스프링클러 가지배관 시스템에서 규약배관방식과 수리계산 방식 설계의 경제성 비교연구 (A) Comparative Study on the Economical Officiency of Hydraulic Calculation Method and Prescriptive Piping Method from Sprinkler Tree Piping system원문보기
지금까지의 국내의 스프링클러 시스템 설계는 대부분 규약배관방식으로 이루어졌으나, 2004년 소방 4 분법이 개정 공포되면서 수리계산 방식의 인정이 법제화 되어 수리계산방식 설계의 근간이 되었다. 하지만, 이미 선진외국에서는 오래전부터 컴퓨터 프로그램을 이용한 수리계산방식 설계를 시행하고 있다. 수리계산방식 설계는 지금까지의 설계보다 좀더 정밀하고 효과적이며 경제적인 설계를 가능하게 한다. 본 연구는 "국가화재안전기준" 과 미국 National Fire Code의 스프링클러 설계에 관한 관련 기준을 분석하고, 이를 토대로 헤드기준개수와 부합되는 대상건축물을 선정하여 가지배관 방식에서 규약 배관방식과 수리계산 배관방식의 설계를 선정대상물별로 3회씩을 실시하여 공사비 소요비용을 비교분석함으로서 두 설계방식의, 경제성을 증명하여 보다 합리적인 수리계산방식 설계적용의 보편화를 기 하고자 한다. (1) 설계계산결과 현행 규약배관방식설계에 의해 산출된 소요유량으로 소화용수를 확보하였을 경우 수리계산 시 산출된 유량으로 방출이 된다면, 사프링클러헤드기준개수 10개의 경우 14분 23초, 20개의 경우 15분 48초, 30개의 경우 15분 4초 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 그러므로 규약배관설계방식으로 유량을 확보할 경우 법규에서 요구하는 자체 소화시간인 20분 동안 규정된 헤드가 방수하는 것이 아니라 매우 부족한 시간동안 방수하여 스프링클러 배관설계 시 소화수량 확보에도 문제가 있음을 알 수 있었다. (2) 또한 점프토출 압력도 두방식으로 설계를 실시하여 계산된 결과를 비교하면, 규약배관 방식으로 설계하여 선정된 압력 보다 수리계산 방식에 의해 산출된 압력이 더 크다는 것을 알 수 있다, 이는 규약배관 방식의 설계가 압력이 부족한 상태로 이루어지고 있음을 말한다. (3) 공사비는 헤드기준개수 10개의 경우 13.54%, 20개의 경우 4.33%(평면적으로 넓은 저층구조), 30개의 경우 23.84%의 절감 비율을 보이고 있다. 자재비를 세분하여 비교한 결과 펌프 및 ...
지금까지의 국내의 스프링클러 시스템 설계는 대부분 규약배관방식으로 이루어졌으나, 2004년 소방 4 분법이 개정 공포되면서 수리계산 방식의 인정이 법제화 되어 수리계산방식 설계의 근간이 되었다. 하지만, 이미 선진외국에서는 오래전부터 컴퓨터 프로그램을 이용한 수리계산방식 설계를 시행하고 있다. 수리계산방식 설계는 지금까지의 설계보다 좀더 정밀하고 효과적이며 경제적인 설계를 가능하게 한다. 본 연구는 "국가화재안전기준" 과 미국 National Fire Code의 스프링클러 설계에 관한 관련 기준을 분석하고, 이를 토대로 헤드기준개수와 부합되는 대상건축물을 선정하여 가지배관 방식에서 규약 배관방식과 수리계산 배관방식의 설계를 선정대상물별로 3회씩을 실시하여 공사비 소요비용을 비교분석함으로서 두 설계방식의, 경제성을 증명하여 보다 합리적인 수리계산방식 설계적용의 보편화를 기 하고자 한다. (1) 설계계산결과 현행 규약배관방식설계에 의해 산출된 소요유량으로 소화용수를 확보하였을 경우 수리계산 시 산출된 유량으로 방출이 된다면, 사프링클러헤드기준개수 10개의 경우 14분 23초, 20개의 경우 15분 48초, 30개의 경우 15분 4초 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 