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

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1 수계소화설비 2016. 김 종 희

2 수계소화설비_05 포소화설비 개요 포수용액(물 + 포소화약제) + 공기
수계소화설비로 적용이 곤란한 가연성 액체의 화재진압을 위한 소화설비 장점 수계소화설비로 적용이 곤란한 가연성 액체의 화재진압을 위한 소화설비 옥외소화에도 효과적 포화 내화성이 커 대규모 화재에도 효과 재연소가 예상되는 화재에도 소화가능 인접대상물에 연소방지 유독성 가스가 발생되지 않아 인체에 무해하며 소화작업에 지장을 주지 않음 단점 소화후 오손피해 전기화재 적용곤란 01

3 수계소화설비_05 포소화설비 설치대상, 설치면제 기준 설치대상, 설치면제 : 물분무소화설비 설치대상 준용 소화원리 및 소화효과
질식효과 포(미세한 기포)는 가연성액체(유류)보다 가벼워 연소면을 덮어 질식소화 포가 가연성 증기의 증발을 막음 냉각효과 물의 증발(기화열)에 의한 냉각작용 02

4 수계소화설비_05 포소화설비 포소화설비의 분류 고정식 : 소화활동에 지장이 있는 장소 포헤드 : 디플렉터(×), 개방형, 9㎡
★ 고정식 : 소화활동에 지장이 있는 장소 포헤드 : 디플렉터(×), 개방형, 9㎡ 포워터스프링클러헤드 : 디플렉터(○), 개방형, 8㎡ 고정포방출방식 : Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ·Ⅳ·특형 포소화전 : 옥내포소화전설비, 옥외포소화전설비 이동식 호스릴포소화설비 화학포 차량 포헤드 포워터스프링클러헤드 ※ 이동식포소화설비 호스와 포방출구만 이동하여 소화하는 설비 화재시 연기가 충만하지 않은 장소에 설치 → 개방된 장소 03

5 수계소화설비_05 포소화설비 고정식 포방출구 설치예 04

6 수계소화설비_05 포소화설비 고정포방출구 종류 Ⅰ형 : 상부포 주입법 Ⅱ형 : 상부포 주입법 특형 : 상부포 주입법 ★
Cone roof tank(고정지붕탱크)에 설치 방출된 포가 위험물 표면 아래로 투입되거나 위험물과 혼합되지 않고 액면상을 덮을 수 있도록 통(Foam trough), 튜브(Tube) 등의 부속설비가 있는 방식 Ⅱ형 : 상부포 주입법 Cone roof tank에 설치 방출된 포가 반사판(Deflector)에 의하여 탱크의 벽면을 따라 안정된 형태로 공급되도록 하는 방식 특형 : 상부포 주입법 Floating roof tank(부상지붕탱크)에 설치 높이 0.9m 이상의 금속제의 굽도리판을 탱크옆판의 내측으로부터 1.2m 이상 이격하여 설치하고, 탱크 옆판과 굽도라판에 의하여 형성된 환상부분(Seal)에 포를 방사하는 구조의 방식 최소 2개 이상 설치 05

7 수계소화설비_05 포소화설비 고정포방출구 종류 Ⅲ형 : 표면하 주입방식(SSI), 하부포 주입법, 저부포 주입법
★ Ⅲ형 : 표면하 주입방식(SSI), 하부포 주입법, 저부포 주입법 Cone roof tank에 설치 탱크화재시 폭발에 의하여 고정포방출구가 파괴되는 결점을 보완한 형태로 탱크 내부 저부에서 포를 주입하는 방식 탱크 직경이 60m를 초과하는 대규모 탱크에 적합 내유성이 큰 약제만 사용이 가능 → 수성막포, 불화단백포 Ⅳ형 : 반표면하 주입방식(SSSI), 하부포 주입법, 저부포 주입법 표면하주입식이 포방출시 포가 탱크 바닥에서 액면까지 떠오르면서 유류에 오염되어 파괴되는 것을 막기 위하여 개발된 방식으로 평상시에는 탱크의 액면하부에 설치된 격납통에 수납되어 있는 특수호스 등이 송포관의 말단에 접속되어 있다가 작동시에 호스가 포의 부력에 의해 액체표면에 떠올라 호스가 펼쳐지면서 호스 앞부분이 액면까지 도달한 후 포를 방출하는 방식 06

