자동식 스프링클러설비는 미국에서 1874년 이후에 사용되기 시작하여 fire protection engineering에 중요한 역할을 해왔다. 화재 방호에서의 스프링클러설비는 화재가 확산되어 인명 피해 및 재산상의 피해가 발생되기 이전, 즉 화재발생초기에 화재의 확산을 방지하기 위한 가장 효과적인 자동식 소화설비로 인식되고 있다. 스프링클러 시스템은 설비의 효용성 및 신뢰성의 향상을 위해 국내․외에 수많은 규정들이 있으며, 최근에는 특정 상황에서 공학적인 지식을 바탕으로 한 성능위주의 설계(Performance Based Design)가 이루어지고 있다. 자동식 스프링클러설비의 주요 구성요소는 수원, 가압송수장치, 경보밸브, 배관, 음향장치, 기동장치, 스프링클러헤드, 전원 및 ...
자동식 스프링클러설비는 미국에서 1874년 이후에 사용되기 시작하여 fire protection engineering에 중요한 역할을 해왔다. 화재 방호에서의 스프링클러설비는 화재가 확산되어 인명 피해 및 재산상의 피해가 발생되기 이전, 즉 화재발생초기에 화재의 확산을 방지하기 위한 가장 효과적인 자동식 소화설비로 인식되고 있다. 스프링클러 시스템은 설비의 효용성 및 신뢰성의 향상을 위해 국내․외에 수많은 규정들이 있으며, 최근에는 특정 상황에서 공학적인 지식을 바탕으로 한 성능위주의 설계(Performance Based Design)가 이루어지고 있다. 자동식 스프링클러설비의 주요 구성요소는 수원, 가압송수장치, 경보밸브, 배관, 음향장치, 기동장치, 스프링클러헤드, 전원 및 제어반 등으로 구성되어 있으며 계통도는 그림 6과 같다. 본 논문에서는 스프링클러의 효용성과 신뢰성에 직결되는 스프링클러 헤드의 작동불량을 중심으로 검토하고 도출된 문제점에 대한 대응방안을 제시하고자 한다.
신뢰성(reliability)의 일반적인 정의는 시스템 또는 구성요소가 설계도에 의한 그 기능을 적절히 하는지에 대한 가능성의 평가이다. 신뢰성에는 전체적으로 작동신뢰성과 성능신뢰성의 두 가지 구성요소로 나누는 것이 통설이다. 작동신뢰성은 시스템 또는 구성요소가 작동이 요구될 때 의도한대로 작동할 것이라는 가능성의 척도로 시스템 유형, 시스템성능에 대한 시험 및 유지관리에 의하여 직접적으로 영향을 받는다. 성능신뢰성은 시스템에 대한 적정성의 척도로 일단 작동하면 의도한 성능을 성공적으로 작동을 수행한다. 스프링클러 시스템의 경우, 작동신뢰성은 시스템 구성요소의 시스템에 대한 작동 및 부작동을 설명하고, 성능신뢰성은 발생된 화재 현상에서 만족할만하게 성능을 수행하는 시스템의 수행능력(capability)을 다룬다. 자동식 스프링클러설비의 신뢰성 평가는 화재사건에 대한 시스템의 작동신뢰성 및 성능신뢰성 모두를 포함한다고 할 수 있다.
본 논문은 스프링클러헤드의 경년변화 시험결과와 국내 A호텔의 작동시험결과를 토대로 하여 작성되었고, 국내 기술기준인 NFSC 103(스프링클러설비의 화재안전기준), NFSC 103A(간이스프링클러설비의 화재안전기준), NFSC 103B(화재조기진압용 스프링클러설비의 화재안전기준)와 선진 외국기준인 NFPA 13 CODE를 비교․분석 검토하여 그 문제점과 개선 안을 제시하고자 하였고 성능의 신뢰성 보다 작동의 신뢰성에 역점을 두었다. 논문의 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 화재안전기준인 NFSC (103, 103A, 103B)는 외국기준인 NFPA 13과 비교하여 국내 기준보다 효율적인 부분이 있다면 화재안전기준에 적용할 필요가 있다.
2. 가지배관(Branch Lines)에 설비 노후로 인한 부스러기, 녹이나 이물질 투입으로 인한 방수량 부족 현상 등을 예방하기 위하여 배관의 세정 시험(Flushing Test)을 제시 또는 규정하여야 한다.
3. 형식승인 및 검정기술기준에 합격을 받은 스프링클러헤드일지라도 설치된 환경의 여건이나 유지관리의 결과에 따라 헤드의 물마개 부분이 미탈락 되는(Lodgement) 현상이 나타날 수 있으므로 일정 기간이 경과된 헤드는 시험검사를 할 필요가 있다.
