본문내용
1. 소방기사 기계 개요
1.1. 스프링클러 설비
스프링클러 설비는 화재 발생 시 열로 인해 작동되어 소화용수를 자동으로 분사하여 화재를 진압하는 소방설비이다. 스프링클러 설비는 지하층 바닥면적이 1000 m^2 이상인 경우, 무창층 바닥면적이 1000 m^2 이상인 경우, 4층 이상의 층으로 바닥면적이 1000 m^2 이상인 경우에 설치된다. 스프링클러 헤드의 배치는 정방향(정사각형) 방식과 장방향(직사각형) 방식이 있다. 정방향 방식의 경우 헤드 간 수평거리(S)는 2Rcos45°로 계산하며, 장방향 방식은 S= sqrt(4R^2-L^2)로 계산한다. 스프링클러 헤드의 설치 수평거리(R)는 무대부·특수가연물 1.7m 이하, 기타구조 2.1m 이하, 내화구조 2.3m 이하, 랙크식 창고 2.5m 이하, 공동주택 거실 3.2m 이하로 규정된다.
랙크식 창고의 경우 높이 4m 이하마다 배치하며, 헤드 수는 (가로헤드×세로헤드)×2로 계산한다. 스프링클러 헤드의 토출량은 80×N(기준 설치 개수)로 산정하며, 폐쇄형 헤드의 경우 토출량은 N×1.6 m^3, 29층 이하 3.2 m^3, 30~49층 이하 4.8 m^3, 50층 이상 4.8 m^3으로 계산한다.
소방대상물의 수원 저수량은 Q=N×1.6 m^3로 산정하며, 전양정은 h1(마찰손실)+h2(실양정)+10m로 계산한다. 전동기 용량은 P=(0.163QH)/η×K(여유율)로 구한다. 간이 스프링클러 설비는 Q=0.5N(N=2), 생활형 숙박시설·복합건축물·근린생활시설은 Q=1N(N=5)로 적용한다.
1.2. 옥내소화전 설비
옥내소화전 설비는 화재 발생 시 신속하고 효과적으로 소화할 수 있도록 일정한 간격으로 설치되어 있다. 옥내소화전 설비의 토출량(유량)은 130 L/min로, 최대 5개까지 설치할 수 있다. 수원의 저수량은 지상 29층 이하 건축물의 경우 2.6 m³이며, 30~49층 이하 건축물은 5.2 m³, 50층 이상 건축물은 7.8 m³로 규정되어 있다. 저수조 및 옥상주조 저수량을 합한 최소유효저수량은 저수조 저수량의 1/3 이상이 되어야 한다. 옥상의 고가수조 용량은 저수조 저수량의 1/3 이상이 되도록 하고 있다. 전양정은 소방호스의 마찰손실수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두, 실양정(흡입양정+토출양정)의 합에 17 m를 더한 값이다. 펌프의 용량은 토출유량과 전양정을 고려하여 결정된다. 성능시험 시 정격토출량의 150% 운전 시 정격토출압력의 65% 이상이 되어야 한다. 옥내소화전 아래 배관의 최소구경은 연결송구설비의 배관과 겸용할 경우 100 mm 이상이어야 한다. 옥내소화전 설치개수는 건물의 둘레길이를 80 m로 나눈 값(절상)으로 결정된다.
1.3. 옥외소화전 설비
옥외소화전 설비는 화재 발생 시 건물 외부에서 소화 활동을 지원하는 중요한 소방 시설이다. 옥외소화전 설비의 토출량(유량)은 350L/min으로, 최대 2개의 옥외소화전을 설치할 수 있다. 따라서 옥외소화전 설비의 수원의 저수량은 7m³ × 2개소 = 14m³ 이상 확보해야 한다.
옥외소화전 설비의 전양정은 h₁(소방호스의 마찰손실 수두) + h₂(배관 및 관 부속품의 마찰손실 수두) + h₃(실양정) + 25m(정격 방수압력의 환산 수두값) 이 되도록 설계한다. 여기서 h₃는 흡입양정과 토출양정의 합이다. 정격 방수압력이 제시되지 않은 경우에는 0.25MPa을 적용한다.
옥외소화전은 건물의 둘레 길이를 80m로 나누어 산출한 개수 이상을 설치해야 한다. 예를 들어 건물 둘레 길이가 240m라면 240m ÷ 80m = 3개소 이상의 옥외소화전을 설치해야 한다.
