[소방학개론] 8. 시설론 - 소화설비(스프링클러 등 )

1. 스프링클러설비 

- 소방대상물의 천정, 벽 등에 스프링클러 헤드 및 감지기를 설치하고 화재발생 시 헤드 및 감지기에 의하여 화재를 자동으로 감지하고 열감지부분이 분해 이탈됨으로서 배관내의 가압수 또는 압축공기가 방출되어 경보밸브 및 가압송수장치가 자동으로 작동하여 물을 일정압력으로 방수시켜 화재를 자동으로 진압할 수 있는 고정식 자동식 소화설비이다 ☆

- 화재 발생시 초기진화를 주된 목적으로 하는 시설 ☆

- 조작이 간편하고 안전하여 야간이라도 자동적으로 화재를 감지, 경보, 소화할 수 있는 설비 ☆

 

1) 주요 구성요소 

2) 특징 

(1) 장점 

• 초기화재에 적합하다. ☆

• 소화약제가 물이므로 경제적이다. ☆

• 감지부가 기계적이므로 오보 및 오동작이 적다.

• 조작이 쉽고 안전하다.

• 자동적으로 화재감지 및 소화하므로 사람이 없을 때에도 효과적이다.

• 화재진화 후 복구가 용이하다. ☆

 

(2) 단점 

• 초기 설치비용이 크다. ☆

• 타 설비보다 시공이 복잡하다.

• 물로 인한 2차 피해가 심하다. ☆

 

3) 설치대상 

4) 스프링클러설비 종류 ☆☆☆☆☆

구분	습식	건식	준비작동식	일제살수식	부압식
사용헤드	폐쇄형	폐쇄형	폐쇄형	개방형	폐쇄형
1차측 배관	가압수	가압수	가압수	가압수	가압수
2차측 배관	가압수	압축공기	대기압(저압공기)	대기압	부압수
경보밸브	알람체크밸브	드라이밸브	프리액션밸브	델류즈밸브	프리액션밸브
감지기	X	X	O	O	O
동결우려	O	X	X	X	O
기타	리다팅챔버(오작동방지)	공기압축기 엑셀레이터, 익져스터	호재감지기 솔레노이드밸브		부압제어반 진공펌프
		한랭지역 사용

(1) 습식스프링클러설비

- 가압송수장치에서 폐쇄형스프링클러헤드까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있다가 화재로 인한 열로 폐쇄형스프링클러헤드가 개방되면 배관 내에 유수가 발생하여 습식유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러설비

 

- 장점

• 화재감지기가 없는 설비로서 구조가 간단하고 공사비가 적고 유지비가 적다.

• 화재발생시 물이 즉시 방수, 소화가 빠르고 신뢰성이 높다. 

• 초기소화에 적합하다 ☆

• 화재 진화 후 복구가 용이하다 ☆

 

- 단점

• 동결 우려가 있다. ☆

• 배관의 누수 등으로 물의 피해가 우려되는 장소에는 부적합하다.

• 화재감지시간이 늦다 .

• 층고가 높은 장소에는 헤드의 개방이 늦다

 

- 리다팅 챔버: 오작동 방지, 안전밸브의 역할, 배관 및 압력스위치의 손상보호 ☆

 

(2) 부압식스프링클러설비

- 가압송수장치에서 준비작동식유수검지장치의 1차측까지는 항상 정압의 물이 가압되고, 2차측 폐쇄형 스프링클러헤드까지는 소화수가 부압으로 되어 있다가 화재 시 감지기의 작동에 의해 정압으로 변하여 유수가 발생하면 작동하는 스프링클러설비를 말한다. 

 

- 부압제어반: 진공펌프를 기동시키고 제어

- 진공펌프: 배관 내의 압력을 진공압으로 유지 

 

(3) 준비작동식스프링클러설비

- 가압송수장치에서 준비작동식유수검지장치 1차 측까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있고 2차 측에서 폐쇄형스프링클러헤드까지 대기압 또는 저압으로 있다가 화재발생시 감지기의 작동으로 준비작동식유수검지장치가 작동하여 폐쇄형스프링클러헤드까지 소화용수가 송수되어 폐쇄형스프링클러헤드가 열에 따라 개방되는 방식의 스프링클러설비

 

- 장점

• 배관의 동파의 우려가 있는 추운 장소에 설치할 수 있다. -> 대형건물, 차고, 주차장 등 ☆

• 초기화재에도 화재 경보음이 빨리 발생한다.

