랙크식 창고에 설치하는 스프링클러설비의 수원 선정과 화세제어 가능성

다음과 같은 랙크식 창고에 스프링클러설비를 설치하고자 한다. 헤드는 정방형으로 배치하고자 한다. 랙크식 창고에 설치하여야 할 스프링클러설비용 수원의 양을 구해보자.

 

<랙크식 창고 현황>

창고의 구조 : 내화구조, 1동 4층,

각 층별 바닥면적 : 층별 바닥면적 : 900㎡ (가로 25m × 세로 36m)

각 층별 반자의 높이 : 15m

저장물품 및 저장용량 : 넝마 및 종이부스러기 300,000kg

소화수조는 1층 펌프실에 설치, 펌프는 수조와 동일 선상에 설치

보유해야 할 수원의 양

가. 기준개수

수원을 구하기 위해서는 해당 용도에 적용하여야 할 기준개수부터 살펴보아야 한다. 스프링클러설비의 화재안전기술기준 표 2.1.1.1을 참조하면, 랙크식 창고이면서 저장하는 품목이 특수가연물인 경우이므로 기준개수는 30개를 적용한다.

 

나. 지하수조의 수원 양(㎥)

소화수조와 펌프는 지상 1층에 설치되어 있지만 수조의 형식은 지하수조로 보아야 한다. 따라서 수원의 양은 각 기준개수에 해당하는 헤드에서 분당 80ℓ 이상의 소화수를 20분 이상 방수할 수 있는 양을 저장하여야 한다. 계산결과 48,000ℓ인데 ㎥으로 구하라고 하였으므로 이를 환산하면 48㎥가 된다.

 

지하수조의 수원 양 = 30개 × 80ℓ/min × 20min = 48,000ℓ= 48㎥

 

다. 옥상수조

해당 랙크식 창고는 옥상수조를 설치하여야 한다. 그 이유는 수원이 고가수조 방식이 아니며, 지상으로부터의 높이가 10m 이상이고, 내연기관을 이용한 펌프가 별도로 설치되어 있는 것도 아니기 때문이다. 따라서 지하수조의 1/3 이상의 수량에 해당하는 옥상수조가 설치되어야 한다.

 

옥상수조 수원 양 = 48㎥ × 1/3 = 16㎥

 

라. 전체 수원의 양

해당 랙크식 창고에서 스프링클러설비의 수원으로 저장하여야 하는 수원량은 지하수조의 수원량과 옥상수조의 수원량을 합한 양 이상이어야 한다. 따라서 48㎥ + 16㎥ = 64㎥ 이상을 저장하여야 한다.

 

보유하여야 할 전체 수원의 양 = 48㎥ + 16㎥ = 64㎥

 

이는 충분한 수량인가?

 

수원의 양

가. 스프링클러설비 화재안전기술기준의 규정

스프링클러설비의 화재안전기술기준(NFTC 103) 2.2.1.12에서는 폐쇄형 헤드를 사용하는 특정소방대상물에서 수원의 양을 정할 때 위와 같이 규정하고 있다. 스프링클러설비의 수원은 설치장소별 기준개수에 1.6㎥를 곱한 양 이상이 되도록 하여야 한다. 여기서 1.6㎥란 각 헤드에서 80ℓ/min의 방수량으로 20분 이상 방수될 수 있는 수량을 의미한다.

 

나. 실제로는 20분 이상의 분량이 되지 않는다.

사실 이 규정(공식)대로 수원을 산정하면 기준개수에 해당하는 헤드가 모두 개방되었을 때 절대 20분을 소화해 낼 수 없다. 그 규정은 최 말단헤드에서 K=Factor 80일 때, 방수압력이 0.1Mpa에서 80ℓ/min의 방수량이 나온다는 가정이다.

 

다. 펌프의 성능과 최 말단 헤드에서의 방수압력에 따라 다르다.

그런데 펌프의 성능에 따라 최 말단 헤드에서 0.1Mpa이 나올지 그 이상이 나올지 알 수 없다. 그리고 최 말단 헤드에서 0.1Mpa이 나오더라도 펌프 방향으로 가깝게 설치된 헤드에서는 더 높은 방수압력이 형성되고 당연히 방수량 또한 더 많아진다. 결국 기준개수의 모든 헤드에서 일률적으로 80ℓ/min이 방수되지 않는다는 의미이다. 따라서 이 공식대로 계산하면 절대 20분 분량의 소화수가 되지 못한다.

그럼에도 법규계산 방식이 효과적인 이유

 

폐쇄형 헤드를 사용하는 설비에서의 수원의 양 산정

가. 실무에서 쉽게 적용할 수 있도록 하는 것이다.

그럼에도 스프링클러설비의 화재안전성능기준과 화재안전기술기준에서는 폐쇄형 헤드의 경우에는 이러한 공식을 적용할 수 있다고 규정하고 있다. 그 이유는 복잡한 수리계산을 적용하지 않고도 설계, 시공, 허가, 점검, 조사에서 쉽고 빠르게 적용 및 판단할 수 있도록 하기 위함이다.

 

나. 화재 초기부터 기준개수 만큼의 헤드가 개방되는 것은 아니다.

또한 화재 발생 후 기준개수 만큼의 헤드가 동시에 개방되는 것이 아니기 때문에, 충분한 시간 동안 화세 제어 역할을 할 수 있다고 판단하고 있기 때문이다. 즉 화재 초기에는 하나 또는 두 개의 헤드가 개방될 것이고, 화재가 지속적으로 확대되더라도 최대 기준개수만큼의 헤드가 개방되면 화재가 제어될 수 있을 것이라고 가정하기 때문이다. 따라서 소방대가 도착하는데 필요한 시간 동안 소화수를 방사할 수 있다고 판단하는 것이다.

 

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
끝까지 읽어 주셔서 감사 드립니다.
글 내용 중에 제가 잘못 생각하고 있는 부분이 있거나,
더 좋은 의견이 있으시면, 댓글로 저를 일깨워 주시면 감사하겠습니다.