8 수계소화설비_05 포소화설비 특성소방대상물에 대한 포소화설비의 적응성 ★★ 소방대상물 설비종류 공장·창고
(특수가연물 저장·취급) 포워터스프링클러설비 또는 포헤드설비 고정포방출설비 압축공기포소화설비 차고·주차장 ※ 호스릴포소화전설비 또는 포소화전설비 설치가능 : 다음 페이지 참고 항공기격납고 ※ 호스릴포소화설비 설치가능 : 다음 페이지 참고 발전기실, 엔진펌프실, 변압기, 전기케이블실, 유압설비 압축공기포소화설비 : 신설 위험물제조소 중 (제조소·일반취급소·옥내저장소·옥내탱크저장소) 포워터스프링클러설비 또는 포헤드설 위험물제조소 등 위험물제조소 등(옥외탱크 저장소) 포소화전설비 07

9 수계소화설비_05 포소화설비 호스릴포소화설비/포소화설비 설치가능 장소 차고 또는 주차장
★ 차고 또는 주차장 완전 개방된 옥상주차장 또는 고가 밑의 주차장 등으로서 주된 벽이 없고 기둥뿐이거나 주위가 위해 방지용 철주 등으로 둘러 쌓인 부분 옥외로 통하는 개구부가 상시 개방된 구조의 부분으로서 그 개방된 부분의 합계면적이 해당 차고 또는 주차장의 바닥면적의 15% 이상인 부분  지상 1층으로서 방화구획 되거나 지붕이 없는 부분 지상에서 수동 또는 원격조작에 따라 개방이 가능한 개구부의 유효면적의 합계가 바닥면적의 20% 이상(시간당 5회 이상의 배연능력을 가진 배연설비가 설치된 경우에는 15% 이상)인 부분 포소화설비 설치가능 장소 항공기격납고 바닥면적 1,000㎡ 이상 이고 항공기의 격납위치가 한정되어 있는 경우 그 외의 장소 08

10 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제의 구비조건 내열성(↑) : 소포(화재시 포가 파괴(X)) 탱크화재에 중요
내유성(↑) : 포가 유류에 오염 되지 않아야 함 표면하주입방식에 중요 유동성(↑) : 유면을 자유로이 유동 및 확산 유츌화재에 중요 유동성이 좋은면 소화속도 빠름 점착성(↑) : 표면에 잘 흡착 산불화재에 중요 점착성이 떨어질 경우 포가 바람에 의해 날아감 09

11 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제의 분류 : 성분상 기계포(공기포) 포혼함기를 거친 포수용액을 발포기로 발포
기계포소화약제 종류 : 수성막포, 합성계면활성제포, 단백포, 불화단백포, 내알코올형포 등 화학포 2가지 소화약제가 화학반응을 일으켜 생성되는 기체를 핵으로 하는 포 유지관리가 어려워 현재 거의 사용 안 함 포소화약제의 분류 : 발포배율 종류 팽창비 포방출구 종류 저발포 6배(수성막포 : 5배) 이상 ~ 20배 이하 포헤드, 압축공기포헤드 중발포 - 고발포 80배 이상 ~ 1,000배 이하 제1종 기계포 : 80 ~ 250 고발포용 고정포방출구 제1종 기계포 : 250 ~ 500 제1종 기계포 : 500 ~ 1,000 10

12 수계소화설비_05 포소화설비 발포배율(팽창비) 발포배율= 내용적(용량;부피) (전체중량 −빈 시료용기의 중량)
★★ 발포배율= 내용적(용량;부피) (전체중량 −빈 시료용기의 중량) = 방사후 포의 제적[𝑙] 방사전 포수용액의 제적 [𝑙] 포수용액 = 수원(물) + 포원액 포 = 수원(물) + 포원액 + 공기 포원액량 = 포수용액량 × 포원액농도 포수용액량 = 포원액량 / 포원액농도 [예제] 단백포 발포배율을 측정하기 위하여 중량 250g, 용량 1,400㎖의 포말 시료용기에 발포된 거품을 가득채워 저울로 무게를 측정했더니 425g 이었다. 발포배율은[배]? 발포배율= 내용적(용량;부피) (전체중량 −빈 시료용기의 중량) = 1,400[㎖] 450−250[𝑔] =7[배] 11