 

- 단점 

• 설비가 복잡하며 설치비가 많다.

• 고장의 우려 및 화재 시 작동에 대한 신뢰성이 상대적으로 낮다.

• 복잡한 설비로 관리가 어렵다.

 

- 화재감지기: 오동작방지

- 솔레노이드밸브: 화재감지기 신호로 작동하며 클래버 개방 

 

(4) 건식스프링클러설비

- 건식유수검지장치 2차 측에 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전된 배관에 폐쇄형스프링클러헤드가 부착된 스프링클러설비로서, 폐쇄형스프링클러헤드가 개방되어 배관내의 압축공기 등이 방출되면 건식유수검지장치 1차 측의 수압에 의하여 건식유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러설비를 말한다. 

 

- 장점

• 동파우려가 없다. ☆☆

• 화재감지기가 없어 구조가 간단하다.

• 준비작동식에 비해 공사비가 저렴하다.

• 오동작이 적다.

 

- 단점 

• 공기압축기설치가 필요하다.

• 2차측 공기의 누설우려가 있다.

• 배관내 압축공기로 인하여 화재 시 화세가 확대될 우려가 있다.

 

- 공기압축기; 밸브 2차측에 압축공기를 채우기 위해

- 엑셀레이터, 익져스터: 2차측의 압축공기를 대기 중으로 신속하게 배출 

 

(5) 일제살수식스프링클러설비

- 가압송수장치에서 일제개방밸브 1차 측까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있고 2차 측에서 개방형스프링클러헤드까지 대기압으로 있다가 화재발생시 자동감지장치 또는 수동식 기동장치의 작동으로 일제개방밸브가 개방되면 스프링클러헤드까지 소화용수가 송수되는 방식의 스프링클러설비를 말한다

 

- 장점

• 화재를 초기에 진압할 수 있다.

• 일제개방밸브의 작동이 빠르다

 

- 단점 

• 감지기의 오동작으로 인하여 설비가 작동 방수되어 수손피해가 발생할 수 있다.

• 감지기의 오동작문제로 인하여 시스템 전체의 신뢰성이 떨어진다.

 

- 화재감지기: 오동작방지

- 솔레노이드밸브: 화재감지기 신호로 작동하며 클래버 개방 

 

(6) 폐쇄형스프링클러설비의 방호구역ㆍ유수검지장치 

폐쇄형스프링클러헤드를 사용하는 설비의 방호구역(스프링클러설비의 소화범위에 포함된 영역을 말한다. 이하 같다)ㆍ유수검지장치는 다음 각 호의 기준에 적합하여야 한다. 

1. 하나의 방호구역의 바닥면적은 3,000㎡를 초과하지 아니할 것. 다만, 폐쇄형스프링클러설비에 격자형배관방식(2이상의 수평주행배관 사이를 가지배관으로 연결하는 방식을 말한다)을 채택하는 때에는 3,700㎡ 범위 내에서 펌프용량, 배관의 구경 등을 수리학적으로 계산한 결과 헤드의 방수압 및 방수량이 방호구역 범위 내에서 소화목적을 달성하는 데 충분할 것 ☆

2. 하나의 방호구역에는 1개 이상의 유수검지장치를 설치하되, 화재발생시 접근이 쉽고 점검하기 편리한 장소에 설치할 것 

3. 하나의 방호구역은 2개 층에 미치지 아니하도록 할 것. 다만, 1개 층에 설치되는 스프링클러헤드의 수가 10개 이하인 경우와 복층형구조의 공동주택에는 3개 층 이내로 할 수 있다. 

4. 유수검지장치를 실내에 설치하거나 보호용 철망 등으로 구획하여 바닥으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 위치에 설치하되, 그 실 등에는 개구부가 가로 0.5m 이상 세로 1m 이상의 출입문을 설치하고 그 출입문 상단에 "유수검지장치실" 이라고 표시한 표지를 설치할 것. 다만, 유수검지장치를 기계실(공조용기계실을 포함한다)안에 설치하는 경우에는 별도의 실 또는 보호용 철망을 설치하지 아니하고 기계실 출입문 상단에 "유수검지장치실"이라고 표시한 표지를 설치할 수 있다. 

