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● 설비 개요
포소화설비는 물에 의한 소화 방법으로는 효과가 적거나 화재가 확대될 위험성이 있는 가연성 액체등의 화재에 사용하는 설비이다.
물과 포소화약제가 일정한 비율로 혼합된 수용액이 공기에 의하여 발포시켜 형성된 미세한
기포의 집합체가 연소물의 표면을 덮어 공기를 차단함으로써 질식 소화하며 또한, 포에 함유된 수분에 의한 냉각 소화효과도 있다. 대규모 화재의 소화에도 적합하고, 옥외소화에도 효력이 있다 포소화설비는 일반적으로 수원, 가압송수장치, 포방출구, 포원액 저장탱크, 혼합장치, 배관 및 화재감지장치 등으로 구성된다
● 설비 방식
1. 고정포방출 설비 방식
고정포방출 설비 방식은 위험물 저장탱크 등에 설치하는 것으로서 탱크의 구조 및 크기에 따라 일정한 수의 포방출구를 탱크 측면 또는 내부에 설치한다.
2. 포헤드 설비 방식
포헤드 설비 방식은 화재시 접근이 곤란한 위험물 제조소, 취급소, 옥내저장소, 차고 등에
설치한다. 고정식 배관에 헤드를 설치하여 포를 방출하는 설비로서, 포헤드의 종류에 따라
다음의 2종류로 구분한다.
- 홈워터 스프링클러 설비
- 홈헤드 설비
3. 이동식
화재시 쉽게 접근하여 소화 작업을 할수 있는 장소 또는, 방호 대상이 '고정포방출 설비 방식'이나 '포헤드 설비 방식'으로는 충분한 소화 효과를 얻을 수 없는 부분에 설치하는 것으로서, 다음의 2종류로 구분한다.
- 포소화전 설비
- 호스릴포 설비
4. 포모니터 방식
석유화학 플랜트 등을 방호하기 위한 설비로서 소화 활동이 가능한 장소로부터 원격조작 또는 수동조작을 할 수 있는 설비이다.
● 포소화약제의 종류(기계포:공기포) |
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약제의 종류 |
성분 및 소화 특성 |
사용 농도 |
방호 대상 |
단백포
(Protein Foam)
|
· 동·식물성 단백질의 가수 분해
생성
물을 기제로 하고, 포막 안정제로서
제1철염을 첨가한 것
· 흑갈색으로서 독한 냄새가 있음
· 포의 유동성이 작아서 소화 속도가
늦은 반면 안정성이 커서 재연 방지
효과가 우수함 |
3%
6%
|
석유류 탱크
석유 화학 플랜트
|
불화 단백포
(Flouroprotein
Foam)
|
· 단백포 소화약제에 불소계
· 계면활성제를 소량 첨가한 것
· 단백포와 수성막포의 단점인 유동성
과 열안정성을 보완한 것
· 표면하 주입 방식에도 효과적임
|
3%
6%
|
석유류 탱크
석유 화학 플랜트
|
합성계면활성제포
(Synthetic Foam) |
· 계면 활성제를 기제로 하여 안정제
등을 첨가한 것
· 저팽창에서 고팽창까지 팽창 범위가
넓어 고체 및 기체 연료 등 사용 범위
가 큼
· 유동성이 좋은 반면 내유성이 약하
고 포가 빨리 소멸되는 단점이 있음 |
3%
6%
|
고압 가스
액화 가스
화학 플트
위험물 저장소
고체 연료
|
수성막포
(불소계계면활성제포
: Aqueous Film
Forming Foam)
* Light Water
|
· 불소계습윤제를 기제로 하여 안정제
등을 첨가한 것
· 화학적으로 안정하여 보존성, 내약
품성이 우수함
· 대형 화재 또는 고온 화재시 표면막
생성이 곤란한 단점이 있음 |
3%
6%
|
유류 탱크
화학 플랜트
|
알코올형포
(Alcohol Resistant
Foam) |
· 천연 단백질 분해물계와 합성 계면
활성제계로 구분
· 물과 혼합하면 알코올과 같은 수용
성 위험물에서 불용성이 되므로 알
코올류 위험물의 소화에 사용됨 |
3%
|
수용성 액체위물
(알코올류, 케톤류)
|
|
|
* 중발포 및 고발포
* 중발포 및 고발포 소화약제는 특수합성세제와 안정제를 혼합한 것이다. 물과의 혼합 비율은 1.5%에서 3%이고,이용액은 특수 에어 흡인식 발포 장치로 발포한다.
