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가스계 소화설비 약제량 계산 기준
가스계 소화설비 약제량 계산시 개구부는 실내와 실외 사이의 개방된 공간을 의미합니다.
가스계 소화설비의 약제량을 계산할 때 개구부가 존재하는 경우 개구부 면적 만큼 가산량을 더하도록 하고 있습니다.
자동폐쇄장치
가. 자동폐쇄장치를 설치해야 하는 대상과 그 이유
전역방출 방식의 가스계 소화설비를 설치해야 하는 곳임에도 불구하고 개구부가 많은 곳에는 자동폐쇄장치를 설치하여야 합니다. CO2, 할론, 할로겐화합물 및 불활성기체, 분말 소화설비 모두 해당합니다. 크게 전기식, 가스압력식 등이 있는데 어느 방법이든 개구부가 소화약제 방출 이전에 자동으로 폐쇄되도록 하려는 것입니다.
약제량 설계시 요구하고 있는 소화농도를 일정 시간 동안 유지할 수 있도록 하기 위해서 입니다.
나. 설치 방법
① 해당 장소에 환기장치를 설치하였다면, 환기장치도 개구부에 해당하므로 약제가 방사되기 전에 해당 환기장치가 정지하도록 하여야 합니다.
② 개구부가 있거나 천장으로 부터 1m 이상의 아래 부분 또는 바닥으로부터 해당 층 높이의 2/3 이내의 부분에 통기구가 있어 약제의 유출에 따라 소화효과를 감소시킬 우려가 있는 것은 약제가 방사되기 전에 당해 개구부 및 통기구를 폐쇄할 수 있도록 하여야 합니다.
자동 폐쇄장치는 방호구역 또는 방호대상물이 있는 구획의 밖에서 복구할 수 있는 구조로 하고, 그 위치를 표시하는 표지를 설치하여야 합니다.
전역방출방식에서 방호구역의 개구부
가. 가스계 소화설비에서의 개구부
① 전역 방출방식의 경우 개구부는 자동폐쇄 되어야 합니다. 환기장치는 정지해야 하고, 일정 높이 이하의 낮곳에 설치된 개구부 및 통기구는 자동폐쇄 되어야 한다. 그러나 높은 곳에 설치된 개구부라도 자동폐쇄장치가 설치되지 아니한 경우에는 개구부 면적 1㎡ 당 각 가스계 소화약제별로 일정량을 가산한다.
특히 이산화탄소 소화설비를 설치하는 경우 자동폐쇄장치가 없는 개구부가 존재한다면 그 면적은 전체의 3% 이하로 하여야 한다. 자동폐쇄장치가 없는 개구부의 면적이 전체 면적의 3%를 초과하는 경우에는 전역방출방식을 이용할 수 없고 국소방출방식을 선택해야 한다. 다만, 할로겐 및 불활성 기체 소화설비의 경우에는 약제량 계산시 자유유출을 전제로 계산하기 때문에 별도 가산량을 더하지 않는다.
② 국소 방출방식을 사용하는 경우에는 개구부 자동폐쇄가 필요 없습니다. 개구부가 전체 면적의 3% 이상이 되어도 문제 없습니다. 개구부의 면적 때문에 전역방출방식이 불가한 경우 국소방출방식을 활용하면 됩니다. 낮은 곳에 개구부 또는 통기구 설치 제한이 없습니다.
나. 이산화탄소 소화설비
① 전역방출방식 중 가연성 액체 또는 가연성 가스 등 표면화재 방호대상물인 경우 : 전역방출방식을 적용하기 위해서 개구부의 면적은 방호구역 전체 표면적의 3% 이하로 유지하여야 합니다.
자동폐쇄장치를 설치하지 않은 개구부 면적 1㎡ 당 5kg을 가산합니다.
② 전역방출방식 중 종이, 목재, 석탄, 섬유류, 합성수지류 등 심부화재 방호대상물의 경우 : 자동폐쇄장치를 설치하지 아니한 개구부 면적 1㎡당 10kg 가산. 이 경우에도 전역방출방식이므로 자동폐쇄장치를 설치하지 않은 개구부의 면적은 방호구역 전체 표면적의 3% 이하로 하여야 합니다.