13 수계소화설비_05 포소화설비 25% 환원시간 ★★ 채집된 전체포 중량의 25%(1/4)가 원래의 포수용액(포가 깨져서)으로 환원하는데 필요한 시간 포소화약제 종류 환원시간 정상판정 합성계면활성제포 30초 3분 이상 단백포·수성막포 60초 1분 이상 [예제] 고정식 포소화설비의 포헤드에서 방사된 합성계면활성제포의 환원율은 40%이다. 이때 환원시간은 최소 얼마 이상의 것이 적당한가? ① 30초 ② 60초 ③ 90초 ④ 120초 [풀이] 합성계면활성제포 25%환원시간 : 30초 25% : 30초 = 40% : t ∴ t = 48초 → 정답은 60초 12

14 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제 종류 ★ 약제종류 특징 수성막포 (불소계계면활성제+기포안정제 )
AFFF(Aqueous Film Forming Foam) : 화학적 안전성(변질, 침전) ↑ → 장기보전 가능 내약품성 ↑ → 분말소화설비와 겸용사용 가능(Twin agnet system) 점성 ↓ → 유동성↑(기름표면에 쉽게 피막을 형성하여 유류의 증발억제) 소화성능이 가장 우수 열안정성(내열성) ↓ 합성계면활성제포 (계면활성제+기포안정제) 팽창범위가 넓음 → 저발포와 고발포를 임의로 발포가능 유동성 ↑ 카바이트 저장장소에는 부적합 단백포 (동·식물단백질 가수분해 생성물 + 기포안정제(제1철염(Fecl2)) 흑갈색 냄새가 지독, 다른 약제에 비해 부식이 잘 됨 화학적 안전성(변질, 침전) ↓ 불화단백포 (단백포+불소계면활성제) 단백포와 수성막포의 결점(열안정성) 보완 → 표면하 주입방식 사용가능 내알코올형포(내알코올포) (천연단백질분해물+(합성계면활성제)+ 기포안정제 알코올류 위험물(메탄올)의 소화에 사용 수용성 유류화재에 사용 → 아세트알데히드, 에스테르류 가연성 액체에 사용 13

15 수계소화설비_05 포소화설비 포혼합장치 펌프 프로포셔너방식(펌프혼합방식) ; 석션 프로포셔너
★★ ⓜ 펌프사라 펌프 프로포셔너방식(펌프혼합방식) ; 석션 프로포셔너 펌프의 토출관과 흡입관 사이의 배관도중에 설치한 흡입기에 펌프에서 토출된 물의 일부를 보내고, 농도조절밸브에서 조정된 포소화약제의 필요량을 포소화약제 탱크에서 펌프 흡입측으로 보내어 이를 혼합하는 방식 프레져 프로포셔너방식(차압혼압방식) 펌프와 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리작용과 펌프가압수의 포소화약제 저장탱크에 대한 압력에 따라 포소화약제를 흡입, 혼합하는 방식 가장 일반적으로 사용, 압입식과 압송식으로 구분 프레져사이드 프로포셔너방식(압입혼합방식) 펌프의 토출관에 압입기를 설치하여 포소화약제 압입용펌프로 포소화약제를 압입시켜 혼합하는 방식 14

16 수계소화설비_05 포소화설비 포혼합장치 라인 프로포셔너방식(관로혼합방식)
★★ ⓜ 펌프사라 라인 프로포셔너방식(관로혼합방식) 펌프와 발포기의 중간에 설치된 벤츄리관의 벤츄리작용 따라 포소화약제를 흡입, 혼합하는 방식 압축공기포 믹싱챔버방식 ※ 신설 포수용액에 가압원으로 압축된 공기 또는 질소를 일정비율로 혼합하는 방식 공기혼합기 및 압축공기공급기 등으로 구성 압축공기포의 기본원리 15

17 수계소화설비_05 포소화설비 포헤드 설치기준 포워터스프링클러헤드·포헤드 특정소방대상물의 천장 또는 반자에 설치
★★ ⓜ 워터팔구 포워터스프링클러헤드·포헤드 특정소방대상물의 천장 또는 반자에 설치 해당 방호대상물의 화재를 유효하게 소화할 수 있도록 설치 포워터스프링클러헤드 : 바닥면적 8㎡마다 1개 이상 포헤드 : 바닥면적 9㎡마다 1개 이상 소방대상물별 약제방사량 ⓜ 단합수 65837 소방대상물 포소화약제 종류 1분당 방사량[𝑙/㎡·min] 차고·주차장 항공기격납고 단백포 6.5 수성막포 8.0 합성계면활성제포 3.7 특수가연물 저장·취급장소 단합수 16

