스프링클러설비(Springkler System)의 방식 및 구조에 따른 분류

스프링클러설비(Springkler System)의 방식 및 구조에 따른 분류

 

1. 개요

스프링클러 소화설비는 일정한 기준에 따라 소방대상물의 상부(천정), 벽등에 스프링클러 헤드 및 화재감지기를 설치하고 화재발생시 헤드 및 감지기에 의하여 화재감지와 동시에 송수펌프의 기동과 화재경보를 발하고 배관내에 가압되었던 물이 헤드로부터 방사되어 소화하는 고정설비이다.

1) 설치대상(소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령 별표4)

스프링클러설비를 설치해야 하는 특정소방대상물(위험물 저장 및 처리 시설 중 가스시설 및 지하구는 제외한다)은 다음의 어느 하나에 해당하는 것으로 한다.

1) 층수가 6층 이상인 특정소방대상물의 경우에는 모든 층. 다만, 다음의 어느 하나에 해당하는 경우는 제외한다.

가) 주택 관련 법령에 따라 기존의 아파트등을 리모델링하는 경우로서 건축물의 연면적 및 층의 높이가 변경되지 않는 경우. 이 경우 해당 아파트등의 사용검사 당시의 소방시설의 설치에 관한 대통령령 또는 화재안전기준을 적용한다.

나) 스프링클러설비가 없는 기존의 특정소방대상물을 용도변경하는 경우. 다만, 2)부터 6)까지 및 9)부터 12)까지의 규정에 해당하는 특정소방대상물로 용도변경하는 경우에는 해당 규정에 따라 스프링클러설비를 설치한다.

2) 기숙사(교육연구시설ㆍ수련시설 내에 있는 학생 수용을 위한 것을 말한다) 또는 복합건축물로서 연면적 5천㎡ 이상인 경우에는 모든 층

3) 문화 및 집회시설(동ㆍ식물원은 제외한다), 종교시설(주요구조부가 목조인 것은 제외한다), 운동시설(물놀이형 시설 및 바닥이 불연재료이고 관람석이 없는 운동시설은 제외한다)로서 다음의 어느 하나에 해당하는 경우에는 모든 층

가) 수용인원이 100명 이상인 것

나) 영화상영관의 용도로 쓰는 층의 바닥면적이 지하층 또는 무창층인 경우에는 500㎡ 이상, 그 밖의 층의 경우에는 1천㎡ 이상인 것

다) 무대부가 지하층ㆍ무창층 또는 4층 이상의 층에 있는 경우에는 무대부의 면적이 300㎡ 이상인 것

라) 무대부가 다) 외의 층에 있는 경우에는 무대부의 면적이 500㎡ 이상인 것

4) 판매시설, 운수시설 및 창고시설(물류터미널로 한정한다)로서 바닥면적의 합계가 5천㎡ 이상이거나 수용인원이 500명 이상인 경우에는 모든 층

5) 다음의 어느 하나에 해당하는 용도로 사용되는 시설의 바닥면적의 합계가 600㎡ 이상인 것은 모든 층

가) 근린생활시설 중 조산원 및 산후조리원

나) 의료시설 중 정신의료기관

다) 의료시설 중 종합병원, 병원, 치과병원, 한방병원 및 요양병원

라) 노유자 시설

마) 숙박이 가능한 수련시설

바) 숙박시설

6) 창고시설(물류터미널은 제외한다)로서 바닥면적 합계가 5천㎡ 이상인 경우에는 모든 층

7) 특정소방대상물의 지하층ㆍ무창층(축사는 제외한다) 또는 층수가 4층 이상인 층으로서 바닥면적이 1천㎡ 이상인 층이 있는 경우에는 해당 층

8) 랙식 창고(rack warehouse): 랙(물건을 수납할 수 있는 선반이나 이와 비슷한 것을 말한다. 이하 같다)을 갖춘 것으로서 천장 또는 반자(반자가 없는 경우에는 지붕의 옥내에 면하는 부분을 말한다)의 높이가 10m를 초과하고, 랙이 설치된 층의 바닥면적의 합계가 1천5백㎡ 이상인 경우에는 모든 층

