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이산화탄소 소화설비에서 개구부와 소화농도의 상관관계
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이산화탄소 소화설비에서 개구부와 소화농도와의 상관관계에 대해 알아보겠습니다.
이산화탄소 소화설비의 Soaking Time
Soaking Time이란 소화약제가 방사된 후 화재가 진압되고 재발화가 일어나지 않도록 소화약제의 농도를 유지해야하는 시간입니다. 이는 소화약제의 저장량과 실제 방호구역에 의 방사량 그리고 방호구역이 가지고 있는 개구부와 직접적으로 연관을 가지고 있습니다. 이산화탄소 소화설비에 있어 표면화재의 경우의 Soaking Time은 3분입니다. 그러나 심부화재의 경우의 Soaking Time은 20분입니다. 표면화재가 질식소화를 우선으로 한다면 심부화재는 질식소화와 냉각소화가 동시에 필요하게 됩니다. 심부화재는 소화약제와 직접적으로 접촉하는 표면은 물론이고 가연물의 심부에 남아있는 불길과 열기를 냉각시키고 질식시키는 시간이 필요합니다. 그러므로 Soaking Time이 길어지는 것입니다. 이 시간 동안 방호구역의 실내는 소화농도가 지속적으로 유지되어야 합니다. 그런데 개구부가 있어 소화약제가 누출이 되면 소화농도를 유지하는 시간이 짧아질 수밖에 없습니다. 이것이 바로 재발화가 되는 이유입니다.
개구부가 있는 경우의 소화약제량 변화
개구부가 존재하는 경우 개구부를 통해 빠져나가는 소화약제량만큼 보충하여 Soaking Time을 유지하려고 하는 것입니다. 방호구역의 체적에 필요한 만큼의 소화약제량을 계산한 이후 개구부 면적만큼의 가산량을 더하게 합니다. 가연성액체 또는 가연성가스 등 표면화재 방호대상물인 경우에는 개구부의 면적당 5kg을, 심부화재 방호대상물인 경우에는 개구부의 면적당 10kg을 가산합니다. 개구부를 통해 소화약제가 누출될 것이므로 누출되는 만큼 소화약제를 더 방사하여 방호구역 내에 소화농도를 유지하려는 것입니다. 누출되는 개구부를 무한정 크게 놓지 않습니다. 전역방출방식을 적용하기 위해서는 방호대상물 전체 면적의 3% 이하라는 개구부의 면적 제한이 있습니다.
전역방출방식 적용을 위한 개구부 면적 제한
이산화탄소 소화설비에서 전역방출방식을 채택한 경우 개구부가 있으면 개구부의 면적에 따라 가산량을 더하여 약제량을 비치하도록 하고 있습니다. 그러나 개구부의 면적을 무한정으로 유지해서는 안되고 방호구역 전체 표면적의 3% 이하로 제한하고 있습니다. 즉 방호구역 전체 표면적의 3%가 초과되면 그때는 전역방출방식으로 설계할 수 없고 국소방출방식을 채택하라는 의미입니다. 넓은 개구부로 인해 방호구역이 밀폐도가 떨어지면 소화약제가 누출되는 양이 많으므로 전역방출방식이 의미가 없기 때문입니다.
자동폐쇄장치의 설치
전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 설치한 특정소방대상믈은 개구부 및 통기구가 최소화되어야 합니다. 소화농도를 유지할 필요가 있기 때문입니다. 당연히 환기장치가 있어 소화농도를 감소시킬 우려가 있는 것도 마찬가지입니다. 방호구역에 환기장치가 설치되어 있다면 소화약제가 방사되기 전에 환기장치가 정지되어야 합니다. 또한 개구부가 있거나 천장으로부터 1m 이상의 아래 부분 또는 바닥으로부터 해당 층 높이의 2/3 이내의 부분에 통기구가 있어 소화약제의 유출에 따라 소화효과를 감소시킬 우려가 있는 것은 소화약제가 방사되기 전에 당해 개구부와 통기구를 폐쇄하도록 해야 합니다. 국소방출방식을 적용하는 이산화탄소 소화설비는 전기설비 등이 설치된 곳에 대해서만 집중적으로 방사하는 시스템이므로 환기장치 또는 통기구에 대해 제한이 없습니다.
개구부와 환기장치 및 통기구를 구분하여 규정하는 이유
환기장치는 인위적으로 실내 공기를 순환하는 장치입니다. 그러므로 신선한 공기를 집어넣기도 하고 내부의 공기를 배출하는 역할도 합니다. 소화약제가 방출되었는데 신선한 공기를 불어 넣으면 방호구역의 내부 압력이 더 상승할 것이고, 내부 공기를 배출하면 공기 뿐만아니라 소화약제도 배출되기 때문에 소화농도를 유지하는데 실패합니다. 이산화탄소 소화설비의 화재안전기준(NFSC 106)에서 가산량을 정하는 개구부와 자동폐쇄장치를 설치해야하는 개구부 또는 통기구를 왜 구분하고 있는지 살펴보겠습니다보면 제5조의 소화약제 저장량 가산을 위한 개구부는 방호구역의 천장 또는 2/3 이상 높이의 높게 설치되어 있는 개구부를 의미합니다. 제14조의 자동폐쇄장치를 설치해야 하는 개구부 및 통기구는 설치 위치가 낮아 소화약제가 직접적으로 유출되는 것을 말합니다. 양쪽에서 개구부라는 용어를 같이 사용하는 바람에 혼동을 준다. 개구부로서 설치 위치가 높은 것은 소화약제량 가산을 통해 그 누출을 보완하고, 설치 위치가 낮아 소화약제가 직접적으로 누출될 우려가 있는 것은 소화약제가 방사되기 전에 자동으로 폐쇄하라는 의미입니다.
필요에 의해 전역방출방식을 적용해야 한다면 어떤 방법이 있을까?
개구부가 많거나 개구부의 면적이 넓은 전기설비실 등에 대해 전역방출방식의 이산화탄소 소화설비를 적용해야 할 경우가 있습니다. 이 경우에는 어떤 방법이 있을까? 개구부의 면적이 클수록 국소방출방식을 적용해야 하므로 개구부의 갯수 및 면적을 줄이는 것이 최선입니다. 가장 좋은 것은 개구부의 면적이 전체 방호구역 면적의 3% 이하가 되도록 개구부를 밀폐하는 방법입니다. 그런데 만약 평상시에 환기와 채광 등이 필요하여 불가피하게 개구부가 존재해야 하는 경우라면 개구부에 자동폐쇄장치를 설치하면 됩니다.