헤드를 추가로 설치해도 방수압력과 방수량을 형성할 수 있기 때문이다.
라. 하나의 방호구역의 면적을 3,700㎡까지 확장할 수 있다.
격자형 배관방식은 헤드로의 소화수 공급 방법, 마찰손실의 저하, 방수압 및 방수량의 균등과 같은 유리한 점이 존재한다. 따라서 하나의 방호구역의 면적을 3,000㎡를 넘어선 최대 3,700㎡까지 확장하여 설정할 수 있다.
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