* 중발포는 지금까지 가연성 액체 화재의 소화에 어느 정도 효과를 거두고 있으나 그다지 사용하지않고 있다. 팽창율은 20배에서 200배로서, 저발포보다 가볍고 수분이 적어 엷은 포막을 형성한다.
저발포 용액은 모두 에어 흡인식 등의 발포 장치를 이용하여 중발포를 발생시킬 수 있다. 그러나 중발포는 바람에 날리기 쉽고 증기 밀폐,재연방지 및 유류에 대한 내성이 저발포보다
약한 점에 주의하여야 한다.
* 팽창율이 200배에서 1,000배인 고발포는 주로 지하실, 선창, 탄광 등 소방대원이 진입하기 어려운 장소에서의 일반 가연물(A급)화재에 사용하고, 가연성 액체 화재의 소화에는 적당하지 않다. 고발포는 수분이 아주 적기 때문에 증기 밀폐, 재연 방지, 유류에 대한 내성 및
바람에 대한 저항력이 약해서 화원에 도달하여도 화재를 진압하지 못하는 경우도 있다.
* 소방법에서는 팽창비 80 이상 1,000 미만인 것을 고발포라 하고 중발포는 별도로 규정하지 않고 있으며, 저발포는 팽창비가 20이하인 것을 말한다.
* 약제 혼합 장치
* 프레져 푸로포셔너 방식(Pressure Proportioner Type)
펌프와 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리 작용과 펌프가압수의 포소화약제 저장
탱크에 대한 압력에 의하여 포소화약제를 흡입, 혼합하는 방식
- 압송식(Pressure Proportioner Type 1)
- 압입식(Pressure Proportioner Type 2)
* 라인 푸로포셔너 방식(Line Proportioner Type)
펌프와 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리 작용에 의하여 포소화제를 흡입, 혼합하는 방식
* 펌프 푸로포셔너 방식(Pump Proportioner Type)
펌프의 토출관과 흡입관 사이의 배관 도중에 설치한 흡입기에 펌프에서 토출된 물의 일부를
보내고, 농도 조정 밸브에서 조정된 약제의 필요량을 약제탱크에서 펌프 흡입측으로 보내어
이를 혼합하는 방식
- Pump Proportioner Type
- Suction Proportioner Type
* 프례져 사이드 푸로포셔너 방식 (Pressure Side Proportioner Type)
펌프의 토출관에 압입기를 설치하여 포소화약제 압입용 펌프로 포원액을 압입시켜 혼합하는
방식
* 고정포 방출방식
* 보조 포소화전 설치 기준
- 설치 목적: 방유제 안으로 누출된 위험물 화재의 소화를 위하여 방유제 밖에 설치 (방유제가 없는 경우 방호 대상물로부터 15m 이상 이격 설치)
- 방유제의 각 부분으로부터 40m 이내의 거리마다 설치
- 설치된 포소화전을 동시에 사용하는 경우(최고 3개) 방사압력 3.5㎏/㎠, 방사량 400ℓ/min 이상으로 20분 이상 방사할 수 있을 것
* 선택 밸브
1. 제 1 선택밸브: 펌프실 또는 송액 주배관으로부터의 분기점에 설치
2. 제 2 선택밸브: 방호 대상물마다 설치(화재시 안전하게 조작할 수 있는 장소에 설치)
3. 제 3 선택밸브: 하나의 탱크에 고정 방출구가 2 이상인 경우 배관의 방유제 밖에 각각 설치
제 1 선택밸브와 제 2 선택 밸브에는 방호 구역 또는 방호 대상을 명기한 표지판 설치
제 2 선택밸브와 제 3 선택 밸브는 겸용할 수 있음.
■ 옥외탱크저장소의 고정포방출구 수
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탱크의 직경
(단위: m) |
포방출구의 수 |
탱크의 직경
(단위: m) |
포방출구의 수 |
I형, II형 |
특형 |
I형, II형 |
특형 |
13미만
13이상 19미만
19이상 24미만
24이상 35미만
35이상 42미만
42이상 46미만
46이상 53미만
53이상 60미만
|
1
1
1
2
3
4
6
8
|
2
3
4
5
6
7
8
10
|
60이상 67미만
67이상 73미만
73이상 79미만
79이상 85미만
85이상 90미만
90이상 95미만
95이상 99미만
99이상 103미만
|
10
12
14
16
18
20
22
24
|
10
12
12
14
14
16
16
18 |
|
|
■ 고정포 방출구의 종류
|
|
I형 방출구 |
II형 방출구 |
특형 방출구 |
· 방출된 포가 액면위에서 전개될
수 있도록 탱크 내부에 포의 통
로가 있는 설비로서 Cone
Roof
Tank에 설치
· Cross Section of a
Moeller Tube
Chamber, Foam Chute,
Foam
Trough Type 등이 있다.
