스프링쿨러 소화설비 이론

< 스프링쿨러 소화설비 >

<스프링클러소화설비 계통도(폐쇄형)>

1. 특   징 :
   

   - 장  점 : 초기화재에 적합, 소화약제가 물이므로 경제적, 감지부가 기계적이므로 오보 및 오동작이 적다, 조작이 쉽고 안전하다, 자동적으로 화재감지 및 소화하므로 사람이 없을시에도 효과적, 화재진화후 복구가 용이하다.

   - 단  점 : 초기설치비용이 크다, 타설비보다 시공이 복잡, 물로 인한 피해 크다
   

2.  
   스프링클러헤드의 종류

    - 개방유무 : 개방형(감지기별도), 폐쇄형(화재발생시 열에의해 분해 개방됨)
   

    - 설치방향에 따른 분류

     ㉠ 상향형 : 하방살수, 디프렉타 40㎜이상, 분사패턴 가장좋다
     ㉡ 하향형 : 상방살수, 디프렉타 36㎜, 반자 너무적시지 않고 반구형 분사
     ㉢ 상하양용형 : 현재 사용되지 않음, 하향형과 같이 사용
     ㉣ 측벽형 : 폭 9m이하인 실내에 설치
   

    - 감열부 재질 및 형태에 의한 분류

     ㉠ 퓨즈블링형 : 디플렉타, 퓨즈블링, 레바, 후레임, 파킹캡, 메탈가스켓, 열감지부분이 넓어 화재감지 속도가 빨라 신속히 작동, 시공간단, 파손시 재생가능
     ㉡ 글라스벌브형 : 유리관내에 액체(에테르, 알콜) 넣어 밀봉, 동작정확, 반영구적, 표시온도가 색으로 표시되어 설치 용이
     ㉢ 케미칼숄더형 : 디플렉타, 후레임, 케미칼릴리스, 화학합성물질로 조립
     ㉣ 메탈피스형 : 디플렉타, 후레임, 메탈피스에 스케일끼어 오동작 우려
   

3.  
   폐쇄형 스프링클러헤드의 선정
   

   설치장소 및 최고주위온도	표시온도	작동시간
   39℃미만	79℃미만	1분 15초 이내
   39℃이상 64℃미만	79℃이상 121℃미만	1분 45초 이내
   64℃이상 106℃미만	121℃이상 161℃미만	3분 이내
   106℃이상	162℃이상	5분 이내

     
    - 헤드의 표시온도가 75℃미만의 경우 최고주위온도는 식에 관계없이 39℃
   

    - 헤드 작동온도시험 : 헤드표시온도의 97% ∼ 103% 범위에 들어야 한다
   

    - 폐쇄형헤드의 작동순서 : 화재발생 → 열에 의해 휴즈메탈 용해 → 메탈 싸포팅 레버 흩어짐 → 편심레버 무너져 분해 → 가입된 물이 디플렉타에 부딪쳐 살수 시작

    - 헤드의 작동온도

   글아스벌브형		휴즈블링형
   표시온도(℃)	액체의 색	표시온도(℃)	액체의 색
   57℃	오렌지	77℃미만	표시없음
   68℃	빨강	78℃ ~ 120℃	흰색
   79℃	노랑	121℃ ~ 161℃	파랑
   93℃	초록	162℃ ~ 203℃	빨강
   141℃	파랑	204℃ ~ 259℃	초록
   182℃	연한자주	260℃ ~ 319℃	오렌지
   227℃	검정	320℃이상	검정
   260℃	검정
   343℃	검정

      

4. 헤드의 배치기준 및 방법
   

   설 치 장 소			설 치 기 준
   폭1.2m를 초과하는 천장반자 ·닥트 선반 기타 이와 유사한 부분	무대부,특수가연물		수평거리 1.7m이하
   	랙크식 창고		수평거리 2.5m이하
   	위 이외	내화구조	수평거리 2.3m이하
   		기타구조	수평거리 2.1m이하
   아 파 트			수평거리 3.2m이하

      
    - 정방형 헤드간의 거리 : S = 2Rcos45°(R = 수평거리m)
   

    - 헤드 설치방법에 따른 거리
   

   방화대상물 부         분		각부분으로 부터수평거리	헤드간의 간격				헤드1개의 방호면적
   			정방형 (변의길이)	장방형(대 각선길이)	평행형
   					a	b
   무 대 부		1.7m이하	2.4m이하	3.4m이하	2.9m이하	5.0m이하	5.76㎡
   기타	비내화	2.1m이하	3.0m이하	3.6m이하	3.6m이하	6.2m이하	8.82㎡
   	내화	2.3m이하	3.2m이하	4.6m이하	3.9m이하	6.9m이하	10.56㎡
   연소우려부분 개구부		개구부 위인 방 2.5m마다