그러므로 규약배관설계방식으로 유량을 확보할 경우 법규에서 요구하는 자체 소화시간인 20분 동안 규정된 헤드가 방수하는 것이 아니라 매우 부족한 시간동안 방수하여 스프링클러 배관설계 시 소화수량 확보에도 문제가 있음을 알 수 있었다. (2) 또한 점프토출 압력도 두방식으로 설계를 실시하여 계산된 결과를 비교하면, 규약배관 방식으로 설계하여 선정된 압력 보다 수리계산 방식에 의해 산출된 압력이 더 크다는 것을 알 수 있다, 이는 규약배관 방식의 설계가 압력이 부족한 상태로 이루어지고 있음을 말한다. (3) 공사비는 헤드기준개수 10개의 경우 13.54%, 20개의 경우 4.33%(평면적으로 넓은 저층구조), 30개의 경우 23.84%의 절감 비율을 보이고 있다. 자재비를 세분하여 비교한 결과 펌프 및 저수조의 비용은 수리계산 설계방법이 규약배관 설계방식보다 오히려 증가하였고, 이는 상기 (1)항 및 (2)항에서 검토된 유량과 압력이 정상적으로 산정 되면서 저수조 및 펌프용량이 증가한데 원인이 있으며, 공사소요비용 절감요인은 배관 및 이음쇠, 인건비에서 찾을수 있었다. 또한 건축규모가 평면적으로 넓은 저층 형태의 구조보다 고충구조의 건축물이 비용절감이 크게 나타났다.
지금까지의 국내의 스프링클러 시스템 설계는 대부분 규약배관방식으로 이루어졌으나, 2004년 소방 4 분법이 개정 공포되면서 수리계산 방식의 인정이 법제화 되어 수리계산방식 설계의 근간이 되었다. 하지만, 이미 선진외국에서는 오래전부터 컴퓨터 프로그램을 이용한 수리계산방식 설계를 시행하고 있다. 수리계산방식 설계는 지금까지의 설계보다 좀더 정밀하고 효과적이며 경제적인 설계를 가능하게 한다. 본 연구는 "국가화재안전기준" 과 미국 National Fire Code의 스프링클러 설계에 관한 관련 기준을 분석하고, 이를 토대로 헤드기준개수와 부합되는 대상건축물을 선정하여 가지배관 방식에서 규약 배관방식과 수리계산 배관방식의 설계를 선정대상물별로 3회씩을 실시하여 공사비 소요비용을 비교분석함으로서 두 설계방식의, 경제성을 증명하여 보다 합리적인 수리계산방식 설계적용의 보편화를 기 하고자 한다. (1) 설계계산결과 현행 규약배관방식설계에 의해 산출된 소요유량으로 소화용수를 확보하였을 경우 수리계산 시 산출된 유량으로 방출이 된다면, 사프링클러헤드기준개수 10개의 경우 14분 23초, 20개의 경우 15분 48초, 30개의 경우 15분 4초 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 그러므로 규약배관설계방식으로 유량을 확보할 경우 법규에서 요구하는 자체 소화시간인 20분 동안 규정된 헤드가 방수하는 것이 아니라 매우 부족한 시간동안 방수하여 스프링클러 배관설계 시 소화수량 확보에도 문제가 있음을 알 수 있었다. (2) 또한 점프토출 압력도 두방식으로 설계를 실시하여 계산된 결과를 비교하면, 규약배관 방식으로 설계하여 선정된 압력 보다 수리계산 방식에 의해 산출된 압력이 더 크다는 것을 알 수 있다, 이는 규약배관 방식의 설계가 압력이 부족한 상태로 이루어지고 있음을 말한다. (3) 공사비는 헤드기준개수 10개의 경우 13.54%, 20개의 경우 4.33%(평면적으로 넓은 저층구조), 30개의 경우 23.84%의 절감 비율을 보이고 있다. 자재비를 세분하여 비교한 결과 펌프 및 저수조의 비용은 수리계산 설계방법이 규약배관 설계방식보다 오히려 증가하였고, 이는 상기 (1)항 및 (2)항에서 검토된 유량과 압력이 정상적으로 산정 되면서 저수조 및 펌프용량이 증가한데 원인이 있으며, 공사소요비용 절감요인은 배관 및 이음쇠, 인건비에서 찾을수 있었다. 또한 건축규모가 평면적으로 넓은 저층 형태의 구조보다 고충구조의 건축물이 비용절감이 크게 나타났다.
