옥내소화전 펌프의 양정계산 방법

옥내소화전 펌프의 양정계산 방법

 

 

1. 옥내소화전 펌프의 양정계산

펌프의 양정 계산방법 : 전양정 H(m) = H 1 + H 2+ H 3+17m

H1 = 실양정 (m)(건물높이의 낙차 ± 흡입높이)

H2 = 배관 및 관부속품의 마찰손실수두(m)

H3 = 소방호스의 마찰손실수두(m)

17m = 옥내소화전 방수압 환산수두

< Fig01. 옥내소화전의 양정계산 >

 

 

2. 실양정

반응형

H1 (실양정 )은 최고 위치에 설치된 방수구 높이로부터 수조내 펌프의 Foot valve까지의 높이를 말하는 것으로서, H 1 (m) = 펌프로부터 최고위 방수까지의 높이(m) ± 흡입높이(m) 이다.

1) 수조위치에 따른 실양정 계산

흡입양정에서 고가수조인 경우는 (-)를 지하수조인 경우는 (+)를 한다.

◦ 흡수구가 펌프보다 아래에 있을 때 : 낙차 + 흡입높이(부압)

◦ 흡수구가 펌프와 같은 위치에 있을 때 : 흡입양정은 0

◦ 흡수구가 펌프보다 위에 있을 때 : 낙차(정압) - 흡입높이

 

2) 자연낙차

펌프로부터 최상위 옥내소화전 방수구까지의 높이로서 물의 단위 면적당 중량에 따라 자연적으로 미치는 압력을 수두로 환산한 값을 말한다.

 

 

3. 배관마찰손실 수두

1) 직관의 마찰손실

물이 배관내를 흐르면 마찰에 의하여 압력 강하가 일어나며 이때 발생하는 손실을 수두로 나타낸 것으로 이는 관경, 유량 및 관의 상태에 따라 다르다. 일반적으로 마찰손실을 구하는 이론식은 여러 방법이 있으나 소화설비에서는 Hazen & Williams의 공식을 국제적으로 사용한다.

◦ P(Mpa) : 마찰손실에 의한 손실압력

◦ Q(ℓ /min) : 유량

◦ C : 배관의 조도계수

◦ d(mm) : 배관의 직경

◦ L(m) : 배관의 길이

C값은 무차원의 수로 배관의 재질, 상태에 따라 다르며 , 이를 마찰손실계수라 한다. 설계시 국내에서는 보통 C = 100으로 적용한다. NEPA에 의하면 C값은 다음과 같으며 C값이 다를 경우 Conversion factor(환산계수)를 이용하여 변환시킬 수 있다.

 

< 표01. 백관, 흑관, 동관등의 환산계수 >

백 관	흑 관		동관, PVC
	습식 · 일제살수식	준비작동식 · 건식
C = 120	C = 120	C = 100	C = 150

 

< 표02. 직관의 마찰손실수두(관장, 100m당) >

(단위:m)

유량 (ℓ/min)	40mm	50mm	65mm	80mm	100mm	125mm	150mm	200mm
150	12.30	3.82	1.13	0.49	0.13	0.05	0.02	-
300	44.35	13.76	4.08	1.76	0.48	0.17	0.07	0.02
450	93.89	29.13	8.64	3.73	1.02	0.36	0.15	0.04

 

2) 관 부속 및 밸브류의 마찰손실

배관의 각종 관 부속 및 밸브류는 배관 마찰손실과 같은 방법으로 구할 수 없으며, 보통 부속류 등의 손실은 측정된 손실수두를 배관의 등가길이로 환산하여 적용한다. 즉, 각종 밸브 및 부속류를 등가길이의 직관으로 변환한 후 직관의 손실로 계산하는 것이다.각종 관이음쇠 및 밸브류의 마찰손실 설계시 국내에서는 다음의 상당 직관장을 사용한다.

 

< 표03. 관 부속 및 밸브류의 상당 직관장 >

(단위 : m)

관 경	90˚ Elbow	45˚ Elbow	분류 Tee	직류 Tee	Gate 밸브	Ball 밸브	Angle 밸브	Check 밸브
15mm	0.60	0.36	0.90	0.18	0.12	1.5	2.4	1.2
25mm	0.90	0.54	1.50	0.27	0.18	7.5	4.5	2.0
32mm	1.20	0.72	1.80	0.36	0.24	10.5	5.4	2.5
40mm	1.50	0.90	2.10	0.45	0.30	13.5	6.5	3.1
50mm	2.10	1.20	3.00	0.60	0.39	16.5	8.4	4.0
65mm	2.40	1.50	3.60	0.75	0.48	19.5	10.2	4.6
80mm	3.00	1.80	4.50	0.90	0.63	24.0	12.0	5.7
100mm	4.20	2.40	6.30	1.20	0.81	37.5	16.5	7.6
125mm	5.10	3.00	7.50	1.50	0.99	42.0	21.0	10.0
150mm	6.00	3.60	9.00	1.80	1.20	49.5	24.0	12.0

- 위표의 elbow, tee는 나사접합을 기준으로 한 것이며, Reducer는 45°elbow와 같다.

- Coupling는 직류 T와 같으며, Union, Flange, Socket은 손실수두가 미소하여 생략한다.

- Alarm밸브, Foot밸브 및 Strainer는 Angel 밸브와 같다.

 

 

4. 호스마찰손실 수두

호스의 경우 고무내장 호스는 마제호스보다 마찰손실이 적으며 국내에서 설계시 호스의 마찰손실수두는 다음을 적용한다.

 

< 표04. 호스의 마찰손실 수두(호스 100m당) >

유량 (ℓ/min)	호스의 구경(mm)
	40		50		65
	마호스	고무내장	마호스	고무내장	마호스	고무내장
130(옥내)	26m	12m	7m	3m
350(옥외)					10m	4m

※ Hazen & Williams식에 의한 고무내장 호스의 마찰손실수두 계산

1. 조건 : 유량 - 130(ℓ/min), 구경 - 40(mm), 길이 - 100m, 관의 조도 계수 - 120

2. Hazen & Williams식

3. 풀이

 

0.113(Mpa )/0.101(Mpa ) × 10.332m = 11.56m ∴ 12m [0.101(Mpa )은 10.332m임]

 

 

5. 옥내소화전 방수압 환산 수두

노즐의 방사압은 노즐당 0.17(MPa)이상이고, 방사량은 130(ℓ /min)이상이어야 한다. 따라서 0.17(MPa)를 수두(m)로 환산하면 17m가 된다.

 

※ 방수압력 환산 수두