물 1, 개요 (물리적 성질) 1), 상온에서 물은 무겁고 비교적 안정된 액체이다. 2), 물의 융해잠열은 80 ㎉/㎏이다. 3), 물의 비열은 1 ㎉/㎏℃이다. 4), 물의 증발잠열은 539 ㎉/㎏(1기압, 100℃)이다. 5), 물이 증발하면 그 체적은 약 1,650배로 증가한다. 6), 표면 장력 크다.
2, 소화작용 1) 질식작용 1.수계설비 (15°c → 250°c일 경우 ) H2O분자량 18g/mol 1mol = 22.4ℓ V250 = 22.4×((250+273)/(15+273)) = 40.7 ℓ 40.7/ 0.018 ≒ 2260배 팽창 2) 냉각작용 - 비열과 증발잠열이 높다 - 15°c → 250°c 증기로 되는 경우 약 700kcal 열을 흡수 ※ Q(현열) = GC△T. Q(잠열) = rG . 수증기 비열 0.6kcal/kg Q = 1×(100-15) +540 + 0.6 × (250 -100) =715kcal/kg 3), 희석작용 : 물과 혼합하는 액체 (메칠, 에틸알코올), 6류위험물 4), 타격 및 파괴효과 → 봉상, 적상 주수시 연소물을 파괴
3. 물의 특성 (냉방안 경비질) - 냉각효과 ↑ : 비열, 증발잠열 ↑ - 방사형태 다양 :봉상. 적상. 무상 - 안정성 ↑ : 첨가제 사용 가능 (증점제, 침투제, 밀도개선제.강화액) - 경제적 : 쉽게구할 수 있고 가격이 싸다 - 비압축성: 관리, 펌핑, 이송이 용이 - 질식 효과 : 1650배 팽창 |
4, 주수방법 1), 봉상(Stream) : 소방용 방수노즐이용 굵은 물줄기형태로 방출 → 열용량 큰 일반 고체 가연물의 대규모 화재 유효 예) 옥내소화전, 옥외소화전 2), 입자상(Drop) :스프링클러 헤드에 의한 주수 물방울 평균 직경 0.5~0.6㎜ 정도로 고체가연물 화재 적용 예) Sprinkler, 연결살수설비 3), 분무상(Spray) : 분무헤드 or 분무노즐에서 고압으로 방수 예) 물분무설비 5, 물 소화약제 장점(소독환물안경) ① 냉각, 질식소화의 효과가 매우 높은 물질이다 ② 인체에 무해하며, 각종 약제를 혼합하여 수용액으로 사용할 수 있다. ⇒ 화학적으로 비반응성이며 안정하다. ③ 변질의 우려가 없으며, 장기간 보관이 가능하고, 사용방법 간단 ④ 보통의 온도와 대기압상태에서 저장될 수 있다 ⑤ 어디서나 쉽게 구할 수 있고 가격이 저렴하여 경제적 부담 없다. ⑥ 물은 적외선 흡수 6, 단점 ① 영하에서는 동파 및 응고현상으로 적응성이 없다. ② 물과 혼합하지 않는 액체연료의 연소에는 쓸 수 없다. ② 필요이상 물을 요하며, 소화 후 물에 의한 2차 피해가 발생한다. ③ 금수성 화재 및 C급화재에는 적응성이 없다. ④ 불순물 때문에 전기전도성이 되어 어떤 물건을 회복불능으로 손상 입힐 수 있다. 7, 첨가제 : 물에 소화력 보강하기 위해 첨가하는 약제 1), 부동액 : 물의 빙점 강하 2), 침투제 : 1% 이하의 계면 활성제를 가해 표면장력을 낮춰 침투효과를 높이기 위한 약제 3), 증점제 : 점도 높여 물의 유실 방지 → 소화효과를 높이기 위해 사용하는 약제 4), 유화제 : 고비점유류에 대한 소화효과를 높이기 위해 사용하는 약제 |
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전기 방식 (Cathodic protection)
1. 부식발생 Mechanism (양극반응), (음극반응)
부식의 촉진제는 물, 공기, 전해질이다. 2. 전기방식 (1) 희생 양극법 ① 희생 양극 (Anode) 으로 마그네슘 양극을 사용해서 피보호관과 도체로 연결 ② 피보호관의 전위가 마그네슘 양극보다 높으므로 이 전위차에 의해서 전류는 연결된 도체를 통해서 희생 양극쪽으로 흐르고, 지하 이온 통로에서는 희생 양극에서 피보호관 쪽으로 전류가 흐르므로 관의 부식이 방지된다.
③ 전위로 보면 마그네슘 전극이 피보호관 보다 낮으므로 희생 음극이라 해야 하나, 지하 이온 경로에서 보면 전류는 마그네슘 극에서 피보호관 쪽으로 흐르로 희생 양극이라 한다. 또, 이 과정에서 마그네슘은 그 자신이 전식되어 부식되어 가므로 자신이 희생하게 되기 때문에, 희생 양극이 피보호관의 수명 (가령30년) 만큼 지탱할 수 있는 정도의 크기라야 한다. |
(2) 외부 전원법 정류기를 써서 강제로 전위를 가하여 지하 이온 통로에서 Anode로부터 피보호관 쪽으로 전류를 흘려주는 방법 . 3. 전기방식 비교 (전유전 보타경)
4. 희생양극법 장단점( 강간과 재범강조) (1) 장점 ① 간편 ② 간섭 × ③ 과방식 염려우려 × (2) 단점 ① 재충전( 일정기간 후 충전) ② 효과범위가 좁다 ③ 강한 전식 효과 × ④ 전류조절 곤란 |
1. 터보형 유체기계의 분류 (1) 유체 흐름의 방향에 따라 ① 축류식 ② 사류식 ③ 원심식의 3가지로 분류 원심식은 Volute Pump 를 의미 터빈식은 안내깃을 부착 (2) 각 형식의 비교
(1) 원리 다수의 깃 (blade or vane) 이 달린 회전차 (impeller) 가 밀폐된 케이싱 내에서 회전함으로써 발생하는 원심력에 의하여 액체는 회전차의 중심으로 흡입되어 반지름 방향으로 흐르는 사이에 압력 및 속도 에너지를 얻게 된다. (2) 원심펌프의 종류 ① 안내 깃의 유무 케이싱 내부에 안내깃 (guide vane)의 유무에 따라 터빈펌프, 볼류트 펌프로 구분 안내깃은 회전차 출구의 액체속도를 감속하여 속도에너지를 압력에너지로 변환시키는 역할. ② 임펠러의 수 단단펌프와 다단펌프로 구분 단단펌프는 임펠러가 1개인 것이고 다단펌프는 임펠러를 하나의 축에 직렬로 |
여러개를 배치하여 제1단에서 나온 액체를 제2단으로 흡입하고, 차례로 다음 단으로 송수함으로써 고압을 얻도록 설계 일반적으로 양정이 80 ③ 흡입구의 수 흡입구가 하나로 회전차의 한쪽에서만 흡입되는 것을 편흡입 펌프 (single suction pump), 회전차의 양쪽에서 흡입하는 것을 양흡입 펌프(double suction pump) ④ 축의 방향 축이 수평인 횡축펌프 (horizontal shaft) 와 축이 수직인 입축펌프 (vertical shaft) 3. 펌프의 비속도 (Specific speed) ① 하나의 펌프 또는 송풍기의 회전차를 형상과 운전상태를 상사하게 유지하면 서 그 크기를 바꾸어 단위 송출량에서 단위 양정을 내게 할 때 그 회전차에 주어야 할 회전수를 처음 회전차의 비속도 (또는 비교회전도) 라고 한다. ② 비속도는 회전차의 상사성 또는 펌프특성 및 형식결정 등을 논하는 경우에 이용되는 값이다. 회전차의 형상, 치수 등을 결정하는 기본요소는 전양정, 토출량, 회전수의 3가지 비속도는 어떤 펌프의 최고효율 점에서의 수치에 의해 계산하는 값으로 한다. 또 양흡입 펌프의 경우에 토출량은 전 토출량의 1/2, 즉 한쪽 흡입관의 유량만으로 계산. ③ 결국 비속도 Ns 는, 단위 양정 (1m), 단위 토출량 (1m3/mn), 을 내는 가상펌프의 회전수(Ns)를, 이와 닮은꼴인 실제펌프의 회전수(n), 토출량(Q) 및 양정(H)의 함수로 표시한 것이다. 실제 펌프의 회전수 n을 일정하게 둘 때, ㉮ 비속도 Ns가 크면 대유량, 저양정 펌프가 되고 ㉯ 비속도 Ns가 작으면 소유량, 고양정 특성을 갖는 펌프가 된다.
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4. 펌프의 제 특성과 회전수와의 관계 ① 토출량과 회전수의 관계 토출구경 (D) 이 일정할 때 유량은 유속(V)에 비례하고, 유속은 임펠러의 회전수(n)에 비례하므로, 결국 유량은 회전수에 비례하게 된다. 즉 ② 전양정과 회전수의 관계 유량 (토출량) 은 (유속)(직경)2 에 비례하므로 여기서 D1=D2 라면 ③ 동력과 회전수의 관계 동력은 (토출량)(전양정) 에 비례하므로 즉 토출량, 전양정, 축동력은 각각 회전수의 1승, 2승, 3승에 비례.
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Water Hammering(수격현상) 속도차= 압력차 1.개요 - 압력변동에 따른 수격현상으로 배관이나 기기 내부에서 발생 - 운동량방정식 : 속도차 = 충격량 F =ρ Q (V1 - V2)- - 베르누이 정리 : 속도차 = 압력차
( ) 2. 원인 ① 펌프기동 ② 펌프의 급정지 ③ 밸브의 급개폐 ④ 터빈의 출력변화
3.문제점 ① 배관의 진동 충격음 발생 ② 배관 파손 ③ 고압 발생
4.수격방지 대책( UFO SA자) (1) 부압방지법 - 관내 유속을 낮게 한다 → 관성력 작게한다 - 펌프에 Fly wheel 부착 → 급격한 속도변화 감소 - 공기밸브 설치 → 부압이 됬을 때 공기를 흡입 - surge tank 설치→ 압력이 저하되는 곳에 물을 보급 - Air chamber 설치 → 부압이 되기 전에 압축공기로 방지 - 자동 수압조절밸브 설치 (2) 압력상승 방지법 - 릴리프밸브나 스모렌스키 체크 설치 (3) 수격압력 흡수장치 - water hammering 방지기 설치 |
캐비테이션(Cavitation: 공동현상) 과 NPSH 1. 개요 - 물이 관속을 유동하고 있을 때, 흐르는 물속의 어느 부분의 정압 (Static Pressure)이 그 때의 물의 온도에 해당하는 증기압(Vapor Pressure) 이하로 되면 부분적으로 증기가 발생한다. - 또 수증기에는 압력에 비례하여 공기가 용입되어 있는데, 이 공기가 물과 분리되어 기포로 나타난다. 2. 발생원인 - 물의 압력이 포화증기압이하로 내려가면 증발하여 기포가 발생 - NPSHav ≤ NPSHre 즉 Ha ± Hs - Hf - NPSHre< Hv
※ NPSHAV (유효흡입양정) : 흡입전양정에서 그 때의 수온의 증기압을 뺀 것. NPSHav : Ha ± Hs - Hf - Hv NPSHRe ( 필요흡입양정): 펌프가 흡입을 위해 필요한 수두 흡입비속도, 임펠러회전수, 유량의 함수 흡입 비속도
- 따라서 소방의 경우 NPSHre를 알게되면 Cavitation을 일으키지 않고 운전할 수 있는 높이 결정 ① NPSHav = NPSHre : 발생한계 ② NPSHav > NPSHre : 비발생 ③ NPSHav ≥ NPSHre × 1.3 : 설계적용 3. 문제점 ① 소음과 진동 |
캐비테이션으로 인하여 생긴 기포는 고압의 영역에 이르렀을 때 갑자기 파괴되고 다시 수중으로 말려들어 소멸하고 만다. 기포가 파괴될 때에는 심한 충격을 동반하고 소음과 진동을 동반한다. ② 양정곡선과 효율곡선의 저하 정상상태 : 유량 캐비테이션 발생시 : 양정은 2에서 3'로 급감하며, 효율도 5에서 6' 변화 ③ 깃에 대한 침식 - PV = C (기포가 터져 부피가 감소 상대적으로 압력 증가, 실험치 약300기압) 기포가 파괴될 때 기포의 표면에 밀어 붙이는 액체의 압력은 기포체적의급격한 축소에 따른 그 압력강도가 매우 커진다. - 이와 같은 큰 힘의 충격때문에 벽면은 침식(erosion)하게 된다. - 캐비테이션이 발생하면 처음에는 벽면이 귤껍질과 같은 모양이 되고, 이것이 심해지면 벽속이 경석처럼 퍼석퍼석 해진다. 4. 방지대책 -펌프내 포화증기압 이하의 부분이 발생치 않도록 조치.즉,NPSHav> NPSHre - NPSHav 높이는 방법 (NPSHav : Ha ± Hs - Hf - Hv) ① 펌프의 설치높이를 될 수 있는대로 낮추어 흡입양정을 짧게 한다. ② 흡입관의 손실수두를 작게한다 - 길이를 ↓, 관경↑, 속도를 ↓ ③ 온도를↓ - NPSHre 낮추는 방법 ① 펌프의 회전수를 낮추어 흡입비속도를 적게 한다. ② 펌프유량릉 줄이고 양흡입 펌프를 사용한다. |
펌프의 직·병렬 (1) 개요 펌프의 단수(段數 Stage)가 일단일 경우는 낮은 출력 범위내에서만 적용이 가능하나, 대용량의 펌프일 경우는 다단형 펌프(Multistage pump)를 사용하거나, 펌프를 2대 이상 연결하여 사용하여야 한다. 대용량의 스프링클러 펌프를 설계할 경우 주펌프를 2대로 하여 병렬운전을 많이 하게 되는데 이 경우 펌프를 직렬 또는 병렬 연결함에 따라 펌프의 양정 및 토출량은 다음과 같이 변화하게 된다. 1) 병렬 연결일 경우 ① 펌프의 성능 - 양정은 변동이 없으나 토출량은 대략 2배 - 펌프 1대의 H-Q곡선 : AB, 펌프 2대H-Q곡선: AC ② 운전점 - 배관의 저항곡선을 DR라면 저항곡선과 H-Q곡선과의 교점 - 펌프 1대 운전시 유량 : Q1 , 양정 : H1이며, - 펌프 2대 운전시 유량 : Q2 , 양정 :H2가 된다. ③ 배관의 마찰저항 증가로 유량은 2배로 증가하지는 않으며 1대의 펌프에서는 Q2/2의 유량으로 운전. 즉 1개의 펌프는 유량 Q1 → Q2/2가 되므로 Q1-(Q2/2) = ΔQ 만큼 유량이 감소.
