물분무 소화설비의 설치기준

물분무 소화설비의 설치기준

 

 

1. 물분무 소화설비의 개요

스프링클러보다 높은 압력을 요구하며, 무상으로 살수가 가능토록 설계된 특수한 수계소화설비 형태이다. 이러한 물분무헤드는 높은 압력으로 방출됨으로써 미세한 물입자의 형태로 방출되어 전기적 절연성을 가지며, 주요 설치대상은 위험물 옥외탱크저장소로서 옥외탱크에 화재가 발생했을 경우 연소 확대방지 설비로 사용된다. 위험물(특히 제4류)에 봉상 및 주수형태로 방수하는 것은 보일오버 등의 악영향을 초래하나, 물분무설비는 이러한 영향이 거의 없다고 볼 수 있다. 펌프의 기동과 화재의 감지는 옥내소화전, 스프링클러와 유사하다.

 

 

2. 소화원리

반응형

1) 냉각작용

미세한 물방울로 인하여 화재시 화열에 의해 증발하면서 주위의 열을 탈취하여 냉각작용을 한다. 그러나 이는 인화점이 60℃미만인 가연성 가스 또는 인화성 액체에서는 적응성이 낮다.

 

2) 질식작용

물방울이 화재시 기화되어 수증기가 되면 화면을 차단하여 산소의 공급을 억제하는 것으로 이 경우는 물분무설비가 화재발생 구역 전체에 설치되어 있고 화재의 강도가 수증기를 충분히 발생시킬 수 있는 상태가 되어야 한다. 한편 방호대상물의 화재성상이 산소를 발생시키는 경우에는 적응성이 낮다.

 

3) 유화작용

비수용성 액체 화재의 경우 물분무입자가 유류표면에 방사되면 유면에 부딪치면서 산란하여 불연성의 유화층을 형성하게 되며 이러한 유화층이 유면을 덮는 것을 유화작용이라 한다.

 

4) 희석작용

수용성 액체 위험물의 경우 방사되는 물분무의 수원 공급에 의해 액체 위험물이 비인화성의 농도로 희석되는 것으로서, 적응성이 있으려면 가연성 물질을 비인화성으로 만드는데 필요한 양 이상이 되어야 한다.

 

 

3. 소화효과

1) 소화

물분무에 의해 냉각, 수증기로 인한 질식, 액체의 유화 등으로 소화활동에 적용할수 있다.

 

2) 연소의 제어

연소물질에 물분무를 적용함으로써 화재를 제어할 수 있으며, 이 경우는 가연성물질이 물분무에 의해 완전히 소화되지 않거나, 또는 완전한 소화가 필요한 곳에 연소의 제어 기능으로 적용할 수 있다.

 

3) 노출부분의 방호

화재시 건축물의 노출된 부위로부터 전달된 열을 감소시키거나 제거하기 위해 물분무를 적용할 수 있으며 , 방호대상물에 직접적인 물분무의 적용은 효율적으로 노출부분의 방호를 수행한다.

 

4) 화재의 예방

화재 초기에 화재 요인이 되는 인화성 물질을 용해, 희석, 확산, 냉각 및 연소의 한계 - 증기 농도로 감소함으로써 화재예방에 적용할 수 있다.

 

< 표01. 물분무설비의 장단점 >

장 점	단 점
1. 소화효과 이외에 연소제어(노출부분의 방호), 연소확대 방지 등에 효과가 있다. 2. 수계소화설비로서 B ･ C급 화재에 사용할 수 있다. 3. 수손피해가 적다.	1. 다량의 급수체계가 필요하다. 2. 동절기 및 옥외의 경우 동파관계로 사용이 제한된다. 3. 배수처리가 필수적으로 필요하다.

 

 

4. 설치장소 및 적응성

1) 적응성

물분무설비는 A B C급 화재 전역에 걸쳐 적응성이 있다.

