2023년 1회 소방설비기사 기계실기...기억을 되살려보자

[아라리]

ㅇ 다음 소방대상물 각 층에 A급 3단위 소화기를 국가화재안전기준에 맞도록 설치하고자 한다. 다음 조건을 참고하여 건물의 각 층별 최소 소화기수를 구하시오.

[조건]
① 각 층의 바닥면적은 층마다 2000 ㎡ 이다.
② 지하 1층은 전체가 주차장 용도로 이용되며, 지하 2층은 150 ㎡  면적은 보일러실로 사용되고, 나머지는 주차장으로 사용된다.
③ 지상 1층에서 3층까지는 업무시설이다.
④ 전 층에 소화설비가 없는 것으로 가정한다.
⑤ 건물구조는 전체적으로 내화구조가 아니다.
⑥ 자동확산소화기는 계산에 고려하지 않는다.

(1) 지하 2층

     주용도 주차장 능력단위 2000㎡ / 100 = 20단위, 소화기수 N = 20/3 = 6.666 = 7개

     부속용도 보일러실 N = 150/25 = 6개

      총 13개 

해설]

ㅇ주용도 30대 위락시설, 50대 장관집의공문, 100근판노숙전문업항공창운, 200연구시설

ㅇ부속용도

   보일러실, 건조, 세탁실, 음식점, 관리자출입곤란전기시설, 숙박, 장례식장, 호텔, 업무의료공장공동취사실 

      : 25 ㎡ 마다 능력단위 1단위이상의 소화기 + 자동확산소화기(10 ㎡ 이하 1개, 10 ㎡ 초과 2개이상)

    전기시설(발전실, 변전실, 통신기기실, 전산실) : 50 ㎡ 마다 능력단위 1단위이상의 소화기                              

(2) 지하 1층

     주차장 능력단위 2000m2 / 100 = 20단위, 소화기수 N = 20/3 = 6.666 = 7개

(3) 지상 1층

      업무시설 능력단위 2000m2 / 100 = 20단위, 소화기수 N = 20/3 = 6.666 = 7개

ㅇ 7층인 건축물에 연결송수관설비와 옥내소화전설비의 배관을 겸용으로 사용하고 있다. 다음 조건을 참조하여 물음 에 답하시오.

[조건]

• 층당 소화전은 5개이다.

• 실양정은 20m이다.

• 배관의 마찰손실은 실양정의 20%이다.

• 관부속류의 마찰손실은 배관 마찰손실의 50%이다.

• 소방용호스 마찰손실수두는 3.9m이다.

(1) 전양정[m]을 구하시오.

(2) 성능시험배관의 구경을 구하여 다음에서 구하시오.

   25A, 32A, 40A, 50A, 65A, 80A

(3) 유량측정장치의 최대정격토출량[L/min]은 얼마인가?

(4) 배관을 겸용할 경우 주 배관의 규격[㎜]은 얼마 이상으로 하여야 하는가?

ㅇ 절연유 봉입 변압기에 소화설비를 그림과 같이 적용하고자 한다. 바닥 부분을 제외한 변압기의 표면적을 100m2라 고 할 때 유량[L/min]과 저수량[m3 ]을 구하시오. (단, 표준방사량은 1m2당 10LPM으로 한다.)

문제) 다음 그림은 어느 실등의 평면도이다. 이 중 A실을 급기 가압하고자 한다. 주어진 조건을 이용하여 A실 풍량이  0.1m3/s일때 기압차가 얼마나 되는지 산출하시오.

[조건]

• 각 실의 문(Door)들의 틈새면적은 A1, A2, A3, A4, A6, A8, A9는 0.02㎡이고 . A5, A7은 0.005㎡이다.

• 어느 실을 급기 가압할 때 그 실의 문의 틈새를 통하여 누출되는 공기의 양은 다음의 식을 따른다.

 여기서,

Q : 누출되는 공기의 양[m3/s]

A : 문의 틈새면적[m2 ]

P : 문을 경계로 한 실내외 기압차[Pa]

[답]  A7+8=0.02+0.005 = 0.025,

       A6+7+8 = 0.01984,

       A4~8 = 0.04484,

       A2+A4~8 = 0.0182654,

       A3+A9 = 0.01414,

       A2~A9=0.032407

       A1~9=0.0170198   

P = [0.1/(0.827 x 0.017)]^2 = 50.59 [PA]

문제) 아래 연결 송수관 설비의 계통도 일부를 참조하여 다음 물음에 답하여라. 

(1) 위 연결 송수관 설비는 습식인지 건식인지 쓰시오.   

  답) 습식

[해설]  체크벨브 다음에 또 다른 자동배수 벨브가 없으므로 습식이다.

   습식의 경우에는 송수구ㆍ자동배수밸브ㆍ체크밸브의 순으로 설치할 것

   건식의 경우에는 송수구ㆍ자동배수밸브ㆍ체크밸브ㆍ자동배수밸브의 순으로 설치할 것

(2) ( )의 명칭을 쓰고 도시기호를 그리시오.

  답) 자동배수벨브

도시기호

(3)  ( )의 설치 목적을 쓰시오.

  답) 송수구와 체크벨브 사이의 배관에 고인물을 자동으로 배수시켜 배관의 동파 및 부식을 방지하기 위해

문제)  소화용 펌프가 유량 4000L/min, 임펠러 직경 150㎜, 회전수 1770rpm, 양정 50m로 송수하고 있을 때 펌프를 교 환하여 임펠러 직경 200㎜, 회전수 1170rpm으로 운전하면 유량[L/min]과 양정[m]은 각각 얼마로 변하겠는가?

