10. 분말소화설비

1. 개요

분말소화설비는 연소확대 위험이 크거나 열과 연기가 충만하여 소화기구로는 소화할 수 없는 방호대상물에 설치한다. 기동은 수동과 자동에 의한 작동이 가능하며 불연성가스의 압력을 이용하여 소화분말을 배관으로 압송시켜 분사헤드 또는 노즐을 통해 방호구역에 분말소화약제를 방출시키는 설비이다.

특히 급격히 확대되는 가연성 액체의 표면화재를 소화하는데 효과적일 뿐만 아니라 변전설비, 발전기 등 전기설비와 섬유나 종이화재에도 소화효과가 있다.

구성요소는 약제저장용기(가압용가스용기?), 정압작동장치, 압력조정기, 클리닝장치, 선택밸브, 분사헤드, 감지장치 등으로 구성되어 있다.

 

(1) 분말소화설비의 소화작용

① 질식소화 : 분말약제가 방사되면 분말이 연소면을 차단하여 반응시 발생하는 CO₂와 수증기(H₂O)가 산소의 공급을 차단하는 질식작용을 한다.

② 억제소화(연쇄반응차단) : 분말약제가 방사시 약제입자의 표면에서 발생된 Na+, K+ NH₃+ 가 활성 radical과 반응하여 부촉매 효과를 나타낸다. 이로 인하여 연쇄반응을 차단하는 억제소화작용을 하게 된다.

③ 냉각효과 : 분말약제는 방사시 열분해되어 생성되는 반응식은 전부 흡열반응으로서 이로 인하여 주위의 열을 탈취하게 된다.

 

 

2. 소화약제 저장용기

(1) 저장용기 기준

① 저장용기의 내용적은 표에 의할 것

표 소화약제별 저장용기 내용적

소화약제의 종별	소화약제 1kg당 저장용기의 내용적
탄산수소나트륨을 주성분으로 한 분말(제1종 분말) 탄산수소칼륨을 주성분으로 한 분말(제2종 분말) 인산염을 주성분으로 한 분말(제3종 분말) 탄산수소칼륨과 요소가 화합된(제4종 분말)	0.80L 1.00L 1.00L 1.25L

※ 분말소화약제 동일 중량을 저장하는데 저장용기의 내용적은 제1종 분말이 가장 작게 요구된다.

 

② 저장용기에는 가압식의 것에 있어서는 최고사용압력의 1.8배 이하, 축압식의 것에 있어서는 용기의 내압시험압력의 0.8배 이하의 압력에서 작동하는 안전밸브를 설치할 것

③ 저장용기에는 저장용기의 내부압력이 설정압력이 되었을 때 주밸브를 개방하는 정압작동장치를 설치할 것

④ 저장용기의 충전비는 0.8 이상으로 할 것

⑤ 저장용기 및 배관에는 잔류 소화약제를 처리할 수 있는 청소장치를 설치할 것

⑥ 축압식의 분말소화설비는 사용압력의 범위를 표시한 지시압력계를 설치할 것

 

 

3. 가압용 가스용기 및 조정장치

(1) 가압용 가스용기 설치기준

① 분말소화약제의 가스용기는 분말 소화약제의 저장용기에 접속하여 설치하여야 한다.

② 분말소화약제의 가압용 가스용기를 3병 이상 설치한 경우에 있어서는 2개 이상의 용기에 전자 개방밸브를 부착하여야 한다.

③ 분말 소화약제의 가압용 가스용기에는 2.5MPa 이하의 압력에서 조정이 가능한 압력조정기를 설치하여야 한다.

 

(2) 가압용 또는 축압용 가스 설치기준

① 가압용 또는 축압용 가스는 질소가스 또는 이산화탄소로 할 것

② 가압용 가스에 질소가스를 사용하는 것에 있어서는 질소가스는 소화약제 1kg마다 40L이상, 이산화탄소를 사용하는 것에 있어서의 이산화탄소는 소화약제 1kg에 대하여 20g에 배관의 청소에 필요한 양을 가산한 양 이상으로 할 것

③ 축압용 가스에 질소가스를 사용하는 것에 있어서는 질소가스는 소화약제 1kg마다 10L이상, 이산화탄소를 사용하는 것에 있어서의 이산화탄소는 소화약제 1kg에 대하여 20g에 배관의 청소에 필요한 양을 가산한 양 이상으로 할 것

④ 배관의 청소에 필요한 양의 가스는 별도의 용기에 저장할 것

 

(3) 압력조정장치

가압용의 질소가스는 용기내 15MPa의 고압으로 충전되어 있으므로 이를 1.5~2MPa로 감압하여 약제탱크에 보내기 위한 것으로 약제탱크의 내압이 낮을 때에는 질소가스를 공급하고 소정의 압력이 되면 공급을 정지한다.

