고가수조를 사용하는 간이스프링클러설비에 필요한 자연낙차수두

1. 고가수조방식에서 필요한 낙차

 

고가수조방식에서 필요한 낙차

 

가. 구하고자 하는 것 H(m)

고가수조인 경우 구하고자 하는 것은 낙차, 즉 높이이다. 고가수조에서 급수배관이 존재하는 곳의 위치와 건물 내 최상단 간이스플링클러 헤드까지의 위치까지의 낙차를 의미한다. 따라서 단위를 m로 표기하고 있다.

 

나. 10이라는 숫자의 의미

수식의 마지막에 10이라는 숫자가 나온다. 펌프를 이용할 때 또는 압력수조를 이용할 때 공식에서는 0.1이라고 표현되는데, 여기서는 특이하게 10이라고 표시한다. 간이스프링클러헤드에서 형성되어야 할 방수압력은 최소 0.1MPa 이상이어야 한다. 따라서 공식에서 0.1을 사용하는데, 이는 압력을 말할 때 사용하는 것이고, 높이를 말할 때는 m로 환산하여야 하므로 0.1MPa에 해당하는 10m를 의미하는 것이다.

 

다. 배관의 마찰손실수두 h1(m)

h1은 배관의 마찰손실수두를 의미한다. 배관에서의 마찰손실 뿐만아니라 엘보우나 Tee 와 같은 관 부속품에서의 마찰손실을 모두 포함한다. 최종 구하고자 하는 것 높이이므로 MPa이 아닌 m로 환산하여야 한다.

 

 

2. 고가수조에 필요한 자연낙차에 대한 예시

가. 조건

4층 건물의 옥상에 간이스프링클러설비용 고가수조가 설치되어 있다. 급수배관이 설치되는 고가수조의 하단의 높이는 지면으로부터 12m 이고, 지하 1층에 설치된 간이스프링클러헤드의 최상단 헤드의 높이는 지면으로부터 1m 아래에 위치하고 있다. 배관의 마찰손실이 0.05Mpa 이라고 한다면, 고가수조의 높이는 간이스프링클러설비에 사용할 수 있는 적정한 높이인가?

 

나. 문제의 해석

① 문제의 논점은 고가수조에 필요한 낙차를 구하고자 하는 것이다. 낙차는 고가수조의 급수배관에서부터 최상단 간이스프링클러설비의 높이까지를 구하면 된다.

② 고가수조의 급수배관의 높이는 지면에서 12m의 위치이다. 그리고 최상단 간이스플이클러헤드의 높이는 지면에서 1m 이하의 깊이이다. 그러면 상호간의 낙차는 13m에 해당한다.

③ 배관의 마찰손실수두(h1)가 0.05MPa이라고 주어졌다. 하지만, MPa은 압력의 단위이므로 이를 다시 m로 환산하면 5m가 된다.

 

다. 결론

H(m) = h₁ + 10 = 5 + 10 = 15m

공식에 대입하여 계산을 해보면 필요한 낙차는 15m가 나온다. 그런데 건물에 설치된 고가수조에서부터 최상단 간이스프링클러헤드까지의 낙차는 13m가 된다. 따라서 문제 조건에서 주어진 낙차로는 지하층의 간이스플링클러헤드에서 0.1MPa이 형성되지 않으므로 부적정하다.

 

라. 방법

① 그러면 어떤 방법을 사용할 수 있을까? 고가수조의 높이가 부족하므로 고가수조를 포기하고 지하층에 캐비닛형 간이스프링클러설비로 전환하거나, 상수도직결형 간이스프링클러설비로 대체하는 방법이 있다.

② 이미 옥상에 설치되어 있는 고가수조를 사용하고 싶다면 급수배관에 부스터펌프를 설치하여 압력을 높이는 방법이 있다.

 

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