가스계 소화설비의 오동작을 예방하기 위한 조치들

가스계 소화약제가 가지고 있는 특성

가스계 소화설비는 존재 목적이 화재를 진압하고 재발화가 되지 않도록 하는 것이다. 이산화탄소의 경우에는 냉각과 질식을 목적으로 하여 화재를 진압한다. 할론과 할로겐화합물 소화약제는 부촉매 원리를 이용하여 화재를 진압한다. 불활성기체 소화약제는 내부의 산소 활성도를 낮춰 화재를 진압한다. 분말 소화약제는 Knock Down효과와 부촉매 효과를 이용해 화재를 진압한다.

각각의 소화약제들이 인체에 좋은 가스가 분출되는 것이 아니라는 것이다. 왜냐하면 화재를 진압한다는 것이 화염과 산소가 반응하지 못하게 하고 실내의 산소 농도를 떨어뜨리는 역할을 하기 때문이다. 당연히 실내에 거주자가 있는 경우 치명적일 수 있다.

 

 

가스계 소화약제의 고압 연결호스

 

오작동이 미치는 영향

가. 독성에 따른 인명 사고

화재가 아닌 상황에서 가스계 소화약제가 방출되면 가장 중요한 것은 방호구역 내부에서 작업하고 있는 사람들의 안전이 직접적으로 위협을 받는다. 이산화탄소 소화설비의 경우에는 실내의 냉각과 질식이 목적이므로 더 위험하다. 과거 모 공장에서 오작동으로 가스계 소화설비가 방사되어 인명피해로 이어지는 사고도 있었다.

할로겐화합물계 소화약제는 방사되면서 독성이 강한 물질들이 생성된다. 특히 화염과 접촉하면 불화수소(HF)가 생성된다. 기계들을 부식시키는 성분이 강하고 인체의 눈이나 인후부의 점막에도 강한 자극을 준다. 비록 화재가 아닌 오작동에 의해 방사되는 것이라 할지라도 실내 산소 농도는 현저히 떨어지며 염소, 불소, 브롬, 요오드 등에 의해 호흡하는데 문제를 야기시킨다.

 

나. 약제 방사에 따른 경제적 손실

가스계 소화약제는 Kg당 얼마라는 개념으로 계산된다. 이산화탄소는 Kg에 500원, 할론 1301의 경우에는 kg당 30,000원, 할로겐화합물계 소화약제는 kg당 30,000~50,000원, 불활성기체 소화약제는 Kg당 15,000원 정도이다. 3년 전에 보았던 가격이라 지금은 얼마나 올랐을지 모르겠다. 어찌되었든 68리터 소화약제 저장용기에 45kg이 들어간다고 가정한다면 1,350,000에 해당한다. 소화약제의 종류에 따라 저장용기 하나당 백만원이 넘는다는 것이다. 방호구역의 크기에 따라 많게는 20개 이상의 약제 저장용기가 설치되는데 오작동으로 인해 한번 방사되고 나면 몇 천만원에 해당하는 경제적 손실이 발생한다.

 

다. 벽체, 구조물의 손상

또 하나의 문제는 구조물의 손상이다. 가스계 소화약제는 짧게는 10초 보통 30초의 방사시간에 대한 제한이 있다. 빠르게 전 구역을 설계농도에 이르게 하려는 목적이다. 그렇다 보니 갑작스런 압력 상승이 일어나고 벽체나 구조물에 강력한 압력을 불러일으킨다. 가스계 소화설비를 설치하기 전에 Door Fan Test를 통해서 밀폐도 및 문제점 여부를 판단한다. 그러나 실제 방사하는 시험이 아니기 때문에 시뮬레이션에 의한 이론적 수치일 뿐이다. 실제 방사를 해보면 압력을 이기지 못하고 예기치 않게 벽체가 손상되거나 출입문과 개구부가 파괴되는 현상이 발생할 수 있다. 물론 내부에 보호되어야 할 전산장비 및 기기류 등도 심각한 영향을 받는다.

 

라. 환경 오염 및 오존층 파괴

할로겐화합물계 소화약제에서는 염소와 브롬 등이 방출된다. 지구 환경 오염과 오존층 파괴를 초래한다는 것을 알면서도 화재 진압을 위해 어쩔 수 없이 방출하는 것이다. 그런데 화재가 아닌 상황에서 환경 오염물질이 방출되면 성층권에서 자외선에 의해 분해되어 오존을 파괴하는 결과를 초래한다.

 

 

 

안전을 위해 어떤 시스템들이 설치되어 있을까?

가. 소화약제 저장용기실을 별도로 설치

가스계 소화약제의 저장용기와 기동용 가스용기는 특성상 가까이 배치하여야 한다. 기동용 가스용기에는 솔레노이드가 설치되어 있어서 솔레노이드의 공이 격발로서 기동용 가스용기가 개방된다. 그 압력으로 선택밸브와 소화약제 저장용기의 니들밸브가 작동한다. 그러므로 기동용 가스용기는 아무나 취급해서는 안된다. 작은 실수로 인해 해당 방호구역에 소화약제가 방출될 수 있기 때문이다. 이러한 실수를 예방하기 위해 기동용 가스용기와 소화약제 저장용기가 설치되는 저장용기실을 별도로 구성하여 방화문으로 구획하고 불특정 다수인의 출입을 제한한다.

