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소방설비기사/(기계)소방기계시설의 구조 및 원리

13. 소화활동설비

by Aldrin 2019. 7. 17.
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13.1 제연설비

1. 개요

제연설비는 소방설비 중 피난을 원활하게 하는 것으로서 화재에 의하여 발생하는 연기가 피난을 방해하지 않도록 방호구역내에 가두어 그 연기를 제어 배출하거나 피난통로로 연기의 침입을 방지시켜 연기로부터 피난을 안전하게 할 수 있도록 확보하는 설비이다.

 

예상제연구역 : 화재발생시 연기의 제어가 요구되는 제연구역을 말한다.

유입풍도 : 예상제연구역으로 공기를 유입하도록 하는 풍도를 말한다.

배출풍도 : 예상제연구역의 공기를 외부로 배출하도록 하는 풍도를 말한다.

 

 

2. 제연설비란

(1) 제연설비

자연 또는 기계적인 방법(송풍기, 배출기)을 이용하여 연기의 이동 및 확산을 제한하기 위해 사용되는 설비로서 단순히 연기만 배출시키는 배연설비와 구분되어 사용되며 송풍기로 가압시켜 가압공간 내로 연기가 들어오지 못하도록 하는 방연설비와 배출기로 화재실의 연기를 배출시키는 배연설비로 구분할 수 있다.

 

(2) 제연설비의 종류

제연설비는 설치된 장소에 따라 거실제연설비와 특별피난계단의 계단실 및 부속실제연설비로 구분한다.

거실제연설비

거실은 화재가 발생하는 화재실이므로 해당 화재실에서 연기와 열기를 직접 배출시켜야 하므로 급기와 배기를 동시에 실시해야 한다. 따라서 급기송풍기와 배기송풍기가 동시에 필요하며 배출시킨 배기량 이상으로 급기를 하여 피난과 소방활동을 할 수 있도록 하여야 한다.

특별피난계단의 계단실이나 부속실

특별피난계단의 계단실이나 부속실(비상용 승강기 승강장 포함)은 화재가 발생하는 화재실이 아니며 거실에서 화재가 발생할 경우 거주자가 일시적인 피난을 하거나 소방대가 대기하는 공간으로 볼 수 있다. 따라서 이 공간에는 급기만을 실시하여 거실보다 압력을 높게 함으로써 거실의 연기가 침투하지 않도록 하여야 한다.

 

 

3. 제연설비의 목적

(1) 제연의 기본 개념

화재 시 건물 내에서 발생된 연기를 배출 유동 또는 확산되지 않도록 제어하는 것을 제연이라 한다.

제연의 원리는 발생된 연기를 희석, 배출, 차단 등의 조합에 의한다.

 

(2) 제연구역

제연구역이란 건축물을 연기의 유동이 구획되어질 수 있도록 기둥바닥천장 또는 제연경계벽에 의해 밀폐된 건물 내의 공간을 말하며, 일종의 구역화이다.

제연구역의 범위

. 거실 : 직경 60m의 원에 내접

. 통로 : 보행 중 심선의 길이 60m 이내

 

(3) 제연경계

제연경계란 제연구역을 나누기 위한 수단의 하나로서 통상 벽면으로 구분하는 경우가 많으며, 이 경우 제연경계벽이라고 말한다.

제연경계는 제연경계의 폭이 0.6m 이상이고, 수직거리는 2m 이내이어야 한다. 다만, 구조상 불가피한 경우는 2m를 초과할 수 있다.

 

 

4. 제연설비 설계

(1) 제연설비 설치장소

제연구역의 구획기준

. 하나의 제연구역의 면적은 1000m² 이내로 해야한다.

. 거실과 통로는 상호 제연구획해야 한다.

. 통로상의 제연구역은 보행 중심선의 길이가 60m를 초과하지 않아야 한다.

. 하나의 제연구역은 직경 60m의 원내에 들어가게 해야 한다.