5. 수   원

    - 폐쇄형 : Q = N × 1.6㎥(80ℓ*20min)이상  N = 가장 많은 층 헤드 기준개수
   

    - 개방형 : 30개이하시 Q = N × 1.6㎥이상    N = 개방형헤드 설치개수
   

6. 가압송수장치

    - 정격토출압력 : 헤드선단에 1㎏/㎠ ∼ 12㎏/㎠의 방수압력이상 유지 압력
   

    - 송수량 : 80ℓ/min(방수압력 1㎏/㎠기준)
   

    - 충압펌프 : 정격토출압력(최고위 살수장치 자연압 + 2㎏/㎠이상 토출량(스프링클러설비가 작동할 수 있는 충분한 토출량)

     - 종   류 :
       ㉠고가수조 : H = h1 + 10m (h1 배관 및 관부속품, 10m 헤드선단방수압력)
       ㉡압력수조 : P = p1 + p2 + 1㎏/㎠ (p1 낙차, p2 배관및관부속품, 1㎏/㎠ 헤드선단)
       ㉢펌프방식 : H = h1 + h2 + 10m (h1 낙차, h2 배관및관부속품, 10m 헤드방수압력)
   

7. 소화설비의 종류
   

    - 폐쇄형 : 습식, 건식, 준비작동식
      

   습 식 설 비	건 식 설 비
   - 전배관내 물이 차 있음  - 0℃이상에서 사용(보온 필요)  - 구조가 간단하다  - 설비비가 적게 든다  - 오동작으로 인한 물의 피해 크다	- 1차측 물, 2차측 압축공기, 질소  - 0℃이하에서도 사용(보온 불필요)  - 구조가 복잡하다  - 설비비가 많이 든다  - 오동작으로 인한 물의 피해 적다

   
    - 개방형 : 일제살수식
   

    - 소화설비 구성도
    

8. 습식의 작동원리 및 주요 구성부분
     

    - 자동경보장치 : 폐쇄형 헤드개방되면 배관내에 유수가 발생 유수에 의해 자동경보밸브가 작동되어 경보를 발하여 화재발생을 알림

   

   
     ㉠ 자동경보밸브
       * 리타딩챔버 : 비화재인 오보방지, 압력스위치의 오보방지 및 보호용량 7.5ℓ, 사용압력 2 ~ 10㎏/㎠, 작동지연시간 10 ~ 30초
       * 압력스위치 : 리타딩챔버내가 압력수로 만수가 되면서 벨로우즈를 가압하여 회로 연결, 화재표시등 점등, 경보장치 작동
       * 워터모터공 : 리타딩챔버내에 유입된 압력수가 노즐을 통한 압력수에 의하여 공이 울리며 경보 발하는 장치, 현재 거의 사용 않음

       ※ 송수펌프 기동방식 : 압력스위치 작동방식, 기동용수압개폐장치 압력챔버에 의한 방법

     ㉡ 패들형 유수검지장치 : 배관내에 패들을 설치 수압에 의해 패들의 위치가 변동되어 접점되면서 회로가 연결되어 경보 및 유수검지신호를 전달
     ㉢ 유수작동장치 : 체크밸브의 구조로 밸브에 마이크로 스위치가 설치 유수에 의한 밸브가 개방 마이크로 스위치가 작동, 수신반에 신호전달 경보발령

    - 수격방지장치 : 입상관 최상부,수평주행배관과 교차배관이 교차되는 곳
   

    - 동파방지 부동액 : 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에칠렌글리콜, 에칠렌글리콜
   

9. 건식설비의 주요 구성부분
   

   

    - 건식밸브 : 습식설비 알람첵크밸브기능, 1차측 가압수, 2차 압축공기, 질소
   

    - 엑셀레이터 : 배기가속장치, 2차측 배관내의 압축공기 또는 질소의 방출속도를 빠르게 해주는 장치
   

    - 익져스터 : 배기가속장치, 엑셀레이터와 같은 기능, A형 C형
   

    - 자동에어콤프레샤 : 2차측 공기가압송기
   

    - 에어레귤레이터 : 압력조절장치(타설비와 겸용시 필히 사용)
   

    - 로우 알람스위치 : 누기나 헤드개방시 저압의 압축공기 누출 감지
   

    - 헤드 : 상향형헤드만 사용가능, 하향형헤드는 드라이펜턴트형헤드 가능
   

10. 준비작동식 설비의 주요 구성부분
    

     