다. 할론 소화설비 : 전역방출방식으로서 개구부에 자동폐쇄장치를 설치하지 아니한 경우 개구부 면적 1㎡ 당 2.4~3.0kg에 해당하는 만큼을 가산합니다.
① 할론 1211 : 2.7kg
② 할론 1301 : 2.4kg
③ 할론 2402 : 3.0kg
라. 분말 소화설비 : 전역방출방식으로서 개구부에 자동폐쇄장치를 설치하지 아니한 경우 1㎡ 당 1.8~4.5kg에 해당하는 만큼을 가산합니다.
① 제1종 분말 : 4.5kg
② 제2종, 제3종 분말 : 2.7kg
③ 제4종 분말 : 1.8kg
마. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 약제량 계산
① 할로겐화합물 소화약제 : W = V/S × C/(100-C)
② 불활성기체 소화약제 : X = 2.303 × Vs/S × log10[100/(100-C)]
바. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비에서는 개구부 가산량 기준이 없는 이유
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비에서는 개구부에 대한 가산량 기준이 없습니다.
CO2 소화설비와 같은 기존의 가스계 소화설비를 일본에서 받아들인 것에 비해 (구)청정소화약제 소화설비는 미국의 법제를 참고했기 때문입니다.
다만, 방호구역 내에 존재하는 환기장치는 정지해, 방호구역에 존재하는 개구부도 자동 폐쇄, 통기구 중 천장으로부터 1m 이상의 아래 부분 또는 바닥으로부터 해당 층 높이의 2/3 이내의 부분에 있는 통기구는 소화약제 유출우려가 크므로 자동으로 폐쇄할 수 있어야 합니다.
즉, 개구부는 존재할 수 있으나 모두 자동으로 페쇄되어야 한다는 뜻입니다. 통기구도 존재할 수 있으나 일정 높이 이하의 위치에 존재하는 통기구 역시 소화약제 방출 전에 자동으로 폐쇄되어야 한다는 의미로 해석할 수 있습니다.
결론
가. 개구부는 폐쇄되어야 합니다. 가스계 소화설비의 소화약제는 30초에서 1분 이내에 전체 약제량을 방사하기 위하여 강하게 방출됩니다. 방출된 약제는 밑에서부터 차오르면서 소화농도가 형성되는데 방호구역 내에 개구부가 있다면 실내・외의 압력차에 의해 약제가 외부로 새어 나가게 됩니다. 외부로 빠져나가는 약제량 때문에 결국 소화농도를 유지하지 못하고 화재를 진압하는데 실패하므로 개구부는 자동폐쇄 되도록 하고 있습니다.
나. 개구부를 유지해야 하는 경우에는 다만, 부득이하게 개구부를 만들어야 하는 경우 이산화탄소 소화설비의 경우에는 전역방출방식인 경우 개구부의 면적이 전체 면적의 3%를 넘지 못하게 하도록 면적 규정을 하고 있습니다. 또한 이산화탄소, 할론, 분말 소화설비는 전역방출방식을 적용하기 위해서 자동폐쇄장치가 설치되지 않은 개구부에 대해 1㎡당 일정량을 가산하여 외부로 소화약제가 유출이 되더라도 부족한 만큼을 추가로 더 방출하여 소화농도를 유지하려고 합니다.
다. 개구부 가산량에 대한 규정이 없는 경우
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 경우만 개구부의 가산량에 대한 기준이 없습니다. 그 이유는 해당 기준은 미국에서 받아들였는데 다른 가스계 소화설비는 일본의 법제에서 받아들였기 때문입니다. 또한, 이 설비는 적용할 때 전역방출방식 또는 국소방출방식의 구분 없이 무조건 전역방출방식을 고수하고 있습니다. 모든 개구부는 소화약제 방출전에 자동으로 폐쇄되어야 하고, 일정 높이 이하의 위치에 존재하는 통기구 역시 소화약제 방출 전에 자동으로 폐쇄되어야 합니다.