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1. 소방설비기사기계 개요
소방설비기사기계는 화재 발생 시 효과적으로 화재를 진압하고 인명과 재산을 보호하기 위한 설비로, 스프링클러 설비, 옥내소화전 설비, 옥외소화전 설비, 물 분무 소화 설비, 포 소화 설비, 이산화탄소 소화 설비, 할론 소화 설비, 할로겐화합물 및 불활성기체 소화 설비, 분말 소화 설비, 연소방지설비, 연결송수관 설비, 제연설비, 소화용수 설비 등으로 구성된다.
스프링클러 설비는 자동으로 작동하는 스프링클러 헤드를 통해 물을 방출하여 화재를 진압하는 설비이며, 헤드의 설치 기준, 방사량 계산, 수원 산정 등의 설계 기준이 있다. 옥내소화전 설비는 건물 내부에 설치된 소화전을 통해 소방대원이나 건물 내부 인원이 화재 진압에 사용하는 설비로, 토출량 및 수원 계산, 설계 기준이 있다. 옥외소화전 설비는 건물 외부에 설치된 소화전을 통해 진압하는 설비이며, 토출량 및 수원 계산, 설계 기준이 있다.
물 분무 소화 설비는 물을 미세한 입자로 분무하여 화재를 진압하는 설비로, 용량 및 수원 산정, 설계 기준이 있다. 포 소화 설비는 포 소화약제를 방출하여 화재를 진압하는 설비이며, 포소화약제 산정, 배관 설계, 용량 및 성능 기준이 있다. 이산화탄소 소화 설비는 이산화탄소 가스를 방출하여 화재를 진압하는 설비로, 약제량 산정, 기동장치, 배관 설계 기준이 있다.
할론 소화 설비는 할론 가스를 방출하여 화재를 진압하는 설비이며, 할론 소화약제의 특성, 약제량 산정, 배관 설계 기준이 있다. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화 설비는 할로겐화합물이나 불활성기체를 방출하여 화재를 진압하는 설비로, 소화약제 특성, 저장량 및 배관 설계 기준이 있다. 분말 소화 설비는 분말 소화약제를 방출하여 화재를 진압하는 설비이며, 분말 소화약제 특성, 약제량 산정, 배관 설계 기준이 있다.
연소방지설비는 지하구 화재 발생 시 화재를 억제하기 위한 살수 설비이며, 살수구역 설계와 배관 설계 기준이 있다. 연결송수관 설비는 소방차량의 소화용수를 건물 내부로 연결하는 설비로, 펌프 용량 산정과 배관 설계 기준이 있다. 제연설비는 화재 시 연기를 배출하여 피난을 돕는 설비이며, 풍량 산정, 덕트 설계, 기동장치 기준이 있다. 소화용수 설비는 화재 진압을 위한 소화용수를 공급하는 설비로, 저수량 산정과 기타 설계 기준이 있다.
이와 같이 소방설비기사기계는 다양한 화재 진압 설비로 구성되며, 각 설비별 용량 산정, 수원 계산, 배관 설계, 기타 설계 기준 등이 규정되어 있다. 소방설비기사기계는 화재 예방과 안전 확보를 위해 필수적인 자격이다.
2. 스프링클러 설비
2.1. 스프링클러 헤드 배치
스프링클러 설비에서 스프링클러 헤드는 화재 발생 시 소화수를 방출하는 중요한 역할을 한다. 스프링클러 헤드의 배치는 균일한 소화 성능을 갖추기 위해 매우 중요하다. 스프링클러 헤드의 배치 방식은 정방향 배치와 장방향 배치가 있다.
정방향 배치에서 스프링클러 헤드 간 수평거리(S)는 2Rcos45°의 간격으로 배치한다. 여기서 R은 스프링클러 헤드의 수평거리이다. 또한 배관 간격(L)은 S와 동일하게 유지한다.
장방향 배치에서 스프링클러 헤드 간 수평거리(S)는 √(4R²-L²)의 간격으로 배치한다. 여기서 L은 가로 길이를 가로 변 헤드 수로 나눈 값이다. 스프링클러 헤드 간 대각선 거리(S')는 2Rcos(θ)로 계산한다. 총 헤드 수는 가로 변 헤드 수와 세로 변 헤드 수의 곱으로 산출한다.
스프링클러 헤드의 설치 기준은 용도와 위치에 따라 다르게 적용된다. 무대부, 특수가연물 저장 등 화재 위험이 높은 장소에는 수평거리 1.7m 이하로 설치하고, 일반 구조에는 2.1m 이하, 내화구조 2.3m 이하, 랙크식 창고 2.5m 이하, 아파트 거실 3.2m 이하로 배치한다.
또한 랙크식 창고의 경우, 높이 4m 이하마다 스프링클러 헤드를 배치하고, 그 외 구조물은 높이 6m 이하마다 배치한다. 랙크식 창고의 헤드 수는 가로 헤드 수와 세로 헤드 수를 각각 구한 뒤 2를 곱한 값으로 계산한다.
이와 같이 스프링클러 헤드의 배치는 화재 위험도와 건물 특성을 고려하여 적절한 간격으로 균일하게 설치되어야 한다. 이를 통해 신속하고 효과적인 소화 성능을 발휘할 수 있다.