    - 준비작동밸브 : 전기식, 기계식, 뉴메틱식 준비작동밸브
    

     - 슈퍼비죠리 콘트롤 판넬 : 준비작동밸브의 주요 핵심부
    

     - 감지기 : 오동작 방지 위한 교차회로 방식
    

11. 일제살수식 설비의 주요 구성부분 : 비행기 격납고, 필름, 페인트공장
    

     - 일제개방밸브 : 가압개방식, 감압개방식
       ㉠ 가압개방식 : 배관에 전자개방밸브 또는 수동개방밸브를 설치하여 화재감지기에 의하여 전자개방밸브가 작동하거나 수동개방밸브를 개방하여 가압된 물이 일제개방밸브의 피스톤을 끌어올려 밸브가 열리는 방식이다

    

    
       ㉡ 감압개방식 : 바이패스 배관상에 전자밸브 또는 수동개방밸브를 설치하여 화재감지기에 의하여 전자밸브가 작동하거나 수동개방밸브를 개방하여 생긴 감압으로 밸브피스톤을 끌어올려 밸브가 열리는 방식
    

    

     - 전자밸브 : 작동원리는 스프링에 의해 지지되고 있던 밸브가 위로 올라와 가압수가 흐르게 된다

    

     - 일제개방밸브의 자동개방방식 : 감지기작동, 감지용 폐쇄형스프링클러헤드

    

    

12. 기   타
    

     - 밸브 개폐상태 감시스위치
       ㉠ 탬퍼스위치 : 주밸브의 요크에 걸어서 밸브의 개폐상태를 수신반에 전달하며 주밸브의 개폐 상태를 감시한다
       ㉡ 주밸브 감시스위치 : OS＆Y밸브핸들에 설치, 주밸브의 개폐상태 감시
       ㉢ 밸브감시스위치 : 폐쇄되어서는 안되는 주밸브의 개폐상태 감시
       ㉣ 모니터 스위치 : 배관상 주밸브 개폐상태 감시
    

     - 수위감시장치 : 수조수위감시스위치
    

13. 스프링클러설비의 송수구
    

     - 설치목적 : 펌프 고장발생시 외부로부터 소방용수 공급받기 위해 소화활동시 자체수원 부족할 경우 외부로부터 공급받기 위해 원활한 소화활동 위해

     - 설치기준 : 구경 65㎜ 쌍구형, 지면 0.5m이상 1m이하에 설치, 송수구 가까운 부분에 자동배수 밸브 및 체크밸브 설치
    

14. 헤드의 설치기준
    

     - 살수에 방해되지 않도록 반경 60㎝이상의 공간보유
    

     - 헤드와 부착면과의 거리는 30㎝이하(불연재료일때 45㎝이하)
    

     - 살수를 방해하는 것이 있는 경우 그밑으로 30㎝이상 거리두고 설치
    

     - 연소우려 개구부에는 상하좌우 2.5m간격으로 헤드 설치
    

     - 천장기울기가 1/10초과시 최상부 가지관 상호거리는 헤드상호간의 거리의 1/2이하(최소1m이상) 가 되게 헤드를 설치,최상부헤드는 그부착면으로부터 수직거리가 90㎝이하로 설치
    

     - 측벽형 헤드설치시 4.5m미만의 실내는 한쪽면에 일렬로 설치하고 폭이 4.5 ~ 9m이하인 실에는 양쪽에, 일렬로 마주보는 헤드가 나란히 꼴로 3.6m 이내
    

15. 유수검지장치 및 방수구역
    

     - 하나의 유수검지장치 또는 일제개방밸브가 담당하는 방호구역 : 3000㎡
    

     - 1개층에 설치되는 헤드수가 10개 이하인 경우에는 3개층 이내
    

     - 유수검지장치등 바닥 0.8 ~ 1.5m이하 설치, 실내설치시 0.5 × 1.0m출입문설치
    

     - 개방형설비의 방호구역 및 일제개방밸브 : 하나의 방수구역헤드는 50개 이하, 2개이상의 방수 구역으로 나눌시 25개 이상

    
    

16. 배    관
    

     - 급수배관 구경

    급수관의 구경(mm)	25	32	40	50	65	80	90	100	125	150
    폐쇄형헤드	2	3	5	10	30	60	80	100	160	275
    폐쇄형헤드, 반자 아래속의 헤드를 동일급수관의 가지관상에 병설	2	4	7	15	30	60	65	100	160	275
    무대부, 특수가연물, 개방형(헤드30개이하)	1	2	8	8	15	27	40	55	90	150

     

     - 가지배관 : 가지배관의 배열은 토너먼트방식이 아니어야 한다. 교차배관에서 분기점으로 한쪽 가지배관에 설치되는 헤드수 8개이하
    

     - 신축배관시 기준 : 최고사용압력 14㎏/㎠이상이고 최고사용압력의 1.5배 수압에서 변형, 누수되지 않을 것, 진폭5㎜ 진동 매초 25회 6시간작동시 또는 매초 1㎠당 3.5 ~ 35㎏까지의 압력변동을 4000회 실시한 경우에도 변형 누수없을 것
    

