가스계소화설비 2016. 김 종 희 u2u21976@naver.com.

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1 가스계소화설비 2016. 김 종 희

2 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 개요 가스계소화약제로서 온실가스(지구온난화)의 주범 → 현재 청정소화약제로 대체
물질의 상태 상온(21℃) 및 분사시(21℃, 1atm) : 기체 저장시 : 액체(21℃, 58atm) 이산화탄소의 물성 구분 물성치 분 자 식 CO2 분 자 량 44 비 중 1.53 비 점 -78.5℃, 1atm 삼 중 점 -57℃, 5.11atm 임계온도 31℃ 임계압력 72.75atm 이산화탄소 상태도 01

3 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 설치대상, 설치면제 기준 설치대상, 설치면제 : 물분무소화설비 설치대상 준용 02

4 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 분사헤드 설치제외 기준 분사헤드 오리피스 설치기준
★★ 분사헤드 오리피스 설치기준 ⓜ 방리나전(다수통전) 방재실·제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소 → 인명(질식, 동상)의 피해가 우려되는 장소 니트로셀룰로오스·셀룰로이드제품 등 자기연소성물질을 저장·취급하는 장소 → 자체에 산소함유 나트륨·칼륨·칼슘 등 활성금속 물질을 저장·취급하는 장소 → 활성금속 : 이산화탄소를 분해시키는 반응성이 큰 금속 전시장 등의 관람을 위하여 다수인이 출입·통행하는 통로 및 전시실 등 → 인명의 피해 분사헤드에는 부식방지조치를 할것 오리피스의 크기(사이즈), 제조일자, 제조업체를 표시할 것 분사헤드의 개수는 방호구역에 방사시간이 충족되도록 설치 할 것 분사헤드의 방출률 및 방출압력(P)은 제조업체에서 정한 값으로 할 것 분사헤드의 오리피스 면적은 분사헤드가 연결되는 배관구경면적의 70%를 초과하지 아니할 것 ※ 청정소화약제소화설비 분사헤드의 설치높이는 방호구역의 바닥으로부터 0.2m 이상 ~ 3.7m 이하로 하여야 하며 천장높이가 3.7m를 초과할 경우에는 추가로 다른 열의 분사헤드를 설치할 것 다만, 분사헤드의 성능인정 범위내에서 설치하는 경우에는 예외 03

5 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 분사헤드 오리피스 면적 및 개수
★ 오리피스 면적[㎠] = 소화약제량[kg] 헤드개수[개] × 방사율[kg/㎠·개·s]× 방사시간[s] 헤드개수[개] = 소화약제량[kg] (오리피스면적[㎠]) × 방사율[kg/㎠·개·s]× 방사시간[s] [예제] 약제량 360kg, 방사율 0.5kg/s, 방사시간 30s 일때 최소 헤드 설치개수는? [풀이] 헤드개수[개] = 소화약제량[kg] (오리피스면적[㎠]) × 방사율[kg/㎠·개·s]× 방사시간[s] = 360[kg] 0.5[kg/s·개]× 30[s] =24[개] 04

6 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 가스계 분사헤드 가지배관 방식 토너먼트 배관방식 설치목적
★ 토너먼트 배관방식 설치목적 용기에서부터 노즐까지 마찰손실을 일정하게 유지시켜 헤드 각 지점에서의 균등한 방사압력과 방사량으로 소화약제를 방출하는 방식 토너먼트배관 방식 적용설비 이산화탄소소화설비 할로겐화합물소화설비 청정소화약제소화설비 분말소화설비 가지 배관방식 토너먼트형 배관방식 ※ 헤드 배관방식 가지 배관방식(Tree system) 토너먼트 배관방식(Tournament ystem) 루프형 배관방식(Loop ystem) 격자형 배관방식(Grid ystem) 루프형 배관방식 격자형 배관방식 05

7 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 이산화탄소설비의 장·단점 장점 화재진화후 깨끗함 심부화재에 적합
★★ ⓜ 깨심전증피 ⓜ 고질소운(온)동 장점 화재진화후 깨끗함 심부화재에 적합 비전도성이므로 전기화재에 유효 증거보존이 양호하여 화재원인 조사가 쉬움 피연소물에 피해가 적음 자체압력으로도 소화가 가능하므로 가압 할 필요가 없음 단점 설비가 고압이므로 주의를 요함 (소화시 산소의 농도를 저하시키므로) 인체에 질식의 우려 방사시 소음이 큼 온실가스로서 지구온난화 물질 방사시 (액체상태를 영하로 저장하였다가 기화하므로) 동상의 우려 06

8 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 소화원리 및 소화효과 질식효과
★ 질식효과 액화탄산가스 1kg 기화시 15℃에서 534l로 부피팽창 → 산소농도 21%에서 15% 낮추어 질식소화 냉각효과 58atm(저장시) → 1atm(분사시), 단열팽창(액체 → 기체)으로 인한 증발(기화열)에 의한 냉각작용 피복효과 비중 1.53 공기보다 무겁다 ※ 할로겐화합물 : 부촉매효과, 냉각효과 ※ 청정소화약제 : 부촉매효과, 질식효과, 냉각효과 적응성 ★ A·B·C 급화재 07