5. 스프링클러헤드에 공급되는 물은 유수검지장치를 지나도록 할 것. 다만, 송수구를 통하여 공급되는 물은 그러하지 아니하다. 

6. 자연낙차에 따른 압력수가 흐르는 배관 상에 설치된 유수검지장치는 화재시 물의 흐름을 검지할 수 있는 최소한의 압력이 얻어질 수 있도록 수조의 하단으로부터 낙차를 두어 설치할 것

7. 조기반응형 스프링클러헤드를 설치하는 경우에는 습식유수검지장치 또는 부압식스프링클러설비를 설치할 것 

 

(7) 개방형스프링클러설비의 방수구역 및 일제개방밸브

개방형스프링클러설비의 방수구역 및 일제개방밸브는 다음 각 호의 기준에 적합하여야 한다.  

1. 하나의 방수구역은 2개 층에 미치지 아니 할 것 ☆

2. 방수구역마다 일제개방밸브를 설치할 것 ☆

3. 하나의 방수구역을 담당하는 헤드의 개수는 50개 이하로 할 것. 다만, 2개 이상의 방수구역으로 나눌 경우에는 하나의 방수구역을 담당하는 헤드의 개수는 25개 이상으로 할 것 ☆

4. 일제개방밸브의 설치위치는 제6조제4호의 기준에 따르고, 표지는 "일제개방밸브실"이라고 표시할 것

5) 수원

- 헤드 1개 방수압 : 0.1~1.2MPa

- 헤드 1개 방수량 : 80ℓ/min

- 비상전원 : 20분이상 

- 수원의 양 : 설치개수 n x 1.6m3 (30층 이상 49층 이하: 3,2m3, 50층 이상: 4.8m3)

 

6) 헤드 

(1) 헤드 기준개수 

 

(2) 스프링클러 헤드의 배치 온도 

- 폐쇄형스프링클러헤드는 그 설치장소의 평상시 최고 주위온도에 따라 다음 표에 따른 표시온도의 것으로 설치하여야 한다. 다만, 높이가 4m 이상인 공장 및 창고(랙크식창고를 포함한다)에 설치하는 스프링클러헤드는 그 설치장소의 평상시 최고 주위온도에 관계없이 표시온도 121℃ 이상의 것으로 할 수 있다.

 

(3) 헤드의 설치기준 

- 스프링클러헤드는 특정소방대상물의 천장ㆍ반자ㆍ천장과 반자사이ㆍ덕트ㆍ선반 기타 이와 유사한 부분(폭이 1.2m를 초과하는 것에 한한다)에 설치하여야 한다. 다만, 폭이 9m 이하인 실내에 있어서는 측벽에 설치할 수 있다.

- 랙크식창고: 특수가연물을 저장 또는 취급하는 것에 있어서는 랙크높이 4m 이하마다 스프링클러헤드를 설치하여야 한다. ☆

- 랙크식창고의 경우: 그 밖의 것을 취급하는 것에 있어서는 랙크높이 6m 이하마다 스프링클러헤드를 설치하여야 한다. 다만, 랙크식창고의 천장높이가 13.7m 이하로서 「화재조기진압용 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103B)」에 따라 설치하는 경우에는 천장에만 스프링클러헤드를 설치할 수 있다

- 연소할 우려가 있는 개구부에는 그 상하좌우에 2.5m 간격으로 설치

- 스프링클러헤드와 개구부의 내측면으로부터 직선거리는 15cm 이하가 되도록

- 사람이 상시 출입하는 개구부로서 통행에 지장이 있는 때에는 개구부의 상부 또는 측면(개구부의 폭이 9m 이하인 경우에 한함)에 설치하되, 헤드 강호간의 간격은 1.2m 이하

- 스프링클러헤드를 설치하는 천장ㆍ반자ㆍ천장과 반자사이ㆍ덕트ㆍ선반등의 각 부분으로부터 하나의 스프링클러헤드까지의 수평거리는 다음 각 호와 같이 하여야 한다. 다만, 성능이 별도로 인정된 스프링클러헤드를 수리계산에 따라 설치하는 경우에는 그러하지 아니하다.