     - 시험장치 설치기준 : 유수검지장치에서 가장 먼 가지배관의 끝에 연결 설치, 배관구경 25㎜ 끝은 반사판 및 프레임을 제거한 개방형헤드 설치,  시험배관 끝에 물받이통 및 배수관 설치
    

     - 교차배관 : 하향식 헤드 설치시 접속배관은 가지관 상부에서 분기
       (배관내에 물의 불순물에 의해 헤드의 방수구가 막히는 것을 방지)
    

     - 배관의고정
       * 가지배관 : 헤드설치지점마다 1개이상 행가 설치, 헤드간 거리 3.5m에 1개이상, 상향식은 헤드와 행가 사이 8㎝간격
       * 교차배관 : 가지배관과 가지배관 사이에 1개이상, 4.5m에 1개이상 행가 설치
       * 수평주행배관 : 4.5m에 1개이상 행가 설치
    

     - 입상배수관의 구경은 50㎜이상
    

     - 배수기울기 : 수평주행배관(1/500이상), 가지배관(1/250이상)
    

     - 음향장치 : 일제개방밸브를 사용하는 설비는 화재감지기의 감지에 의하여 음향장치가 작동 되도록 해야 한다, 교차회로방식으로 하는 때에는 하나의 화재감지기 회로가 화재를 감지할때에도 음향장치가 경보되어야 한다
    

     - 펌프작동기준
       * 유수검지장치 : 유수검지장치의 발신, 수압개폐장치에 의해 작동
       * 일제개방밸브 : 화재감지기 화재감지,수압개폐장치에 의해 작동

     - 일제개방밸브 설치기준
       * 담당구역내의 화재감지기의 동작에 의하여 개방작동될 것
       * 폐쇄형헤드를 사용하는 설비의 화재감지기회로는 교차회로방식
       * 일제개방밸브 인근에서 수동기동(전기식,기계식)에 의해 개방작동될 것
    

17. 드렌쳐설비
    

      - 개  요 : 건축물의 창,외벽등의 개구부,처마,지붕등에 있어서 건축물 옥외로부터 화재로 연소하기 쉬운 곳 또는 유리창문과 같이 열에 의하여 파손되기 쉬운부분에 드렌쳐헤드를 설치 연속적으로 물을 살수하여 수막을 형성 외부화재로부터 보호하는 소화설비이다
    

      - 헤드는 개구부 위측에 2.5m이내마다 1개 설치
    

      - 제어밸브는 바닥으로부터 0.8 ~ 1.5m에 설치
    

      - 저수량 : 가장 많이 설치된 제어밸브의 드렌쳐 헤드 개수 × 1.6㎥이상
    

      - 헤드선단 방수압력 1㎏/㎠이상, 방수량은 80ℓ/min이상
    

18. 간이스프링클러설비
    

      - 수 원 : 수돗물 또는 수조(Q = 4 × 1.3 = 5.2㎥이상)
    

      - 방수압력 : 0.66㎏/㎠이상
    

      - 배 관 : 배관용 탄소강 강관, 압력배관용 탄소강 강관
    

      - 간이헤드 설치기준
        * 실내최대주위온도 0℃ ∼ 38℃이하 : 공칭작동온도 57℃ ∼ 77℃
        * 실내최대주위온도 39℃ ∼ 66℃이하 : 공칭작동온도 79℃ ∼ 109℃
    

      - 간이헤드 하나의 방호면적 13.4㎡이하, 헤드사이거리 3.7m이하,간이헤드에서 벽까지의 거리 0.3~1.8m이내, 다만 구획된 부분별로 설치하며, 한 구역안에서는 최소 2.4m의 거리로 설치할 수 있다.

      - 상향식, 하향식 간이헤드의 디플렉터에서 천장까지의 거리 25 ~ 102㎜, 측벽형은102 ~ 152㎜ 사이에 설치할 것
    

      - 간이헤드 1개의 방수량은 68ℓ/min이상
    

      - 송수구의 설치기준 : 체크밸브이후에 연결, 65㎜이상의 단구형, 쌍구형
    

19. 화재조기진압용 스프링클러설비 : 헤드작동온도 74℃ 이하
    

      - 수 원 : 천장높이 9.1m미만 - 3.5㎏/㎠이상, 9.1 ~ 12.2m - 5.1㎏/㎠이상으로 60분
              Q = K √P × 12 × 60min (K = 상수 203,  P = 압력)
    

      - 배 관 : 습식,가지배관사이 2.4 ~ 3.7M이하, 헤드1개 방호면적 7.4 ~ 9.3㎡이하

    [출처] 스프링쿨러 소화설비 이론|작성자 맥가이심