9 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 고압식 계통도 ★ 08

10 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 저압식 계통도 ★ 09

11 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 작동순서 ★ 10

12 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 저장방식에 따른 설치기준 ★★ 구분 고압식 저압식 저장용기 68ㅣ / 45kg(실린더)
3 ~ 60톤(저장탱크 1대) 저장얍력 상온, 6.0㎫ -18℃, 2.1㎫ 방사압력(분사헤드 기준) 2.1㎫ 이상 1.05㎫ 이상 충전비 1.5 이상 ~ 1.9 이하 1.1 이상 ~ 1.4 이하 배관 ※ 할로겐화합물 : Sch 80↑ 전용 강관(압력배관용탄소강관) : Sch 80↑ (호스구경 20㎜ 이하는 Sch 40↑) 동관(이음이 없는 동합금관) 고압식 : 16.5㎫↑ 강관(압력배관용탄소강관) : Sch 40 ↑ 저압식 : 3.75㎫↑ 배관부속 선택밸브 1차측 : 4.0㎫ ↑ 선택밸브 2차측 : 2.0㎫ ↑ 2.0㎫ ↑ 안전장치 내압시험압력의 0.8배의 압력에서 작동 (저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에 설치) 액면계 및 압력계 압력경보장치 : 2.3㎫ 이상, 1.9㎫ 이하에서 작동 안전밸브 : 내압시험압력의 0.64 ~ 0.8배 봉판 : 내압시험압력의 0.8배 ~ 1.0(내압시험압력)배 자동냉동장치 : -18℃, 2.1㎫ 압력유지 내압시험압력 25㎫ 이상 3.5㎫ 이상 11

13 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 저장용기 설치기준 방호구역외의 장소에 설치할 것
★ ⓜ 외온직방표3체 방호구역외의 장소에 설치할 것 다만, 방호구역내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치할 것 온도가 40℃ 이하이고, 온도변화가 적은 곳에 설치할 것 ※ 청정 : 55℃ 이하 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 곳에 설치할 것 방화문으로 구획된 실에 설치할 것 ※ 청정 : 저장용기를 방호구역 외에 설치한 경우에는 방화문으로 구획된 실에 설치할 것 용기의 설치장소에는 당해 용기가 설치된 곳임을 표시하는 표지를 할 것 용기간의 간격은 점검에 지장이 없도록 3cm 이상의 간격을 유지할 것 저장용기와 집합관을 연결하는 연결배관에는 체크밸브를 설치할 것 다만, 저장용기가 하나의 방호구역만을 담당하는 경우에는 예외 12

14 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 수동식 기동장치 설치기준
전역방출방식에 있어서는 방호구역마다, 국소방출방식에 있어서는 방호대상물마다 설치할 것 ※ 청정 : 방호구역마다 설치할 것 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치할 것 수동식 기동장치의 부근에는 소화약제의 방출을 지연시킬 수 있는 비상스위치를 설치할 것 기동장치의 방출용 스위치는 음향경보장치와 연동하여 조작될 수 있는 것으로 할 것 당해방호구역의 출입구부분 등 조작을 하는 자가 쉽게 피난할 수 있는 장소에 설치할 것 조작부는 바닥으로부터 높이 0.8m 이상 ~ 1.5m 이하의 위치에 설치하고, 보호판 등에 따른 보호장치를 설치할 것 기동장치에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 “이산화탄소소화설비 기동장치”라고 표시한 표지를 할 것 ※ 청정 : 5kg이하의 힘을 가하여 기동할 수 있는 구조로 설치할 것 13

15 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 자동식 기동장치 설치기준 자동식 기동장치에는 수동으로도 기동할 수 있는 구조로 할 것
★ 자동식 기동장치에는 수동으로도 기동할 수 있는 구조로 할 것 전기식 기동장치 7병 이상의 저장용기를 동시에 개방하는 설비에 있어서는 2병 이상의 저장용기에 전자 개방밸브를 부착할 것 ※ 분말소화설비 : 가압용 가스용기를 3병 이상 설치시 2병 이상의 용기에 전자개방밸브를 설치 기계식 기동장치 저장용기를 쉽게 개방할 수 있는 구조로 할 것 가스압력식 기동장치 구분 기준 용 적 5l 이상 안전장치 압력 내압시험압력의 0.8 ~ 1.0배(내압시험압력) 비활성기체충전 6㎫ 이상 압력으로 충전 내압시험 25㎫ 이상 14

16 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 자동폐쇄장치 설치기준
환기장치를 설치한 것에 있어서는 이산화탄소가 방사되기 전에 당해 환기장치가 정지할 수 있도록 할 것 개구부가 있거나 천장으로부터 1m 이상의 아래 부분 또는 바닥으로부터 당해층의 높이의 2/3 이내의 부분에 통기구가 있어 이산화탄소의 유출에 따라 소화효과를 감소시킬 우려가 있는 것에 있어서는 이산화탄소가 방사되기 전에 당해 개구부 및 통기구를 폐쇄할 수 있도록 할 것 자동폐쇄장치는 방호구역 또는 방호대상물이 있는 구획의 밖에서 복구할 수 있는 구조로 하고, 그 위치를 표시하는 표지를 할 것 피스톤릴리져(Piston releaser) ★★ 가스가 방출됨과 동시에 가스의 누설을 막기 위해 자동으로 개구부를 차단시키는 장치 급기댐퍼 및 자동개폐문 등에 설치 15