9) 공장 또는 창고시설로서 다음의 어느 하나에 해당하는 시설

가) 「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률 시행령」 별표 2에서 정하는 수량의 1천 배 이상의 특수가연물을 저장ㆍ취급하는 시설

나) 「원자력안전법 시행령」 제2조제1호에 따른 중ㆍ저준위방사성폐기물(이하 “중ㆍ저준위방사성폐기물”이라 한다)의 저장시설 중 소화수를 수집ㆍ처리하는 설비가 있는 저장시설

10) 지붕 또는 외벽이 불연재료가 아니거나 내화구조가 아닌 공장 또는 창고시설로서 다음의 어느 하나에 해당하는 것

가) 창고시설(물류터미널로 한정한다) 중 4)에 해당하지 않는 것으로서 바닥면적의 합계가 2천5백㎡ 이상이거나 수용인원이 250명 이상인 경우에는 모든 층

나) 창고시설(물류터미널은 제외한다) 중 6)에 해당하지 않는 것으로서 바닥면적의 합계가 2천5백㎡ 이상인 경우에는 모든 층

다) 공장 또는 창고시설 중 7)에 해당하지 않는 것으로서 지하층ㆍ무창층 또는 층수가 4층 이상인 것 중 바닥면적이 500㎡ 이상인 경우에는 모든 층

라) 랙식 창고 중 8)에 해당하지 않는 것으로서 바닥면적의 합계가 750㎡ 이상인 경우에는 모든 층

마) 공장 또는 창고시설 중 9)가)에 해당하지 않는 것으로서 「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률 시행령」 별표 2에서 정하는 수량의 500배 이상의 특수가연물을 저장ㆍ취급하는 시설

11) 교정 및 군사시설 중 다음의 어느 하나에 해당하는 경우에는 해당 장소

가) 보호감호소, 교도소, 구치소 및 그 지소, 보호관찰소, 갱생보호시설, 치료감호시설, 소년원 및 소년분류심사원의 수용거실

나) 「출입국관리법」 제52조제2항에 따른 보호시설(외국인보호소의 경우에는 보호대상자의 생활공간으로 한정한다. 이하 같다)로 사용하는 부분. 다만, 보호시설이 임차건물에 있는 경우는 제외한다.

다) 「경찰관 직무집행법」 제9조에 따른 유치장

12) 지하가(터널은 제외한다)로서 연면적 1천㎡ 이상인 것

13) 발전시설 중 전기저장시설

14) 1)부터 13)까지의 특정소방대상물에 부속된 보일러실 또는 연결통로 등

 

2) 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103)

제4조 【스프링쿨러설비의 수원】

제5조 【스프링클러설비의 가압송수장치】

제6조 【폐쇄형 스프링클러설비의 방호구역· 유수검지장치 및 일제개방밸브】

제7조 【개방형 스프링클러설비의 방수구역· 일제개방 밸브】

제8조 【스프링클러의 배관】

제9조 【스프링클러설비의 음향장치 및 기동장치】

제10조 【스프링클러헤드】

제11조 【스프링클러설비의 송수구】

제12조 【스프링클러설비의 전원】

제13조 【스프링클러설비의 제어반】

제14조 【스프링클러설비의 배선등】

제15조 【스프링클러헤드의 설치제외】

제16조 【수원 및 가압송수장치의 펌프등의 겸용】

 

2. 스프링클러설비의 방식

스프링클러는 헤드의 구조에 따라 폐쇄형과 개방형으로 구분되며 그 특징은 아래와 같다.

1) 폐쇄형 스프링클러

습식 스프링클러 설비, 건식 스프링클러 설비, 준비작동식 스프링클러 설비.