18 수계소화설비_05 포소화설비 기동장치 설치기준 수동식기동장치
기동장치 설치기준 ★ 수동식기동장치 직접조작 또는 원격조작에 따라 가압송수장치·수동식개방밸브 및 소화약제 혼합장치를 기동할 수 있는 것으로 할 것 선택밸브 설치 : 2 이상의 방사구역을 가진 포소화설비에는 방사구역을 선택할 수 있는 구조로 할 것 기동장치의 조작부: - 화재시 쉽게 접근할 수 있는 곳에 설치, - 바닥으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 위치에 설치 - 유효한 보호장치를 설치할 것 표지 - 기동장치의 조작부 및 호스 접결구에는 가까운 곳의 보기 쉬운 곳 - “기동장치의 조작부” 및 “접결구” 기동장치 설치 수 - 차고 또는 주차장 : 방사구역마다 1개 이상 - 항공기격납고 : 방사구역마다 2개 이상을 설치 ※ 1개는 방사구역으로부터 가장 가까운 곳 또는 조작에 편리한 장소에 설치 ※ 1개는 화재감지수신기를 설치한 감시실 등에 설치 17

19 수계소화설비_05 포소화설비 기동장치 설치기준 자동식기동장치
기동장치 설치기준 ★ 자동식기동장치 자동화재탐지설비의 감지기의 작동 또는 폐쇄형스프링클러헤드의 개방과 연동하여 가압송수장치·일제개방밸브 및 포 소화약제 혼합장치를 기동 폐쇄형스프링클러헤드 개방방식 - 표시온도가 79℃ 미만인 것 - 1개의 스프링클러헤드의 경계면적은 20㎡ 이하 - 부착면의 높이는 바닥으로부터 5m 이하, 화재를 유효하게 감지할 수 있도록 할 것 - 하나의 감지장치 경계구역은 하나의 층 화재감지기 개방방식 18

20 수계소화설비_05 포소화설비 저장탱크 화재 등의 재해로 인한 피해를 받을 우려가 없는 장소에 설치할 것
기온의 변동으로 포의 발생에 장애를 주지 아니하는 장소에 설치할 것 다만, 기온의 변동에 영향을 받지 아니하는 포 소화약제의 경우 예외 포 소화약제가 변질될 우려가 없고 점검에 편리한 장소에 설치할 것 가압송수장치 또는 포 소화약제 혼합장치의 기동에 따라 압력이 가해지는 것 또는 상시 가압된 상태로 사용되는 것은 압력계를 설치할 것  포 소화약제 저장량의 확인이 쉽도록 액면계 또는 계량봉 등을 설치할 것 가압식이 아닌 저장탱크는 그라스게이지를 설치하여 액량을 측정할 수 있는 구조로 할 것 19

21 수계소화설비_05 포소화설비 호스릴포/포소화전 설치기준 : 차고·주차장 방사압력 : 0.35㎫ 이상
★★ 방사압력 : 0.35㎫ 이상 방사량 : 300 𝑙 pm 이상 ※ 바닥면적 200㎡ 이하는 230lpm 이상 방사거리 : 수평거리 15m 이상 함 설치높이 : 바닥으로부터 1.5m 이하 20

22 수계소화설비_05 포소화설비 고발포용 고정포방출구 설치기준 전역방출방식 개구부에 자동폐쇄장치 설치
포방출구 : 바닥면적 500㎡마다 1개 이상 설치위치 : 방호대상물의 최고부분보다 놓은 위치에 설치 관포체적에 대한 포방출량 : 소방대상물 및 소화약제별 팽창비에 따를 것 ※ 관포체적 : 당해바닥면으로부터 방호대상물의 높이보다 0.5m 높은 위치까지의 체적 예) 가로 1m, 세로 1m, 높이 1m → 관포제척 = 1.0m × 1.0m × 1.5m = 1.5㎥ ※ 방호공간 : 방호대상물의 각 부분으로부터 0.6m의 거리에 의하여 둘러 쌓인 공간 → 윗면 제외 예) 가로 1m, 세로 1m, 높이 1m → 방호공간 = ( )×( )×( ) = 2.2m×2.2m×1.6m=7.744㎥ 국소방출방식 방호대상물 방출량[𝑙/㎡·min] 특수가연물 3 기타 2 21