4. 원형 스프링클러헤드의 경우에는 두개로 나누어져 있는 감열체 부분이 동시에 작동하지 못하고 감열체의 일부분만 탈락되어 물이 조금씩 누수 되는 현상(Cold Soldering)으로 인해서 감열체 전체가 탈락하지 못하는 작동불능인 경우가 있으므로 헤드의 외관 점검에서 불량이 나타나는 경우에는 지체 없이 교체하도록 유지관리 매뉴얼에 삽입할 필요가 있다.
주요어 : Reliability, Lodgement, Cold Soldering, Flushing Test
자동식 스프링클러설비는 미국에서 1874년 이후에 사용되기 시작하여 fire protection engineering에 중요한 역할을 해왔다. 화재 방호에서의 스프링클러설비는 화재가 확산되어 인명 피해 및 재산상의 피해가 발생되기 이전, 즉 화재발생초기에 화재의 확산을 방지하기 위한 가장 효과적인 자동식 소화설비로 인식되고 있다. 스프링클러 시스템은 설비의 효용성 및 신뢰성의 향상을 위해 국내․외에 수많은 규정들이 있으며, 최근에는 특정 상황에서 공학적인 지식을 바탕으로 한 성능위주의 설계(Performance Based Design)가 이루어지고 있다. 자동식 스프링클러설비의 주요 구성요소는 수원, 가압송수장치, 경보밸브, 배관, 음향장치, 기동장치, 스프링클러헤드, 전원 및 제어반 등으로 구성되어 있으며 계통도는 그림 6과 같다. 본 논문에서는 스프링클러의 효용성과 신뢰성에 직결되는 스프링클러 헤드의 작동불량을 중심으로 검토하고 도출된 문제점에 대한 대응방안을 제시하고자 한다.
신뢰성(reliability)의 일반적인 정의는 시스템 또는 구성요소가 설계도에 의한 그 기능을 적절히 하는지에 대한 가능성의 평가이다. 신뢰성에는 전체적으로 작동신뢰성과 성능신뢰성의 두 가지 구성요소로 나누는 것이 통설이다. 작동신뢰성은 시스템 또는 구성요소가 작동이 요구될 때 의도한대로 작동할 것이라는 가능성의 척도로 시스템 유형, 시스템성능에 대한 시험 및 유지관리에 의하여 직접적으로 영향을 받는다. 성능신뢰성은 시스템에 대한 적정성의 척도로 일단 작동하면 의도한 성능을 성공적으로 작동을 수행한다. 스프링클러 시스템의 경우, 작동신뢰성은 시스템 구성요소의 시스템에 대한 작동 및 부작동을 설명하고, 성능신뢰성은 발생된 화재 현상에서 만족할만하게 성능을 수행하는 시스템의 수행능력(capability)을 다룬다. 자동식 스프링클러설비의 신뢰성 평가는 화재사건에 대한 시스템의 작동신뢰성 및 성능신뢰성 모두를 포함한다고 할 수 있다.
본 논문은 스프링클러헤드의 경년변화 시험결과와 국내 A호텔의 작동시험결과를 토대로 하여 작성되었고, 국내 기술기준인 NFSC 103(스프링클러설비의 화재안전기준), NFSC 103A(간이스프링클러설비의 화재안전기준), NFSC 103B(화재조기진압용 스프링클러설비의 화재안전기준)와 선진 외국기준인 NFPA 13 CODE를 비교․분석 검토하여 그 문제점과 개선 안을 제시하고자 하였고 성능의 신뢰성 보다 작동의 신뢰성에 역점을 두었다. 논문의 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 화재안전기준인 NFSC (103, 103A, 103B)는 외국기준인 NFPA 13과 비교하여 국내 기준보다 효율적인 부분이 있다면 화재안전기준에 적용할 필요가 있다.
2. 가지배관(Branch Lines)에 설비 노후로 인한 부스러기, 녹이나 이물질 투입으로 인한 방수량 부족 현상 등을 예방하기 위하여 배관의 세정 시험(Flushing Test)을 제시 또는 규정하여야 한다.
3. 형식승인 및 검정기술기준에 합격을 받은 스프링클러헤드일지라도 설치된 환경의 여건이나 유지관리의 결과에 따라 헤드의 물마개 부분이 미탈락 되는(Lodgement) 현상이 나타날 수 있으므로 일정 기간이 경과된 헤드는 시험검사를 할 필요가 있다.