습식 스프링클러설비(Wet Pipe Sprinkler System)

반응형

가장 일반적인 스프링클러 설비로서 송수펌프에서 폐쇄형 해드까지 배관내에 항상 물이 가압되어 있으며 유수검지는 알람밸브을 사용하며 화재발생시 폐쇄형 헤드가 열에 의하여 개방되면 2차측의 물이 방출되며 이때 알람밸브가 개방되어 1차측의 가압수가 2차측으로 유입하여 방사되는 설비이다.

건식 스프링클러설비(Dry Type Sprinkler System)

주로 난방이 되지 않는 대공간에 설치하는 스프링클러 설비로서 송수펌프에서 건식밸브 1차측까지 배관내에 항상 물이 가압되어 있고 2차측에는 에어콤프레샤를 이용한 압축공기가 충전되어 있으며 유수검지는 드라이밸브를 사용하며 화재발생시 폐쇄형 헤드가 개방되어 1차측의 가압수가 2차측으로 유입하여 방사되는 설비이다.

준비작동식 스프링클러 설비(Pre-Actionsprinkler System)

난방이 되지 않는 옥내에 설치하는 스프링클러 설비로서 송수펌프에서 준비작동밸브 1차측 배관내에 항상 물이 가압되어 있고 준비작식밸브 2차측부터 폐쇄형 헤드까지는 대기압상태로 있고 유수검지는 Preaction밸브를 사용하며 화재발생시 먼저 감지기 동작에 의해 Solenoid밸브가 기동되고 이로 인하여 Preaction밸브가 개방되면 1차측의 가압수가 2차측으로 유입되고 이후 헤드가 열에 의해 개방되면 유입된 물이 방사되는 설비이다.

 

2) 개방형 스프링클러 소화설비

일제 살수식 스프링클러 설비만 있다.

일제 살수식 스프링클러 설비

초기화재에 신속하게 대처하여야 하는 장소에 설치하는 스프링클러 설비로서 송수펌프에서 델류즈 밸브 1차측 배관까지 항상 물이 가압되어 있고 델류즈 밸브 2차측부터 개방형 헤드까지는 대기압 상태로 있으며 일제개방형밸브로서는 Deluge 밸브를 사용하고 화재가 발생하면 먼저 감지기 동작에 의해 Solenoid밸브가 기동되고 이로 인하여 델류즈 밸브가 개방되면 1차측의 가압수가 2차측으로 유입되어 해당 방호구역의 전 헤드에서 방사되는 설비이다.

 

3. 스프링클러헤드의 구조에 따른 분류

1) 스프링클러헤드는 개방유무(구조형식)에 따른 분류

① 개방형(開放形, Opened Type)

감열부가 없고 방수구가 항시 개방되어 있으며 일제살수식밸브에만 사용되며 별도의 감지기를 설치하여야 한다.

② 폐쇄형(閉鎖形, Closed Type)

감열부가 있어 방수구가 폐쇄되어 있는 구조로서 회재발생시 열에 의하여 분해개방되는 형태이다. 폐쇄형은 퓨즈 볼링형, 글라스 벌브형, 케미칼숄더형 등으로 구분된다.

 

2) 설치 방향에 따른 분류

① 상향형(上向形, Upright Type)

배관 상부에 설치하고 천장이 콘크리트, 트러스등 반자가 없는 곳에 설치하며 방수구가 천장쪽을 향하여 설치하므로 하방을 살수할 목적이다. 디플렉타는 40mm이상이며 스프링클러 헤드중 분사 패턴이 가장 우수하며 원칙적으로 준비 작동시 및 건식설비는 상향형 헤드만을 사용하여야 한다.