(1) 유량

(2) 양정

문제)  면적 600㎡ , 높이 4m인 주차장에 제3종 분말소화약제를 전역방출방식으로 설치하려고 한다. 이 곳에서 자동 폐쇄장치가 설치되어 있지 않는 개구부의 면적이 10㎡일 때 다음 물음에 답하시오.

(1) 분말소화약제 저장량은 몇 kg 이상인가?

   답)   (600 x 4)㎥ x 0.36 kg/㎥ + 10 ㎡ x 2.7 kg/㎡ = 891 kg

(2) 축압용가스에 질소가스를 사용하는 경우 질소가스의 양[㎥]은?

   답)  891 kg x 10L/kg = 8910 L = 8.91 ㎥

ㅇ 분말소화설비에 설치하는 정압작동장치의 기능과 압력스위치방식에 대하여 작성하시오.

(1) 정압작동장치의 기능

(2) 압력스위치방식

ㅇ 스프링클러 가압송수장치의 성능 시험을 위하여 오리피스로 시험한 결과 그림과 같이 수은주의 높이차가 500㎜로 측정되었다. 이 오리피스를 통과하는 유량[L/s]은 얼마인가? (단, 수은의 비중은 13.6, 속도계수 C= 0.97, 중력가속도 g= 9.8m/s2이다.) 

[과정]

=0.196723m3/s=196.72 (L/s)

ㅇ 수계 소화설비에서 발생하는 맥동현상을 설명하고  방지대책 2가지를 기술하시오.

ㅇ 1층 바닥면적이 7500m2이고 전체 5층인 건물에 총 바닥면적의 합계가 30,000m2인 건축물에 소화용수설비가 설치되 어 있다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 소화용수의 저수량[m3 ]은 얼마인가?

(2) 흡수관투입구의 수는 몇 개 이상으로 하여야 하는가?

(3) 채수구는 몇 개를 설치하여야 하는가?

(4) 가압송수장치의 1분당 양수량은 몇 L이상으로 하여야 하는가?

ㅇ 다음과 같은 조건이 주어질 때 할론 1301의 소화설비를 설계하는 데 필요한 다음 각 물음에 답하시오.

[조건]

• 약제소요량 120kg(출입구 자동폐쇄장치 설치)

• 초기 압력강하 1.4MPa

• 고저에 의한 압력손실 0.04MPa

• A,B 간의 마찰저항에 의한 압력손실 0.04MPa

• B-C, B-D 간의 각 압력손실 0.02MPa

• 약제 저장압력 4.2MPa

• 작동 30초 이내에 약제 전량이 방출

(1) 소화설비가 작동하였을 때 A-B 간의 배관 내를 흐르는 유량[kg/s]은 얼마인가?

(2) B-C 간 약제의 유량[kg/s]은 얼마인가? (단, B-D 간 약제의 유량과 같다.)

(3) C점 노즐에서 방출되는 약제의 압력[MPa]은 얼마인가?

(4) 노즐 1개의 방사량[kg/개]은 얼마인가?

(5) C점 노즐에서의 방출량이 2.5kg/(s⋅㎝2 )이면 헤드의 등가분구면적[㎝2 ]은 얼마인가?

ㅇ 특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 방화문에 미치는 힘이 50N일때 제연구역과 옥내와의 차압[Pa]을 다음 조건을 참조하여 계산하 시오.

[조건]

① 출입문 개방에 필요한 전체 힘은 화재안전기준으로 한다.

② 출입문의 폭(W)은 1m, 높이(H)는 2.1m이다.

③ 자동폐쇄장치 및 경첩에 의해 폐쇄되는 힘은 30N이다.

④ 문의 손잡이와 문의 끝까지(모서리까지)의 거리는 0.1m이다.

⑤ Kd(상수) 1.0으로 한다. 

ㅇ 다음 그림은 국소방출방식의 이산화탄소소화설비이다. 각 물음에 답하시오. (단, 고압식이며 방호대상물은 제1종 가연물이고, 가연물이 비산할 우려가 있는 경우이다.) (위험물 저장탱크) 3m 1m 1m

(1) 방호공간의 체적[m3 ]은 얼마인가? 

(2) 소화약제 최소저장량[kg]은 얼마인가?

(3) 헤드 1개의 방출량[kg/s]은 얼마인가?

ㅇ 폐쇄형 헤드를 사용한 스프링클러설비의 말단배관 중 점에 필요한 압력수의 수압을 주어진 조건을 K 이용하여 산정하시오.

(1) 수압 산정에 필요한 계산과정을 상세히 작성하시오.

① A~B [m] . 구간의 마찰손실수두 를 산출하시오

② B~C [m] . 구간의 마찰손실수두 를 산출하시오

③ C~J [m] . 구간의 마찰손실수두 를 산출하시오

④ J~K [m] . 구간의 마찰손실수두 를 산출하시오

(2) 낙차수두 [m] 를 구하시오

 계산과정 :

 답 :

(3)  배관상 총 마찰손실수두[m]를 구하시오

(4) [m] K [MPa] . 전양정 과 점에 필요한 방수압 을 구하시오

① 전양정

② K점에 필요한 방수압