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2) 직렬 연결일 경우 ① 펌프의 성능 - 유량은 변동이 없으나 양정은 대략 2배. - 펌프 1대의 H-Q곡선 : AC, 펌프 2대H-Q곡선: PC ② 운전점 - 배관의 저항곡선을 DR라면 저항곡선과 H-Q곡선과의 교점 - 펌프 1대 운전시 유량 : Q1 , 양정 : H1이며, - 펌프 2대 운전시 유량 : Q2 , 양정 :H2가 된다. ③ 각각의 펌프는 양정이 H2/2로 운전하게 되며, 즉 1개의 펌프는 양정 H1 → H2/2가 되므로 3) 실제 설계시 유의사항 ① 병렬운전의 경우 토출량의 합산은 유량이 대기로 방출될 경우에 적용하는 것으로 실제 대기로 방출되지 않고 배관내에서는 마찰저항으로 인하여 병렬로 작동되는 펌프 2대는 더 큰 마찰저항을 갖게 된다. ② 따라서 펌프의 실제 특성곡선은 단형 펌프 유량의 2배보다 작게 되며 마찬가 지로 직렬로 사용할 경우도 실제 양정은 단독운전시의 2배보다는 작게된다. 보통 스프링클러 펌프 설계시 2400lpm의 경우 이를 1200lpm×2대를 병렬로 설계하고 있으나 이는 위와 같은 사유로 법정 토출량에 미달되므로 “반드시 펌프 토출량 선정시 여유율을 반영하여 주어야 한다” |
감압방법 1.개요 옥내소화,sp에서 선단 방수압이 규정 방수압을 초과시 감압장치를 설치하여 조치 2. 방식 (1) 감압밸브방식
① 가장 많이 사용하는 방식 ② 호스 입입구측에 감압용 밸브 또는 오리피스 설치 ③ 특징 - 설치용이, 기존 건물도 가능 - 모든 감압방식에 공통적으로 적용 - 수리계산에 의해 방사압이 7kg 이상인 위치를 선정하여 소화전 앵글밸브에 설치 (2) 전용배관 방식
① 시스템을 고층부와 저층부로 분리후 별도의 가압송수장치 설치 ② 특징 - 공사비 과도 - 설비의 감시, 제어가 2중 (3) 부스타 펌프 방식 |
① 저층부와 고층부로 분리한후 부스타펌프 및 수조를 별도로 설치 ② 공사비 과도 (4)고가수조 방식
① 고가수조를 고층부 저층부용으로 구분하여 설치 ② 특징 - 규정방사압을 얻기 위해서는 일정 낙차 확보 - 수조를 고층부에 설치할 경우 저층부는 과압 - 가압펌프 및 비상전원이 필요없는 신뢰도가 높은 방식 (5) 펌프실 감압변 설치 ① 펌프 주위에 물용 감압변을 사용하여 저층부를 분리 ② 모든 감압방식에 공통적으로 적용 ③ 공사비 저렴 |
반응시간지수(Respanse Time Index) 1. 개요 ① 화재시 일정한 작동온도를 가진 감지기나 스프링클러가 얼마나 민감하게 반응하여 작동하는 가를 시험하여 지수로 나타낸 것 ② 주거용 스프링클러, ESFR헤드 연구개발에서 RTI 개념 도입 2. 측정방법 일정한 온도와 속도의 열류를 공급하도록 설계된 풍동안에 스프링클러를 투입하여 스프링클러 작동시간을 측정하여 결정 3. 계산식 RTI =τ √ U τ = mc/hA τ : 시간지수 U : 상승기류 속도(m/s) m : 열감지부 질량(kg) c : 열감지부 비열 (※ mc= 열용량) h : 대류열전달 계수 A : 열감지부 표면적 4. ISO기준 감도범위 ① 속동형 SP(fast respanse sp) RTI= 50√ ms 미만 열전도계수 :1√m/s 이하 ② 특별반응 sp (special respanse sp) RTI = 50-80√ ms 미만 열전도계수 : 1√m/s 이하 ③ 표준형 sp (standardl respanse sp) RTI = 80-350√ ms 미만 열전도계수 : 2√m/s 이하 |
RDD(Requirred delivered density) 와 ADD(Actual delivered density) 1. RDD 1) 개요 화재진압에 필요한 sp헤드 방출수를 가연물 상단 면적으로 나눈 것으로 화재진압에 필요한 단위면적당 최소 소화수량(ℓpm/ m2) 2) 측정 ① 특정가연물을 큰 열량계 아래에 원하는 형태로 쌓아 올린다 ② 점화로부터 일정시간 경과후 화재진압에 필요한 방출수 측정 2. ADD 1) 개요 ① sp로부터 분사된 물중에서 화염을 통과하여 연소중인 가연물의 상단에까지 도달한 량을 가연물 상단면적으로 나눈값 ② 침투된 물의 밀도를 의미하며 sp성능을 결정하는 중요한 요소 ③ 화재를 초기에 조기진화하기 위해서는 ADD> RDD 2) ADD 결정요소 ① SP구경( K-facter) ② sp방사압력 ③ sp 살수분포 ④ 물방울의 크기 ⑤ sp헤드 배치 간격 ⑥ 작동된 sp 헤드수 ⑦ sp 헤드 개방시 화재강도 ⑧ sp헤드와 가연물과의 거리
3. 물방울 화염 침투 방법 1) 중력에 의한 방법 ① 물방울이 지닌 중력이 화염으로부터의 상승기류의 부력보다 클 경우 침투 ② 물방울이 클수록 유리 2) 물방울이 분사되는 Momentem에 의한 침투( 운동량 = mv) ① 하향으로의 Momentem은 sp방사압이 클수록 유리 ② 압력이 크면 물방울이 작아져 중력식 침투는 불리하지만 ③ 침투가 주로 Momentem에 따라 좌우되는 경우 입자크기는 상대적으로 중요성이 작아진다. |
화재제어 (Fire control) ① 물을 분사하여 열방출율을 감소 ② 주위의 가연성 물질을 미리 적심으로 화재규모 제한 ③ 건축물 피해가 없도록 천장의 가스온도 제어
화재 진압( Fire suppression) ① 방사된 물방울의 침투력을 증가시켜 열방출을 급격히 저하 ② 화재의 재성장, 재발화 방지하는 진압 방법 ※ 조기진화 목적으로 하는 경우 ADD>RDD
주거용 스프링클러 1. 개요 ① 화재발생 빈도는 산업체화재가 훨씬 높지만 인명피해는 대부분 주거시설에서 발생 ② 화재시 거주자들이 안전하게 대피할 수 있는 대피시간 연장이 필요
2. 거주자 생명 보존을 위한 안전 허용치 ① CO의 최대 순간 허용치 3000 PPM 미만 ② CO 최대 누적 허용치 43,000 PPM 미만 ③ 호흡선 (지면에서 1.5M높이) 공기온도 93°C 미만 (200 °F) ④ 최대허용 천장온도 288 °C 미만 (550 °F)
3. 조건 ① 화재시 발생한 열이 방에 갖혀 있으므로 안전한 대피를 위해서는 냉각특성이 화염을 뚫고 들어가는 침투성능보다 더 중요 ② 보통 방하나에 헤드 한개를 설치하기 때문에 살수분포가 전방향에 걸쳐 균일해야 한다 ③ 헤드 개방온도가 낮고(57 - 74°C ) RTI가 낮아야 한다(26√ms) ④ 살수밀도: 방중앙 - 2.4mm/min. 방주위 - 3.3mm/min.이상 ⑤ 분사된 물은 최소 1.8m 벽면 높이까지 도달하여야 |
sp 헤드 미설치 장소 (계통발병 2.1.0.5. P아현 냉고불) 1.계단실,경사로,승강기의 승강로,파이프덕트,목욕실,수영장(관람석부분을 제외),화장실,직접 외기에 개방되어 있는 복도,기타 이와 유사한 장소 2. 통신기기실,전자기기실,기타 이와 유사한 장소 3. 발전실,변전실,변압기,기타 이와 유사한 전기설비가 설치되어 있는 장소 4. 병원의 수술실,응급처치실,기타 이와 유사한 장소 5. 천장과 반자 양쪽이 불연재료로 되어 있는 경우로서 그 사이의 거리 및 구조가 다음 각목의 1에 해당하는 부분 가. 천장과 반자사이의 거리가 2m 미만인 부분 나. 천장과 반자사이의 벽이 불연재료이고 천장과 반자사이의 거리가 2m 이상으로서 그 사이에 가연물이 존재하지 아니하는 부분 6. 천장,반자중 한쪽이 불연재료로 되어있고 천장과 반자사이의 거리가 1m 미만인 부분 7. 천장 및 반자가 불연재료외의 것으로 되어 있고 천장과 반자사이의 거리가 0.5m 미만인 부분 8. 펌프실,물탱크실 그 밖의 이와 비슷한 장소 9. 아파트의 세대별로 설치된 보일러실로서 환기구를 제외한 부분이 다른 부분과 방화구획되어 있는 보일러실 10. 현관 또는 로비등으로서 바닥으로부터 높이가 20m 이상인 장소 11. 냉장창고의 냉장실 또는 냉동창고의 냉동실 12. 고온의 노가 설치된 장소 또는 물과 격렬하게 반응하는 물품의 저장 또는 취급장소 13. 불연재료로 된 소방대상물 또는 그 부분으로서 다음 각목의 1에 해당하는 장소 가. 정수장,오물처리장 그 밖의 이와 비슷한 장소 나. 펄프공장의 작업장,음료수공장의 세정 또는 충전하는 작업장 그 밖의 이와 비슷한 장소 다. 불연성의 금속,석재 등의 가공공장으로서 가연성물질을 저장 또는 취급하지 아니하는 장소
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간이형 스프링클러설비 (장수방배간 수송비) 1.개 요 ① 설치목적 소규모 건축물 지하층 다중 이용업 등에서 화재시 인명 및 재산의 피해가크며 빈도도 잦아 초기소화 대응 또는 화재확대 억제 목적으로 사용 ② 소화기나 소화전과 같이 사람에 의존하지 않고 화재시 연속살수가 가능하고 피난시간 확보가 가능함
2. 설치대상 및 장소 ① 설치대상 : 다중 이용업 ② 지하층 다중 이용업 영업장으로 바닥면적 합계 150㎡ 이상
3. 수원 ① 상수도 직결 : 수돗물 ② 수조: 간이헤드2개 ×0.5㎡ =1.0 ㎥ 이상(2개 ×10분×50ℓ/min = 1.0 ㎥ )
4. 방수압력 상수도 직결의 경우 및 가압송수장치 이용시 가장 먼 가지관 2개의 간이헤드를 개방할 경우 선단 방수압력 1㎏/㎡ 이상
5. 배관 및 밸브 ① 배관㉮ 배관용 탄소강관 (KS D 3507) ㉯ 압력배관용 탄소강관 KS D 3562)이나 동등이상의 강도,내식,내열성 ㉰ 이음이 없는 동 및 동합금관. 소방용합성수지관 ② 배관밸브순서 ㉮ 상수도설비 직결시 - 폐쇄형간이헤드 사용 (수개체압유시) 수도용 계량기-개폐표시형 밸브-체크 밸브-압력계-유수검지장치-시험밸브 - 개방형간이헤드 사용 (체크전후 압력계, 확인시험배관) 수도용 계량기-개폐표시형 밸브-압력계-체크 밸브-압력등확인시험배관-압력계 -일제개방밸브-개폐표시형 밸브 |
㉯ 가압송수장치 이용시 ㉰ 가압수조 이용시 - 폐쇄형간이헤드 사용 (일반 펌프방식과 동일) 수원 -연성계 또는 진공계(수원이 펌프보다 높을경우, 가압수조일 경우 제외)-펌프 또는 압력수조-압력계-체크밸브-성능시험배관 - 개폐표시형 밸브 - 유수검지장치- 시험밸브 - 유수검지장치 - 시험밸브
- 개방형간이헤드 사용 수원 -연성계 또는 진공계-펌프 또는 압력수조 - 압력계- 체크밸브 - 성능시험배관 - 압력계 - 일제개방밸브 -개폐표시형 밸브
6. 간이헤드 ① 폐쇄형 간이헤드 사용 (동파 염려가 있는 장소는 개방형헤드 사용) ② 간이헤드의 방호면적 : 13.4 ㎡ 이하 (표준형: 21㎡이하) ③ 간이헤드간 거리 3.7m 이하 (표준형 4.6m) ④ 간이헤드 방수량 : 50L/MIN 이상 ⑤ 살수장애 영향을 받지 않도록 설치
7. 수신기 ,감지기 및 음향장치 등 ① 수신기는 감지기 화재신호, 유수검지장치 유수신호를 수신하여 음향장치 기동하는 구조 ② 배선은 내화 또는 내열배선 사용 , 전용회로 사용 ③ 기타 sp준용 8. 송수구 (장로표 개구삼자) ① 장소: 화재층의 유리창등에 의한 송수 및 소화작업에 지장을 주지아니한 장소 ② 높이: 0.5 - 1.0m 이하 ③ 개폐밸브 : 설치시 옥외또는 기계실 장소에 설치 ④ 구경: 65mm 단구형 또는 쌍구형 송수배관의 안지름은 40mm 이상 ⑤ 자동배수밸브 : 배수가능 위치. 피해를 주지 않는 장소 9. 비상전원 ① 10분이상 (근린생활시설 : 20분이상) ② 상용전원으로부터 전원이 중단시 자동으로 비상전원으로 전환하는 구조 |
. ESFR 스프링클러 1. 개 요 ① ESFR 은 Early Suppression Fast Response 의 약어로 초기에 화재를 감지하여 화재를 조기에 진압하는 것을 뜻함 ② 표준형 스프링클러와 차이점은 표준형 스프링클러 : 일정면적(3m * 3m) 이내로 화재의 연소확대 억제 ESFR : 화재를 조기진압 ③ ESFR 스프링클러는 헤드를 천장에만 설치하되 - 성장기 이전인 화재초기( 약 55초 이내) 화재를 감지 - 높은 압력(3.5kg) 과 12개 이내의 스프링클러로 방사 - 물이 화재의 상승기률 뚫고 가연물에 도달하도록 하여 화재를 진압
2. ESFR 소화이론 ① ESFR 스프링클러의 초기진압 성능은 3가지 요소에 의해 결정 - RTI (Response Time Index) : 반응시간지수 - RDD (Required Delivery Density) : 필요진화밀도 - ADD (Actual Delivery Density) : 실제진화밀도 ② RTI RTI 는 온도변화에 대한 스프링클러 열감지부의 감도 또는 반응도 RTI = 스프링클러시간상수 * √공기속도 RTI 가 낮을수록 스프링클러는 개방온도에 일찍도달하므로 화재에 대해 더욱 민감하게 반응. ③ RDD RDD는 일정 크기의 화재를 진압하는데 필요한 최소한의 물의 양을 가연물 상단의 표면적으로 나눈값 진화의 조건 : - 재점화가 일어나지 않아야 하며 - 주위의 공기의 온도 4개 이하의 헤드 개방시킬 만큼 낮은온도 - 소진된 가연물은 초가연물의 10% 이하 ④ ADD ADD는 실제로 화염을 침투하여 연소면 상부에 물이 공급되는 밀도 - 화재강도나 화재 대류열에 영향을 받으며 - 물방울 크기와
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- 하향운동속도 등에 영향을 받는다. ADD는 침투된 물의 분포밀도를 나타내며 SP성능을 결정하는 요소 ⑤ 스프링클러 반응이 빠를수록 (RTI 수치가 낮을수록) RDD는 낮고 ADD는 높다. ⑥ ESFR 스프링클러는 발화점의 위치와 관계없이 RDD보다 ADD를 확보하는 것 2. 설치장소의 구조 ① 높이 :13.7m이하. 2층이상시 당해층 바닥 내화구조 다른부분과 방화구획 ② 천장기울기 :168/1000 이하, 초과시 반자를 지면과 수평하게 ③ 선반: 하부로 물 침투되는 구조 3. 헤드 ① 벽과의 거리: 102mm이상 - 헤드간거리 1/2이하 ② 방호면적 :6.0㎡ - 9.3㎡이하 ③ 작동온도: 74°c이하. 주위온도 38°c이상- 공인기관 시험거친 것 사용 ④ 헤드간 거리 : 9.1m미만 - 2.4m이상 3.7m 이하 9.1m이상 13.7m이하 - 2.4m이상 3.1m 이하 ⑤ 이격 : 반사판과 저장물 최상부 - 914mm이상 4 .ESFR 스프링클러의 장점 ① 천장에만 설치하므로 기존 인랙 스프링클러보다 설치비가 저렴 ② 적재물 상하차시 인랙헤드의 파손으로 인한 누수손실 방지 ③ 초기 진압에 따른 상당한 손실을 방지 ④ 위험도에 따른 분류, 적재하여야 하는 번잡함을 피할 수 있다. 5 .ESFR 스프링클러의 단점 ① 화염의 전파속도가 SP개방속도 보다 빠른 가연물 사용 불가 ② 인화성 액체, 타이어, 두루마리 종이, 섬유제품등 6. 주의 사항 ① SP개방 최대치가 12개이므로 설치에 세심한 주의 ② 조기 개방이 가능하도록 천장은 평평하면서 얼을 가둘 수 있는 장소 ③ 방사된 물이 화점에 도달할 수 잇도록 중간에 방해물 제거 7.기타 ① 저장물간격 : 모든 방향에서 152mm이상 이격 ② 환기구: 공기유동으로 헤드 작동온도에 영향을 주지 않는 구조 자동식 환기장치 설치 불가(감지기연동) . 설치시 : 최소작동온도 180°c↑ ③ 수원 Q = k√p×12×60 |
