개방형 헤드를 설치하는 경우 하나의 방수구역의 헤드 수 산출

<문제>

특수가연물을 저장하는 창고에 화재확산 방지를 위하여 일제살수식 스프링클러설비를 설치하고자 한다. 하나의 방수구역에 설치할 수 있는 헤드 수를 구하시오.

 

<조건>

창고의 구조 : 내화구조, 1층 1동

창고의 규격 : 가로 30m, 세로 20m

헤드의 설치 방법 : 가로열이 긴 장방형으로 배치(설치각도 35°)

장방형 헤드의 설치

가. 장방형으로 헤드를 배치하는 경우

폐쇄형 헤드이던 개방형 헤드이던 장방형으로 헤드를 배치할 때 헤드간 거리를 구하는 공식은 가로열은 2rCosΘ, 세로열은 2rSinΘ를 적용한다. 여기서 헤드의 설치각도인 Θ는 문제의 조건에서 설치각도를 35°로 적용한다고 하였으므로 이를 적용하면 된다. 이렇게 헤드간 거리를 구한 후 가로의 길이 및 세로의 길이에 따라 헤드 수를 구하면 된다.

 

나. 수평거리(r 값)

① 해당 창고의 구조는 내화구조이므로 수평거리를 2.3m 이하로 할 수 있다. 그런데 해당 창고는 특수가연물을 저장하고 있으므로 수평거리를 1.7m 이하로 하여야 한다. 이렇게 적용해야 하는 수평거리가 중첩되는 경우에는 가장 짧은 수평거리를 적용해야 맞다.

② 이렇게 더 짧은 수평거리를 적용해야 하는 이유는 화재 확산을 제어하고 화재를 진압하기 위해서 방호면적에 대한 살수밀도가 높아져야 그 효과가 상승하기 때문이다. 그래서 수평거리 r값은 1.7m를 적용한다.

 

다. 헤드 수 산정

① 가로열의 헤드간 거리 = 2rCosΘ = 2 × 1.7m × Cos35° = 2.79m

가로열에 설치해야 할 헤드 수 = 30m/2.79m = 10.75개 → 11개

② 세로열의 헤드간 거리 = 2rSinΘ = 2 × 1.7m × Sin35° = 1.95m

세로열에 설치해야 할 헤드 수 = 20m/1.95m = 10.26개 → 11개

③ 방수구역에 설치해야 할 헤드 수 = 가로열 헤드수 × 세로열 헤드수 = 11개 × 11개 = 121개

방수구역에 맞게 헤드 수 재조정

가. 방수구역의 세분화

위 계산에 따라 창고에는 총 121개의 헤드를 설치해야 한다. 그러면 방수구역은 최소 몇 개가 되어야 하는가? 개방형 헤드를 사용하는 경우 하나의 방수구역은 헤드가 50개를 초과할 수 없다. 그러므로 최대 50개까지 가능하다는 뜻이다. 따라서 최대 개수 50개를 기준으로 방수구역을 나누어 보면 가능한 방수구역의 최소 개수는 121개/50개 = 2.42개 → 3개 이상이어야 한다.

 

나. 하나의 방수구역에는 최소 헤드수가 25개 이상이어야 한다.

 

하나의 방수구역 헤드 수

개방형 헤드는 하나의 방수구역에 최대 50개까지 설치할 수 있지만, 또한 최소 25개 이상이 되어야 한다. 이렇게 두 가지 사항을 모두 만족해야 한다. 따라서 세 개의 방수구역에 헤드 수를 50개, 50개, 21개로 설치하는 것은 불가능하다. 마지막 방수구역의 헤드 수가 25개가 되지 않기 때문이다.

 

다. 하나의 방수구역에 설치할 수 있는 헤드 수

① 그러므로 모든 방수구역에 설치되는 헤드 수는 각각 25개가 넘도록 설치해야 한다. 그러면 3개의 방수구역에 헤드 수를 40개, 40개, 41개로 설치해야 모두 25개가 넘을 수 있으니 가능하다. 다른 방식으로는 50개, 46개, 25개와 같이 설치해도 각 방수구역에 25개의 헤드 수가 설치되었으니 무방하다.

② 따라서 해당 창고의 경우 방수구역은 3개 이상이 되어야 하고, 하나의 방수구역에 설치될 수 있는 최대 헤드 수는 50개까지 가능하고, 최소 헤드 수는 25개가 되는 것이다.

최대 방수구역의 개수

가. 헤드 수가 최소 25개 이상이 되도록 세분화 한다.

의문점이 하나 남는다. 방수구역을 개방형 헤드의 수와 관련하여 꼭 3개로 해야만 하는가? 아니다. 더 세분화도 가능하다. 최소 개수가 25개 이상이어야 하므로 최소 개수를 기준으로 방수구역을 구획하여도 문제는 없다. 즉 최대 방수구역의 수 = 121개/25개 = 4.84개 → 4개까지 가능하다.

 

나. 반올림하지 않는 이유

여기서 주의해야 할 점은 방수구역을 4.84개에서 반올림하여 5개로 세분화해서는 안된다. 반올림이 아닌 소숫점 이하의 수는 버림의 형태로 더 낮아져야 한다. 왜냐하면 하나의 방수구역에 설치될 수 있는 헤드 수가 25개 미만이 되어서는 안되기 때문이다. 만약 방수구역을 5개로 세분화하면 25개, 25개, 25개, 25개, 21개가 되므로 불가하다.

 

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