① 인화성 가스 및 액체류

② 전기적 위험(예 : 변압기, 유입개폐기, 전동기. 케이블트레이, 케이블노선)

③ 일반 가연물(예 : 종이, 목재, 직물)

④ 특정한 위험성 있는 고체

 

2) 비적응성

① 물에 심하게 반응하는 물질 또는 물과 반응하여 위험한 물질을 생성하는 물질의 저장 또는 취급장소

② 고온의 물질 및 증류범위가 넓어 끓어 넘치는 위험이 있는 물질을 저장 또는 취급하는 장소

③ 운전시에 표면의 온도가 260℃이상으로 되는 등 직접 분무를 하는 경우 그 부분에 손상을 입힐 우려가 있는 기계장치

 

 

5. 설치기준

1) 가압 펌프

펌프의 양정계산 : 펌프의 양정 H(m)= H 1 + H 2 ⇒ H1 = 배관의 마찰손실수두, H 2 = 물분헤드의 설계압력환산수두

(물분무설비는 법적 방사압을 기준하지 않고 제조사의 설계압력에 의함)

※ 국내 제품의 경우 설계압력( H 2)는 3.5(kg/㎠)으로 제조하고 있음

 

2) 헤 드

일반적으로 물분무헤드는 스프링클러 헤드에 비하여 미세한 입자상태로 방사되기 때문에 높은 방사압력이 필요하며 , 표준방사량 및 방사각도도 제품마다 다르다. 따라서 설계시 사전에 제품을 선정한 후 해당 제품의 설계압력 및 표준방사량을 적용토록 한다. 또한 방사량이 스프링클러보다 많으므로 바닥에 필히 배수설비가 필요하다.

 

3) 기동장치

① 수동식 기동장치

직접조작 또는 원격조작에 의하여 가압송수장치 및 수동식 개방밸브(또는 자동개방 밸브)를 동작할 수 있도록 한다.

② 자동식 기동장치

감지기 또는 스프링클러 헤드의 개방과 연동하여 경보를 발하고 자동 기동(가압송수장치 및 자동개방 밸브)할 수 있도록 한다.

 

4) 밸브

2차측에 밸브의 작동을 시험할 수 있는 장치를 설치한다.

 

5) 배수설비

① 경계턱 : 차량이 주차하는 장소의 적당한 곳에 10cm이상의 경계턱으로 배수구를 설치한다.

② 유분리 장치 : 배수구에서 새어 나온 기름을 모아 소화할 수 있도록 길이 40m이하마다 집수관, 소화피트 등 유분리장치를 한다.

 

 

6. 물분무소화설비의 수원 및 펌프의 토출량

< 표02. 물분무소화설비의 토출량 >

소방대상물	토출량(ℓ/min)	S
∙ 특수가연물 저장/취급	(10LPM×20분)×S	최대방수구역 바닥면적을 기준함(50㎡이하인 경우 50㎡)
∙ 차고 또는 주차장	(20LPM×20분)×S	최대방수구역 바닥면적을 기준함(50㎡이하인 경우 50㎡)
∙ 유입 변압기	(10LPM×20분)×S	변압기 표면적(㎡)을 기준함
∙ 케이블 트레이, 닥트	(12LPM×20분)×S	투영된 바닥면적(㎡)을 기준함
∙ 위험물 저장 탱크	(37LPM×20분)×S	원주 둘레 길이(m)를 기준함
∙ 콘베이어 벨트	(10LPM×20분)×S	벨트 바닥면적(㎡)을 기준함

 

< 표03. 국내와 외국의 물분무설비 설치 기준 >

구 분	국 내	외 국
방사밀도	∙ 바닥부분을 제외한 표면적당(㎡) 10ℓpm/㎡	∙ NFPA, FM : 10.2ℓpm/㎡
방사압력	∙ 최소압력 : 20psi(1.4㎏/㎠) ∙ 최대압력 : 50psi(3.5㎏/㎠)	∙ 설계압력으로 제조 ∙ 일반적으로 3.5(kg/㎠)
시 간	∙ 20분 이상	∙ NFPA, FM : 60분