2.2. 스프링클러 설비 용량 산정
스프링클러 설비의 토출량(Q)은 설치 개수(N)에 따라 산정된다. 정상 작동 시 스프링클러 헤드 1개당 토출량은 80 L/min으로 산정한다. 따라서 스프링클러 설비의 토출량(Q)은 설치 개수(N)에 80 L/min을 곱하여 산정할 수 있다.
다만, 설치 개수(N)가 기준 개수보다 적은 경우에는 실제 설치 개수를 적용한다. 특정소방대상물의 경우 스프링클러 헤드의 기준 개수(N)는 지하가 또는 지하역사 30개, 11층 이상(아파트 제외) 지하층을 제외한 층수가 10층 이하 20개, 공장·창고(랙크식 포함) 및 특수가연물 저장·취급 20개, 복합 건축물·슈퍼마켓·도소매시장(백화점) 및 근린생활시설 20개 등이다.
스프링클러 설비의 수원 저수량(Q)은 기준 개수(N)에 1.6 m3을 곱하여 산정한다. 다만, 29층 이하는 1.6 m3, 30~49층 이하는 3.2 m3, 50층 이상은 4.8 m3를 적용한다.
또한 스프링클러 설비의 전양정(H)은 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두(h1), 실양정(h2), 10 m를 더하여 산정한다. 여기서 실양정(h2)은 흡입양정과 토출양정을 합한 값이다.
이와 같은 방식으로 스프링클러 설비의 용량을 산정할 수 있다.
2.3. 스프링클러 설비 설계 기준
스프링클러 설비는 설치 장소에 따라 스프링클러 헤드의 배치와 용량 산정, 그리고 설계 기준이 달라진다. 스프링클러 헤드는 정방형 또는 장방형으로 배치하며, 설치 장소의 구조와 용도에 따라 스프링클러 헤드 간의 수평거리가 달리 적용된다. 스프링클러 설비의 용량은 설치 개수와 토출량을 통해 산정하며, 이를 바탕으로 수원의 저수량을 결정한다. 또한 설비의 전양정과 전동기 용량도 계산해야 한다. 간이스프링클러 설비의 경우 기준 개수와 토출량이 다르게 적용된다.
스프링클러 헤드의 배치는 정방형(정사각형)과 장방형(직사각형) 두 가지로 나뉜다. 정방형은 헤드 간 수평거리(S)가 R(수평거리)의 2배 cos 45도이며, 장방형은 S가 √(4R^2 - L^2)이고, L(배관간격)은 2Rcos θ(가로길이/가로변 헤드 수)이다. 총 헤드 수는 가로변 헤드 수와 세로변 헤드 수의 곱으로 계산한다. 스프링클러 헤드의 수평거리(R)는 설치 장소에 따라 1.7m, 2.1m, 2.3m, 2.5m, 3.2m로 다르게 적용된다.
스프링클러 설비의 용량 산정은 다음과 같다. 토출량(Q)은 80 × N(기준 개수)으로 계산하며, 수원의 저수량은 Q = N × 1.6m3(29층 이하)~4.8m3(50층 이상)으로 정한다. 전양정(H)은 배관 및 관 부속품의 마찰손실수두(h1)와 실양정(h2)의 합에 10m를 더한 값이다. 전동기 용량(P)은 0.163QH/η × K(여유율)로 산정한다.
간이스프링클러 설비는 기타 시설의 경우 Q = 0.5N(N=2), 생활형 숙박시설 등은 Q = 1N(N=5)로 계산한다.
3. 옥내소화전 설비
3.1. 옥내소화전 설비 용량 산정
옥내소화전 설비의 토출량은 최대 5개소의 옥내소화전 동시 방수를 기준으로 한다. 따라서 최대 소요량은 N개소 × 130L/min이다. 여기서 N은 최대 5이다.
옥내소화전 설비의 수원 저수량은 최대 5개소의 옥내소화전 동시 방수를 위한 2.6m³ 이상이어야 한다. 다만, 30층 이하 건축물인 경우에는 N이 최대 2이므로 최대 5.2m³ 이상의 저수량을 확보해야 하고, 30층 초과 50층 이하 건축물인 경우에는 N이 최대 5이므로 최대 7.8m³ 이상의 저수량을 확보해야 한다. 50층 초과 건축물인 경우에도 N이 최대 5이므로 최대 7.8m³ 이상의 저수량을 확보해야 한다.
최소 유효 저수량은 저수조 저수량과 옥상 주조 저수량을 합한 것으로, 저수조 저수량은 최소 유효 저수량의 1/3 이상이어야 한다.
옥상의 고가수조 용량은 저수조 저수량의 1/3 이상이어야 한다.
전양정은 소방호스의 마찰손실 수두, 배관 및 관 부속품의 마찰손실 수두, 실양정을 더한 값과 17m를 더한 값이다.
전동기의 용량은 {0.163QH}/η × K로 계산한다. 여기서 Q는 토출량, H는 전양정, η는 전동기 효율, K는 전달계수이다.
성능시험 배관의 방수량은 1.5Q = 0.653D²√(0.65 × 10P)로 계산한다. 여기서 Q는 유량, D는 내경, P는 방수압력이다.
정격토출량의 150% 운전 시 최소 양정은 전양정의 65% 이상이어야 한다.
성능시험을 위한 유량 측정 장치의 최대 측정 유량은 토출량의 1.75배 이상이어야 한다.
옥내소화전 설비의 배관 최소 구경은 주 배관 중 수직 배관과 펌프 토출측 주 배관은 50...