23 수계소화설비_05 포소화설비 가압송수장치 설치기준 스프링클러 가압송수장치의 설치기준에 준용 표준방사량 개방밸브 설치기준
구분 환원시간 포워터스프링클러헤드 75 𝑙/min 이상 포헤드·고정포방출구· 이동식포노즐·압축공기포헤드 설계압력 적용 개방밸브 설치기준 자동 개방밸브는 화재감지장치의 작동에 따라 자동으로 개방되는 것으로 할 것 수동식 개방밸브는 화재시 쉽게 접근할 수 있는 곳에 설치할 것 22

24 수계소화설비_05 포소화설비 배액밸브 설치목적 : 포방출 종료후 배관안의 액을 방출하기 위해서 설치
★★ 설치목적 : 포방출 종료후 배관안의 액을 방출하기 위해서 설치 설치장소 : 송액관의 가장 낮은 부분 배액밸브 설치장소 23

25 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제 저장량 : 고정포방출방식 포소화약제 저장량 = ① + ② + ③
★★ 포소화약제 저장량 = ① + ② + ③ ⓜ 삼이일고 고고삼이오 삼이일곡 ① 고정포방출구 : Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ·Ⅳ·특형 구분(인화점) Ⅰ형 Ⅱ·Ⅲ·Ⅳ형 특형 Q T 비 수 용 성 21℃ 미만 4 30 55 8 70℃ 미만 20 70℃ 이상 15 25 수용성액체 - Q = A × Q1 × T × S ⓜ 악어떼들 Q : 포 소화약제량[𝑙 ] A : 탱크의 액표면적[㎡] Q1 : 단위포수용액의 양[𝑙 /㎡·min] T : 방출시간[min] S : 포소화약제 사용농도[%] ※ Q : 방출율[𝑙 /㎡·min], T : 방사시간[min] ※ 제4류 위험물(인화성 액체) 제1석유류 : 인화점이 21℃미만 ➭ 아세톤, 가솔린[휘발류] 제2석유류 : 인화점이 21℃이상 ~ 70℃미만 ➭ 등유, 경우 제3석유류 : 인화점이 70℃이상 ➭ 중유, 클로오소트유, 실린더유 수용성액체 : 알코올류 24

26 수계소화설비_05 포소화설비 ② 보조소화전(옥외포소화전) Q = N × S × 8,000 Q : 포 소화약제량[ℓ]
※ 8,000 = 20 × 400 방출시간 : 20[min] 분당토출량 : 400[𝑙 /min·개] ※ 노즐선단 방사압력 : 0.35㎫(위험물안전관리에 관한 세부기준) ③ 송액관 충전량 ※ 가장 먼 탱크까지의 송액관에 충전하기 위해 필요한 량[ 𝑙 ] ※ 내경 75㎜ 이하의 송액관은 제외 25

27 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제 저장량 : 옥내포소화전/호스릴포소화전 Q = N × S × 6,000
★★ Q = N × S × 6,000 Q : 포 소화약제량[ 𝑙 ] N : 호스 접결구 수[개] → 최대 5개 S : 포소화약제 사용농도[%] ※ 6,000 = 20 × 300 방출시간 : 20[min] 분당토출량 : 300[𝑙 /min·개] ※ 바닥면적이 200㎡ 미만인 경우 산출된 양의 75% 이상 [예제] 바닥면적 180㎡, 호스릴방식의 포소화설비 설치, 옥내저장탱크에 포방출구가 2개, 약제농도 3%일 경우 포소화약제 최소필요량량[ 𝑙 ]? [풀이] Q = N[개] × S[%] × 20[min] × 300[𝑙 /min·개] = N × S × 6,000 = 2[개] × 0.03[%] × 20[min] × 300[𝑙 /min·개] × 0.75 … 바닥면적 200㎡ 미만 = 270[ 𝑙 ] 26

28 수계소화설비_05 포소화설비 포소화약제 저장량 : 포헤드방식
★ 하나의 방사구역안에 설치된 포헤드를 동시에 개방하여 표준방사량으로 10분간 방사할 수 있는 양 이상 27