 

(4) 정압작동장치

정압작동장치는 소화약제 저장용기와 방출 주밸브 사이에 있는 장치이다. 가압용가스가 저장용기 내에 들어가 적정 방출압력이 될 때 까지 두 밸브를 폐쇄하고 있다가 가압용가스가 소화약제를 유동화하여 설정치의 방출압력이 되었을 때 주밸브를 개방하는 장치를 정압작동장치라 한다.

 

 

4. 소화약제 저장량

표. 분말 소화약재 종류

종별	분자식	착색	적응화재	충전비[l/kg]	저장량	순도(함량)
제1종	중탄산나트륨 (NaHCO₃)	백색	BC급	0.8	50kg	90% 이상
제2종	중탄산칼륨 (KHCO₃)	담자색 (담회색)	BC급	1.0	30kg	92% 이상
제3종	제1인산암모늄 (NH₄H₂PO₄)	담홍색	ABC급	1.0	30kg	75% 이상
제4종	중탄산칼륨+요소 (KHCO₃+(NH₂)₂CO)	회(백)색	BC급	1.25	20kg	-

※ 차고 또는 주차장에 설치하는 소화약제는 제3종 분말로 하여야 한다.

(1) 전역방출방식

(2) 국소방출방식

다음 기준에 의하여 산출한 양에 1.1을 곱하여 얻은 양 이상으로 하여야 한다.

Q = X-Y(a/A)

 

Q : 방호공간에 1m³에 대한 분말 소화약제의 양(kg/m)

a : 방호대상물의 주변에 설치된 벽면적의 합계(m²)

A : 방호공간의 벽면적(벽이 없는 경우에는 벽이 있는 것으로 가정한 당해 부분의 면적)의 합계(m²)

 

표. X, Y의 수치

소화약제의 종별	X의 수치	Y의 수치
제1종 분말	5.2	3.9
제2종 분말 또는 제3종 분말	3.2	2.4
제4종 분말	2.0	1.5

※ 방호대상물 주변에 설치된 벽면적 합계가 20m², 방호공간의 벽면적합계가 50m², 제1종 분말일 때 저장할 소화약제량은? Q = 5.2-3.9(20/50) × 30m³ × 1.1 = 120.xx

 

(3) 호스릴방식

호스릴 약제량

소화약제의 종별	소화약제의 양
제1종 분말 제2종 분말 또는 제3종 분말 제4종 분말	50kg 30kg 20kg

 

 

5. 배관

(1) 배관 설치기준

① 배관은 전용으로 할 것

② 축압식의 경우 20℃에서 압력이 2.5MPa 이상 4.2MPa 이하인 것에 있어서는 압력배관용 탄소강판 중 이음이 없는 스케줄 40 이상의 것을 사용

③ 동관을 사용하는 경우의 배관은 고정압력 또는 최고사용압력의 1.5배 이상의 압력에 견딜 수 있는 것을 사용할 것

④ 밸브류는 개폐위치 또는 개폐방향을 표시한 것으로 할 것

 

 

6. 분사헤드

(1) 전역방출방식

① 방사된 소화약제가 방호구역의 전역에 균일하고 신속하게 확산할 수 있게 한다.

② 약제저장기준에 의하여 산출된 분말 소화약제의 저장량을 30초 이내에 방사할 수 있어야 한다.

 

(2) 국소방출방식

① 소화약제의 방사에 의하여 가연물이 비산하지 아니하는 장소에 설치한다.

② 기준 저장량의 소화약제를 30초 이내에 방사할 수 있는 것으로 한다.

 

(3) 호스릴방식

① 설치기준

방호대상물의 각 부분으로부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 15m 이하가 되도록 한다.

소화약재 저장용기의 개방밸브는 호스릴 설치장소에서 수동으로 개폐할 수 있는 것으로 한다.

소화약제의 저장용기는 호스릴을 설치하는 장소마다 설치한다.

노즐은 하나의 노즐마다 1분당 소화약제를 방사할 수 있다.

 

 

7. 배관 클리닝장치(용기 유니트?)

용기밸브, 클리닝 밸브, 안전밸브, 가스도입밸브, 배기밸브, 주밸브, 선택밸브