1. 무대부ㆍ특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소에 있어서는 1.7m 이하  ☆☆

2. 랙크식 창고에 있어서는 2.5m 이하 다만, 특수가연물을 저장 또는 취급하는 랙크식 창고의 경우에는 1.7 m 이하  ☆☆

3. 공동주택(아파트) 세대 내의 거실에 있어서는 3.2m 이하 ☆

4. 제1호부터 제3호까지 규정 외의 특정소방대상물에 있어서는 2.1m 이하(내화구조로 된 경우에는 2.3m 이하) ☆☆

- 영 별표 5 소화설비의 소방시설 적용기준란 제1호라목1)에 따른 무대부 또는 연소할 우려가 있는 개구부에 있어서는 개방형스프링클러헤드를 설치하여야 한다. 

- 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 장소에는 조기반응형 스프링클러헤드를 설치하여야 한다. 

1. 공동주택ㆍ노유자시설의 거실 

2. 오피스텔ㆍ숙박시설의 침실, 병원의 입원실 

 

(4) 헤드의 설치 제외 장소 

① 스프링클러설비를 설치하여야 할 특정소방대상물에 있어서 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 장소에는 스프링클러헤드를 설치하지 아니할 수 있다.

1. 계단실(특별피난계단의 부속실을 포함한다)ㆍ경사로ㆍ승강기의 승강로ㆍ비상용승강기의 승강장ㆍ파이프덕트 및 덕트피트(파이프ㆍ덕트를 통과시키기 위한 구획된 구멍에 한한다)ㆍ목욕실ㆍ수영장(관람석부분을 제외한다)ㆍ화장실ㆍ직접 외기에 개방되어 있는 복도ㆍ기타 이와 유사한 장소 

2. 통신기기실ㆍ전자기기실ㆍ기타 이와 유사한 장소 

3. 발전실ㆍ변전실ㆍ변압기ㆍ기타 이와 유사한 전기설비가 설치되어 있는 장소 

4. 병원의 수술실ㆍ응급처치실ㆍ기타 이와 유사한 장소 

5. 천장과 반자 양쪽이 불연재료로 되어 있는 경우로서 그 사이의 거리 및 구조가 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 부분 

가. 천장과 반자사이의 거리가 2m 미만인 부분 

나. 천장과 반자사이의 벽이 불연재료이고 천장과 반자사이의 거리가 2m 이상으로서 그 사이에 가연물이 존재하지 아니하는 부분 

6. 천장ㆍ반자중 한쪽이 불연재료로 되어있고 천장과 반자사이의 거리가 1m 미만인 부분 ☆

7. 천장 및 반자가 불연재료 외의 것으로 되어 있고 천장과 반자사이의 거리가 0.5m 미만인 부분 

8. 펌프실ㆍ물탱크실 엘리베이터 권상기실 그 밖의 이와 비슷한 장소  ☆

9. 현관 또는 로비 등으로서 바닥으로부터 높이가 20m 이상인 장소 ☆

10. 영하의 냉장창고의 냉장실 또는 냉동창고의 냉동실 ☆

11. 고온의 노가 설치된 장소 또는 물과 격렬하게 반응하는 물품의 저장 또는 취급장소 ☆

12. 불연재료로 된 특정소방대상물 또는 그 부분으로서 다음 각 목의 어느 하나에 해당하는 장소 

가. 정수장ㆍ오물처리장 그 밖의 이와 비슷한 장소 

나. 펄프공장의 작업장ㆍ음료수공장의 세정 또는 충전하는 작업장 그 밖의 이와 비슷한 장소 

다. 불연성의 금속ㆍ석재 등의 가공공장으로서 가연성물질을 저장 또는 취급하지 아니하는 장소 

라. 가연성 물질이 존재하지 않는 「건축물의 에너지절약설계기준」에 따른 방풍실 

13. 실내에 설치된 테니스장ㆍ게이트볼장ㆍ정구장 또는 이와 비슷한 장소로서 실내 바닥ㆍ벽ㆍ천장이 불연재료 또는 준불연재료로 구성되어 있고 가연물이 존재하지 않는 장소로서 관람석이 없는 운동시설(지하층은 제외한다) 

13. 「건축법 시행령」제46조제4항에 따른 공동주택 중 아파트의 대피공간 

 

② 제10조제7항제6호의 연소할 우려가 있는 개구부에 다음 각 호의 기준에 따른 드렌처설비를 설치한 경우에는 해당 개구부에 한하여 스프링클러헤드를 설치하지 아니할 수 있다. 

