스프링클러설비의 주배관 구경(D) 계산

 

<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.

규약배관 기준에 따른 주배관의 구경

가. 규약배관 기준 산정표

 

헤드 수별 급수관의 구경

나. 규약배관 기준표의 적용

노유자시설은 폐쇄형 스프링클러헤드를 설치하는 경우이다. 그리고 설치하는 헤드는 조기반응형 헤드로 설치하는 것이 맞다. 그러므로 설치하는 헤드가 페쇄형 헤드의 경우이므로 구분란에서 ‘가’의 헤드 수에 따르면 된다.

 

다. 하나의 층에 설치된 최대 헤드 수

문제의 조건에서 하나의 층에 설치된 최대 헤드수는 10개이다. 그러므로 구분란에서 ‘가’를 적용하고, 최대 헤드수 10개를 적용하면, 설치해야 할 급수관의 구경은 50mm가 된다.

 

라. 규약배관 기준표에 따른 주배관의 구경 : 50mm

수리계산에 따른 주배관의 구경(D)을 구하는 공식

가. 배관의 구경을 구하기 위한 공식 유도

 

배관 구경 산정 공식

나. 배관의 구경 구하는 공식의 흐름 설명

우리가 흔히 알고 있는 유량 Q(㎥/s) = A(㎡) × V(m/s) 라는 공식에서 시작한다. 여기서 주의할 점은 단위를 유심히 보아야 한다. 이 공식에서 알고자 하는 것은 유량인데 유량인 Q의 단위는 ㎥/s 이다. 그리고 배관의 단면적인 A(㎡) = (π×D^2)/4이므로 이를 대입하여 풀면 배관의 구경인 D(m)를 구할 수 있다. 그런데 대부분 배관의 호칭경은 실제 mm로 적용하므로 나중에 단위 환산을 해주어야 한다.

수리계산으로 주배관 구경 산정

가. 토출량 Q(㎥/s)

공식에 대입할 유량 즉 토출량 Q를 먼저 알아보자. 노유자 시설에 설치되는 헤드는 폐쇄형 헤드를 사용할 것이다. 각 층에 설치되는 최대 헤드 개수는 10개 이므로 수원을 계산할 때 필요한 기준개수가 10개가 된다. 그러므로 펌프의 정격 토출량 Q = 80ℓ/min × 10개 = 800ℓ/min이 된다. 그런데 Q의 단위가 ㎥/s라고 하였으므로 이에 맞는 단위로 환산하면 0.8㎥/60s = 0.013㎥/s가 된다.

 

나. 유속 V(m/s)

수리계산으로 배관의 구경을 산정할 경우 가지배관의 유속은 6㎧, 그 밖의 배관의 유속은 10㎧를 초과할 수 없다고 하였다. 여기서는 가지배관이 아닌 주배관의 구경을 구하고자 하는 것이므로, 그밖의 배관에 해당하는 최대 10m/s를 V에 대입한다.

 

다. 공식에 대입하여 주배관의 구경(mm) 산정

 

주배관의 구경

토출량 Q에 0.013㎥/s, 유속 V에 10m/s를 대입하여 계산한 결과 0.04068m가 나왔다. 현재 이 공식의 계산결과 단위는 m이다. 하지만 주배관의 구경 단위는 mm라고 했다. 그러므로 40.68mm가 최종 답이다.

 

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