개방형 스프링클러설비를 설치하는 경우의 방수구역 개수 산정

<문제>

특수가연물을 저장하는 창고에 화재확산 방지를 위하여 일제살수식 스프링클러설비를 설치하고자 한다. 스프링클러설비를 설치하기 위한 최소 방수구역의 수를 산정하시오.

 

<조건>

창고의 구조 : 내화구조, 1층 1동

창고의 규격 : 가로 30m, 세로 50m

헤드의 설치 방법 : 정방형으로 배치

문제의 해석

가. 일제살수식 스프링클러설비

화재확산 방지를 위하여 일제살수식 스프링클러설비를 설치한다는 의미는 일제개방밸브 2차측 배관에 개방형 헤드를 설치한다는 말과 같다. 그래서 폐쇄형 헤드를 설치하는 방호구역의 설정 기준과 다르게, 개방형 헤드를 설치하는 방수구역의 설정 기준을 따라야 한다는 것을 알 수 있다.

 

나. 방수구역을 설정하는 기준

 

개방형 헤드에서 방수구역 헤드 수

개방형 헤드를 사용하는 개방형 스프링클러설비에서 방수구역을 정할 때는 먼저 2개 층에 걸쳐서 방수구역이 설정되면 안된다. 그리고 하나의 방수구역에는 개방형 헤드가 50개 이상이 되지 않도록 하여야 한다. 만약 헤드가 50개 이상인 공간이라면 방수구역을 세분화하여 50개 미만으로 하되, 하나의 방수구역에는 최소 25개 이상의 개방형 헤드가 존재하도록 설정하여야 한다.

하나의 방수구역을 담당하는 헤드의 개수는 50개 이하

가. 하나의 방수구역에 최대 50개의 개방형 헤드만 설치하는 이유

일제개방밸브가 개방되면 담당하는 방수구역의 개방형 헤드 전체에서 소화수가 방수되는 특징을 가지고 있다. 따라서 하나의 방수구역에 50개 이상의 개방형 헤드가 설치되면 너무 많은 양의 소화수를 일제히 방수해야 하므로 주배관의 구경과 펌프의 용량이 한없이 커지게 되고, 확보해야 할 수원의 양 또한 많아지게 되기 때문이다.

 

나. 하나의 방수구역에 최소 25개 이상의 개방형 헤드를 설치하는 이유

그렇다고 해서 헤드의 수를 최소화하여 방수구역을 설정하게 되면 펌프의 용량이나 배관의 구경은 작아지지만, 화재확산이 빠른 가연물이나 무대부 등에서는 연소확대 저지의 효과가 미미할 수 있다. 따라서 하나의 방수구역에는 최소 25개 이상의 헤드가 설치되도록 규정하고 있는데, 이는 일정 규모의 면적에서 소화수를 일제히 방수함으로서 화재의 확산을 제어하려는 의도인 것이다.

창고에 설정해야 하는 방수구역의 수

가. 헤드간 간격을 통해 배치되는 헤드수를 알아야 한다.

개방형 스프링클러설비에서 방수구역의 수를 알기 위해서는 먼저 해당 방수구역에 설치되는 헤드 수가 50개를 초과하는지 여부를 알아야 한다. 헤드를 정방형으로 설치한다고 하였으니 헤드간 간격 = 2 r cos45°의 공식을 사용한다.

 

나. 수평거리 r값

 

특수가연물 저장 취급하는 장소의 수평거리 r 값

해당 창고는 내화구조라서 수평거리를 2.3m 이하로 할 수 있다. 그런데 해당 창고에 저장하는 내용물이 특수가연물이므로 수평거리는 1.7m 이하로 하여야 한다. 이렇게 수평거리로 적용하는 사항이 중첩되는 경우에는 가장 짧은 수평거리를 적용해야 한다. 그래야 방호면적에 살수밀도가 높아져서 화재 확산을 제어하고 화재를 진압하는 효과가 높아지기 때문이다. 그래서 수평거리 r값은 1.7m를 적용한다.

 

다. 방수구역에 설치되는 헤드 수

① 헤드간 간격 = 2rcos45° = 2 × 1.7m × cos45° = 2.4m이다. 그러므로 이를 가로열과 세로열 별로 배치해야 할 헤드를 계산해보자.

② 가로열의 헤드 수 : 30m/2.4m = 12.5 → 13개

③ 세로열의 헤드 수 : 50m/2.4m = 20.8 → 21개

④ 전체 헤드 수 : 가로열의 헤드 수 × 세로열의 헤드 수 = 273개

 

라. 방수구역의 수

개방형 헤드를 설치하는 하나의 방수구역에는 최대 50개까지의 헤드를 설치할 수 있다. 따라서 방수구역의 수 = 273개/50개 = 5.46 → 최소 6개가 설정되어야 한다. 다만, 하나의 방수구역의 헤드 수가 25개 이상으로 되도록 구획하면 된다.

만약, 폐쇄형 헤드인 경우라면 방호구역의 수

문제의 조건은 개방형 헤드를 사용하는 경우이므로 방수구역의 수를 산정하였다. 그런데 문제의 조건이 폐쇄형 헤드를 사용하는 경우라면 방호구역은 몇 개를 산정하면 될까? 방호구역은 최대 3,000㎡까지 설정이 가능하므로, 가로 30m × 세로 50m = 1,500㎡ 의 면적이 된다. 따라서 방호구역의 수 = 1,500㎡/3,000㎡ = 0.5 → 1개면 충분하다.

 

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