 

나. 기동용 가스용기의 솔레노이드 안전핀

기동용 가스용기와 이를 작동시키는 솔레노이드를 분리해야 하는 경우가 있다. 해당 방호구역의 감지기를 작동시켜 해당 방호구역을 담당하는 기동용 가스용기에 연결되는 솔레노이드의 격발시험을 하는 경우가 그 예이다. 작동 기능점검 또는 종합 정밀점검에서 가스계 소화설비의 작동 실효성을 위해 시험을 하고 있다. 그런데 기동용 가스용기로부터 솔레노이드를 해체하는 중에 실수로 작동시킬 수 있으므로 안전핀을 꼽아서 점검자에 의한 오작동이 일어나지 않게 한다. 물론 점검이 끝난 후에는 솔레노이드의 안전핀을 뽑아 놓아야 한다.

 

기동용 가스용기의 솔레노이드와 안전핀

 

다. 교차회로 방식의 감지기 회로 구성

화재를 인식하는 방식이 두 가지가 있다. 사람이 직접 화재를 발견하고 방호구역 밖에 있는 수동식 기동장치를 누르는 방법과, 자동화재탐지설비의 감지기를 교차회로 방식으로 설정하여 두 회로가 모두 작동하는 경우 화재로 인식하는 방법이 있다. 감지기를 하나의 회로가 작동하는 경우에는 오작동일 우려가 있으므로 인접한 두 개의 감지기가 모두 작동했을 때 화재로 인식하고 가스계 소화설비가 작동된다.

 

라. 지연장치

수동기동장치를 누르거나 감지기 교차회로가 화재를 인식하고 수신반에 화재 신호를 발신했다 하더라도 가스계 소화설비가 곧바로 작동하지 않는다. 사람들이 대피할 시간을 주어야 한다. 감지기 하나의 회로가 화재를 인식하면 방호구역 내에 경보음이 울려서 대피하게 만든다. 그리고 일정 시간(20초~30초)이 지나고 난 다음 가스계 소화설비가 작동한다. 인명 대피를 우선적으로 할 수 있도록 배려하는 장치이다.

 

마. 긴급 정지 스위치 (Abort Switch)

가스계 소화설비의 설치 업체에서 세팅한 20초에서 30초 정도의 지연시간 동안 경보음이 울리고 이를 인지한 방호구역내의 사람들이 대피하여야 한다. 그런데 넘어지거나 기계에 끼어 있거나 다른 행동으로 인해 지시간 내에 방호구역에서 대피하기가 어려운 경우가 있다. 이때 수동식 기동장치에 있는 긴급 정지스위치(Abort Switch)를 누르면 지연시간이 진행되다가 현 시점에서 멈춘다. 예를 들어 30초의 지연시간이 설정되어 있는데 10초 정도에서 위험을 발견하고 긴급 정지 스위치를 누르면 10초에서 멈추는 것이다. 그리고 Abort Switch에서 손을 떼면 다시 남은 20초의 시간이 계산된 후 가스계 소화설비가 작동한다.

 

 

긴급정지스위치(Abort Switch)

 

바. 안전밸브

소화약제 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이의 배관 도중에 설치하여 소화약제 저장용기가 개방되었는데도 불구하고 선택밸브가 개방되지 않았을 때 설비의 안전을 위하여 개방되는 안전장치이다. 내압시험압력의 0.8배에서 작동하도록 설치하여 배관 내의 압력을 낮춰주는 역할을 한다.

 

사. 수동 잠금밸브

소화약제의 저장용기와 선택밸브 사이에는 집합배관이 설치되어 있는데 선택밸브 이전에 수동 잠금밸브를 설치한다. 소화약제 저장용기에서 약제가 방출되면 집합배관을 거쳐 선택밸브가 열린 방향의 배관으로 약제가 방출되는 구조이다. 기동용 가스용기에 의해 가스계 소화약제 저장용기를 개방시키는 구조가 일반적이므로 약제용기가 개방되면서 선택밸브도 동시에 개방된다.

그러나 점검 등을 목적으로 저장용기와 기동용 가스용기의 점검을 목적으로 하다가 어떤 오작동으로 인해 갑작스런 소화약제의 방출이 예상되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우에는 저장용기와 선택밸브 직전에 있는 수동 잠금밸브를 긴급하게 폐쇄함으로서 방호구역으로 방출되는 것을 막을 수 있다. 다만, 소화약제의 방출압력이 고압이므로 배관 또는 부속 기계류의 파손을 우려하여 저장용기실에서 점검과 관리를 하고 있던 사람들은 즉시 저장용기실 밖으로 대피해야 한다.

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