옥외소화전 설비는 화재 진압을 위해 소방대 등이 사용하는 중요한 시설물이다. 따라서 충분한 수원 확보와 적정 전양정 유지, 그리고 건물 둘레에 균등하게 배치된 옥외소화전 개수 확보가 필수적이다.
1.4. 물 분무소화 설비
물 분무소화 설비는 소화 대상물의 화재에 대해 물을 미세하게 분무하여 소화 및 냉각 효과를 나타내는 설비이다. 물 분무소화 설비는 주로 연소 초기에 화재 진압 및 확산 방지에 효과적이며, 넓은 범위의 화재에 신속하게 대응할 수 있다.
물 분무소화 설비의 토출량은 소방대상물의 용도와 면적에 따라 다르게 산정된다. 콘베이어 벨트의 경우 벨트부분의 바닥면적에 10 L/m².분을 곱하여 토출량을 결정한다. 절연유 봉입 변압기는 표면적(바닥부분 제외)에 10 L/m².분을 곱하여 토출량을 산정한다. 특수가연물 저장 및 취급소의 경우 바닥면적에 10 L/m².분을 곱하여 토출량을 정한다. 케이블 트레이와 덕트는 투영된 바닥면적에 12 L/m².분을 적용하고, 차고와 주차장은 바닥면적에 20 L/m².분을 곱하여 토출량을 결정한다.
물 분무소화 설비의 수원량은 소방대상물의 면적에 따라 20분 동안 방출되는 양으로 계산된다. 즉, 토출량에 20분을 곱하여 수원량을 산출한다. 이때 배수구에는 기름 분리장치를 설치하여 새어나온 기름을 모을 수 있도록 하며, 차량 주차 장소의 바닥은 배수구 방향으로 2/100 이상의 기울기를 유지한다.
물 분무소화 설비는 화재 초기에 신속한 대응으로 큰 화재로 번지는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 특히 콘베이어 벨트, 변압기, 케이블 트레이 등 전기 및 기계 설비 화재에 효과적이다. 또한 소화 과정에서 2차 피해가 적고 주변 장비와 기기에 미치는 영향이 적다는 특징이 있다.
1.5. 포 소화 설비
포 소화설비는 화재 시 물로 인한 2차 피해를 줄이기 위해 사용되는 소화설비이다. 포 소화설비는 고정포 방출구 방식과 포헤드·포워터 스프링클러 설비로 구분된다.
고정포 방출구 방식은 화재 발생 시 방출구를 통해 포 소화약제가 일정 압력과 속도로 방출되어 화재를 소화하는 방식이다. 포헤드·포워터 스프링클러 설비는 스프링클러 헤드와 유사한 포헤드 또는 포워터 스프링클러 헤드를 통해 포 소화약제를 방출하는 방식이다.
포 소화약제의 소화 원리는 화재 표면에 포 소화약제가 도포되어 공기와 차단되어 질식 소화가 이루어지며, 표면 냉각 효과로 인해 재점화를 방지하는 것이다. 포 소화약제로는 수성막포, 단백포, 합성계면활성제포 등이 사용된다.
포 소화설비의 주요 구성요소는 포 저장탱크, 포 펌프, 포 방출구 또는 포헤드, 포 수용액탱크 등이 있다. 포 저장탱크에는 원액을 저장하며, 포 수용액탱크에는 물과 포 농축액을 혼합한 포 수용액을 저장한다. 포 펌프는 포 수용액을 일정한 압력과 속도로 방출구 또는 포헤드로 공급한다.
포헤드나 포워터 스프링클러 설비의 경우 헤드 간 거리, 설치 높이, 방사량 등의 기준을 준수해야 한다. 고정포 방출구 방식은 화재 발생 시 포 소화약제 방사시간, 방사량, 유효 방사거리 등의 기준을 만족해야 한다.
포 소화설비는 차고, 주차장, 항공기 격납고 등 가연성 액체나 가스, 특수가연물 저장·취급 시설에 주로 설치된다. 포 소화약제의 종류와 방사량, 방사시간 등은 소화대상물의 특성에 따라 달리 적용된다.
1.6. 이산화탄소소화 설비
이산화탄소소화 설비는 화재 시 이산화탄소 가스를 방출하여 화재를 진압하는 방식이다. 이산화탄소는 질식소화 작용을 하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있다. 이산화탄소소화 설비는 전역방출방식과 국소방출방식으로 구분되며, 방호대상물의 규모와 화재 특성에 따라 적절한 방식을 선택한다.