. 하나의 제역구역은 2개 이상의 층에 미치지 않게 해야 한다. 그러나 층의 구분이 불분명한 부분은 그 부분을 다른 부분과 별도로 제연구획해야 한다.

 

(2) 배출량 및 배출방식

배출량

. 거실의 바닥면적이 400m² 이상으로 구획된 예상제연구획의 배출량

예상제연구역이 직경 40m인 원의 범위안에 있을 경우에는 배출량이 40000m³/hr 이상으로 하여야 한다.

그러나 예상제연구역이 제연 경계로 구획된 경우에는 그 수직거리에 따라 배출량은 표에 의한다.

표 수직거리에 따른 배출량

수직거리(m)

배출량(m³/hr)

2 이하

2 초과 2.5 이하

2.5 초과 3 이하

3 초과

40000 이상

45000 이상

50000 이상

60000 이상

예상제연구역이 40m인 원의 범위를 초과할 경우에는 배출량이 45000m³/hr 이상으로 하여야 한다.

그러나 예상제연구역이 제연 경계로 구획된 경우에는 그 수직거리에 따라 배출량은 표에 의한다.

표 수직거리에 따른 배출량

수직거리(m)

배출량(m³/hr)

2 이하

2 초과 2.5 이하

2.5 초과 3 이하

3 초과

45000 이상

50000 이상

55000 이상

65000 이상

 

. 예상제연구역이 통로인 경우의 배출량은 45000m³/hr 이상으로 할 것

. 배출은 각 예상제연구역별로 배출량 이상을 배출하되, 2개 이상의 예상제연구역이 설치된 소방대상물에서 배출을 각 예상지역별로 구분하지 아니하고 공동예상제연구역을 동시에 배출하고자 할 때의 배출량은 다음에 따라야 한다. 다만, 거실과 통로는 공동예상제연구역으로 할 수 없다.

공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 벽으로 구획된 경우에는 각 예상제연구역의 배출량을 합한 것 이상으로 할 것

공동예상제연구역 안에 설치된 예상제연구역이 각각 제연경계로 구획된 경우에 배출량은 각 예상제연구역의 배출량 중 최대의 것으로 할 것. 이 경우 공동제연예상구역이 거실일 때는 그 바닥면적이 1000m² 이하이며, 직경 40m 원 안에 들어가야 하고, 공동제연예상구역이 통로일 때에는 보행중심선의 길이를 40m 이하로 하여야 한다.

 

배출기, 배출풍도

제연설비에 사용되는 배출기의 배출능력은 배출기의 배출풍량에 의한 배출풍량 이상이 되도록 해야 한다.

CMS : 1초당 배출기가 배출하는 배출풍량을 말하며 단위로 표시하면 m³/sec

 

. 배출풍도의 기준

풍도단면의 긴 변 또는 직경의 크기(mm)

450 이하

450 초과 750 이하

750 초과 1500 이하

1500 초과 2250 이하

2250 초과

강판두께(mm)

0.5 이상

0.6 이상

0.8 이상

1.0 이상

1.2 이상

배출기의 흡입측 풍도 안에서의 풍속은 15m/sec 이하로 하고, 배출측 풍속은 20m/sec 이하로 하여야 한다.

 

 

(3) 공기유입 풍도 유입 방식 및 유입구의 설계

유입풍도

. 공기유입풍도안에서 풍속은 20m/sec 이하로 하고, 풍도의 강판두께는 배출풍도의 기준에 따른다.

공기유입방식 및 유입구

. 예상제연구역의 공기가 유입되는 순간의 풍속은 5m/sec 이하가 되도록 하고, 공기 유입구의 구조는 유입공기를 하향 60° 이내로 분출할 수 있도록 하여야 한다.