다중이용업소 1.개 요 ① 다중이 이용하는 시설로써 ㉮ 휴게음식점 또는 일반음식점으로 영업장으로 바닥면적 합계 100㎡ 이상 (지하에 설치된 경우 66제곱미터) ㉯ 노래연습장, 비디오 감상실, 단란주점, 유흥주점 등 ㉰ 기타 이에 준하는 영업. ② 설치목적 소규모 건축물 지하층 다중 이용업 등에서 화재시 인명 및 재산의 피해가 크며 빈도도 잦아 초기소화 또는 화재확대 억제 목적으로 소방시설 및 방화시설등을 설치
2. 특 성 ( 불가피안내 신지이)
① 건물구조에 생소한 불특정 다수인이 출입 ② 다양한 유형의 가연재와 실내장식물 사용 ③ 이용자들의 비정상적인 상태 ④ 업주와 이용자의 안전의식 부족 ⑤ 업주 및 내부구조의 빈번한 변경 ⑥ 신종업종의 출현과 제도적 관리의 부재 ⑦ 지하층 시설 ⑧ 2방향 피난의 부재 및 비상탈출구 잠금
3. 문제점 (구내소안) ① 건물 구조상의 문제 - 비상탈출구의 협소 ② 내장마감재의 문제 - 화재실 유독가스 발생 ③ 소방시설상 문제 - 적절한 설치 및 유지관리 부족 ④ 안전의식상의 문제 - 안전의식 결여 |
4.대책 (1).예방 - 실내장식물 : 불연재료, 준불연재료 - 목재. 합판의 경우(방염후처리) : 3/10 (sp. 간이sp 설치시 5/10)
(2). 소방 - 소화설비 ① 구획된 각실마다소화기(자동, 수동) 또는 자동확산 소화용구. ② 간이sp ( 지하 150m2 이상) - 피난설비 ①구획된 각실마다 유도등 또는 유도표지 또는 비상조명등. ② 휴대용비상조명등. ③ 피난기구 (개구부. 비상구 장소) - 경보설비 ① 비상경보설비 또는 비상방송설비 ② 가스누설 경보기( 가스사용 주방 또는 난방시설 설치된 장소)
(3). 방화 ① 비상구 - 피난방향 열리는 구조. 구획된 실이나 천장으로 통하지 않는 구조 - 출입문 반대방향. 불가피한 경우 장변의 1/2 ② 방화문 : 비상구 및 출입문 . 보일러실과 영업장 사이 출입문 ③ 자동방화담파 : 보일러실과 영업장 사이 개구부 (4). 그밖의 시설 (영누피) ① 영상음향차단장치 - 화재시 자종 또는 수동으로 음향 및 영상이 정지 하는 구조 - 수동차단장치를 설치하는 경우 관계인이 상주 또는 근무하는 장소 ② 누전차단기 ③ 피난유도선 |
지하구
1.예방 - 연소방지도료 도포 - 배선 : 내화배선 - 성능 : 내화성능
2.소방 - 감지기 (축복 아불광다 정분) - 연소방지설비 ① 배관 - 재질 : 배관용탄소강관. 압력배관용탄소강관. 동등이상 강도 내식성 내열성. 소방용합성수지배관(CPVC) - 구경별 헤드갯수 : 1.2.3.5.6이상 - 32. 40. 50. 65. 80A - 수평주행배관 : 100mm 이상. 기울기 : 상향 1/1000이상 ② 방수헤드 - 설치: 천장. 벽면 - 수평거리 : 전용 :2m 이하 , s/p헤드 : 1.5 m 이하 - 살수구역 : 3m - 350m 이하. 환기구 등을 고려 ③ 송수구 (장로표 개구삼자) - 장소 : 소방차 접근이 가능한 노출장소로 보도나 차도 - 높이 : 0.5 - 1.0m 이하 - 표지 : 송수구에서 1m 이내 살수구역 안내 표지 - 개폐밸브 : × - 구경 : 65mm 쌍구 - 자동배수밸브 : 배수가능 위치. 피해를 주지 않는 장소 |
3. 방화 - 방화벽 - 구조 : 자립구조 - 개구부 : 방화문 - 관통부 : 내화성 있는 화재차단재 마감 - 위치 : 환기구 분기구 고려 설치
4. 통합감시시설 구축 (소화활동) - 정보통신망 : 소방서- 공동구 통제실간 - 성능 : 광케이블. 동등이상 성능 가진 선로 원격제어 가능 - 예비선로 구축 - 주수신기 : 공동구 통제실. 보조수신기 : 관할 소방서
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수계설비 문제점과 개선방안 1.시방기준 살수밀도
2. 문제점 (*주수계획 배관계획) (1) 화재가혹도 - NFPA : 화재가혹도별 기준정하여 - 국내기준 : 용도별 분류 화재하중, 가혹도 무시 건물 층수와의 관련성만 강조 - 고강도화재시 주수율 낮은 경우 발생
(2) 주수밀도 - 내화구조 건축물의 경우 주수밀도 일정, 주수밀도 너무 크다 - NFPA 경급 :4.4 중급 6,5lpm - 국내기준 : 7.56lpm
(3) 살수시간 - NFPA : 위험정도에 따라 30-90분 120분까지 규정 - 국내기준 : 20분
(4) 배관구경 - NFPA : 화재가혹도가 크면 소화용수 공급율과 헤드설치 증가로 배관구경 커짐 - 국내기준 : 관경별 헤드설치기준 정했기 때문에 동일배관구경 선정 |
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물분무설비 (옥외변압기 적용) 1. 개요 ① 물분무설비는 물을 미리 정해놓은 형식(Pattern), 입도, 속도와 밀도로 특별히 설계 된 노즐에서 방사하는 것이다. ② 스프링클러설비가 중력에 의한 자유낙하에 의해 화원에 침투한다면 ③ 물분무설비는 강제적인 힘을 물입자에 부여하여 소방대상물이나 그 표면에 직접 분사하며 스프링클러설비의 물입자보다 입도의 직경이 작다. ④ 물분무설비는 SP의 물입자보다 크기가 작은 물입자에 운동량 (Momentum)을 주어서 화원에 침투하게 하여 소화하거나 대상물에 입체적으로 분사하여 그 표면을 보호한다. 2. 물분무설비의 용도 1) 소화 (Extinguishment) 2)화세제어 (Fire Control) 3) 화재억제 (Fire Suppression) 4) 노출방호 (Exposure Protection) 3. 용도별 물보라입자와 살수밀도 1) 높은 온도의 인화점을 가진 비수용성 액체의 소화 ① 액체를 인화점이하의 온도로 내리기 위하여 액체 표면을 직접 냉각시키도록 상승 기류를 헤치고 액체표면에 침투할 수 있도록 충분한 운동력이 필요하다. ② 물보라 입자는 0.4mm ~ 0.8mm의 중간크기(Medium drop) 입자가 필요 - 입자크기가 0.8mm이상 : 액체표면을 튀겨서 연소가 지속 ③ 액체표면을 침투할 만큼 충분한 속도를 주어야하고, 살수밀도는 10ℓpm/㎡ ~ 70ℓpm/㎡ 이며 노즐에서의 방사압력은 3kg/㎠ 이상 . 2) 수용성 액체의 소화 ① 수용성 액체는 물을 가지고 충분히 희석시키면 소화시킬 수 있으나 그 물의 양은 너무 커지고 흘러넘침으로써 더 큰 위험을 초래 ② 물방울의 크기가 0.4mm 보다 작은 물방울 액체 하부층의 동요가 없도록 액체표면층에 살수하여 희석. ③ 살수밀도는 10ℓpm/㎡ ~ 20ℓpm/㎡ , 노즐에서의 방사압력은1.5kg/㎠ 이상. 3) 낮은 온도의 인화점( 45℃ 이하)을 가진 비수용성 액체의 소화 ① 연소층을 직접 물분무로 냉각 ② 살수방식, 연소상태, 예비연소시간에 상당히 큰 영향을 받으며, 물보라의 입자크기는 직경 0.3mm 이하 4) 유입 변압기등 (45℃ 이상인 비수용성 인화성 액체) 에 적용되는 경우 ① 고속분무노즐(High Velocity Spray Nozzle)을 사용. ② 살수밀도는 10ℓpm/㎡ ~ 40ℓpm/㎡ 5) 노출보호(Exposure Protection) ① 중속분무노즐(Medium Velocity Spray Nozzle)을 사용 ② 10ℓpm/㎡의 살수밀도를 분사 4. 옥외변압기의 화재위험과 대책 1) 변압기의 화재 위험 ① 변압기 자체에서의 위험 - 열적, 전기적 응력에 의한 열화 - 심한 전압변동(Voltage Surge) - 변압기 애자 표면의 오염 |
- 아아크 - 절연유 유출 ② 외부요인에 의한 화재 - 낙뢰 - 외부화재 등 2) 변압기의 방호를 위한 물분무설비 (1) 물분무설비의 옥외변압기 방호의 매카니즘 ① 표면냉각(Surface Cooling) : 인화점이 125°F(52℃) 이상인 액체 위험물은 물의 주수로 냉각효과를 얻을 수 있다. 즉, 표면의 냉각에 의해 점화원이 제거되거나 화염이 전파될 수 없는 온도로 낮출수 있다. ② 증기질식(Steam Smothering) : 화재에 의해 주수된 물방울이 증발하는 동안 증기는 mole당 약 9.72kcal의 열을 흡수한다. ③ 희석(Dilution) : 인화성 액체 위험물이 수용성인 경우에는 주수된 물과 혼합되어 희석된다. ④ 코팅(Coating) : 동작하는 동안 변압기의 수평면 또는 수직면에 아주 얇은 물의 코팅을 형성
(2) 물분무설비의 설치기준 ① 방사밀도(Discharge Density) NFPA , FM : 10.2ℓpm/㎡ 소방법 : 바닥부분을 제외한 표면적(㎡)당 10pm ② 방사압력(Discharge Pressure) - 최소압력 : 20psi(1.4㎏/㎠) : 바람이 있는 상태에서도 속도를 유지 - 최대압력 : 50psi(3.5kg/㎠) : 물입자가 너무 작아져서 변압기의 표면은 코팅하고 표면을 냉각하기전에 바람에 의해 날라가거나 증발 ③ 수원확보시간 (Water Supply Duration) NFPA , FM : 60분 이상 소방법 : 20분 이상.- NFPA15/FM5-4 : 60분- 소방법기술기준규칙제25조 : 20분 3) 화재감지설비. ① 전기적인 감지설비(Electric Detection System) ·정온식 감지선형 열감지기(Linear Heat Detection System) ② 스프링클러설비를 이용한 감지설비 (Pilot Head Detection System) ·건식방식 (Dry Pilot System)·습식방식 (Wet Pilot System) 5. 맺음말 ① 물분무 소화설비는 설비의 특성상 석유화학공장, 전기시설 또는 통신시설 등 다양한 용도에 적용이 가능하나, 물분무설비는 그 대상물과 용도에 따라서 그에 적합한 압력, 살수밀도 또는 물입자크기 등을 적용하여야만 원하는 효과를 얻을 수 있다. ② 옥외 변압기에는 소방시설의 설치에 관한 우리나라의 소방관련 법규가 건축물을 기준으로 규정되어 있으므로 대부분의 사업장에 설치되어 있지 않아서 재보험사 현장의 방문 확인 시 공통적으로 지적 사항 ③ 사업장의 안전성 확보와 사업의 연속성이 중단되지 않도록 하기 위하여 옥외 변압기에는 물분무소화 설비의 설치가 반드시 필요하며 .아울러 물분무설비의 설치기준에 관한 규정과 기술의 정립 필요 |
물분무 system 이 LPG 탱크와 유입변압기에 적용시 고려사항. 1. 개요 ① 고정식 물분무 system 은 가장 일반적으로 - 가연성 액체/가스저장탱크 - 공정기기 - 전기기기 - 회전기기 - Cable Tray - 구조물등의 노출화재에 대한 방호용으로 이용된다. ② 특정재해에 요구되는 물분무 system 의 형식은 재해의 성격과 방화(防火)하려는 목적에 좌우된다. 2. LPG 탱크의 물분무설비 ① 전체탱크표면을 정해진 물의 밀도로 적실수 있도록 - Nozzle 형식 - Nozzle 크기 - Nozzle 간격 - Nozzle 바람 - Nozzle 기류등의 영향이 고려되어 설계되어야 한다. ② 물이 흘러내릴 가능성 - 표면에 매연이나 탄소성분의 습윤 상태 집적을 방지 하는 것 그리고 방수형태가 표면에 겹치게 한다. ③ 모든 노즐에 적절한 수압이 걸리도록 하는 급수능력에 대한 고려 ④ 확산되는LP가스화재의 진압용으로 물분무설비가 기대되어서는 안되며, 탱크에 대한냉각효과로 연소속도를 제어하여 화재노출에 대한 심각성을 감소시켜야 한다. 3. 유입변압기에 대한 물분무설비 ① 변압기유의 인화점과 비점이 비교적 높기때문에 변압기화재는 물분무설 비가 적절히설계되면 신속한 소화가 가능하다. ② 변압기 Case 의 금속표면과 지지구조는 변압기유가 연소될 때의 복사열 로부터 방호되어야 한다. ③ 노즐, 배관, 지지물의 위치와 관련하여 전기적으로 charge된 부분으로부 터의 거리에주의를 기울여야 한다.전기적으로 charge 된 단자나 절연 Bushing에 직접 물분무는 피해야 한다. ④ 물분무가 적용되기 전에 변압기로의 통전이 자동으로 되도록 하는 것이 바람직하다. |
Dry Powder ( 나머지 MT) 1. 금속화재 특성 ① 표면연소 ② H2O 분해(고온) → 가연성 가스 발생(H) ③ 발열반응 ④ 질식, 냉각소화 2. Dry Powder 종류 (1) Na - X ① 탄산나트륨 ( Na2Co3) + 첨가제 ② 비염소화합물 소화약제로 개발 ③ 나트륨 화재용 ④ 첨가제 → 습기방지, 소화기 압력 유지 (2) MET - L - X ① 염화나트륨(Nacl) + 첨가물 ② 마그네슘, 칼륨, 나트륨 화재용 (3) G - 1 ① 유기인 + 흑연이 입혀진 코크스 ② 흑연 : 열전도체로 열을 흡수, 온도를 발화온도 ↓ ③ 마그네슘, 칼륨, 나트륨 , 리튬화재용 (4) TMB - 액체소화제. 분자식 : (BooCH3)3 ① 분사시킬 경우 질소공기 사용 ② 자신이 타서 잔사(산화붕소)로서 Glass상 피막형성 - 산소접촉차단 소화 - 이것을 사용후 물,포 사용 (5) TEC ① 나트륨, 칼륨, 리튬, 바륨염화물의 혼합물 분말소화약제 ② 융점 545℃ ③ 알맞게 점조하여 붙는작용 - 공기차단, 화염억제 소화 ④ 염화바륨 독성주의 ⑤ 조성 Bacl2 : 51% Kcl 29% Nacl2 20% = 100% |
화재 확대 방지 수막시스템 1. 개요 ① 수막 시스템은 지상, 천정 또는 옆에서 물을 방사하여 화재와 방호 대상물 사이에 혹은 방호 대상물의 주위에 막상, 분무상, 봉상의 수막에 의하여 칸막이를 형성하는 것 ②화재시의 방사열 차단 - 화재로부터의 방사열의 영향을 경감 - 방호 대상물로의 연소방지, - 온도상승으로 인한 구조물의 강도저하를 방지. ③민심의 안정 방화설비의 능력을 지역 주민의 시각에 호소함으로써, 사고 재해에 대한 공포심을 제거하여 민심을 안정시키는 효과.