· 알코올형포는 연소 액면에
포를
주입할때 포의 소멸이 빨라 소화
효과가 감소하기 때문에 I형 방
출구를 사용하는 것이 좋다.
|
· 방출된 포가 탱크측판
내
부로 흘러내려서 액면에
전개되도록 Deflector가
있는 설비로서 Cone
Roof
Tank에 설치
|
· Floating Roof Tank의
측면과
굽도리판(Foam Dam)에 의하
여 형성된 환상부에 포를 방
출하여 소화 작용을 하도록
설치된 설비
|
|
|
* 고정포 방출 설비 설치 기준
- 위험물의 칩입을 방지하기 위한 봉판 (Seal)
- 봉판의 점검 및 교체가 용이한 점검구(Inspection Cap) 설치
- 탱크밖으로 방출 시험이 가능한 구조로 설치
■ 소화 약제량 및 수원의 양(고정포방출구 방식의 경우)
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|
구 분 |
약제량 |
수원의 양 |
①고정포 방출구 |
Q = A × Q1× T× S...(ℓ)
A: 탱크의 액표면적 (㎡)
Q1: 단위포 소화 수용액의 양(ℓ/㎡. min)
T: 방출 시간(min)
S: 포소화약제의 사용 농도
|
W= A×Q1×T………(ℓ) |
② 보조 소화전 |
Q= N × S × 8,000 ... (ℓ)
N: 호오스 접결구 수 (3개 이상인 경우 3)
S: 포소화약제의 사용 농도
|
W= N×8,000………(ℓ) |
③ 배관 보정 |
가장 먼 탱크까지의 송액관(내경 75mm 이하
제외)에 충전하기 위하여 필요한 양
Q= Qp × S .... (ℓ)
Qp: 송액관 충전량
S: 포소화약제의 사용농도 |
W= Qp…………(ℓ) |
계(①+②+③) |
|
|
|
|
■ 단위 포소화 수용액의 양(고정포 방출구의 방출량 및 방사 시간)
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|
방출구별 방출량
및 방사시간
위험물의 종류 |
I형 |
II형 |
특형 |
방출량
(ℓ/㎡.min) |
방사
시간
(min) |
방출량
(ℓ/㎡.min) |
방사
시간
(min) |
방출량
(ℓ/㎡.min) |
방사
시간
(min) |
인화점 21℃ 미만의
제4류 위험물
(가솔린, 나프타
등) |
4
(수성막포
2.27) |
30 |
4
(수성막포
2.27) |
55 |
8 |
30 |
인화점 21℃ 이상
70℃
미만의제4류 위험물
(등유, 경유 등) |
4
(수성막포
2.27) |
20 |
4
(수성막포
2.27) |
30 |
8 |
20 |
인화점 70℃ 이상의
제4류 위험물
(윤활유, 중유 등) |
4
(수성막포
2.27) |
15 |
4
(수성막포
2.27) |
25 |
8 |
15 |
제4류 위험물 중수용성의 것
(이소프로필올, 에탄올,
메탄올 등)
|
8 |
20 |
8 |
30 |
- |
- |
|
|
* 표면하포 주입 방식(Subsurface Foam Injection System)
* 개요
- 탱크 화재시 폭발에 의하여 고정포 방출구가 파괴되는 결점을 보완한 형태(탱크 저부에서
포를 주입)
- 포의 유동은 유면에서 30m 이내일 때 효과적이므로 탱크 직경이 60m를 초과하는 경우에는 표면하 주입 방식이 적합
- Cone Roof형 대기압의 탱크에 적합
- 점도가 낮은 위험물에 적합
* 발포기
- 표면하 주입 방식에서는 포방출구 토출측에 액체 위험물의 압력 등이 배압(Back
Pressure)으로 작용하게 되므로 발포기는 고압의 것을 사용하여야 한다. 현재 High Back
Pressure Foam Maker가 사용되고 있다.
- 높이 18m인 탱크의 경우, 발포기에 약 10kg/c㎡ 이상의 수용액 공급 압력이 필요하다.
* 포방출량과 방출 시간
- 포방출량 및 방출 시간은 II형 방출구 준용
* 포소화약제
- 불화단백포와 수성막포가 적합
* 반표면하포 주입 방식(Semi-Subsurface Foam Injection System)
표면하 포주입방식의 개량형으로서, Hose Container 등을 설치하여 포가 액면에 효과적으로 떠오르도록 한 것.