 

 

 

13.2 특수장소에 부설된 특별피난계단 및 비상용 승강기의 승강장의 제연설비

 

1. 제연구역의 선정

계단실 및 그 부속실을 동시에 제연하는 것

부속실만을 단독으로 제연하는 것

계단실 단독제연하는 것

비상용승강기 승강장 단독 제연하는 것

 

 

2. 설계

제연설계는 차압, 공기량(누설량과 보충량), 방연풍속, 과압방지조치, 누설틈새의 면적 등의 조건을 고려하여 설계한다.

(1) 차압

제연구역과 옥내와의 사이에 유지해야 하는 최소차압은 40Pa 이상(옥내에 스프링클러설비가 설치된 경우에는 12.5Pa)으로 한다.

제연설비가 가동되었을 경우 출입문의 개방에 필요한 힘은 110N 이하로 하여야 한다.

제연설비가 일시적으로 개방되지 않는 제연구역과 옥내와의 차압은 기준차압의 70% 이상으로 한다.

계단실과 부속실을 동시에 재연하는 경우 부속실과 계단실의 압력차는 5Pa 이하가 되도록 한다.

 

(2) 급기량

제연구역에 공급하여야 할 공기의 양(급기량)은 다음 설명의 누설량과 보충량을 합한 양 이상이 되어야 한다.

차압을 유지하기 위해 제연구역에 공급하여야 할 공기량. 이 경우 제연구역에 설치된 출입문(창문 포함)의 누설량과 같아야 한다.

보충량은 방연풍속을 유지하기 위해 제연구역에 보충해야 할 공기량이다.

 

(3) 누설량

공기의 누설량은 제연구역의 누설량을 합한 양으로 한다. 이 경우 출입문이 2개소 이상인 경우에는 각 출입문의 누설틈새면적을 합한 것으로 한다.

 

(4) 보충량

공기의 보충량은 부속실(또는 승강장)의 수가 20 이하는 1개층 이상, 20을 초과하는 경우에는 2개층 이상의 보충량으로 한다.

 

(5) 방연풍속

제연구역

방연풍속

계단실 및 그 부속실을 동시에 제연하는 것 또는 계단실만 단독으로 제연하는 것

0.5m/s 이상

부속실만 단독으로 제연하는 것 또는 비상용승강기의 승강장만 단독으로 제연하는 것

부속실 또는 승강장이 면하는 옥내가 거실인 경우

0.7m/s 이상

부속실 또는 승강장이 면하는 옥내가 복도로서 그 구조가 방화구조(내화시간이 30분 이상인 구조를 포함한다.)인 것

0.5m/s 이상

(6) 유입공기의 배출 기준

(7) 수직풍도에 따른 배출 기준

(8) 배출구에 따른 배출 기준

(9) 제연구역의 급기 기준

 

(10) 제연구역의 급기구

급기구는 급기용 수직풍도와 직접 면하는 벽체 또는 천장에 고정하되 급기되는 기류흐름이 출입문으로 인하여 차단되거나 방해받지 아니하도록 옥내와 면하는 출입문으로부터 가능한 한 먼 위치에 설치할 것

(12) 급기풍도 기준

 

 

 

13.3 연결살수설비

지하가 소방대상물의 지하층은 화재가 발생할 경우 연소생성물인 연기가 외부로 쉽게 배출되지 않아 소화활동에 지장을 초래하므로 초기소화용으로 설치된 옥내소화전설비만으로는 화재의 소화가 어려워 옥내소화전설비의 주배관수도배관 또는 옥상에 설치된 수조로부터 수원을 공급받거나 소방대상물의 1층 벽에 설치된 연결살수설비용 송수구로 수원을 공급받아 사용하도록 되어 있다.

송수구 배관 살수헤드(연결살수전용헤드 또는 폐쇄형스프링클러헤드) 선택밸브 수원 등으로 구성되어 있다.