2. 수막시스템의 구성 ① 구성 : 가압송수장치, 방수 구역 선택밸브, 노즐 헤더, 수막 노즐, 제어반 ② 관로가 길고 선택 밸브 이후의 빈 관로로 다량의 물이 급격히 보내지기 때문에 cavitation 현상이 일어나기 쉬우므로 그 방지 대책을 고려할 필요
3. 수막 노즐의 종류 ① 봉상 방수 노즐 - 원형의 방수구에서 제트 모양으로 방수하는 노즐 - 높이가 높은 수막이나 풍속이 큰 장소의 수막으로 적합 - 다른 노즐보다 방사열 차단의 효과가 적음 ② 분무 방수 노즐 - 분무 원추 모양으로 방수 - 물방울 입자가 가늘어서 가스의 흡수, 방사열차단의 효과 - 방수 높이는 낮고 또 바람의 영향 ③ 편평 (막상)방수 노즐 - 방수각이 15-18 로 막상의 부채꼴로 방수 - 가스의 차폐, 방사열 차단의 효과 - 바람의 영향 |
4. 수막설비의 용도
① 방사열 차단 - 방호 대상물의 수열 방사 강도를 안전한계 방사강도 이하가 되도록 하기위해 사용 - 옥외의 위험물 저장탱크 화재로 인한 방호 대상물로의 연소방지, - 구조물의 강도저하의 방지에 사용 . ② 가스 확산 억제 - 수막 노즐로부터의 분출수에 의한 주변 공기를 말려들게 하는 효과 - 기류의 흐트러짐에 의한 증발가스의 희석 효과에 의해 방유제 내에 누출된 가연성가스의 화재 위험 구역을 저감시키기 위해 사용 - 사용하는 수막 노즐은 방수각이 넓은 편평 노즐을 여러 종류 조합하여 수막에 간극이 생기지 않도록 할 필요가 있다.
5. 설치 대상
① sea berth ② 저장탱크 간의 경계 ③ 방유제 ④ 저장탱크, 반응탑의 주의 ⑤ 탱크 야드 간의 경계 ⑥ 공장, 위험물 저장소 등과 민가의 경계
6. 결론 - 널리 사용하지 않지만 성능을 기대할 수 있는 설비 - 방화구획 대체방안 연구 - 화학플랜트 등 피해를 줄이기 위해 적극적인 도입 필요
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미분무수 총정리 1.용어정리 ① 소화(Fire extinguishment) - 연소하고있는 가연물이 없도록 완전히 진압하는 것 ② 화세진압(Fire suppression) - 열방출율을 급격히 감소시키고 재발화 방지 - ADD > RDD 하여 소화 - 소화를 하기 위해 진행되는 과정 - ESFR헤드 연구와 더불어 소화(Fire extinguishment)의 개념과 분리 ③ 화재제어(Fire control) - 물을 분사하여 열방출율을 감소 - 인접가연물을 미리 적심으로 화재규모 제한 - 구조물이 붕괴되지 않도록 천장의 가스온도 제어 ④ 노출방호(Exposure protection) - 열전달방식(전도,대류,복사)에 의해 미연소물이 점화되거나 손상되는 것을 방지 - 가연성, 인화성 액체 위험물 탱크에 설치하는 물분무설비 2.미분무수 정의 Dv0.99 = 1000㎛에 해당하는 물방울들의 집합적 분포(기존sp Dv0.99 = 5000㎛) 3. Dvf = N㎛ 의미 (1) 의미 ① 노즐로부터 분사된 물방울들의 분포상황을 물방울 크기와 관련시켜 정량화한 방법으로 헤드의 성능을 표시 ② Dvf = N㎛ 여기서 D : Drop, droplet v : volume f: friction N㎛ : 물방울의 크기 (2) 측정기준 ① 노즐에서 물방울을 방사하였을 때 1m 이래의 평면에 도달한 물방울을 측정 ② Dv0.1 = 100㎛라고 하면 분무된 물중 10 %만이 100㎛이하의 크기로 기준평면에 도달 ③ 복합으로 사용할 경우 Dv0.1 = 100㎛, Dv0.5 = 200㎛의 의미는 100㎛이하의 크기로 10 %, 200㎛이하의 크기로 50 %가 기준평면에 도달함을 의미 ④ 200㎛이하의 크기의 물방울 50 % 속에는 100㎛이하의 크기10 %가 포함되어 있으므로 누적체적분율이라 함 ⑤ 예를들면 200g의 물이 분사되었다면 100㎛이하인 것이 20g, 100㎛초과 200㎛이하인 것이 80g임을 의미 |
4 미분무수 용도 ① 소화(Fire extinguishment) ② 화세진압(Fire suppression) ③ 화재제어(Fire control) ④ 노출방호(Exposure protection) ⑤ 온도제어 5. 물입자 크기에 의한 분류 (1) CLASS 1 Water Mist ① Dv0.9 ≤ 200㎛ ② 가장 미세한 물방울 ③ 적응성 : 액체연료의 Pool fire ④ 단점 : A급화재에 비적응성 - 화심에 물방울이 도달하지 못하기 때문 ⑤ 소화가능성 - 높은 방사압, - 표면연소 - 밀폐된 공간일 경우 (2) CLASS 2 Water Mist ① 200 < Dv0.9 ≤ 400㎛ ② 미분무화방법 : 압력제트 노즐, Twin fluid nozzle, 충돌형 노즐 ③ 적응성 : A급화재, 액체연료의 Pool fire (3) CLASS 3 Water Mist ① 400 < Dv0.9 ≤ 1000㎛ ② 미분무화방법 : 중압, 소구경 오리피스의 스프링클러, 충돌형노즐, 소방호스의 무상노즐 ③ 적응성 : A급가연물, 상황에 따라 B급화재 제어 또는 소화 6. 압력에 따른 분류 ① 고압식: 압력 35 Bar 이상 ② 중압식: 압력 12 -35Bar ③ 저압식: 압력12Bar 이하 7. 미분무수와 스프링클러 비교
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(참고) 현열 : 상의 변화는 없지만 온도변화가 있는 상태에서 열량 H = mcΔt 잠열 : 상의 변화가 있고 온도변화는 없는 상태에서 열량변화 Q = rm (잠열 * 질량) 8. 할로겐화합물설비와 미분무설비의 차이 (1) 소화능력 비교 REMP ; Required Extinguishing Media Portion (필요소화약제비) ① ② REMP 값이 낮을수록 소화약제의 잠재능력이 높다.
③ REMP 값으로부터 1㎥ 필요한 하론1301 320g (REMP = 4-5) 20㎛ Water mist 160g (REMP =1.9)이므로 잠재적 소화효과 하론 1301보다 2배 (2) 차이점 ① 천연소화약제 H2O를 미립자로하여 가스상태로 한 것 ② 기화팽창력 1650배 산소농도 희석③ C02와 같은 불활성가스로서 산소분압을 저하 9. 장단점 (1) 장점 ① 무독성, 친환경적 ② 수손을 감소sp보다 1/10 ③ 가연성 액체의 pool fire 및 spray fire 소화 ④ 전역방출방식 사용가능 ⑤ 전기부도체 ⑥ 폭발억제설비 사용가능 ⑦ 뛰어난 냉각능력 (2) 단점 ① 고비용 - 복잡성으로 sp보다 고가 ② A급 심부화재 소화하는데 어려움 - 연료표면을 적서주지 못함(저유속) ③ 차폐 장애가 있는 화재 - 노즐에서 멀리 떨어진 지역 밀도가 현저히 감소 ④ 설계하는데 객관적이고 일반적인 기준이 아직 없음 10. 적용가능분야 ① 해사분야 - 숙소공간, 가스/증기터빈 설치공간 ② 전기설비 - 통신, 컴퓨터실 ③ 가연성 액체저장시설 - 도장부스, 페인트 락카실 ④ 물에 민감한 장소 - 박물관, 도서관, 지하 저장시설 ⑤ 항공기 - 화물칸, 승무원 및 객실, 엔진 ⑥ 주택 ⑦ 경급 및 중급 위험지역 ⑧ 폭발억제 |
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기계포 (공기포)의 종류,성분 및 소화특성 1. 단백포 ① 성분 기제 : 동식물성 가수분해 생성물, 포안정제: 제1철염 첨가 ② 특징 : 두껍고 점성이 커서 연소액면이나 수직 표면위에 단단하고 열저항이 큰 포막형성 ③ 장점 : 안전성이 커서 재연방지 효과우수 내열성, 분해성 우수 ④ 단점 : 유동성이 작아 소화속도가 늦다 기름으로 오염시 소화능력 저하 ⑤ 사용농도 : 3%. 6% ⑥ 방호대상 : 석유류탱크, 석유화학 플랜트
2. 불화단백포 ① 성분 : 단백포 소화약제에 불소계 계면활성제 소량첨가 ② 특징 : 거품주위에 방호막 주머니를 만들어 탄화수소 연료를 차폐하는 특성 단백포와 수성막포 단점인 유동성과 내유염성, 내열성을 보완 ③ 장점 : 표면하주입방법 효과적 경년기간이 길다(8-10년) ④ 단점 : 고가 ⑤ 사용농도 : 3%. 6% ⑥ 방호대상 : 석유류탱크, 석유화학 플랜트
3. 합성계면활성제포 ① 성분 : 계면활성제를 기제로 하여 안정제등 소량첨가 ② 특징 : 저팽창에서 고팽창까지 팽창범위가 넓어 고체 및기체등 사용범위가 크다 |
③ 장점 : 유동성이 좋아 소화속도가 빠르고 유출유 화재에 적합 반영구적 ④ 단점 : 내유성에 약하고 포가 빨리소멸 ⑤ 사용농도 : 저발포, 고발포 사용 ⑥ 방호대상 : 고압가스, 액화가스, 위험물저장소, 고체연료, 화학플랜트
4. 불소계 계면활성제(수성막포) ① 성분 : 불소계 습윤제를 기제로 안정제 등을 첨가 ② 특징 : 거품에서 환원된 불소계계면활성제 수용액이 기름표면에 얇은 수막을 형성 가연성증기 발생억제 및 재착화방지 - 유동성이 좋아서 유출유와 같은 유층이 얇은 화재에 효과적 ③ 장점 : 기름에 오염되지 않아 표면하 주입방식 사용가능 - 내약품성으로 분말소화약제와 Twin Agent System이 가능 - 반영구적 ④ 단점 : 내열성이 약해 대형화재 또는 고온화재시포가 파괴 - 빠르게 배설되어 버리며 탱크 내벽을 따라 환모양의 Ring Fire 현상발생 - Ring Fire 현상을 방지하기위해서는 탱크 측면에 Water Spray 병행설치 - 가격이 비싸다 ⑤ 사용농도 : 3%. 6% ⑥ 방호대상 : 석유류탱크, 석유화학 플랜트
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5. 내알콜형 포소화약제 1.개요 알콜류, 케톤류, 에스텔류, 아민류, 등과 같이 물에 용해되면서 가연성인 액체화재진압
2. 소화약제 종류 1) 금속비누형 내알콜포 ① 성분: 금속비누와 지방산 에탄올 아민의 복염을 단백포 소화약제에 녹인 것 ② 특징 : 금속비누는 알코올류를 배척하는 반알콜성 금속비누가 다량 생겨 포수용액은 혼합과 동시 발포 ③ 장점 : 내화성이 좋다. 가격이 싸다 ④ 단점 : 침전이 생기므로 바로 사용 - 유동성 불량 - 배관라인은 가능한 짧게 설계 - 경년기간이 매우 짧다. - 1형 발포기 사용 - 시일이 경과하면 금속비누가 분리하여 침전 - Transit time을 초과하면 거품생성 전에 금속염이 생성되어 거품발생 및 설비상 장애 초래 ⑤ 사용농도 : 3%. 6% ⑥ 방호대상 : 수용성 가연성 액체화재
2) 불화단백형 내알콜포 소화약제 ① 성분 : 단백포 소화약제에 내알콜성이 높은 불소계 계면활성제를 첨가 ② 특징 : 수용성 가연성 액체화재 및 유류화재에도 효과 ③ 장점 : 표면하 주입방식이 가능 |
경년기간이 길다 ④ 단점 : 고가 ⑤ 사용농도 : 3%. 6% ⑥ 방호대상 : 유류화재, 수용성 가연성 액체화재
3) 고분자 겔형 내알콜포 소화약제 ① 성분 : - 알킨산 나트륨에 탄화수소계 합성계면 활성제를 기포제로 사용 - 알킨산 나트륨에 불소계 계면활성제를 기포제로 첨가 ② 특 징 : 알킨산 나트륨의 수용액이 알콜등 수용성 가연성 액체에 닿으면 불용성의 GEL 형성 ③ 장점 : 소화적응 범위가 넓다 ④ 단점 : 고점도이기 때문에 5°C 이하에서는 사용 불가 - 원액탱크에 가온설비 설치 ⑤ 사용농도 : 3%. ⑥ 방호대상 : 유류화재, 수용성 가연성 액체화재
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수성막포 소화약제
1 .개요
① AFFF(Aqueous Film Forming Foam) ② 미국 해군연구소의 R,C,Tube와 3M 사가 공동 개발하였고 Light Water라고도 함
2. 수성막포의 원리
① 기름 위에 수성막포 거품이 방사되면 수용액에 함유되어 있는 불소계 계면활성제의 분자는 물과 기름 사이에서 배향배열 ② 기름 위에 엷은 불소계 계면활성제의 단분자막을 형성하고 그 위에 아주 얇게 물의 단분자막이 형성되는 까닭에 수성막이라 한다.