17 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 쇼킹타임(Soaking time, 설계농도유지시간)
★★ 가스계소화약제가 노즐에서 방사되어 설계농도에 도달된 이후에 최소설계 농도를 유지하기 위하여 필요한 시간 → 재발화 방지 ※ 방사시간, 방출시간(Discharge time) 선택밸브 설치기준 하나의 소방대상물 또는 그 부분에 2이상의 방호구역 또는 방호대상물이 있어 이산화탄소 저장용기를 공용하는 경우에 설치 방호구역 또는 방호대상물마다 설치할 것 각 선택밸브에는 그 담당 방호구역 또는 방호대상물을 표시할 것 16

18 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 전역방출방식 표면화재(B급화재 : 유류화재) : 1분 이내 방출
★★ 전역방출방식 표면화재(B급화재 : 유류화재) : 1분 이내 방출 W 약제량 𝑘𝑔 = 방호구역 체적 𝑉 ×기준약제량 𝑄1 +[개구부 면적 𝐴 ×개구부가산량 𝑄2 ] 방호구역체적(V) [㎥] 기준약제량(Q1) [kg/㎥] 최저저장량 [kg] 개구부가산량(Q2) [kg/㎡] 45 미만 1.00 45 5 45 이상 ~ 150 미만 0.90 150 이상 ~ 1,450 미만 0.80 135 1,450 이상 0.75 1,125 ※ 개구부가산량 자동폐쇄장치 미설치시 개구부 면적에 대한 가산량 개구부 면적은 전체표면적의 3% 이하 17

19 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 전역방출방식
★★ 전역방출방식 심부화재(A급화재 : 종이, 석탄, 섬유, 합성수지 등) : 7분 이내 방출 W 약제량 𝑘𝑔 = 방호구역 체적 𝑉 ×기준약제량 𝑄1 +[개구부 면적 𝐴 ×개구부가산량 𝑄2 ] ⓜ 전케55 서전목박 고모집석면 방호구역체적(V) [㎥] 기준약제량(Q1)(설계농도) [kg/㎥] 개구부가산량(Q2) [kg/㎡] 유압기를 제외한 전기설비, 케이블실 1.30(50%) 10 체적 55㎥ 미만의 전기설비 1.60(50%) 서고, 전자제품창고, 목재가공품창고, 박물관 2.00(65%) 고무류창고, 모피창고, 집진설비, 석탄창고, 면화류창고 2.70(75%) ※ 개구부가산량 자동폐쇄장치 미설치시 개구부 면적에 대한 가산량 개구부 면적은 전체표면적의 3% 이하 18

20 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 전역방출방식 : 심부화재
★★ 전역방출방식 : 심부화재 [예제] 가로 5m, 세로 6m, 높이 4m인 집진설비에 전역방출방식의 이산화탄소설비를 설치. 약제량[kg]?, 저장용기 수[병]? (저장용기 충전비 1.5, 충전량 45kg, 자동폐쇄장치 설치) [풀이] W 약제량 𝑘𝑔 = 방호구역 체적 𝑉 ×기준약제량 𝑄1 + 개구부 면적 𝐴 ×개구부가산량 𝑄2 방호구역체적(V) [㎥] 기준약제량(Q1)(설계농도) [kg/㎥] 개구부가산량(Q2) [kg/㎡] 고무류창고, 모피창고, 집진설비, 석탄창고, 면화류창고 2.70(75%) 10 약제저장량(W) = (V × Q1) + (A × Q2) = [(5 × 6 × 4) × 2.7] + (0 × 10) = (120 × 2.7) = 324[kg] 저장용기수 = 약제저장량 / 충전량 = 324kg/45kg = 7.2 ∴ 8[병] 19

21 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 국소방출방식
평면화재(저장용기 윗변이 개방, 화재시 연소면이 한정되고 비산할 우려가 없는 경우) : 30초 이내 방출 W 약제량 =방호대상물의 표면적 𝐴 × 13𝑘𝑔/㎡ × 할증계수(h) ※ 할증계수(h) : 고압식(1.4), 저압식(1.1) 20

22 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 국소방출방식 입면화재(평면화재 외) : 30초 이내 방출
★★ 국소방출방식 입면화재(평면화재 외) : 30초 이내 방출 𝑄 방출계수 =8 −6 𝑎 𝐴 W 약제량 =방호공간체적 𝑉 × 방출계수 𝑄 × 할증계수(h) V : 방호공간의 체적[m3] Q : 방호공간 1m3에 대한 소화약제량[kg/m3] a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적의 합계[m2] A : 방호공간의 벽면적의 합계[m2] (벽이 없는 경우 : 벽이 있는 것으로 가정한 당해 부분의 면적) ※ 방호대상물 주위에 설치된 기둥, 칸막이, 벽체 등이 전혀 없는 경우 → a = 0 ∴ Q = 8 벽의 4면이 완전히 막힌 경우 → a = A ∴ Q = 2 ※ 할증계수(h) : 고압식(1.4), 저압식(1.1) ※ 방호공간 : 방호대상물의 각 부분으로부터 0.6m의 거리에 의하여 둘러 쌓인 공간 → 윗면 제외 21