Up to now, the domestic design of automatic sprinkler system is based on pipe scheduled method with the regard to the only one aspect of sprinkler system. After the revision of Korean Fire Code was published in 2004, hydraulic calculation method in automatic sprinkler system design was able to be ac...
Up to now, the domestic design of automatic sprinkler system is based on pipe scheduled method with the regard to the only one aspect of sprinkler system. After the revision of Korean Fire Code was published in 2004, hydraulic calculation method in automatic sprinkler system design was able to be accepted in actual system design and was based on performance based design. This method allowed the system designers to take advantages of strong water supplies to produce more economical and more effective system. The purpose of this study is to demonstrate that hydraulic calculation method in sprinkler system design was more effective and economical method than pipe schedule calculation method. For this purpose, target building was chosen to compare with two different methods: pipe schedule method and hydraulic method. (1) in case of the prepared flow for fire supperssion (fire flow)and required flow in calculated pipe schedule method, when the fire flow discharged with required flow of hydraulic calculated pipe schedule method, discharge time was 14' 24" for 10 sprinkler heads, 15' 48" for 20 sprinkler heads, 15' 24" for 30 sprinkler heads, Therefore, In case of design and installation of the pipe schedule methods, we knew that the flow had insufficient time to satisfy with the discharge time, 20minute, in the present regulations. (2) hydraulic system demands more discharge pressure of fire pump than that of pipe schedule system, comparing with the results of both methods. That means pipe schedule system has been run short of required discharge pressure. (3) The cost of automatic sprinkler system decreased 13.5% for 10 sprinkler heads, 4.33% for 20 sprinkler heads, and 23.84% for 30 sprinkler heads. The cost of piping, fitting, and labors decreased when hydraulic calculation was used except the cost of pump and water storage tank. Furthermore, the cost-benefit effect was shown, especially in case of the automatic sprinkler design for high-rise building.
Up to now, the domestic design of automatic sprinkler system is based on pipe scheduled method with the regard to the only one aspect of sprinkler system. After the revision of Korean Fire Code was published in 2004, hydraulic calculation method in automatic sprinkler system design was able to be accepted in actual system design and was based on performance based design. This method allowed the system designers to take advantages of strong water supplies to produce more economical and more effective system. The purpose of this study is to demonstrate that hydraulic calculation method in sprinkler system design was more effective and economical method than pipe schedule calculation method. For this purpose, target building was chosen to compare with two different methods: pipe schedule method and hydraulic method. (1) in case of the prepared flow for fire supperssion (fire flow)and required flow in calculated pipe schedule method, when the fire flow discharged with required flow of hydraulic calculated pipe schedule method, discharge time was 14' 24" for 10 sprinkler heads, 15' 48" for 20 sprinkler heads, 15' 24" for 30 sprinkler heads, Therefore, In case of design and installation of the pipe schedule methods, we knew that the flow had insufficient time to satisfy with the discharge time, 20minute, in the present regulations. (2) hydraulic system demands more discharge pressure of fire pump than that of pipe schedule system, comparing with the results of both methods. That means pipe schedule system has been run short of required discharge pressure. (3) The cost of automatic sprinkler system decreased 13.5% for 10 sprinkler heads, 4.33% for 20 sprinkler heads, and 23.84% for 30 sprinkler heads. The cost of piping, fitting, and labors decreased when hydraulic calculation was used except the cost of pump and water storage tank. Furthermore, the cost-benefit effect was shown, especially in case of the automatic sprinkler design for high-rise building.
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