3. 장점
① 유동성이 좋은 거품과 수성막이 형성되어 초기소화속도가 빨라서 유출류 화재에 적합. ② 기름에 오염이 되지 않아 SSI 방출방식에 사용 가능 ③ 내약품성으로 불화단백포 소화약제 및 분말소화약제와 Twin Agent System이 가능 ④ 경년기간이 길다.
4. 단점
① 내열성이 약하다. |
② Ring Fire 현상이 발생 탱크측면에 Water SPray와 병행설치하여 Ring Fire 현상을 방지 ③ 가격이 비싸다.
5. 성능
① 단백포에 비해 약 3-5 배의 소화효과. ② 얇은 수성막이 장시간 지속되므로 인접해 있는 기름에 연소되는 것을 방지 가능 ③ 침투성을 지니고 있어서 A 급 화재에도 사용이 가능
6 한계
① 액화가스 화재에는 적응성이 없슴 ② 전기(C급) 화재 수용액의 전도성 때문에 사용이 불가능. ③ 물과 격렬하게 반응(예 : 금속나트륨)하여 위험물에 사용이 불가능
7. 결론
1) 단백포보다 약 3배 이상의 효율성. 2) 유출유 화재를 예방하고 화재위험으로부터 보호. 3) 무독성, 부식성이 없고, pH가 중성이며 화학적으로 안정되며 생물학적으로 분해가 된다. 4) 다른 Foam이나 Dry Chemical 혹은 CO2 와 병용 가능 5) 수성막포는 화학제품이나 용매의 화재에 효과적으로 사용된다. 6) 탁월한 침투성과 습윤성 때문에 A 급 화재에도 소화 가능 |
포소화약제 공기포 혼합장치 1, 라인프로포셔너 방식 1)개 요 ① 펌프와 발포기 배관 도중에 벤츄리관을 설치하여 벤츄리작용에 의하여 포소화약제를 혼합하는 방식 ② 소규모, 이동식 간이설비
2)원리 ① 흡입기의 압력수에 의해 벤츄리 내부는 부압이 됨 ② 흡입관으로 공기포 소화약제 흡입, 혼합 ③ 발포기에서 공기를 흡입 포를 발생시키는 기구 ④ 가장 단순하며 관로조합방식이라 함
3) 장 점 ① 가격저렴, 시설용이
4) 단 점 ① 혼압기를 통한 압력손실 1/3 ② 따라서 흡입 높이제한(1.8m이하) ③ 혼합가능한 유량범위가 좁다.
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2.프레샤 프로포셔너 방식 1) 개 요 펌프와 발포기 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리작용과 펌프가압수의 포소화약제 저장탱크 가압에의해 포소화약제를 흡입,혼합하는 방식 2) 원 리 ① 원액 저장탱크를 혼합장치의 일부로 이용, 압력수의 일부를 원액탱크 로 도입 물오리피스와 원액오리피스 면적비에 따라 일정비율로 혼합하는 방식
② 종류 혼합식 : 한번 사용하면 탱크내 원액 잔량을 버리고 재충전 다이아프램식 : 탱크내 다이아프램이 있어 잔량을 계속 사용
3) 장 점 ① 혼합기를 통한 압력손ㅅㄹ이 적다(0.35 - 2.1) ② 혼합 가능한 유량범위가 넓어 (50% -200%) 1개의 혼합기로 다수의 소방대상물을 수용
4) 단 점 ① 물과 비중이 비슷한 소화약제에는(수성막포) 혼합이 어렵다. ② 혼합비에 도달하는 시간이 다소 소요 (소형 2-3분, 대형 5분) ③ 격막이 없는 저장탱크의 경우 물이 유입되면 고화약제 재사용 불가
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3. 펌프 프로포셔너 방식 1) 개 요 ① 펌프 토출관과 흡입관 사이에 BY PASS배관에 설치한 흡입기에 펌프에서 토출된 물의 일부를 보내고 농도조정밸브에서 조정된 포소화약제의 필요량을포소화약제 탱크에서 펌프 흡입측으로 보내 혼합하는 방식 ② 화학소방차에 적용
2) 장 점 ① 원액을 사용하기 위한 손실이 적고 보수가 용이
3) 단 점 ① 펌프의 흡입측 압력이 거의 없어야하며 압력이 있을 경우 원액의 혼합비가 차이가 나거나 원액탱크 쪽으로 물이 역류 할 수 있다. ② 펌프는 흡입측으로 포가 흡입되므로 포소화설비 전용이어야 한다.
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4. 프레샤사이드 프로포셔너 1) 개 요 ① 펌프의 토출관에 압입기를 설치하고, 포소화약제 압입용 펌프로 포소화약제를 압입시켜 혼합하는 방식 ② 비행기 격납고, 대규모 유류 저장소 등에 적용
2) 원 리 물과 포소화약제를 각각 다른 펌프로 가압송수 및 송액하여 혼합기에서 혼합
3) 장 점 ① 소화용수와 약제가 혼합우려가 없어 장기간 보존하여 사용 ② 혼합기를 통한 압력손실이 낮다.
4) 단 점 ① 시설이 거대 설치비가 비싸다 ② 원액펌프의 토출압력이 급수펌프보다 낮으면 원액이 혼합기에 유입이 않된다.
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표면하 주입방식(Subsurface Foam Injection System)
1. 개 요 탱크화재시 폭발에 의하여 탱크측면에 부착된 고정포 방출구가 파괴되는 결점을 보완한 형태로 탱크내부 저부에서 포를 주입하는 방식이다
2. 특 징 (1) Ⅱ형포방출구의 포의 유동은 유면에서 30m 이내이므로 탱크직경이 60m를 초과하는 경우에는 표면하주입 방식이 접합하다. (2) Cone Roof 탱크형 대기압의 탱크에 적합, (3) Floating Roof 탱크, 압력이 걸리는 탱크 및 수용성 액체 탱크에는 사용 불가. (4) 점도가 낮은 위험물 저장탱크에 적합.
3. 발포기 (1) 포방출구 토출 측에 액체 위험물의 압력 등이 배압(Back Pressure) 으로 작용하게 되므로 고압발포기 사용 (2) 현재 High Back Pressure Foam Maker가 사용 (3) 최소압력 7kg/cm이상 (4) 높이 18m 인 탱크의 경우 발포기에 약 10kg/cm 이상 4. 포방출량과 방출시간 : Ⅱ 형 방출구 준용
5. 포소화약제 (1) 불화단백포 (2) 수성막포 |
6. 장점 1 탱크의 측벽파괴에도 포설비가 파괴되는 경우가 거의 없다. 2 포를 사방으로 확산시킬 수 있으므로 확산속도가 빠르다. 3 저장 가연성 액체가 대류현상을 일으켜 상부 유온저하로 화재촉진을 방지한다.
7 기타 포방출구의 높이 탱크저부에 고인 물의 높이 이상의 부분에 설치
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고발포 포발생기(High Expansion Foam Generator) 1. 개요 ① 고발포 포소화설비는 팽창율 80 이상 1000 이하의 포인데 ② 방호대상구획을 채워서 화재를 제어 억제하는 것으로서, ③ 주된 방호대상은 라크(lack)창고, 항공기 격납고 등에 사용한다. ④ 또 팽창율이 높고 함수율이 적기 때문에 액화가스 저장탱크의 방액제 내의 화재억제에도 사용된다.
2. Mechanism 혼합기에서 1차 혼합된 포수용액 제너레이터에 부착된 발포기 (또는 노즐)와 스크린이나 망을 통해서 나가게 함으로써 포수용액이 발포배율 80-1000배의 기포
3. 흡출식(Asporating type Foam Generator) ① 포수용액 분사의 힘으로 공기를 흡인 ② asporator 형 ③ 팽창율 80-500 ④ 1차 혼합된 포수용액이 발포기를 통해 분사되면서 포스크린을 때려서 약 250 배의 배율로 방사되도록 고안한 것 ⑤ 주요구성은 발포기, 포스크린, 폰콘트롤러 등으로 구성 되어 있다.
4. 송출식(Blower Type Foan Gemerator) ① 송풍기를 통한 강제송풍 ② blower 형 ③ 1차 혼합된 포수용액이 노즐에서 분사될 때 송풍기를 이용하여 포스크린을 통과하면서 약 500-1000배 발포배율로 방사된다.
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5. 고발포소화설비 특징 ① 부유하려는 경향 - 옥외방출이나 옥내에서도 기류가 있는곳 사용금지 ② 저장온도(35F - 119F -약 2 도- 43도) ③ 스프링클러와 조합하여 사용 ④ 호스릴은 완전한 소화를 위해 배치 ⑤ 장기사용위해 부식방지 정비 ⑥ 일정한 포의 깊이 유지 - 가열공기, 증발증기에 지지될려면) ⑦ 빠른 움직임, 낙하하는 액체 사용금지 ⑧ 포발생속도는 인입공기의 증가에 따라 감소 - 공기공급은 차갑고 청정한 공급 ⑨ 극성용매에 사용금지
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ILBP구조 및 작동원리
1.ILBP의 구조 (약조유 소포다오) ILBP의 구조를 개략적으로 나타내면 아래 그림과 같다.
(1)포소화약제펌프 포소화약제를 일정 유량으로 압입하는 펌프 (2)압력조절밸브 포소화약제 공급배관의 압력을 일정하게 조절 (3)압력유지펌프 포소화약제 공급배관에서의 포소화약제 압력을 일정 압력 이상으로 유지 (4)소방용수 공급밸브 평상시 폐쇄, 화재시 자동 또는 수동으로 작동 (5)포소화약제 공급밸브 평상시 폐쇄, 소방용수 공급밸브가 작동되면 자동으로 작동 (6)다이어프램밸브 혼합기로 포소화약제의 양을 일정 비율로 공급 소방용수의 압력에 따라 다이어프램밸브의 개ㆍ폐 정도가 달라짐 |
(7)혼합기 혼합기 입구의 압력은 다이어프램밸브에 전달
2.ILBP작동원리 ① 평상시 포소화약제 공급밸브와 소방용수 공급밸브가 폐쇄, 압력 유지펌프를 이용 일정 압력 이상으로 유지 ② 화재시 포소화약제 펌프와 소방용수 공급밸브를 자,수동으로 작동 개방 ③ 혼합기에 유입되는 소방용수의 압력에 따라 다이어프램밸브 개도율이 변화면서 일정 비율(3%또는 6%)의 포소화약제가 혼합 ④ 포소화약제 펌프는 다이어프램밸브의 개도와 상관없이 일정 유량을 토출 따라서 압력조절밸브로 압력조절 압력이 ↑ v/v ↑, 저장탱크 환송량 ↑ 3. 특성 ① 혼합기를 소방대상물 가까이에 설치 가능 - 건식시스템의 부식 녹에의한 오리피스(발포기) 폐쇄방지 - 조기진화가능. 방출시간 매우단축 ② 1개의 시스템에 다수의 혼합장치 설치가능 광범위한 범위까지 유량조절이 가능 기존: 1개시스템에 1개 혼합정치 ③ 포소요량이 일정한 소수의 방호대상물에 설치시 비경제적 따라서 종합적으로 판단 최적의 혼합기 설치
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CO2소화설비와 HALON 1301소화설비 비교(소독환 물안경)
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방출시간 1. 정 의 ① 최소 설계농도에 도달하는데 필요한 약제량(21 C)의 95%를 노즐로부터 방사를 개시한 시점부터 방출하는데 필요한 시간 ② 설계농도는 소화농도에서 안전율 20% 감안한 농도 2. 방사시간 ① 할론 1301. 1211 소화약제 ㉮ 국내 : 10초 ㉯ 국외 : 10초 ② 할로겐화합물 소화약제 : 10초 ③ CO2소화약제 ㉮ 표면화재 :1분 ㉯ 심부화재 : 7분이내 ④ 이너젠 소화약제 : 1분
3. 방출시간 제한이유 ① 방호구역내 공기와 확실한 혼합을 하기 위해서는 노즐의 방사 유량을 크게 ② 배관내 기상과 액상의 2상흐름이 원활하게 흐르기 위한 충분한 유속이 필요 ③ 할로겐 화합물은 500C 이상에서 열분해생성물인 HF, HCL, HBr이 생성되되므로 신속히 소화하여 피해를 최소화
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CO2 방사시 흰색 운무 발생 이유 1.이산화탄소의 열역학적 상태도
① 이산화탄소는 다른 물질과 달리 대기압 상태에서 액체가 아닌 기체상태와 고체상태로만 존재 ② 대기압 , -79 C 이하 : 고체인 Dry ice 로 존재 - 79 C 이상 : 용융될 때 승화되어 증기로 변화 ③ 액체 이산화탄소는 압력이 5.2atm 이상이고 온도가 -57 C 이상일 때 존재 이러한 압력과 온도조건을 삼중점
2. 줄 - 톰슨 효과
① 단열교축팽창( 줄톰슨 팽창)에 의해 저온이 생성 ② 단열된 관 도중에 다공질 원판이나 구멍이 뚫린 격막을 설치하고 이 관에 압력이 있는 유체를 흐르게 하면, 작은 구멍을 통과할 때 유체의 압력이 하강함과 동시에 온도가 변화
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③ 열의 출입이 없으므로 팽창 전후는 내부에너지 차이가 된다