23 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제량 산출 국소방출방식 : 입면화재
★★ 국소방출방식 : 입면화재 [예제] 위험물 저장탱크에 국소방출방식 이산화탄소설비 설치 (고압식, 방호대상물 주위에는 방호대상물과 동일한 크기의 벽 설치) 방호공간 체적[㎥], 소화약제 저장량[kg], 소화약제 저장량(저압식)[kg]? [풀이] 𝑄 방출계수 =8 −6 𝑎 𝐴 W 약제량 =방호공간체적 𝑉 × 방출계수 𝑄 × 할증계수(h) 1) 방호공간의 체적(𝑉)[㎥] 𝑉 = ( )m × ( )m × ( )m = 8.2m × 4.2m × 2.6m = [㎥] → 약 89.54[㎥] 22

24 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 2) 고압식 소화약제저장량(W)[kg] W = V × Q× h ① V = 89.54[㎥]
② 𝑄= 8 −6 𝑎 𝐴 A : 방호공간 벽면적 합계[㎡] A = [(( )m×( )m))×2개소]+[(( )m×( )m))×2개소] = (8.2×2.6×2)[㎡] + (4.2×2.6×2)[㎡] = 64.48[㎡] a : 방호공간 주변에 설치된 벽면적 합계[㎡] a = 조건에서 방호대상물의 크기와 동일하다고 주어짐 = ((7.0m×2.0m)×2개소) + ((3.0m×2.0m)×2개소) = = 40[㎡] 𝑄= 8 −6 𝑎 𝐴 = 8 − ③ h = 1.4(고압식) 23

25 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 ∴ 고압식 소화약제 저장량(W)
W = V × Q× h = 89.54[㎥] ×( 8 − )[kg/㎥] × 1.4 = [kg] → 약 [kg] 3) 저압식 소화약제저장량(W)[kg] W = V × Q× h ① V = 89.54[㎥] ② 𝑄= 8 −6 𝑎 𝐴 = 8 − ③ h = 1.1 ∴ 저압식 소화약제 저장량(W) W = V × Q× h = 89.54[㎥] ×( 8 − )[kg/㎥] × 1.1 = [kg] → 약 [kg] 24

26 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 호스릴방식 설치기준
★★ 수평거리 : 방호대상물의 각 부분으로부터 하나의 호수접결구 까지의 수평거리는 15m 이하 방출율 : 20℃에서 하나의 노즐마다 60kg/min 이상의 소화약제 방사 저장용기 : 호스릴을 설치하는 장소마다 설치 저장용기의 개방밸브 : 호스의 설치장소에서 수동으로 개폐할 수 있을 것 저장용기의 가깝고 보기 쉬운 곳에 표시등, 표지설치 ※ 할로겐화합물 : 적색의 표시등 호스릴방식 약제량 ★ W 약제량 𝑘𝑔 =노즐개수 × 노즐1개에 대한 기준약제량 𝑘𝑔/개 노즐 1개 약제량 : 90kg 이상 25

27 가스계소화설비_01 이산화탄소소화설비 약제별 호스릴방식 비교 ※ 옥내소화전설비(호스릴옥내소화전설비) : 25m
★★ 약제종류 수평거리 약제저장량[kg] 약제방사량[kg/min] 이산화탄소 15 90 60 할로겐화합물 할론 1301 20 45 35 할론 1211 50 40 할론 2402 분말 제1종 제2·3종 30 27 제4종 18 ※ 옥내소화전설비(호스릴옥내소화전설비) : 25m ※ 옥외소화전설비 : 40m 26

28 가스계소화설비설비 가스계소화약제 농도산출 가스농도 : 방출된 가스체적을 아는 경우
★★ 가스농도 : 방출된 가스체적을 아는 경우 𝐶[%]= 방출된 가스체적(𝑉g) 방호구역체적 V + 방출된 가스체적(𝑉g) ×100 = W × 𝑠 𝑉 + (W × 𝑠) ×100 𝐶 : 소화약제(𝐶𝑂2 )의 설계농도[%] 𝑉 : 방호구역의 체적[㎥] Vg : 방출된 가스체적(𝐶𝑂2)[㎥] W : 소화약제(𝐶𝑂2 )의 무게[kg] ※ S( 비체적) : V[㎥]/W[kg] 27

29 가스계소화설비설비 가스계소화약제 농도산출 가스체적 : 가스방출후 산소농도를 아는 경우 𝑉g [㎥]= 𝑉 × 21 − 𝑂2 𝑂2
★★ 가스체적 : 가스방출후 산소농도를 아는 경우 ⓜ 체 투마산나 오투 𝑉g [㎥]= 𝑉 × 21 − 𝑂2 𝑂2 𝑉 : 방호구역의 체적[㎥] Vg : 방출된 가스체적(𝐶𝑂2)[㎥] 𝑂2 : 산소농도[%] 가스농도 : 방출후 산소농도를 아는 경우 ⓜ 2마산 나2 𝐶𝑂2[%]= 21 − 𝑂 × 100 𝑂2 : 산소농도[%] 28

30 가스계소화설비설비 가스계소화약제 농도산출 이상기체상태방정식 PV= 𝑛𝑅𝑇= 𝑊 𝑀 𝑅𝑇 →W= 𝑃𝑉𝑀 𝑅𝑇
★★ 이상기체상태방정식 PV= 𝑛𝑅𝑇= 𝑊 𝑀 𝑅𝑇 →W= 𝑃𝑉𝑀 𝑅𝑇 𝑃 : 기압[atm] 𝑉 : 방출된 가스체적[㎥] → 𝐶𝑂2 𝑛 : 기체 몰수 𝑅 : 기체상수 → 0.082[atm·㎥/kmol·K] 𝑇 : 절대온도[K] → ℃ W : 방출된 가스질량[kg] 𝑀 : 방출된 가스분자량 → 예) 𝐶𝑂2=44[kg/kmol] 29