② 하향형(Pendant Type)

배관 하부에 설치하고 천장에 반자가 있는 곳에 설치하며 방수구가 바닥쪽을 향하여 설치하므로 상방을 살수할 목적이다. 헤드 설치시에는 회향식으로 하여야 하며 디플렉타는 36mm이며 분사패턴이 상향형보다는 못하나 반자를 너무 적시지 않으며 반구형의 패턴으로 분사되는 장점이 있으며 준비작동식의 경우는 dry-pendent head를 사용하여야 한다. 그러나 NFC의 경우 헤드와 return bend 가 모두 난방이 되는 장소에 있을 경우 준비작동식에 하향형 헤드가 허용된다.

③ 상하 양용형(Conventional Type)

현재는 거의 사용도지 않는 구형 헤드로서 디플렉타가 작아 하향형과 같이 사용되고 있으며 상형형으로는 전혀 사용되지 않는다.

④ 측벽형(側壁形, Side wall Type)

옥내의 벽체 측면 상부에 설치하며 폭이 9m이하인 실내에 설치하고 분사패턴은 축심을 중심으로 한 반원상에 균일하게 방사된다. NFC의 경우 측벽형헤드는 평탄한 천장이 있는 경급위험용도에 한해 설치할 수 있다.

⑤ 반매입형(反買入形, Flush type)

부착나사를 포함한 몸체의 일부나 전부가 천장면 위에 설치되어 있는 스프링클러헤드로서 업무용 건물과 같이 사람의 출입이 많은 경우 미관을 고려하여 천장면과 거의 평탄하게 부착되는 헤드이다.

⑥ 매입형(買入形, Recessed type)

부착나사 외 몸체 일부나 전부가 보호집 안에 설치되어 있는 스프링클러 헤드로서 설치후 천장면 밖으로 돌출될 수 있는 높이를 조정할 수 있으며 내부 배관과 천장면과의 차이로 인한 높이 조정폭이 크므로 설치 작업이 편리한 헤드이다.

⑦ 은폐형(隱閉形, Concealed type)

Recessed 스프링클러 헤드에 덮개가 부착된 스프링클러 헤드로서 설치후 외부에서 보이지 않도록 설계된 헤드로서 천장면과 동일한 표면에 설치되는 덮개판에 의해 헤드가 은폐되도록 되어 있으며, 내부배관과 천장면과의 차이로 인한 높이도 조정이 가능하다. 덮개판은 합금체로서 주위온도가 덮개판에 부착된 련ㄷ합금체의 용융온도에 도달하면 덮개판이 이탈하며 내부에 있는 deflector가 자동으로 돌출하면서 살수가 개시된다.

 

3) 감열부의 재질 및 형태에 의한 분류

① 퓨즈 블링형(link lever Type : Fuse Type)

대플렉타, 퓨즈블링, 레바후레임, 파킹캡, 케탈가스켓 구성요소로 이루어져 있으며 퓨즈 부분이 퓨즈 블링크 레버로 이루어져 있다. 열감지 부분이 넓어서 화재감지 속도가 빨라 신속히 작동된다. 또 시공이 간단하고 파손시 재생이 가능하다.

② 글라스 벌브형(Glass bulb Type)

유리관내에 액체를 넣어 밀봉한 것으로 봉입액체로는 체적팽창이 큰 에테르, 알콜 등이 이용된다. 동작이 정확하며 오랫동안 스케일이 끼지 않아 반영구적이다. 표시온도가 색으로 표시되어 있어 설치가 용이하다.

③ 케미칼 숄더형(chemical solder Type)

화학 합성물질로 조립된 것으로 디플렉타, 후레임, 케미칼릴리스로 구성되어 있다.

④ 메탈 피스형(Metal piece Type)

디플렉타, 후레임, 메탈피스에 스케일이 끼어 오동작 할 수가 있다.

 

4) 기타 특수 헤드(其他 特殊 헤드)

화재조기진압형 헤드, 주거형 스프링클러 헤드, 라지드롭 스프링클러 헤드, 랙크형 스프링클러 헤드.