3. 이산화탄소 저장 ① 이산화탄소는 압축, 냉각하면 쉽게 액화할 수 있으며 -57 C와 31 C 사이에서 압력용기에 저장 ② 액체 이산화탄소의 증기압은 21 C에서 58atm이 되며 이는 소화 약제를 방출시키는 데 이용된다
4. 이산화탄소 방출
① 가압된 이산화탄소가 대기중으로 분출할 때 분출 초기에는 일부 이산화탄소가 급격하게 기화하여 분출. 이 때 기화열에 의해 잔류 액체 이산화탄소는 냉각 ② 잔류 이산화탄소는 -79 C에서 고체인 드라이 아이스 입자로 변 하고 고압식일 경우 (21 C) :25% 정도가 저압식 ( -18 C) 경우 : 45% 정도가 Dry ice 입자로 전환 ③ Dry ice 입자에 의해 흰 운무현상이 나타나는 데 줄톰슨 효과에 의한 온도강하에 대기중 수분이 응결된 것이며 Dry ice가 승화되어 소멸된 이 후에도 한동안 존재 ④흰 운무 상태는 시야를 차단할 정도가 됨
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가스설비 기동장치 (전기가 전기비방 장로표)
1. 자동식 기동장치(기동용기)- 자동화재탐지설비의 감지기의 작동과 연동. -자동식 기동장치에는 수동으로도 기동할 수 있는 구조 -전기식 기동장치 : 7병 이상의 저장용기를 개방할 경우 2병 이상의 저장용기에 전자 개방밸브를 부착 -기계식 기동장치 - 저장용기를 쉽게 개방할 수 있는 구조 -가스압력식 기동장치 충전비 - 1.5 이상 내압시험압력 -기동용 가스용기 및 용기밸브 250㎏/㎠ 이상 안전장치 내압시험압력의 0.8배 내지 내압시험압력 이하에서 작동 용적: 1ℓ 이상 이산화탄소 저장량: 0.6㎏ 이상
2.수동식기동장치 - 전역방출방식에 있어서는 방호구역마다, 국소방출방식에 있어서는 방호대상물마다 설치 - 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치 - 수동식 기동장치의 부근에는 소화약제의 방출을 지연시킬 수 있는 비상스위치를 설치 - 기동장치의 방출용 스위치는 음향경보장치와 연동하여 조작될 수 있는 것 - 당해 방호구역의 출입구부분 등 조작을 하는 자가 쉽게 피난할 수 있는 장소에 설치 - 조작부는 바닥으로부터 높이 0.8m 이상 1.5m 이하, 보호장치를 설치 - 기동장치에는 그 가까운 곳의 보기쉬운 곳에 "이산화탄소 소화설비 기동장치"라고 표시한 표지
3.방출표시등 - 출입구 등의 보기쉬운 곳
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분말소화약제 구비조건 및 침강시험 1. 미세도 ① 분말은 미세할수록 화염과 접촉시 반응이 빠르고 표면적이 커져서 소화효과가 좋다. 너무 미세할 경우 화재의 상승기류에 의해 화심속으로 침투하지 못하고 비산되므로 크기별로 적당히 배합 ② 325Mesh 이하의 입자가 75%정도시 효율이 좋다
2. 내습성(耐濕性) ①분말의 방습이 불안전하면 유동성이 감소 입자간 응집으로 인해 소화효과 감소 ② 침강시험을 통해 확인 3. 유동성 ① 소화가 방사효율 및 소화성능이 향상되려면 유동성이 좋아야 하므로 활제를 첨가하여 입자간 내부마찰을 감소시킨다. ② 유동성 측정은 깔대기를 이용하여 측정 ③ 원추형 퇴적물이 꼭지점과 밑변을 이루는 각(안식각)을 산출하여 측정 4. 비고화성 ① 분말은 미세할수록 입자간 응력이 강해 습기가 침투시 뭉쳐지게 된다. ② 고화방지를 위해 고화방지제 첨가 내습성을 높여준다. 5. 겉보기 비중 ① 입자가 고울수록 겉보기 비중은 작아진다 ② 분말소화약제 겉보기비중은 0.82g/ml 이상
6. 무독성 및 내부식성 ① 독성과 부식성이 없어야 한다. ② 외적조건인 열과 수분에 따라 용해 및 분해현상으로 용기의 재질이 부식 7. 침강시험 ① 200CC 베이커에 물 200CC를 담은후 수면위에 분말약제 시료 2g을 골고루 살포한 후 1시간이내 치강이 전혀 없어야 한다. ② NH₄H₂PO₄는 분말에 발수제인 Silicon oil을 코팅한 것으로 침강하면 실리콘이 파괴 |
분말소화약제 Knockdown 효과
① 분말소화약제는 고체 미립자로 구성되어 있어 - 가라앉으면 소화효과가 없어지고 - 냉각효과가 극히 적기 때문에 - 높은 방출율로 단점을 보완하여야 한바 - 불꽃규모보다 방출율을 높게하여 소화하는 것을 Knockdown 효과라 함
② 따라서 소화약제가 가라앉는 시간, 즉 10 -20 초 이내에 소화하여야만 소화효과가 있고 30초 이내에 소화되지 않으면 소화불능으로 판단하여도 좋음
③ 소화의 직접적인 효과는 부촉매 효과인데 불꽃을 입체적이면서 두껍게 포위하여 순식간에 불꽃을 사그라지게 하여 소화함
CDC(Compatible Dry Chemical)분말소화약제(Twin Agent System) TWIN 20/20 ; ABC 분말약제 20㎏ + 수성막포 20ℓ TWIN 40/40 ; ABC 분말약제 40㎏ + 수성막포 40ℓ
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분말소화설비 1. 분말 소화약제 구비조건 ① 미세도 : 최적의 효과를 나타내는 입도는 20- 25 micron ② 내습성 ③ 유동성 : 방사성능에 영향 ④ 비고화 (고결방지제 첨가) ⑤ 겉보기 비중 :0.82g/ml ⑥ 무독성 및 내부식성
2. 분말 소화약제의 종류 및 주성분 1) 제 1종 분말 (1) 주성분: NaHCO₃ (2) 적응화재 : B.C (3) 색상 : 백색 (4) 분해방정식 ① 270 C 에서의 분해반응 2NaHCO₃ -> CO₂ + H₂O+ Na₂CO₃ - Q (30.3 Rcal) ② 850 C 에서의 분해반응 2NaHCO₃ -> 2CO₂+ H₂O + Na₂O - Q (104.4 Rcal) (5) 소화작용 ① 질식작용: CO₂, 수증기 (H₂O ) ② 냉각작용: H₂O 및 흡열반응 ③ 희석작용: 분말 미립자 ④ 부촉매작용: Na 에 의한 부촉매작용(산소와 반응) ⑤ Knock Down 효과 연소중의 불꽃과 연소물질을 입체적으로 포위하고 부촉매작용에 의한 연소의 연쇄반응을 중단시켜 순식간에 불꽃을 사그러지게 하는 작용. 보통약제 방사 후 10-20 초 내에 소화 - |
2) 제 2종 분말 (1) 주성분: KHCO₃ (2) 적응화재 : B.C (3) 색상 : 자색
(4) 분해방정식 ① 190 C 에서의 분해반응 2KHCO₃ ->CO₂ + H₂O+K₂CO₃ - 29.8 Rcal ② 590 C 에서의 분해반응 2KHCO₃ -> 2CO₂ + H₂O+K₂O - 127.1 Rcal
(5) 소화작용 ① 질식작용: CO₂, 수증기 (H₂O ) ② 냉각작용: H₂O 및 흡열반응 ③ 희석작용: 분말 미립자 ④ 부촉매작용: K 에 의한 부촉매작용(산소와 반응) ⑤ Knock Down 효과 ⑥ 소화성능이 NaHCO₃보다 약 2배 크다.
3) 제 3종 분말 (1) 주성분: NH₄H₂PO₄ (2) 적응화재 : A.B.C (3) 색상 : 담홍색 (4) 분해방정식 ① 166 C 에서의 분해반응 NH₄H₂PO₄-> NH₃+ H₃PO₄(올소인산) ② 360 C 에서의 분해반응 NH₄H₂PO₄-> NH₃+H₂O+HPO₃(메타인산) - 76.95 Rcal |
③ 전해반응 NH₄H₂PO₄---> NH₄+ H₂PO₄
(5) 소화작용 ① 질식작용: NH₃, 수증기 (H₂O ) ② 냉각작용: H₂O 및 흡열반응 ③ 부촉매작용: NH₄ ④ H₃PO₄(올소인산)에 의한 탄화 탈수 목재*섬유* 종이 등을 구성하고 있는 섬유소(Cellulose)를 연소하기 여려운 탄소로 급속히 변화시키는 작용에 의하여 섬유소를 불활성 탄소와 물로 분해하여 연소를 차단한다. ⑤ HPO₃ (메타인산)의한 방진작용 숯불 등에 융착하여 유리상의 피막을 이루어 방진하므로 재연소 방지(비누화현상과 유사) H₃PO₄ C6 H10 O5 ----> 6C + 5H₂O
4). 제4종분말 (1) 주성분: KHCO₃ +CO(NH₂)₂ (2) 적응화재 : B.C (3) 색상 : 쥐색
(4) 분해방정식 2KHCO₃ +CO(NH₂)₂ -> K₂CO₃ +2NH₃+2CO₂- Q (5) 소화작용 ① 질식작용: NH₃, CO₂ ② 냉각작용: 흡열반응 ③ 부촉매작용: NH₄ 단점 : 고가이며 국내에는 미보급 |
3. 분말소화약제의 일반적 장, 단점 1) 장점 ① 우수한 소화성능 ② B, C급에 적응(3종은 A급도 적응) ③ 빠른 화재진압(녹다운효과) ④ 비전도성
2) 단점 ① 침투성이 나쁘다. ② 재발화 위험 ③ 냉각효과는 약하다. ④ 분말에 의한 미연소물의 2차 손상 ⑤ 가시도 약화 (피난방해)
4. 분말소화설비의 배관 ① 분배 분말은 확산이 가스보다 나쁘고 고른 분배가 요구 ② 마찰감소 Long Elbow 사용(용접용이기 때문에 Cost up) ③ 분체배관이므로 가능한 짧게 굴곡이 적게 ④ 분말의 유동성 향상을 위해 - 입도가 극히 작은 미분상태 - 이송을 위해 고압기체 팽창을 이용 분말이 고압기체의 흐름 속에 분산, 혼합되어 흘려야 한다.
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정압작동장치 1. 개요 정압작동장치는 분말 소화설비에서 소화제 저장용기와 방출주밸브 사이에 있는 장치. 2. 작동원리 소화약제 저장용기 내압이 일정한 압력에 도달하면 방출주밸브 개방 가스 회로가 열려서 밸브 개방장치로 가스가 도입
3.작동순서 ① 가압용 가스가 소화약제 저장용기에 도입되어 소화약제가 유동화되고(약 15-30 초 후) ② 용기 내 압력이 소화약제 방출에 충분한 압력에 도달했을 때 방출주밸브가 개방되는 장치로,
4. 종류 1) 압력 스위치식 ① 약제탱크 내압에 의하여 움직이는 압력 스위치를 설치 ② 소정의 내압에 달했을 때 스위치가 동작하여 전자밸브를 작동시켜 주밸브 개방용의 가스를 보내는 방식 2) 시한 릴레이식 ① 약제탱크 내압이 소정압력에 달하는 시간을 미리 추정하여 시간 릴레이 설치 ② 기동과 동시에 시한 릴레이를 움직여 소정시간 후에 릴레이가 동작 하여 전자밸브를 열어서 주밸브 개방용의 가스를 보내는 방식
3) 기계식 약제탱크 내압에 따른 밸브의 콕크를 잡아당겨서 가스의 통로를 열어서 주밸브 개방용의 가스를 보내는 방식 |
제1종 분말 : NaHCO3, B․C급화재 적응, 백색 ① 270℃에서의 분해반응: 2NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3 - Q(30.3 ㎉) ② 850℃에서의 분해반응 :2NaHCO3 → 2CO2 + H2O + Na2O - Q(104.4 ㎉)
제2종 분말 : KHCO3, B․C급화재 적응, 자색. ① 190℃에서의 분해반응 : 2KHCO3 → CO2 + H2O + K2CO3 - Q(29.8 ㎉) ② 590℃에서의 분해반응 : 2KHCO3 → 2CO2 + H2O + K2O - Q(127.1 ㎉)
제3종 분말 ; NH4H2PO4 (제1인산암모늄), A․B․C급화재 적응, 담홍색 ① 166℃ 분해반응 : NH4H2PO4 → NH3 + H3PO4(올소인산) ② 360℃ 분해반응 : NH4H2PO4 → NH3 + H2O + HPO3(메타인산) - 76.95㎉
제4종 분말 : KHCO3 + (NH2)2CO, B․C급화재 적응, 쥐색 ① 분해반응 : 2KHCO3 + (NH2)2CO → K2CO3 + 2NH3 + 2CO2 + Q ② 전해반응 : KHCO3 + (NH2)2CO → K+ + HCO3- + 2H+ + CO3-2 + NH3
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지구온난화현상 1.개요 ① 대기 중에 있는 이산화탄소,메탄 등의 가스가 온실의 유리처럼 지구의 열이 외부로 흘러 나가는 것을 막고 있다. ② 지구 표면에 닿는 태양의 복사열은 지구표면의 온도를 상승시키며 뜨거워진 지구표면은 다시 적외선을 방사한다. ③ 이 적외선은 대기 속의 기체에 흡수되어 뜨거워진 기체는 다시 적외선을 방사하여 지구의 대기는 태양 빛에 의하여 상승된 온도보다 더 뜨거워진다. 이것이 지구의 온난화현상이고 ④ 이 온난화 현상을 일으키는 대기중의 기체를 온실효과 가스라고 한다.