 

1. 송수구 등

(1) 송수구의 설치기준

소방차가 쉽게 접근할 수 있고 노출된 장소에 설치하여야 한다. 이 경우 가연성 가스의 저장, 취급시설에 설치하는 연결살수설비의 송수구는 그 방호대상물로부터 20m 이상의 거리를 두거나 방호대상물에 면하는 부분이 높이 1.5m 이상, 2.5m 이상의 철근콘크리트 벽으로 가려진 장소에 설치하여야 한다.

송수구는 구경 65mm 쌍구형으로 하여야 한다. 다만, 하나의 송수구역마다 부착하는 살수헤드의 수가 10개 이하인에 있어서는 단구형의 것으로 할 수 있다.

개방형헤드를 사용하는 송수구의 호스접결구는 각 송수구역마다 설치하여야 한다. 다만, 송수구역을 선택할 수 있는 선택밸브가 설치되어 있고 각 송수구역의 주요 구조부가 내화구조로 되어 있는 경우에는 그러하지 아니하다.

지면으로부터 높이가 0.5m 이상 1m 이하의 위치에 설치할 것

 

(2) 연결살수설비의 선택밸브

선택밸브는 다음 기준에 의하여 설치하되, 송수구역마다 송수구를 설치한 때에는 그러하지 아니하다.

화재시 연소의 우려가 없는 장소로서 조작 및 점검이 쉬운 위치에 설치하여야 한다.

자동개방밸브에 의한 선택밸브를 사용하는 경우에 있어서는 송수구역에 방수하지 아니하고 자동밸브의 작동시험이 가능하도록 하여야 한다.

선택밸브의 부근에는 송수구역일람표를 설치하여야 한다.

 

(3) 연결살수설비의 자동배수밸브 및 체크밸브

폐쇄형 헤드(폐쇄형스프링클러헤드)를 사용하는 설비의 경우

송수구 자동배수밸브 체크밸브 순으로 설치

개방형 헤드(연결살수전용헤드)를 사용하는 설비의 경우

송수구 자동배수밸브순으로 설치

(4) 살수헤드

개방형헤드를 사용하는 연결살수설비(건식배관방식)의 경우 하나의 송수구역에 설치하는 살수헤드의 수는 10개 이하가 되게 하여야 한다. (최대 개수는 10)

 

 

2. 배관

(1) 연결살수설비의 주배관

폐쇄형헤드를 사용하는 연결살수설비의 주배관은 다음의 배관 또는 수조에 속하여야 한다. 이 경우 접속부분에는 체크밸브를 설치하되 점검하기 쉽게 하여야 한다.

옥내소화전설비의 주배관

수도배관

옥상에 설치된 수조

 

 

3. 헤드의 설치 제외

(1) 계단실, 경사로, 승강기의 승강로, 파이프덕트, 목욕실, 화장실, 직접 외기에 개방되어 있는 복도

(2) 통신기기실 전자기기실 기타 이와 유사한 장소

(3) 발전실 변전실 변압기 기타 이와 유사한 전기설비가 설치되어 있는 장소

(4) 병원의 수술실 응급처치실 기타 유사한 장소

(5) 천장과 반자 양쪽이 불연재료로 되어 있는 경우로서 그 사이의 거리 및 구조가 다음에 해당하는 부분

천장과 반자사이의 거리가 2m 미만인 부분

천장과 반자사이의 벽이 불연재료이고 천장과 반자사이의 거리가 2m 이상으로서 그 사이의 가연물이 존재하지 아니하는 부분

(6) 천장 반자 중 한쪽이 불연재료로 되어있고 천장과 반자사이의 거리가 1m 미만인 부분

(7) 천장 반자가 불연재료 외의 것으로 되어 있고 천장과 반자사이의 거리가 0.5m 미만인 부분

(8) 펌프실 물탱크실 그 밖의 이와 비슷한 장소

(9) 현관 또는 로비 등으로서 바닥으로부터 높이가 20m 이상인 장소

 

 

 

13.4 연결송수관설비

1. 구성 및 종류

송수구(쌍구형 또는 단구형 송수구), 배관, 방수구, 소방용 호스, 방사용 관창, 방수기구함 등으로 구성.

