스프링클러설비의 주배관으로 사용 가능한 배관

<조건>

지하 1층, 지상 6층의 노유자시설에 습식스프링클러설비를 설치하고자 한다.

- 각 층의 높이는 4m이다.

- 지하 1층에는 10개의 헤드가 설치되며, 지상 1층 ~ 지상 6층에는 각 층마다 8개의 헤드가 설치된다.

- 수조와 펌프는 지하 1층의 바닥에 동일 선상으로 설치한다.

- 스프링클러설비 펌프의 계산상 전양정은 48m, 명판에 기록된 전양정은 60m이다.

배관 내 사용압력을 알아야 한다.

가. 배관 내 사용압력이란?

스프링클러설비의 주배관을 비롯한 배관 이음새는 배관 내 사용압력에 따라 사용할 수 있는 배관의 종류가 결정된다. 그러므로 해당 스프링클러설비의 배관에서 형성되는 압력을 먼저 알아야 한다. 여기서 배관 내 사용압력을 펌프의 정격토출압력이라고 생각하는 경우가 많은데, 실제는 체절압력이다. 그리고 이 역시 계산상의 정격토출압력에 의한 체절압력이 아닌, 펌프 명판에 표시된 정격토출압력과 관련된 체절압력이 더 정확한 표현이다.

 

나. 체절압력을 적용해야 하는 이유

수계소화설비의 펌프가 항상 정격토출압력으로 운영되는 것은 아니다. 펌프는 정격토출압력의 140%를 초과하지 않는 체절압력이 형성된다는 것을 염두에 두어야 한다. 펌프의 성능시험을 할 때, 릴리프밸브 개방 압력을 조절할 때, 헤드가 한 두개만 개방되는 초기 화재 때, 펌프는 거의 체절압력으로 운전하게 된다. 따라서 배관 내 형성되는 압력은 정격토출압력이 아닌 체절압력이라는 것을 이해해야 한다.

체절압력은 얼마인가?

가. 펌프의 정격토출압력

체절압력을 알기 위해서는 먼저 펌프의 정격토출압력을 알아야 한다. 문제의 조건에서 펌프의 계산상 전양정은 48m인데, 펌프의 명판에는 60m라고 되어 있다고 했다. 그렇다면 펌프의 실제 전양정은 48m가 아닌 펌프의 명판에 기록되어 있는 60m이며 정격토출압력도 0.6Mpa인 것이다.

 

나. 실제 체절압력

① 그런데 우리가 알아야 할 것은 체절압력이다. 정격토출압력으로 운영하는 것이 정상이지만 여러 이유로 펌프에서는 체절압력이 형성되기 때문이다. 따라서 0.6Mpa의 140%에 해당하는 0.84Mpa이 배관 내에서 형성될 수 있는 최대 체절압력이라는 것을 알아야 한다.

② 다만, 릴리프밸브는 체절압력 이하에서 작동할 것이기 때문에 배관 내에 형성되는 실제 체절압력은 더 낮아지게 될 것이다. 하지만, 여기서는 그러한 별도의 조건이 주어지지 않았으므로, 체절압력을 0.84Mpa로 이해하고 문제를 풀어보자.

사용 가능한 배관의 종류

 

사용압력이 1.21Mpa 미만의 경우 사용가능한 배관

가. 배관 내 사용압력이 1.2Mpa 미만이다.

스프링클러설비에서는 배관 내 사용압력이 1.2Mpa을 기준으로 사용할 수 있는 배관의 종류를 구분하여 정하고 있다. 이 조건에서는 체절압력이 0.84Mpa로서 1.2Mpa 미만에 해당하므로 위 4가지의 배관 중 하나를 선택해서 사용하면 된다.

 

나. 사용 가능한 배관 및 배관 이음쇠

사용 가능한 배관 및 배관 이음쇠로는 배관용 탄소 강관(KS D 3507), 이음매 없는 구리 및 구리합금관(KS D 5301), 배관용 스테인리스 강관(KS D 3576) 또는 일반배관용 스테인리스 강관(KS D 3595), 덕타일 주철관(KS D 4311)이 있다. 해당 설비는 습식스프링클러이어서 배관 내부가 항상 물이 충전된 구조이므로 이음매 없는 구리 및 구리합금관(KS D 5301)도 사용이 가능하다.

 

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