2. GWP (지구온난화지수) ① 어떤 물질의 지구온난화에 기여하는 능력을 상대적으로 나타내는 지표 GWP = 물질 1kg이 기여하는 온난화 정도/ CFC-11 1kg이 기여하는 온난화 정도 ② GWP - CO2 = 1로 가정할 경우 - CFC = 10,000 - 20,000배 ③ 온실효과 기여도 - CO2 = 55% - CFC = 17% - 연평균 증가율 CO2 0.5%, CFC 5% 3. 지구온난화영향 ① 기후변화 - 지구평균기온 상승 --> 태풍발생, 강우, 해일등 기후형태 파괴 - 대기중 수증기량 증가로 강수량증가 ② 생태계 변화 - 지구 평균온도 3도 상승은 지구역사 10만년간 변화와 같음 - 생태계의 빠른 변화 즉 멸종,도태, 재분포를 초래 ③ 해수면 상승 - 극지방 빙하의 해빙으로 해수위 상승 ④ 인체에 미치는 영향 - 여름철 질병발생율 증가 ⑤ 수자원 영향 - 가뭄지역의 지표수 유량감소로 농업, 생활용수 난 |
오존층 파괴 1. 개요 ① 지구를 둘러싸고 있는 대기는 질소, 산소, 아르곤, 이산화탄소, 오존, 수증기 혼합기체로 구성 ② 대기권은 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 크게 4가지로 분류 ③대류권은 고도 약10km -15km에 위치,성층권은 대류권 상층부로부터50km까지, ④ 특히, 성층권 내에서도 25km 부근에 오존이 밀집되어 있는데 이 층을 오존층(ozone layer)이라 한다. ⑤ 오존층은 인체에 유해한 짧은 파장의 자외선을 흡수하고 긴 파장의 자외선만 통과시킴으로써 지구상의 생물을 보호하고 있다. 2. 오존층 파괴물질의 화학적 특성 ① 독성이 적고 연소나 폭발성이 낮아서 사용에 안전하고 금속이나 플라스틱과 반응하지 않으므로 보관이 용이 ② 끓는점이 상온에 있어서 기화, 액화가 쉽다. ③ 안정하여 성층권까지 올라간다. ④ 용도: 냉동제, 발포제, 세정제, 분사 추진제등 3. 오존층 파괴 Mechanism ① 지상에서 방출된 CFC물질은 파괴되지 않고 오존층이 있는 성층권 까지 상승 ② 태양으로부터 강한 자외선을 받아 분해하여 Cl 또는 Br을 방출 ③ 오존(O3)과 Cl 또는 Br이 반응하여 오존 파괴 O3 + Cl → ClO + O2 2ClO → 2Cl + O2 : 연쇄반응 O3 + Cl → ClO + O2 : 연쇄반응 ④ 계속 연쇄반응 하여 오존층 파괴 4. 오존층 파괴영향 ① 오존층이 파괴되면 강한 자외선이 지표면에 도달하여 생태계에 악영향 ② 인체에 미치는 영향 - 피부암, 백내장 유발 ③ 식물에 미치는 영향 - 식물의 광합성작용 방해(성장, 수확량 감소) ④ 생태계에 미치는 영향 - 바다의 플랑크톤 감소로 먹이사슬 파괴 5. 대책 ① 하론가스 누설을 줄인다. ② 하론은행제도 도입 ③ 대체소화약제 개발(미분무수등) ④ 기술진흥과 보급 ⑤ 개발된 청정소화약제 사용확대 |
청정소화약제 1. 개요 ① 할론은 인체에 미치는 독성이 적고 소화 후에 잔사를 남기지 않으며 B급화재나 C급화재 진압이나 인화성 물질의 폭발방지에 사용되는 가스계 청정소화약제이다. ② 그러나 「오존층파괴물질에 관한 몬트리얼의정서」에 의해 - 선진국에서는 1994년부터 이의 생산이 중단되었고 - 우리나라도 2010년부터는 생산을 중단할 예정이어서 - 할론 소화약제를 사용하던 곳에 새로운 대응이 필요하게 됨. ③ 기술적인 대응방법으로는 - 기존소화약제 및 소화시스템의 활용 및 개선, - 할론의 회수 및 재이용을 위한 할론 은행관리, - 새로 개발된 할론 대체물질 및 이를 이용한 소화시스템의 이용 등이 있다 ④ 고시된 청정소화약제는 모두13종이며 9종은 프레온 계열, 4종은 불활성 가스계 물질 - Halocarbon계열: FC-2-1-8, FC-3-1-10, HFC-23, HFC-125, HFC-227ea, HFC-236fa ,FIC -13I1, HCFC Blend A, HCFC-124, 와 - 불활성가스계열 : IG-100, IG-541 IG-55, IG-01 소화약제가 있다. 2. 할로겐 화합물의 특성 ① F를 사용 Br보다 소화효과 적으나 오존파괴능력 개선 - 전기 음성도: F > Cl > Br > I 순으로 F가 가장 강해 분해속도가 느려 소화효가가 적다. - I는 소화의 강도는 강하나 독성, 부식성, 경제성 등으로 소화약제로서 실용성이 없슴
3. 청정소화약제 구비조건 (소독한 물안경) 1) 소화성능 : 기존 하론 약제와 유사 2) 독 성 : 설계농도는 NOAEL 이하 3) 환경영향성 : ODP, GWP, ALT가 낮아야 4) 물성: 소화후 잔존물이 없고 전기적으로 비전도성이며 냉각효과가 커야 5) 안정성 : 저장시 분해되지 않고 용기를 부식시키지 않아야 6) 경제성 ; 설치비용이 크지 않아야 4. 설치제외 대상 1) 사람이 상주하는 곳으로 최대허용농도(NOAEL)를 초과하는 장소 2) 3류 및 5류 위험물 |
5. NAFS - Ⅲ 가. 소화원리 1) 물리적 효과 (1) 냉각작용 NAFS - Ⅲ는 저비점(비점 -38.3 C) 소화약제로 증발시 주위로부터 225.6KJ/KG의 기화열에 의해 열량을 빼앗기 때문에 냉각작용을 한다. (2) 질식작용 연소열에 의해 NFS - Ⅲ분해되어 불활성가스를 발생 이 불활성 가스가 산소 를 희석시켜 질식작용 2) 화학적 효과 ① 연쇄반응 억제작용 ② 화재시 열에 의해 분해된 Cl이 가연물 연소과정에서 발생하는 활성종 즉, H, OH와 화합하여 연소의 연쇄반응 차단 ③ NAFS - Ⅲ 의 주성분 HCFC-22의 분자식 CHF₂Cl, - RH ---> R + H - R + H + O₂---> R + OH + O - CHF₂Cl 방사 ---> CHF₂ + Cl (열분해되어 두 개의 활성기) - Cl + H ---> HCl - HCl + OH ---> Cl + H₂O 나. 특 성 (분한독물 석잔) (1) 분해부산물 ① NAFS - Ⅲ는 500 C 정도의 온도에 분해작용을 일으켜 HF, HCl등 발생 ② 분해부산물 생성량을 최소화하기 위해서는 초기 감지 조기 소화가 요구 ③ 청정소화약제 고시는 방출시간을 10초 이내로 규정 (2) 환경영향 ① ODP = 0.04, ALT = 16(year), GWP = 0.1 로 매우 낮지만 ② ODP가 0이 아닌 관계로 한시적(2030년)으로 사용. (3) 독 성 ① NOAEL : 10 % (4) 물 성 ① HCFC-22를 주체로 한 혼합가스 소화약제 ② HCFC-22, HCFC-124, HCFC-123, C10H16 혼합물로 구성 (5) 설계농도 및 허용농도 ① 설계농도 : 8.6 % (컵버너 테스트 B급 소화농도로 A급일 경우 더 높음) ② 허용농도 : 10 % |
(6) 잔존물 ① 소화후 검정색의 끈적끈적한 검댕 발생 ② 민감한 통신장비,연구실, 박물관등 사용 억제 다. 성분 및 구성비 (빨리 사시오 구오 삼키오) ① HCFC는 브롬을 함유하지 않는 염화불화탄화수소로 CFC에 수소를 첨가하여 대기권에서 쉽게 분해되도록 함 ② HCFC-22 : 82 %, HCFC-123 : 4.75 % HCFC-124 : 9.5 % C10H16 : 3.75 %
6. 불활성가스 소화약제(이너젠) 가. 소화원리 ① 구성요소 - N₂52 %, Ar 40 %, CO₂8 % ② 질식소화 - 모든 화재는 산소농도가 15 % 이하일 경우 소화 - 이너젠은 방호구역내 산소농도를 12 % 로 내려 소화하고, CO₂를 3 %로 올려 인체 호흡을 가능케 함 ③ 성분의 역할 - 질 소 : 산소 농도를 15 % 이하로 내려 화재 진압 - Ar : 이너젠의 비중을 공기와 거의 같은 1.18로 만드는 역할 ( 28 * 0.52 + 40 * 0.4 + 44 * 0.08 = 34. 34/29 = 1.18) - CO₂: 낮은 농도의 산소를 보상 CO₂농도가 3 - 4 % 로 증가하면 심호흡 촉진 저산소 상태에서 호흡을 가능케 함 나. 특 성 (1) 분해부산물 ① 이너젠은 N₂, Ar , CO₂구성되어 화재 진압시 HF, HCl 등을 발생치 않음 ② 청정소화약제 고시는 방출시간을 60초 이내로 규정 (2) 환경영향 ① ODP = 0. ALT = 0(year), GWP = 0. ② ODP가 0 이므로 사용에 제한을 받지않음. (3) 독 성 ① NOAEL : 43 % ② LOAEL : 52 % (4) 물 성 ① N₂52 %, Ar 40 %, CO₂8 % (5) 설계농도 및 허용농도 ① 설계농도 : 37.5 % ② 허용농도 : 43 % (6) 잔존물 ① 없슴 |
NN100(IG100) 1. 개요 ① 질소가스를 100 %로 사용 ② 가스자체 독성이 없는 무색 무취의 기체 2.. 소화원리 ① 구성요소 - N₂100 %, ② 질식소화 - 모든 화재는 산소농도가 15 % 이하일 경우 소화 - 약제방출후 방호구역내 산소농도를 12.5 % 로 내려 소화 - 사람이 상주하는 구획의 한계산소농도 10%로 피난가능 3. 특 성 (1) 분해부산물 ① NN -100은 N2 100 %로 구성되어 화재 진압시 HF, HCl 등을 발생치 않음 (2) 환경영향 ① ODP = 0. ALT = 0(year), GWP = 0. ② ODP가 0 이므로 사용에 제한을 받지 않. (3) 독 성 ① 쥐에흡입시험: 극히 낮은 독성 ② 인체 안전성 시험: 피난에 지장 없슴 (4) 물 성 ① N₂100 %, (5) 설계농도 ① 설계농도 : 40.3 %(소염농도 33.6%*안전율1.2) (6) 잔존물 ① 없슴 4. 시스템 및 유의사항 (1) 저장용기 및 충전압력 용기 : 82.5L 충전압력 : 24MPa(35도), 내압(40MPa) (2) 용기밸브 용기밸브 감압장치 : 10.8MPa(110kg/cm²) 감압 용기변 사용 (3) Soaking time 최소 10분이상 (4) 유의사항 ① 전역방출시스템에만 사용 ② AND회로에 의해 자동기동 ③ 압력배출구 사용 ④ 기계배출장치 필요 ⑤ 특수가연물의 경우 기초자료 필요 |
설계농도 유지시간(Soaking Time) 1. 개요 ① 가스계 소화약제가 헤드에서 방사되어 설계농도에 도달된 이후에 최소설계농도를 유지하여야 하는 시간 즉 재발화가 일어나지 않는 완전소화를 달성하는데 필요한 시간 ② 할로겐 화합물은 A급 화재에서 5%의 농도로 소화가 가능하나 심부화재의 경우 냉각효과가 아주 작기 때문에 재발화가 발생 ③ 따라서 심부화재 또는 재발화 위험이 있는 화재에 적용시 중요 2. Soaking Time이 필요한 이유 (1) A급 심부화재 ① 표면화재 : 연쇄반응 억제에 의한 빠른 소화 ② 심부화재 : 질식 및 냉각에 의한 소화가 필요 따라서 하론 약제 적용시 높은 농도와 긴 지속시간이 필요 (2) 가연성, 인화성 액체 위험물 ① 가연성 인화성 액체 위험물은 인화점이하의 냉각이 필요 ② 표면의 온도가 높기 때문에 재점화, 재착화가 발생함으로 이를 방지하기 위해 Soaking Time이 필요 (3) 관계인 활동을 고려 3. 설계농도 유지시간(Soaking Time) ① 청정소화약제, 할로겐화합물 소화약제 : 10분 ② 이산화탄소 : 20분 ③ 방호대상물의 종류, 특성, 중요도에 따라 Soaking Time의 연장이필요 |
Door Fan Test 1.개요 ① 기존 가스계 시스템 성능시험 - 직접방출시험시 고비용, 일회성, 대기오염물질 방출등으로 실제 방출시험이 어렵고 따라서 신뢰성 확인이 어렵다. ② 신뢰성 확보 위해 PC프로그램 이용 공학적 분석 평가가 필요
2. 기본원리 ① 소화약제 방출시 순간적 압력상승 및 실내공기와 혼합 ② 하단부 - 혼합가스중 비중이 큰가스 하단부 누설부위 통해 누출 상단부 - 외부공기 유입. 혼합가스 농도는 상부에서부터 점차 낮아짐 ③ Door Fan Test 통해 이와 같은 조건을 조성 누설량, 누출면적 산정, 최종적으로 소화농도 유지시간 측정 3. 시험절차 (설운도가 실험보조) ① 설계검토 - 건물구조(체적,높이) HVAC구조( 인터록,공기순환). 소화시설( 농도, 유지시간, 작동방식) ② 기초자료 측정 - 온도 압력 풍향 풍속 ③ Door Fan 설치 - Door Fan 장착. 대형누출부위 SEALING ④ 가압 및 감압시험 - 실내외 정압차. 가압 감압범위 설정. Door Fan 가동 ⑤ 실험결과 분석- 실험 Data 입력. 누설량 누설 등가면적 소화농도 유지시간 산출 ⑥ 보정실험 - 실험결과 정밀도 검증실험. 누출 등가면적 30% 범위내 Door Fan 판넬 개방후 실험 - 등가면적±10% 적정 ⑦ 조치 - 방호구역내 기밀성 보완후 재시험 4. 기대효과 ① 소화설비 신뢰성 확보 ② 설계의 적정성 평가 - 누출량 측정:소화농도 유지시간 분석- 밀폐도가 높을 경우:압력배출구 판단 및면적결정 ③ 소화설비 효율성 제고 : 누설부위 밀폐도 향상. 소화능력 효율성 제고 |
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압력배출 (X = 23.9Q/ √P) ① 하론계, CO2 : 초기부압 → 압력상승(정압) 이너젠 : 초기부터 정압 ② 압력배출구 크기는 소화약제량. 설계농도. 구조물 내압강도에 따라 달라지므로 설계시 고려 |
가스계소화설비 문제점과 개선방안 1. 화재의종류 ① 심부화재 정의 불명확 → 자탐감지기 선정 및 소화설비 적용시 → 심부화재 적용시 추가비용과 시설의 중요성 비교 2. 설계농도 유지시간 ① 방사시간만 규정 → 화재성상, 방호구역 중요도, 소방대상물 및 소화약제별 설계농도 유지시간 검토 3. 개구부 추가로 가산되는 소화약제 ① 면적별 가산량 산정방식 ② 누설량 결정인자 → 개구부 크기 → 개구부 위치 → 소화약제 농도 → 설계농도 유지시간 4. 압력배출구 ① 크기 규정 없다 ② 압력배출구 결정인자 → 내압강도 → 소화약제량 → 소화약제 농도 ③ 건축재료별 내압강도 자료 데이터 베이스화 필요 5. 배관방식 ① 균등배관의 규정 없다 6. 배관 기압시험 7. 검증제도 8. 시스템선정- 국제적 규정 적용 필요 |
송풍기 (1) 개요 공기를 수송하는 유체기계로 압력상승이 - 0.1 kg/cm2 이하의 것을 Fan, - 0.1~1.0 kg/cm2사이의 것을 Blower, - 1.0 kg/cm2 를 넘는것을 Compressor . 소방용 송풍기는 그다지 높은 압력을 필요로 하지 않기 때문에 일반적으로 Fan 이 사용.
(2) 원심송풍기 ① 다익 송풍기 (전향깃 sirocco fan) 깃이 전방으로 굽은 것으로, 소형으로 대풍량을 취급. 구조상 고속회전에 적합하지 않으므로 높은 압력은 낼 수 없다. 정압을 600~800 Pa 정도로 사용범위를 제한하는 것이 좋다. 풍량이 크다는 장점은 있으나 효율은 최저이다. ② 익형 송풍기 익형 송풍기는 깃의 모양이 비행기 날개처럼 유선형으로 생겨서 효율이 높고 소음도 적다. 깃은 두께가 있는 익형으로 되어 있으므로 고속회전이 가능하여 2 ③ Limit load fan (S자형 깃) 이는 S자형의 깃을 가지며 풍량에 대한 풍압과 동력의 특성곡선에 한계치를 가진다는 점이 다른 기종과 다르며, 풍압은 풍량의 증대와 함께 감소하여 구동전동기가 과부하가 되는 일이 없다는 특징을 가지고 있어서 Limit load (부하제한)이라는 이름이 붙은 것이다. ④ Radial fan 이는 깃의 방향이 반경방향으로 되어 있는 것으로 자기 청정작용이 있어서 먼지가 붙기 어려워 먼지가 많은 공장의 배풍에 적합하다. 효율은 낮지만 원심력에 가장 유리한 구조이므로 공장 배풍용으로 사용하기에는 무리가 없다. 그러나 고속회전 하게 되면 소음이 크다는 단점을 가지고 있다. |
⑤ 터보 팬 (후향깃) 터보팬은 깃이 후방으로 굽은 것으로 익형팬에 비해서 효율과 소음면에서 약간 뒤지지만 가격이 싸다. 따라서 이 팬은 효율과 소음면에서 별로 문제가 되지 않는 경우의 고속 닥트용, 공조기의 압입 및 유인용, 소방의 배연 및 급기 가압용으로 많이 사용되고 있다.