31 ① C 원소개수 ② F 원소개수 ③ Cl 원소개수 ④ Br 원소개수
가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 할론겐소화약제 표기 ★★ ① C 원소개수 ② F 원소개수 ③ Cl 원소개수 ④ Br 원소개수 [예제] 할론 1301 → CF3Br 할론 1211 → CF2ClBr 할론 2402 → C2F4Br2 할론 104 → CCl4 01

32 가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 할론소화약제 물성 및 특성
★★ 구분 할론 1301 할론 1211 할론 2402 할론 104 분자식 CF3Br CF2ClBr C2F4lBr2 CCl4 분자량 148.9 165.4 259.8 154.0 상태(상온,상압) 기체 액체 독성 약 중 강 소화능력(CO2=1) 3 1.4 1.7 방사압력(분사헤드) 0.9㎫ 0.2㎫ 0.1㎫ 방사시간 10초 이내 저장압력(충전압력) 2.5㎫ or 4.2㎫ 1.1㎫ or 2.5㎫ - 충전비 가압식 0.9 이상 ~ 1.6 이하 0.7 이상 ~ 1.4 이하 0.51 이상 ~ 0.67 미만 축압식 0.67 이상 ~ 2.75 이하 ※ 원자량 : C(12), F(19), Cl(35.5), Br(79.9), I(126.9) ※ 할론 1301 지하층·무창층 또는 바닥면적이 20㎡ 미만인 장소에 설치가능 제3류 위험물 사용불가 02

33 가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 설치대상, 설치면제 기준 설치대상, 설치면제 : 물분무소화설비 설치대상 준용
소화원리 및 소화효과 질식효과 > 냉각효과 적응성 A·B·C 급화재 03

34 가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 저장용기 설치기준 가압용 가스용기 : 질소충전, 21℃에서 2.5㎫ 또는 4.2㎫
가압용 저장용기 : 2.0㎫ 이하의 압력조정장치 설치 저장용기 개방밸브 : 기계식, 전기식, 가스압력식 → 자동 및 수동개방 가능 저장용기의 소화약제량 보다 방출시 방출경로가 되는 배관(집합관 포함)의 내용적이 1.5배 이상일 경우 별도의 독립방식으로 할 것 04

35 가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 약제량 산출 전역방출방식(할론 1301기준) : 10초 이내 방출
★★ 전역방출방식(할론 1301기준) : 10초 이내 방출 W 약제량 𝑘𝑔 = 방호구역 체적 𝑉 ×기준약제량 𝑄1 +[개구부 면적 𝐴 ×개구부가산량 𝑄2 ] ⓜ 전통주차032 특라(나)면넝사볏052 소방대상물 기준약제량(Q1) [kg/㎥] 개구부가산량(Q2) [kg/㎡] 전기실, 전산실, 통신기기실, 주차장, 차고 기타 이와 유사한 전기설비가 설치되어 있는 부분 0.32 이상 ~ 0.64 이하 2.4 특수가연물 저장·취급하는 소방대상물 또는 그 부분 (나무껍질, 면화류, 넝마 및 종이부스러기, 사류, 볏집류 등) 0.52 이상 ~ 0.64 이하 3.9 ※ 개구부가산량 자동폐쇄장치 미설치시 개구부 면적에 대한 가산량 개구부 면적은 전체표면적의 3% 이하 05

36 가스계소화설비_02 할로겐화합물소화설비 약제량 산출 국소방출방식
★ 국소방출방식 평면화재(저장용기 윗변이 개방, 화재시 연소면이 1면에 한정되고 비산할 우려가 없는 경우) : 10초 이내 방출 W 약제량 =방호대상물의 표면적 𝐴 ×기준약제량(𝑄1) × 할증계수(h) 소화약제 종류 기준약제량(Q1) [kg/㎡] 할증계수(h) 할론 1301 6.8 1.25 할론 1211 7.6 1.10 할론 2402 8.8 국소방출방식 입면화재(평면화재 외) : 10초 이내 방출 𝑄 방출계수 =𝑋 −𝑌 𝑎 𝐴 W 약제량 =방호공간체적 𝑉 × 방출계수 𝑄 × 약제종류별 할증계수(ℎ) 06

37 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 개요 청정소화약제(할로겐화합물 : 할론 1301, 할론 2402, 할론 1211 제외)
불활성기체로서 전기적으로 비전도성 휘발성이 있거나 증발 후 잔여물을 남기지 않는 소화약제 ※ 국내 고시된 청정소화약제 종류 : 13종 할로겐화합물 청정소화약제 : 7족(9종) 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합물을 기본성분으로 하는 소화약제 불활성가스 청정소화약제 : 8족(4종) 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 질소(N) 가스 중 하나 이상의 원소를 기본성분으로 하는 소화약제 ※ 원자 양성자, 중성자, 전자로 구성(수소제외) 원자번호 = 양성자수 = 중성자수 질량 = 양성자수 + 중성자수(전자수 무시) 예) 탄소(C), 원자번호(6), 질량(12) 질소(N), 원자번호(7), 질량(14) 01