1. 드렌처헤드는 개구부 위 측에 2.5m 이내마다 1개를 설치할 것 

2. 제어밸브(일제개방밸브ㆍ개폐표시형밸브 및 수동조작부를 합한 것을 말한다. 이하 같다)는 특정소방대상물 층마다에 바닥 면으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 위치에 설치할 것 

3. 수원의 수량은 드렌처헤드가 가장 많이 설치된 제어밸브의 드렌처헤드의 설치개수에 1.6㎥를 곱하여 얻은 수치 이상이 되도록 할 것 

4. 드렌처설비는 드렌처헤드가 가장 많이 설치된 제어밸브에 설치된 드렌처헤드를 동시에 사용하는 경우에 각각의 헤드선단에 방수압력이 0.1 ㎫ 이상, 방수량이 80ℓ/min 이상이 되도록 할 것 

5. 수원에 연결하는 가압송수장치는 점검이 쉽고 화재 등의 재해로 인한 피해우려가 없는 장소에 설치할 것 

 

(5) 헤드의 종류 

① 감열부의 유무

- 폐쇄형

- 개방형

 

② 부착방식에 의한 분류

- 상항형

- 하향형

- 측벽형

 

 

7) 송수구 

- 송수구는 소방차가 쉽게 접근할 수 있는 잘 보이는 장소에 설치하되 화재 층으로부터 지면으로 떨어지는 유리창 등이 송수 및 그 밖의 소화작업에 지장을 주지 아니하는 장소에 설치할 것 <

- 송수구로부터 스프링클러설비의 주배관에 이르는 연결배관에 개폐밸브를 설치한 때에는 그 개폐상태를 쉽게 확인 및 조작할 수 있는 옥외 또는 기계실 등의 장소에 설치할 것 

- 구경 65㎜의 쌍구형으로 할 것 

- 송수구에는 그 가까운 곳의 보기 쉬운 곳에 송수압력범위를 표시한 표지를 할 것 

- 폐쇄형스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러설비의 송수구는 하나의 층의 바닥면적이 3,000㎡를 넘을 때마다 1개 이상(5개를 넘을 경우에는 5개로 한다)을 설치할 것 

- 지면으로부터 높이가 0.5m 이상 1m 이하의 위치에 설치할 것 

- 송수구의 가까운 부분에 자동배수밸브(또는 직경 5㎜의 배수공) 및 체크밸브를 설치할 것. 이 경우 자동배수밸브는 배관안의 물이 잘 빠질 수 있는 위치에 설치하되, 배수로 인하여 다른 물건 또는 장소에 피해를 주지 아니하여야 한다. 

- 송수구에는 이물질을 막기 위한 마개를 씌워야 한다.

 

8) 배관 

(1) 입상관(수직배관)

- 각 층을 관통하여 층마다 물을 보급해주는 배관

 

(2) 수평주행배관

- 당해 층에서 유수검지장치로부터 교차배관까지 물을 보급시켜주는 배관

- 기울기 1/500 이상(습식, 부압식 제외) ☆

 

(3) 교차배관

- 가지배관을 분기시켜주는 배관

- 최소구경이 40mm 이상

 

(4) 가지배관 

- 스프리클러헤드가 설치되어있는 배관 ☆

- 한쪽 가지배관에 설치되는 헤드의 개수 8개 이하 ☆

- 기울이 1/250 이상(습식, 부압식 제외) ☆

- 토너먼트 방식이 아닐 것 

- 가장 가느다란 배관 ☆

 

 

출처 

 

김수영 소방학개론

 

https://fire.dsu.ac.kr 

 

행정규칙- 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103)