전기차 전용주차구역의 스프링클러헤드 K factor별 살수밀도의 비교

 

 

1. 헤드의 K factor에 따라 살수밀도를 비교하는 방법

가. 두 가지의 살수밀도 비교

전기차 전용주차구역에 K factor 115 헤드와 K factor 80 헤드의 두 가지의 살수밀도를 비교할 때는 두가지 방법이 있다. 먼저 ① 단위 방호면적의 살수밀도를 적용하는 이론상 비교의 방법과, ② 실제 설치할 장소에 대해 단위 주차구역별 살수밀도를 판단하는 실증적 비교(현장적 비교)의 방법이 있다.

 

나. 검토 방법

이 두 가지의 적용법을 다음의 방법으로 검토해 보고자 한다. 먼저 단위 방호면적에 대해 이론적인 살수밀도를 적용해 보고, 다음에는 단위 주차구역별 살수밀도를 적용한다. 여기서 단위 주차구역별 살수밀도라는 것은 실제 설계할 건축물 중 가장 큰 주차구역의 바닥면적에 헤드를 배치한 경우에 대한 적용이다. 따라서 이를 실증적 비교 또는 현장적 비교라고 부르겠다.

 

 

 

2. 단위 방호면적을 대상으로 살수밀도를 비교하는 방법

가. K factor 115 헤드를 2.5미터 간격으로 설치한 경우

K factor 115 헤드에서의 분당방출량은 보면 115ℓ/min가 된다. 그리고 2.5미터 간격으로 설치하면, 방호면적은 6.25㎡가 된다. 그러므로 단위 방호면적별 살수밀도는 115ℓ/min ÷ 6.25㎡ = 18.4ℓ/㎡가 형성된다.

 

나. K factor 80 헤드를 1.8미터 간격으로 설치한 경우

K factor 80 헤드에서의 분당방출량은 80ℓ/min이다. K factor 80 헤드를 1.8m 간격으로 설치하면 방호면적은 3.24㎡가 된다. 그러므로 단위 방호면적별 살수밀도는 80ℓ/min ÷ 3.24㎡ = 24.69ℓ/㎡가 되는 것이다.

 

다. 두 경우를 비교하면

이렇게 두 가지의 경우를 단위 방호면적에 따라 살수밀도를 비교하면 K factor 80 헤드를 사용한 경우가 24.69ℓ/㎡로 K factor 115 헤드를 설치한 경우보다 더 많다. 이론적인 비교만 하면 K factor 80 헤드를 설치한 방법을 적용하는 것이 타당할 것이다.

3. 실제 주차구역에 대해 살수밀도를 비교하는 방법

가. 실제 주차구역의 예시

실제 설계할 건물의 단위 주차구역 중 가장 큰 구역을 봤더니 그 면적이 46.85㎡라고 가정하자. 이는 전기자동차가 3대를 주차할 수 있는 구역 중 그 면적이 가장 큰 구역인 경우이다. 그리고 계산방법은 낙차를 반영한 수리계산으로는 설계하는 대상물 마다 압력이 다르므로, 이해가 쉽도록 규약에 의한 계산법을 통해 정리해본다.

 

나. K factor 115 헤드의 경우

해당 면적에 K factor 115 헤드를 2.5m 간격으로 설치하면 헤드는 실제 9개가 설치된다. 이 때의 분당 방출량은 115ℓ/min × 9개 = 1,035ℓ/min에 해당한다. 그런데 해당 건물의 단위 주차구역의 바닥면적이 46.85㎡이므로, 해당 주차구역의 살수밀도는 1,035ℓ/min ÷ 46.85㎡ = 22.09ℓ/㎡가 된다.

 

다. K factor 80 헤드의 경우

이때 K factor 80 헤드를 1.8m 간격으로 설치하면 헤드는 12개가 설치된다. 이 때의 분당 방출량은 80ℓ/min × 12개 = 960ℓ/min에 해당한다. 그런데 실제 단위 주차구역의 바닥면적이 46.85㎡이므로, 해당 주차구역의 살수밀도는 960ℓ/min ÷ 46.85㎡ = 20.49ℓ/㎡가 된다.

 

라. 두 경우를 비교하면

위의 두 경우를 비교하면 K factor 115 헤드를 2.5m 간격으로 9개를 설치했을 때 바닥면적 1㎡ 당 22.09ℓ/min의 살수밀도가 형성되고, K factor 80 헤드를 1.8미터 간격으로 12개 설치한 경우 바닥면적 1㎡ 당 20.49ℓ/min의 살수밀도가 형성되는 것으로 나타났다. 따라서 K factor 115 헤드를 2.5m 간격으로 9개를 설치하는 것이 전기차 화재에 대응하는데 더 효과적이라고 판단하는 것이다.

4. 결론적으로

가. 성능위주설계 평가위원회 심의위원의 의견

전기차 전용구역에는 방출량이 큰 K factor 115 이상의 헤드를 설치하는 방법과 살수밀도를 높여서 헤드를 배치하는 방법 중, 두 가지의 경우를 비교하여 살수밀도가 높고 수원이 더 많이 저장되는 방식으로 스프링클러 헤드를 설치하시기 바랍니다.

 

나. 설계자의 답변

방수량이 큰 K factor 115 헤드와 방수량은 작지만 헤드 간격을 좁혀 살수밀도를 높인 K factor 80 헤드를 비교한 결과입니다. 이론적인 단위 방호면적의 살수밀도는 K factor 80 헤드를 배치한 경우가 더 높았습니다. 그런데 해당 건축물 중 가장 큰 구역의 전기차 전용주차구역에 두 가지의 헤드를 배치해 본 결과 K factor 115의 헤드를 배치했을 때 단위면적의 살수밀도가 더 높아서 K factor 115 헤드를 설치하고자 합니다.

 

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