38 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 설치대상 기준 설치대상 : 물분무소화설비 설치대상 준용 설치제외 기준
★★ ⓜ 사상최초35 사람이 상주하는 곳으로써 최대허용설계농도를 초과하는 장소 제3류위험물 및 제5류위험물을 사용하는 장소 다만, 소화성능이 인정되는 위험물은 제외 02

39 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 명명법 KFI인증청정소화약제 할로겐화합물계열
ⓜ CHF 뿔마공 질알이 약제종류(약품명) C(+) H(-) F(0) 화학식 HFC-227ea(FM-200) 3 1 7 C3HF7 HFC-23(Anyfire) CHF3 약제종류(약품명) N Ar CO IG-541(Inergen) 52[%] 40[%] 8[%] IG-100(Nitrogen) 100[%] 0[[%] 0[%] KFI인증청정소화약제 ★ 할로겐화합물계열 HCFC Blend A(FINE-XG, NAF S - Ⅲ), HFC-227ea(FM-200), HFC-125(FE-25), HFC-23, FK (Novec-1230) 불활성계열 IG-541, IG-100 03

40 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 구비조건 소화성능 우수 : 가스계 소화성능 미달(X), 할로겐화합물과 동일 수준
★★ ⓜ 소독한(환) 물안경 소화성능 우수 : 가스계 소화성능 미달(X), 할로겐화합물과 동일 수준 독성 낮을 것: 설계농도 NOAEL 이하 (↓) 환경영향성 낮을 것 : ODP(↓), GWP(↓), ALT(↓) 물성 : 소화후 잔존물(X), 비전도성, 냉각효과·부촉매효과 우수 저장 안정성 : 저장시 분해, 부식(X) 경제성 : 기존 가스계에 크지(X) ※ ODP(Ozon Depletion Potential) : 오존층파괴지수(CFC-11기준) ※ GWP(Global Warming Potential): 지구온난화지수(CO2기준) ※ ALT(Atmospheric Life Time) : 대기권잔존지수 ※ NOAEL(No Observable Adverse Effect Level) : 독성 또는 생리적 변화가 관찰되지 않는 최고농도. 즉, 최대허용설계농도 ※ LOAEL(Lowest Observable Adverse Effect Level) : 독성 또는 생리적 변화가 관찰되는 최저농도 04

41 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 방출시간 제한이유 방출시간을 10초로 제한하는 이유
★★ 방출시간을 10초로 제한하는 이유 소화약제가 열분해시 생성되는 유독가스(HF, HCl, HBr … )의 발생을 줄이기 위해 ※ 방사유량 크게해서 확실히 혼합, 균일한 유속확보, 약제누설량 감소 05

42 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 약제종류 ★★ 구분(상품명) 방사시간 소화효과 최대허용설계농도[%] (NOAEL)
할로겐 화합물 HCFC Blend A(FINE-XG, NAF S - Ⅲ) 10초 부촉매, 냉각, 질식 10.0 HFC-227ea(FM-200) HFC 계열중 가장 효과적 9.5, 9.0(?) HFC-125(FE-25) 11.5, 7.5(?) HFC-23 50.0 FK (Novec-1230) 불활성 가스 IG-541(Inergen) 질식 43.0 IG-100(Nitrogen) 06

43 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 저장용기 설치기준 저장용기의 충전밀도 및 저장용기는 화재안전기준 별표1에 따른 것
★★ ⓜ NWTPV / 양어장(5,10) 불P오 저장용기의 충전밀도 및 저장용기는 화재안전기준 별표1에 따른 것 약제명(N)·저장용기의 자체중량과 총중량(W)·충전일시(T)·충전압력(P) 및 약제의 체적(V)을 표시 집합관에 접속되는 저장용기는 동일한 내용적을 가진 것으로 충전량 및 충전압력이 같을 것 저장용기에 충전량 및 충전압력을 확인할 수 있는 장치를 하는 경우에는 해당 소화약제에 적합한 구조로 할 것 저장용기의 약제량 손실이 5%를 초과하거나 압력손실이 10%를 초과할 경우에는 재충전하거나 저장용기를 교체할 것(불활성가스 청정소화약제 압력손실(P)이 5%를 초과할 경우) 07

44 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 약제량 산출 할로겐화합물계열 : 10초 이내 방출
★★ ⓜ 체비농백마씨 할로겐화합물계열 : 10초 이내 방출 W 약제량 𝑘𝑔 = 𝑉 𝑆 + 𝐶 100−𝐶 W : 소화약제의 무게[kg] 𝑉 : 방호구역의 체적[㎥] 𝑆 : 소화약제별 선형상수 → K1 + (K2··t)[㎥/kg] 𝐶 : 체적에 따른 소화약제의 설계농도[%] 𝑇 : 방호구역의 최소예상온도[℃] 08

45 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 약제량 산출 불활성가스계열 : 10초 이내 방출
★★ 불활성가스계열 : 10초 이내 방출 X 약제량 ㎥ = ( VS 𝑆 +𝑙𝑜𝑔 −𝐶 ) × 𝑉 X : 공간체적당 더해진 소화약제의 부피[㎥] 𝑉 : 방호구역의 체적[m3] VS : 20℃에서 소화약제의 비체적[[㎥/kg] 𝑆 : 소화약제별 선형상수 → K1 + (K2··t)[㎥/kg] 𝐶 : 체적에 따른 소화약제의 설계농도[%] 𝑇 : 방호구역의 최소예상온도[℃] 09