 

2. 연결송수관설비를 설치하여야 할 특정소방대상물은 다음과 같다. 다만, 가스시설 또는 지하구의 경우에는 그러하지 아니하다.

(1) 층수가 5층 이상으로서 연면적이 6000m² 이상인 것

(2) “(1)“에 해당하지 아니하는 특정소방대상물로서 층수가 7층 이상인 것

(3) “(1)” “(2)”에 해당하지 아니하는 특정소방대상물로서 지하층의 층수가 3개층 이상이고 지하층의 바닥면적의 합계가 1000m² 이상인 것

(4) 지하가 중 터널로서 길이가 1000m 이상인 것

 

3. 가압송수장치

(1) 가압송수장치를 설치하여야 할 소방대상물 지면에서 최상층 방수구 높이가 70m 이상의 소방대상물에 연결송수관설비를 설치하는 경우에는 최고층에서 규정 방수압력인 0.35MPa 이상을 유지하기 위해 가압송수장치를 설치하여야 한다.

(2) 설치기준

가압송수장치는 방수가 개방될 때 자동으로 기동되거나 또는 수동스위치의 조작에 의하여 기동되도록 하여야 한다. 이 경우 수동스위치는 2개이상 설치하되, 그 중 1개는 다음의 기준에 적합하게 송수구 부근에 설치하여야 한다.

. 송수구로부터 5m 이내의 보기쉬운 장소에 바닥으로부터의 높이가 0.8m 이상 1.5m 이하가 되게 설치하여야 한다.

. 1.5mm 이상의 강판함에 수납하여 설치하고 연결송수관설비 수동스위치라고 표시한 표지를 부착할 것 이 경우 문짝은 불연재료로 설치할 수 있다.

. 기술기준에 따라 접지하고 빗물 등이 들어가지 아니하는 구조로 할 것

 

4. 송수구 방수구 등

(1) 송수구의 설치기준

송수구의 부근에는 자동배수밸브 또는 체크밸브를 다음의 기준에 따라 설치할 것.

. 습식의 경우에는 송수구 자동배수밸브 체크밸브의 순으로 설치

. 건식의 경우에는 송수구 자동배수밸브 체크밸브 자동배수밸브의 순으로 설치

자동배수밸브(장치) : 배관 내의 물을 자동으로 배수하는 자동배수밸브를 나타낸 것이다.

 

(2) 방수구의 설치기준

연결송수관설비의 방수구는 그 소방대상물의 층마다 설치하되, 다음에 해당하는 층에는 설치하지 않아도 된다.

. 아파트인 경우 1층 및 2

. 소방자동차의 접근이 가능하고 소방대원이 소방자동차로부터 각 부분에 쉽게 도달할 수 있는 피난층

. 송수구가 부설된 옥내소화전이 설치된 소방대상물(집회잔, 관람장, 백화점, 도매시장, 소매시장, 판매시설, 공장, 창고시설 또는 지하가는 제외)로서 다음에 해당하는 층

() 지하층을 제외한 층수가 4층 이하이고 연면적이 6000m² 미만인 소방대상물의 지상층

() 지하층의 층수가 2층 이하인 소방대상물의 지하층

방수구는 연결송수관설비의 전용방수구 또는 옥내소화전 방수구로서 구경 65mm의 것으로 하여야 한다.

송수구의 부근에는 자동배수밸브 또는 체크밸브를 다음의 기준에 따라 설치할 것

. 습식의 경우에는 송수구 자동배수밸브 체크밸브의 순으로 설치

. 건식의 경우에는 송수구 자동배수밸브 체크밸브 자동배수밸브의 순으로 설치

 

 

5. 방수기구함의 설치기준

피난층과 가장 가까운 층을 기준으로 하여 3개층마다 설치하되 그 층의 방수구로부터 보행 거리가 5m 이내가 되도록 하여야 한다.

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