 

4. 간이형 스프링클러설비

간이형 스프링클러 설비는 소규모 건물의 지하층 다중 이용업 등에서 화재시 인명 및 재산의 피해가 크며 빈도가 잦아 초기대응 또는 화재확대의 억제목적으로 다중이용업소에 의무적으로 설치하도록 하고 있다.

 

1) 간이스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103A)

제4조 【수원】

제5조 【가압송수장치】

제6조 【간이스프링클러설비의 방호구역.유수검지장치】

제7조 【제어반】

제8조 【배관 및 밸브】

제9조 【간이헤드】

제10조 【음향장치 및 기동장치】

제11조 【송수구】

제12조 【비상전원】

제13조 【수원 및 가압송수장치의 펌프등의 겸용】

 

5. 화재확대방지 수막시스템

1) 개요

수막시스템은 지상, 천장 또는 옆에서 물을 방사하여 화재와 방호대상물 사이에 혹은 방호 대상물의 주위에 막상, 분무상, 봉상의 수막에 의하여 칸막이를 형성하는 것으로서 다음과 같은 목적에 사용한다.

 

2) 설치목적

① 화재시의 방사열 차단

화재와 방호대상물 상이에 형성된 수막이 화재로부터의 방사열의 영향을 경감하여 방호 대상물로의 연소, 온도상승으로 인한 구조물의 강도저하를 방지한다.

② 민심의 안정

부수효과로서 수막을 형성하는 것으로 인하여 방화설비의 능력을 지역 주민의 시각에 호소함으로써 사고 재해에 대한 공포심을 제거하여 민심을 안정시키는 효과도 있다.

 

3) 설치대상

① sea berth --------------[배나열차등의 선반처럼된 침대, 선박의 정박장소, 버스 택시의 발착장]

② 저장탱크간의 경계

③ 방유제

④ 저장탱크, 반응탑의 주위

⑤ 탱크 야드간의 경계

⑥ 공장, 위험물, 저장소 등과 민가의 경계

 

4) 수막시스템의 구성

① 가압송수장치, 방수구획선택밸브, 노즐헤더, 수막노즐, 제어반으로 구성된다. 수막설비는 관로가 길고 선택밸브 이후의 빈 관로로 다량의 물이 급격히 보내지기 때문에 Cavitation 현상이 일어나기 쉬우므로 그 방지대책을 고려할 필요가 있다.

 

5) 수막노즐의 종류

① 봉상방수노즐

원형의 방수구에서 제트모양으로 방수하는 노즐로서 높이가 높은 수막이나 풍속이 큰 장소의 수막으로 적합하지만 방사열 차단의 효과는 다은 노즐보다 뒤떨어진다.

② 분무방수노즐

분무 원추 모양으로 방수하는 것으로 물방울 입자가 가늘어서 가스의 흡수, 방사열 차단의 효과는 크지만 방수 높이는 낮고 또 바람의 영향을 받기 쉬운 단점이 있다.

③ 편평방수노즐

방수각이 15~180°로 막상의 부채꼴로 방수하는 것으로서 가스의 차폐, 방사열차단의 효과는 크지만 바람의 영향을 받기 쉽다.

 

6) 각종 용도의 수막

① 방사열차단을 목적으로 한 수막

방호대상물이 화재로부터 받는 방사열의 강도를 안전한계방사강도 이하가 되도록 감소시키는 목적으로 사용되며, 주로 옥외의 위허물 저장탱크 화재로 인한 방호 대상물로서 연소방지, 구조물의 강도저하의 방지에 사용한다.

② 가스 확산 억제를 목적으로 한 수막

· 수막 노즐로부터의 분출수에 의한 주변 공기를 말려들 게 하는 효과와

· 기류의 흐트러짐에 의한 증발가스의 희석 효과에 의해 방유제 내에 누출된 가연성 가스의 화재 위험 구역을 저감시킬 수 있다. 이에 사용하는 수막노즐은 방수각이 넓은 편평 노즐을 여러 종류 조합하여 수막에 간극이 생기지 않도록 할 필요가 있다.