46 가스계소화설비_03 청정소화약제소화설비 배관두께 산정 t 배관두께 ㎜ = 𝑃𝐷 2𝑆𝐸 +𝐴 𝑃 : 최대허용압력[㎪]
★ t 배관두께 ㎜ = 𝑃𝐷 2𝑆𝐸 +𝐴 𝑃 : 최대허용압력[㎪] 𝐷 : 배관의 바깥지름(외경)[㎜] 𝑆𝐸 : 최대허용응력[㎪] → (배관재질 인장강도의 1/4값과 항복점의 2/3 중 작은 값) × 배관이음효율 × 1.2 𝐴 : 나사이음, 홈이음 등의 허용값[㎜] → 헤드설치 부분 제외 ※ 이음 허용값 나사이음 : 나사의 높이 절단홈이음 : 홈의 깊이 용접이음 : 0 ※ 배관이음 효율 이음매 없는 배관 : 1.0 전기저항 용접배관 : 0.85 가열맞대기 용접배관 : 0.60 10

47 가스계소화설비_04 분말소화설비 개요 설치대상, 설치면제 : 이산화탄소설비와 동일 가압식, 축압식 적응성 유류화재(B급)
전기화재(C급) 일반화재(A급 : 제3종분말소화약제) → 분말 : 비전도체 장점 겨울철 성능유지 소화효과 우수 인체에 무해 반영구적 사용 가격이 저렴 01

48 가스계소화설비_04 분말소화설비 분말소화설비 소화효과 질식효과
★★ 질식효과 열분해시 생성되는 불연성가스(CO2, H2O)에 의해 공기중의 산소농도 저하 냉각효과 열분해시 생성되는 수증기(H2O)의 흡열반응(증발잠열)에 의한 냉각효과 복사열차단효과 분말의 운무에 의한 복사열 차단 연쇄반응의 차단(부촉매효과) 열분해시 유리된 K, Na, NH4가 연쇄반응을 일으키는 활성기(H-, OH+)를 포착하여 연쇄반응을 차단하는 화학적 효과 방진효과 열분해시 생성되는 메타인산(HPO3)이 가연물 표면에 불침투층을 만들어 산소와의 접촉을 차단 제3종 분말에서만 나타나는 소화효과 02

49 가스계소화설비_04 분말소화설비 분말소화약제 구비조건 미세도(입도) : 20~25㎛ 최적 내습성(↑) ※ 방습제
: 실리콘오일, 스테아린산 아연, 마그네슘, 유무기산 등 유동성(↑) 비고화성 겉보기비중(↓) 무게/부피 0.82g/㎖ 무독성 내부식성 침강시험 03

50 가스계소화설비_04 분말소화설비 분말소화약제의 종류 제1종 분말소화약제 : NaHCO3 ; 탄산수소나트륨 백색 B·C급 화재
★★ ⓜ 백자홍회 제1종 분말소화약제 : NaHCO3 ; 탄산수소나트륨 백색 B·C급 화재 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O ※ 비누화현상 ★ 가연상태의 지방이나 식용유화재에 제1종 분말소화약제를 사용하면 탄산수소나트륨의 Na+ 이온과 기름의 지방산이 반응하여 금속비누가 생성. 이 비누가 거품을 형성하여 가연물을 덮어 산소공급 을 차단하여 질식소화효과를 갖는 현상 제2종 분말소화약제 : NaKCO3 ; 탄산수소칼륨 자색 2KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O ※ Knock-down효과 ★★ 연소중인 불꽃의 규모보다 분말소화약제의 방출율을 크게하여 불꽃을 입체적으로 포위하면서 부촉매 작용에 의해 연쇄반응을 차단시켜 순식간(10~20초)에 불꽃을 사그라지게 하여 소화하는 효과 04

51 가스계소화설비_04 분말소화설비 분말소화설비 소화효과 제3종 분말소화약제 : NH4H2PO4 ; 제1인산암모늄 담홍색
★★ 제3종 분말소화약제 : NH4H2PO4 ; 제1인산암모늄 담홍색 A(차고, 주차장)·B·C급 화재 저온 : NH4H2PO4 → NH3 + H3PO4(오르토인산) 고온 : NH4H2PO4 → NH3 + H2O + HPO3(메타인산) ※ 방진효과 ★ 제1인산암모늄(NH4H2PO4)이 열분해시 생성되는 메타인산(HPO3)은 부착력이 우수하여 가연물의 표 면에 부착하고 유리상의 피막을 형성. 이피막은 가연물과 산소와의 접촉을 차단시킴으로서 A급화재 에서의 잔진현상을 방지 제4종 분말소화약제 : NaKCO3 + (NH2)2CO = 탄산수소칼륨 + 요소 회색 B·C급 화재 2NaKCO3 + (NH2)2CO → K2CO3 + 2NH3 + 2CO2 ※ 소화효과 강도 : 제4종 > 제3종·제2종 > 제1종 05