* 포헤드 설비 방식
* 포헤드의 배치
- 정방형인 경우: S= 2R cos 45(약 3m)
- 장방형인 경우: Pt=2R
S= 헤드 상호간의 거리(m)
Pt= 대각선의 길이(m)
R= 유효반경(2.1m)
■ 보가 있는 경우의 헤드 설치
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포헤드와 보의 수평거리 |
포헤드와 보하단의 수직 거리 |
0.75m 미만
0.75m 이상 1m 미만
1m 이상 1.5m 미만
1.5m 이상 |
0
0.1 m 미만
0.1m 이상 0.15m 미만
0.15m 이상 0.3 m 미만 |
|
|
■ 수원의 양
1. 특수가연물을 저장·취급하는 공장 또는 창고의 경우
가. 폼 워터 스프링클러 헤드 또는 폼 헤드
Q = N x Qs x 10 → 식 5-1
Q : 수원의 양(l)
N : 바닥면적 200m²이내 설치된 층별 최대 헤드 수
Qs : N개의 헤드를 동시에 개방한 경우의 표준방사량(l/min)
10 : 방사시간(분)
나. 고정포 방출구
Q = N x Qs x 10 → 식 5-2
Q : 수원의 양(l)
N : 방호구역내 최대로 설치된 고정포 방출구 수
Qs : N개의 고정포 방출구가 동시에 개방한 경우의 표준방사량(l/min)
10 : 방사시간(분)
2. 차고 또는 주차장의 경우
가. 호스릴 또는 포소화전
Q = N x 6300 → 식 5-3
Q : 수원의 양(l)
N : 방수구의 설치개수(최대 5개)
6300 : 300lpm x 20분
나. 폼 헤드 또는 고정포 방출구
1) 폼 헤드
→ 식 5-1을 준용한다.
2) 고정포 방출구
→ 식5-2를 준용한다.
3. 위험물 제조소등(옥외탱크 제외)의 경우
가. 폼 워터 스프링클러 헤드 또는 폼 헤드
→ 식 5-1을 준용한다.
나. 고정포 방출구의 경우
→ 식 5-2을 준용한다.
다. 포소화전의 경우
→ 식 5-3을 준용한다.
4. 옥외 탱크저장소의 경우(고정포 방출구)
Q = [A x Q₁ x T] + [N x 8000] → 식 5-4
[A x Q₁ x T] :
[N x 8000] :
A : 탱크의 액표면적(m²)
Q₁ : 별표7에 의한 방사량(l/m²·min) → (표 5-4 참조)
T : 별표7에 의한 방사시간(분) → (표 5-4 참조)
N : 방유제의 포소화전 수(최대 3개)
8000 : 400lpm x 20분
※ 수원의 양을 구할 경우 실제 설계에서는 실무적으로 약제농도에 따라 농도 3%일 경우는
수원
의 양은 97%, 농도 6%일 경우는 수원의 양은 94%로 계산한다.
5. 비행기 격납고
Q = [N₁ x Q₁ x 10] + [N₂ x 6300] → 식 5-5
Q : 수원의 양(l)
N₁ : 비행기 격납고내 가장 많이 설치된 헤드 또는 고정포 방출구의 수
Q₁ : 표준방사량
N₂ : 비행기 격납고내 가장 많이 설치된 호스릴 또는 포방수구의 수(최대 5개)
6300 : 300lpm x 20분
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■ D의 값
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차고·주차장 |
단백포소화약제 |
6.5 |
합성계면활성제 포소화약제 |
8.0 |
수성막 포소화약제 |
3.7 |
위험물 시설
특수 가연물 |
단배포소화약제 |
6.5 |
합성계면활성제 포소화약제 |
6.5 |
수성막 포소화약제 |
6.5 |
알코올류
|
알코올형 포소화약제 |
13 |
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* 고팽창 포소화 설비
* 설비 개요
합성계면활성제 포원액을 포제너레이터를 이용하여 팽창비 80∼1,000의 고팽창포로 변화시킨 다음 이를 방사하여 소화하는 설비이다.
이 설비는 넓은 장소의 급속소화에 많이 이용되며, 질식 및 냉각 소화 효과가 있다.
* 포제너레이터 : 공기 유입 방식에 따라 다음의 2종류가 있다.
- 흡출식(Aspirating Type Foam Generator)
포수용액이 발포기를 통해 분사되면서 포스크린을 때려서 약 250배의 비율로 팽창
- 송출식(Blower Type Foam Generator)
포수용액이 노즐에서 분사될 때 송풍기를 이용하여 포스크린을 통과하면서 500∼1,000배의
비율로 팽창
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