전역방출방식은 방호구역 전체에 균일하게 이산화탄소를 방출하는 방식으로, 주로 표면화재에 효과적이다. 소화약제량은 방호구역 체적과 개구부 면적을 고려하여 산정한다. 심부화재에는 국소방출방식을 적용한다. 국소방출방식은 화재 발생 부위에 집중적으로 이산화탄소를 방출하는 방식이다.
이산화탄소 소화설비의 주요 구성품은 저장용기, 배관, 분사헤드, 기동장치 등이다. 저장용기는 충전압력에 따라 고압식과 저압식으로 구분되며, 충전압력을 일정 수준으로 유지하는 압력조정장치가 설치된다. 분사헤드는 소화약제를 균일하게 방출할 수 있도록 배치한다. 자동 및 수동 기동장치를 통해 소화약제를 방출할 수 있다.
이산화탄소 소화설비의 설계 및 설치 시 고려해야 할 사항으로는 저장용기의 용량 산정, 방출시간, 배관 두께 계산, 공간 내 이산화탄소 농도 및 방출량 등이 있다. 또한 인명 안전을 위해 사람이 재실하는 장소에는 분사헤드를 설치하지 않는다.
이산화탄소소화 설비는 할론소화 설비와 함께 할로겐화합물 및 불활성 기체 소화설비에 해당하며, 오존층 파괴와 지구온난화 영향이 적은 친환경 소화약제로 평가받고 있다.
1.7. 할론 소화 설비
할론 소화 설비는 할론 화합물을 사용하는 소화설비이다. 할론 화합물은 염소, 브롬, 불소 등의 할로겐 원소가 포함된 유기화합물로, 화재 시 화염을 억제하고 연소를 차단하는 작용을 한다.
할론 소화 설비는 크게 전역 방출 방식과 국소 방출 방식으로 구분된다. 전역 방출 방식은 화재가 발생한 구역 전체에 할론 화합물을 신속하게 방출하여 소화하는 방식이다. 국소 방출 방식은 화재 발생 부위에 국한하여 할론을 방출하는 방식이다.
전역 방출 방식의 할론 소화 설비는 방호구역 체적에 따른 소화약제량 산정, 10초 이내 방사, 방사된 소화약제의 균일한 확산 등의 설치 기준이 적용된다. 국소 방출 방식은 방호대상물 주변 벽면적과 체적에 따른 소화약제량 산정, 30초 이내 방사 등의 기준이 적용된다.
할론 소화설비는 오존층 파괴와 지구온난화 등의 환경문제로 인해 점차 사용이 제한되고 있다. 이에 따라 할로겐화합물 및 불활성 기체 소화설비 등 대체 기술이 개발되고 있다.
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1.8. 할로겐화합물 및 불활성 기체
할로겐화합물 및 불활성 기체 소화설비는 소화성능이 우수하고 인체에 대한 독성이 낮으며 오존파괴지수와 지구온난화지수가 낮은 것이 특징이다. 할론 소화약제와 할로겐화합물 소화약제, 그리고 불활성기체 소화약제가 이에 해당한다.
할론 소화설비는 할론2402, 할론1301, 할론1211 등의 할론 소화약제를 사용한다. 할론 소화약제는 전역방출방식과 국소방출방식으로 구분되며, 전역방출방식은 표면화재에, 국소방출방식은 심부화재에 적응성을 가진다. 할론 소화설비는 소화약제를 10초 이내에 방출할 수 있어야 하며, 소화약제가 균일하게 확산되도록 분사헤드를 설치해야 한다.
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비는 할론 소화설비와 같이 전역방출방식과 국소방출방식으로 구분된다. 할로겐화합물 소화약제로는 HCFC, FC, FK, FIC계열이 있으며, 불활성기체로는 IG계열이 있다. 할로겐화합물 소화약제는 자유 유출 시 사용되며, 불활성기체는 유출 시에도 사용된다. 이들 소화약제는 방사 시 95% 이상을 10초 이내에 방출해야 한다.
할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비는 수동식 기동장치를 방호구역 내 출입구 부근 등 조작을 쉽게 할 수 있는 장소에 설치하며, 기동장치의 조작부는 바닥으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 위치에 설치하고 보호판 등의 보호장치를 갖추어야 한다. 또한 전기를 사용하는 기동장치에는 전원표시등을 설치해야 한다.
할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제 저장용기...