52 가스계소화설비_04 분말소화설비 분말소화설비 개통도 06

53 가스계소화설비_04 분말소화설비 정압작동장치 정압작동장치
★ 정압작동장치 화재시 방호구역내의 거주자가 안전하게 대피한 다음 분말을 방사하여 소화함으로써 거주자의 질식사를 방지하기 위해서 설치 가압용 가스용기에서 가압가스가 약제탱크 내에 유입되면 분말약제와 가압가스가 소화하기 적당한 상태로 혼합되는 데에는 15~30초 정도가 소요된다. 이후, 약제저장탱크내의 압력이 설정된 압력에 이르면 주밸브를 개방시키기 위한 장치 07

54 가스계소화설비_04 분말소화설비 정압작동장치 정압작동장치의 종류 봉판식 스프링식
★ 정압작동장치의 종류 봉판식 스프링식 기계식 : 약제저장탱크 내의 압력이 가압용 가스 압력에 의하여 설정된 압력에 이르면 스프링의 힘으로 밸브가 작동되어 작동레버를 잡아당겨 주밸브를 개방하는 방식 전기식(타이머방식 ; 시한릴레이식) : 약제저장탱크 내의 압력이 가압용 가스 압력에 의하여 설정된 압력에 이르는 시간을 미리 설정하여 주밸브를 개방하는 방식 가스압력식(압력스위치방식) : 약제저장탱크 내의 압력이 가압용 가스 압력에 의하여 설정된 압력에 이르면 압력스위치가 닫혀 전자밸브(솔레노이드밸브)를 개방시킴으로서 가압용 가스를 공급함으로써 주밸브를 개방하는 방식 기계식 정압작동장치 전기식 정압작동장치 08 가스압력식 정압작동장치

55 가스계소화설비_04 분말소화설비 배관의 설치기준 저장용기 설치기준 전용 강관(아연도금에 의한 배관용 탄소강관)
★ 전용 강관(아연도금에 의한 배관용 탄소강관) 동관(고정압력 또는 최고사용압력의 1.5배 이상의 압력에 견딜 것) 배관 부속품 및 밸브류 : 배관과 동등이 상의 강도 및 내식성 주밸브 ~ 헤드까지의 배관 : 토너먼트 방식 저장용기 등 ~ 배관의 굴곡부까지의 거리 : 배관 내경의 20배 이상 안전밸브 가압식 : 최고사용압력의 1.8배 축압식 : 내압시험압력의 0.8배 충전비 : 0.8 이상 약제종류 충전비[l/kg] 겉보기비중[kg/l] 제1종 0.8 1.25 제2종·제3종 1.0 제4종 ※ 겉보기 비중 : 작을수록 표면적 및 방사량이 증가 하기 때문에 소화효과가 좋아짐 축압식 : 지시압력계 정압작동장치 청소밸브(클리닝밸브) : 약제 방출후 잔류소화약제 처리 09

56 가스계소화설비_04 분말소화설비 가압용 가스용기 설치기준 저장용기에 접속하여 설치
가압용 가스용기를 3병 이상 설치시 2병 이상의 용기에 전자개방밸브를 설치 ※ 이산화탄소, 할로겐화합물 : 7병 이상의 저장용기를 동시에 개방하는 설비에 있어서는 2병 이상의 저장용기에 전자개방밸브를 설치 10

57 가스계소화설비_04 분말소화설비 약제량 산출 전역방출방식 : 30초 이내 방출
★★ 전역방출방식 : 30초 이내 방출 W 약제량 𝑘𝑔 = 방호구역 체적 𝑉 ×기준약제량 𝑄1 +[개구부 면적 𝐴 ×개구부가산량 𝑄2 ] 약제종류 Q1[kg/㎥] Q2[kg/㎥] 제1종 0.6 4.5 제2종·제3종 0.36 2.7 제4종 024 1.8 ※ 개구부가산량 자동폐쇄장치 미설치시 개구부 면적에 대한 가산량 개구부 면적은 전체표면적의 3% 이하 11

58 가스계소화설비_04 분말소화설비 약제량 산출 국소방출방식 : 30초 이내 방출 𝑄 방출계수 = 𝑋 −𝑌 𝑎 𝐴 ×1.1
★ 국소방출방식 : 30초 이내 방출 𝑄 방출계수 = 𝑋 −𝑌 𝑎 𝐴 ×1.1 W 약제량 =방호공간체적 𝑉 × 방출계수 𝑄 약제종류 약제량[kg/㎥] X 값 Y 값 제1종 8.8 5.2 3.9 제2종·제3종 3.2 2.4 제4종 3.6 2.0 1.5 V : 방호공간의 체적[m3] Q : 방호공간 1m3에 대한 소화약제량[kg/m3] a : 방호대상물 주위에 설치된 벽 면적의 합계[m2] A : 방호공간의 벽면적의 합계[m2] (벽이 없는 경우 : 벽이 있는 것으로 가정한 당해 부분의 면적) ※ 방호대상물 주위에 설치된 기둥, 칸막이, 벽체 등이 전혀 없는 경우 : a = 0 벽의 4면이 완전히 막힌 경우 : a = A ※ 할증계수(h) : 1.1 ※ 방호공간 : 방호대상물의 각 부분으로부터 0.6m의 거리에 의하여 둘러 쌓인 공간 ➭ 윗면 제외 12

59 가스계소화설비 약제량 산출 호스릴방식 : 1개의 노즐에 대한 약제량 ★★ 약제종류 약제량[kg] 분당 방사량[kg/min]
제1종 50 45 제2종·제3종 30 27 제4종 20 18 13