(3) 축류 송풍기 (Axial Blower) ① 축류 송풍기는 원래 저압으로서 다량의 풍량이 요구될 때 적합한송풍기이지만 근래에는 고압용으도 효율이 좋은 것이 제작되기에 이르러 그 적용범위는 점점 확대되어 가고 있다 축류팬은 풍압 10 mmAq이상 150mmAq이하에서 다량의 공기또는가스를 취급하는데 적합한 팬으로 효율이 높다( 최고 80%). ② 축동력은 풍량 0점에서 최고이며, 그 특성곡선은 비교적 평탄하고 저항변동에 의한 동력의 변동이 작다.원심 송풍기보다 소음이 크고, 설계점 이외의 풍량에서는 효율이 갑자기 떨어지는 결점이 있다. 주로 일반건축물, 공장, 선박 등의 온습도조절용, 닥트의 통풍, 도장배기, 에어커튼, 냉각탑 등에 사용되어진다.
③종류 ㉮ 프로펠러 팬(Propeller Fan) : 도풍관이 없는 송풍기로 회전차 뒤쪽에 회전 방향으로 바람의 분속도가 남는다. ㉯ 도풍관붙이 축류 팬(Tube Axial Fan): 도풍관이 있으며 뒤쪽에 분속도가 남지 않는다 ㉰ 정익붙이 축류 팬(Vane Axial Fan): 도풍관에 정익이 고정되어 있다. 이 정익에 의해 회전 방향의 흐름은 정압으로 회수되고 효율은 그만큼 높아진다.
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전실 제연 1. 제연구역 설정 1. 계단실 및 그 부속실을 동시에 제연 2. 부속실만을 단독으로 제연 (피난층에 부속실이 설치되어 있는 경우) 3. 계단실 단독제연 4. 비상용승강기 승강장 단독 제연
2. 차압 - 제연구역과 옥내와의 차압 - 40㎩(sp 설치시 12.5㎩) 이상 - 제연설비 작동시 출입문의 개방에 필요한 힘은 110N 이하 - 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 - 차압의 70% 미만 불가 (28Pa). - 계단실과 부속실을 동시에 제연하는 경우 차압 : 부속실 = 계단실, 계단실 보다 5㎩ 이내로 작게 3.급기량 - 급기량 (㎥/ sec) = 기본풍량(Q) + 보충풍량(q) - 기본풍량(=누설량) Q = x x x 1.25 x (m3/sec) - 보충풍량 。 k = 20층 이하 → 1 , 21층 이상 → 2 S = 제연구역과 옥내사이 방화문 면적(㎡) Q。 = 거실로 유입되는 공기량 (㎥/s) V = 방연풍속(m/s) : 부속실이 거실과 면한 경우 - 0.7m/s ,기타 - 0.5m/s
4.과압방지장치 q = x x , q = x x A = , A = A : 플랩댐퍼의 날개면적 (㎡) q : 제연구역에 대한 보충량 (㎥/s) - 플랩댐퍼 재질 - 두께 1.5㎜ 이상의 열간압연강판 또는 동등 이상의 내식성 및 내열성 5. 유입공기배출 - 수직풍도에 따른 배출 : 가. 자연배출식 : 굴뚝효과에 따라 배출 나. 기계배출식 : 배출용 송풍기를 설치 강제로 배출 - 배출구에 따른 배출 : 옥외와 통하는 배출구 설치 - 제연설비에 따른 배출 자연배출방식 - 수직풍도의 길이가 100m를 초과하는 경우 1.2배 이상. |
AP = QN / 2 AP : 수직풍도의 내부단면적 (㎡) QN : 1개층의 제연구역의 출입문(옥내와 면하는 출입문) 1개의 면적(㎡)과 방연풍속(m/s)를 곱한 값(㎥/s) 기계배출방식 AP = QN / 8 . 배출구에 의한 방식 AP = QN /2.5
6. 배출풍도 - 수직풍도는 내화구조 (입출력, rQH 유지) - 수직풍도의 내부면은 두께 0.5㎜ 이상의 아연도금강판으로 마감하되 강판의 접합부에 대하여는 통기성이 없도록 조치 - 수직풍도 관통부 배출담파 설치 7. 급기 - 부속실을 제연하는 경우 동일수직선상의 모든 부속실은 하나의 전용수직풍도에 따라 동시에급기 - 계단실 과 부속실을 동시에 제연하는 경우 →부속실 풍도 겸용가능의 수직풍도에서 급기 가능. - 계단실만 제연하는 경우에는 전용수직풍도를 설치하거나 계단실에 급기풍도 또는 급기송풍기를 직접 연결하여 급기 - 하나의 수직풍도마다 전용의 송풍기 설치 8. 급기구 - 급기용 수직풍도와 면하는벽, 천장에 고정하되 옥내와 면하는 출입문에서 가능한 먼 위치에 설치 - 계단실과 그 부속실을 동시에 제연하거나 또는 계단실만을 제연하는 경우 : 급기구는 계단실 3개층마다 설치 다만, 계단실의 높이가 31m 이하로서 계단실만을 제연하는 경우 - 하나의 급기구만 설치가능
9. 급기풍도 - 내화구조 - 내부면은 두께 0.5㎜ 이상의 아연도금강판으로 마감하되 강판의 접합부 통기성이 없도록 조치 - 수직풍도 이외 금속판으로 설치하는 풍도(수평닥트) 가. 풍도는 아연도금강판 또는 이와 동등 이상의 내식성․내열성이 있는 것 내열성의 단열재로 유효한 단열 처리, 강판의 두께
-. 풍도는 정기적으로 풍도 내부를 청소할 수 있는 구조 10. 급기송풍기 - 송풍기의 송풍능력 - 급기량의 1.15배 이상( 닥트 누설 보정치) - 송풍기 비출측에는 풍량조절 담파 설치 - 송풍기의 배출측에는 풍량 및 풍압을 실측할 수 있는 유효한 조치 |
- 송풍기는 화재로 보호받고 접근이 가능 - 송풍기는 옥내의 화재감지기에 의해 작동 - 송풍기와 연결되는 캔버스는 석면 등 내열성이 있는 것 11. 외기흡입구 - 외기를 옥외로부터 취입시 - 연기, 공해물질이 취입되지 아니하는 곳 - 취입구를 옥상에 설치시 가. 타배기구로부터 수평거리 5m, 수직거리 1m이상 이격 나. 옥상 외각면으로부터 수평거리 5m, 수직거리 1m이상 이격 - 취입구는 빗물 유입방지 12. 제연구역 옥내 출입구 (1) 제연구역 출입문 - 평상시 - 닫힌상태 유지. - 화재시 - 부속실 기압에도 닫힐 수 있는 폐쇄력 (2) 옥내출입문 (복도 거실사이 출입문) - 자동폐쇄장치에 의하여 자동으로 닫히는 구조 - 거실쪽으로 열리는 출입문 : 충분한 폐쇄력 13. 수동기동장치 (1) 설치위치 - 배출댐퍼 근처나 제연구역 ① 전층 급기댐퍼의 개방 ② 당해층의 배출댐퍼 또는 개폐기의 개방 ③ 급기송풍기 및 유입공기의 배출용 송풍기(설치한 경우)의 작동 ④ Door Release 작동( 개방된 출입문) 14. 제어반 (수감자 담배송출 ) 가. 수동기동장치의 작동여부에 대한 감시기능 나. 감시선로의 단선에 대한 감시기능 다. 급기구 개구율의 자동조절장치의 작동여부에 대한 감시기능. 다만, 급기구에 차압표시계를 고정부착한 자동차압ㆍ과압조절형 댐퍼를 설치하고 당해 제어반에도 차압표시계를 설치한 경우에는 그러하지 아니하다. 라. 급기용 댐퍼의 개폐에 대한 감시 및 원격조작기능 마. 배출댐퍼 또는 개폐기의 작동여부에 대한 감시 및 원격조작기능 바. 급기송풍기와 유입공기의 배출용 송풍기의 작동여부에 대한 감시 및 원격조작기능 사. 제연구역 출입문의 일시적인 개방이나 고정의 해정에 대한 감시 및 원격조작기능 15.비상전원 (점장이 비방중) - 점검에 편리하고 화재 및 침수 등의 재해로 인한 피해를 받을 우려가 없는 곳 - 비상전원의 설치장소는 다른 장소와 방화구획 할 것 - 제연설비를 유효하게 20분 이상 작동 - 비상전원을 실내에 설치하는 때에는 그 실내에 비상조명등을 설치 - 상용전원으로부터 전력의 공급이 중단된 때에는 자동으로 비상전원으로부터 전력을 공급 |
거실 제연 1. 설치대상 (문근시지비터) 문화집회, 운동시설로서 영화관 :수용인원 100명이상, 무대부: 바닥면적200㎡이상 근린생활, 위락시설, 판매시설, 숙박시설 지하층 무창층 바닥면적 1000㎡이상 시외버스정류장,철도역사,공항시설,해운시설의대합실또는 휴게시설지하층무창층바닥면적1000㎡이상 지하가로써 연면적 1000㎡이상 비상용승강기 승강장, 특별피난계단 터널로써 길이가 1000m 이상 2.제연구획 (1).제연구역 설정 면적 - 1000㎡이하, 층 : 1개층( 층의 구분이 불분명할 경우 다른 부분과 별도로 제연구획) 거실과 통로(복도를 포함)는 상호 제연구획 거실의 제연구역은 직경 60m 이하 통로상의 제연구역은 보행중심선의 길이가 60m 이하 (2).제연구획 구획 - 보, 제연경계벽, 벽( 가동벽․샷다․방화문을 포함) 재질 - 내화재료, 불연재료 ,성능을 인정받은 기밀성 있는 재료 구조 - 기류에 하단이 흔들리지 아니하고, 가동식의 경우 급속히 하강하여 인명에 위해× 제연경계- 폭: 0.6m 이상, 수직거리: 2m 이내, 구조상 불가피한 경우는 2m를 초과. 3. 제연방식 (1) 거실 ①연기배출과 동시에 공기유입이 되는 방식, 배출구역이 거실일 경우: 통로에 동시에 공기가 유입 - 동일실 제연방식 : 화재실 급배기, 소규모 거실에 적용 - 거실배기ㆍ통로급기방식 : 각 거실이 통로에 면해 있는 경우 - 인접구역 상호제연방식 : 복도가 없고 넓은 공간(백화점, 판매장) ② 거실의 바닥면적이 50㎡ 미만, 통로가 인접하여 있는 경우 - 통로배출방식 ( 경유거실인 경우에는 그 거실에서 직접 배출) (2) 통로 : 화재시 연기의 유입이 우려되는 통로(지하철등) - 제외 : 주요 구조부: 내화구조, 마감재 : 불연재․ 난연재, 가연성 내용물이 없는 경우 4. 배출량 (1). 거실 ①. 통로배출방식(바닥면적이 50㎡ 미만) -통로길이 40m이하, 수직거리 2m이하 : 25,000 CMH이상 ( 수직거리 0.5m 초과시+5,000CMH) - 통로길이 40 -60m이하,수직거리 2m이하 :30 ,000 CMH이상(수직거리 0.5m 초과시+5,000CMH) ②. 소규모 거실( 400㎡ 미만) - 바닥면적1㎡당 1CMM, 최저 5,000CMH |
- 경유거실 경우 : 기준량 × 1,5배 (CMH: Cubic Meter Per Hour - ㎥/hour, CMM - ㎥/min, CMS - ㎥/sec) ③. 대규모 거실 (400㎡ 이상) - 통로길이 40m이하, 수직거리 2m이하 : 40,000 CMH이상( 수직거리 0.5m 초과시 + 5,000CMH) - 통로길이 40 -60m이하,수직거리 2m이하 :45 ,000 CMH이상 ( 수직거리 0.5m 초과시+5,000CMH) (2). 통로인 경우 - 배출량은 45,000㎥/hr 이상 - 제연경계로 구획된 경우. 통로길이40 -60m이하,수직거리 2m이하 :45 ,000 CMH이상(수직거리 0.5m 초과시 +5,000CMH) (3). 공동예상 제연구역의 경우 - 벽으로 구획된 경우 : 각 거실의 배출량의 合 - 제연경계로 구획된 경우:각 거실의 배출량중 最大(바닥면적 1,000㎡ 이하이고 직경 40m 이내)
5. 배출구 (1). 소규모 거실( 400㎡ 미만) - 벽으로 구획 : 천장, 반자, 벽 (벽에 설치시 바닥에서 중간 윗부분) - 제연경계로 구획 : 천장, 반자, 벽.( 벽에 설치시 제연경계 하단부보다 높게)
(2). 대규모 거실 (400㎡ 이상), 통로 - 벽으로 구획 : 천장, 반자, 벽 (벽에 설치시 바닥과 배출구하단간 거리 2m이상 ) - 제연경계로 구획 :천장, 반자,벽(벽, 제연경계에 설치시 배출구 하단이 제연경계 하단보다높게) (3). 배출구 수평거리 - 10m이내 6. 배출기 - 배출기와 풍도의 접속부분의 캔바스( 석면 제외) 내열성이 있는 것 - 전동기 부분과 배풍기 부분은 분리하여 설치, 배풍기 부분 유효한 내열처리 - 배출능력은 배출량 이상 7. 배출풍도 - 재질: 아연도금강판, 동등이상의 내열성, 내식성. 내열성의 단열재로 단열처리
- 풍속 : 흡입측 풍도 - 15m/s이하. 배출측 풍도 - 20m/s이하 유입풍도안의 풍속은 20㎧ 이하 |
8. 유입구 1. 유입량 ≥배출량 2. 유입방식 : 강제유입 - 급기풍도, 송풍기 이용(기계제연 급배기) 자연유입 - 창문등 이용 자연유입방식 인접구역이나 통로 유입 - 인접한 제연구역을 통한 급기 3. 유입구 위치 - 소규모 거실(동일실 급배기 바닥면적 400㎡ 미만)을 벽으로 구획 : 바닥외의 장소 (유입구와 배출구는 5m이상 이격)
- 대규모 거실 (동일실 급배기 바닥면적 400㎡ 이상), 공동예상구역을 벽으로 구획 : 바닥으로부터 1.5m 이하( 주변 2m이내에 가연물이 없도록)
- 통로, 동일실 급배기나 공동예상구역을 제연경계로 구획된 경우 : 벽에 설치할 경우 - 바닥으로부터 1.5m 이하( 주변 2m이내에 가연물이 없도록) : 벽이외에 설치할 경우 - 유입구 상단이 반자 높이의 중간 이하로 하고, 수직거리가 가장 짧은 제연경계 하단보다 낮게 되도록 설치 4. 유입구등 - 분출각도 : 하향60°이내 - 유입구 크기 : 배출량 1CMM당 35㎠ 이상 - 유입구 풍속 : 5m/s - 유입풍도 : 20m/s , 빗물 침입방지, 배출된 연기 유입되지 않는 위치
9. 비상전원 자가발전설비 또는 축전지설비 (점장2 비방중) 10.기동 - 기동 (가동식의 벽․제연경계벽․댐퍼 및 배출기) 자동: 자동화재감지기와 연동, 수동: 예상제연구역(또는 인접장소) 및 제어반 기동 11.터널 - 화재발생 상황을 자동으로 감지하여 유효하게 제연기능으로 전환 - 화재시 발생한 연기의 역류를 방지하고 연기층이 교란되지 않도록 - 송풍기 가. 화재시 열기류에 노출되는 송풍기와 그 부품들은 250℃의 열기류에서 최소 1시간 이상의 가동상태를 유지 나. 화재에 직접 노출되는 송풍기를 설치할 경우에는 예비 송풍기를 별도로 확보 - 제연용량의 산정시 화재강도는 20MW 이상 -. 비상전원 설치 (위) |