4. 원형 스프링클러헤드의 경우에는 두개로 나누어져 있는 감열체 부분이 동시에 작동하지 못하고 감열체의 일부분만 탈락되어 물이 조금씩 누수 되는 현상(Cold Soldering)으로 인해서 감열체 전체가 탈락하지 못하는 작동불능인 경우가 있으므로 헤드의 외관 점검에서 불량이 나타나는 경우에는 지체 없이 교체하도록 유지관리 매뉴얼에 삽입할 필요가 있다.
주요어 : Reliability, Lodgement, Cold Soldering, Flushing Test
ABSTRACT
A Study for Malfunctioning of Sprinkler in Automatic Sprinkler Systems
By Young Ha, Kim
(Graduate School of Urban Sciences, University of Seoul)
Automatic Sprinkler Systems have been used since 1874 in United States, and played major role in fire protection engineering. Sprinkler system...
ABSTRACT
A Study for Malfunctioning of Sprinkler in Automatic Sprinkler Systems
By Young Ha, Kim
(Graduate School of Urban Sciences, University of Seoul)
Automatic Sprinkler Systems have been used since 1874 in United States, and played major role in fire protection engineering. Sprinkler systems are recognized as most effective automatic fire fighting system to prevent flame spread at the early stage when fire has not cause any significant damage in life and property yet. There are numerous provisions for effectiveness and reliability of sprinkler systems, and recently Performance Based Design(PBD) has been used based on engineering expertise for a specific circumstances. Automatic Sprinkler Systems are composed of water source, pressurized water supply system, alarm valve, pipe system, voice alarm, starting system, sprinkler, power and control system as specified at figure 6. In this study sprinkler malfunctioning which is linked directly with effectiveness and reliability of sprinkler systems will be researched and countermeasure will be presented.
Reliability is generally defined as a possibility of a systems or a component providing designed performances. Reliability can be subdivided as operational reliability and performance reliability. Operational reliability is a measure of a system or a component in their capability to operate as intended. Operational reliability is directly connected with test and maintenance on system performance. Performance reliability is a measure of adequacy of system performance which would successfully achieve their designed actions. In sprinkler systems, operational reliability addresses availability of system component, while performance reliability addresses a capability of satisfactory performance at a specific fire exposure. Assessment of reliability for automatic sprinkler system includes both operational reliability and performance reliability.
This article is based on a test of sprinkler with time elapse and sprinkler operation test conducted in a domestic hotel. Also a comparative analysis on domestic standard of NFSC 103(sprinkler standard), NFSC 103A(simplified sprinkler standard), NFSC 103B(early suppression sprinkler standard) and advanced standard of NFPA 13 was conducted to present their problems and reform measures. In this study operational reliability is emphasized more than performance reliability. A summary of this study is as follows:
1. Domestic standards of NFSC(103, 103A, 103B) have to be revised if any improvement can be made through a comparison with NFPA 13.
2. Flushing test before use should be suggested or prescribed to remove residues and rust after use at least for branch lines to prevent system deterioration or foreign materials which causes insufficient discharge.
3. A sprinkler with a type approval and certification could experience lodgement in regards of surrounding conditions and maintenance, therefore a sprinkler installed prior to certain amount of time shall be tested and inspected.
4. Round type sprinkler could experience a cold soldering by desertion of one of two thermal elements which leads to malfunctioning of the other thermal element. Therefore maintenance manual should have a provision of immediate replacement of sprinkler if it is found to have a failure within a visual inspection.
Keywords : Reliability, Lodgement, Cold Soldering, Flushing Test
ABSTRACT
A Study for Malfunctioning of Sprinkler in Automatic Sprinkler Systems
By Young Ha, Kim
(Graduate School of Urban Sciences, University of Seoul)
Automatic Sprinkler Systems have been used since 1874 in United States, and played major role in fire protection engineering. Sprinkler systems are recognized as most effective automatic fire fighting system to prevent flame spread at the early stage when fire has not cause any significant damage in life and property yet. There are numerous provisions for effectiveness and reliability of sprinkler systems, and recently Performance Based Design(PBD) has been used based on engineering expertise for a specific circumstances. Automatic Sprinkler Systems are composed of water source, pressurized water supply system, alarm valve, pipe system, voice alarm, starting system, sprinkler, power and control system as specified at figure 6. In this study sprinkler malfunctioning which is linked directly with effectiveness and reliability of sprinkler systems will be researched and countermeasure will be presented.
Reliability is generally defined as a possibility of a systems or a component providing designed performances. Reliability can be subdivided as operational reliability and performance reliability. Operational reliability is a measure of a system or a component in their capability to operate as intended. Operational reliability is directly connected with test and maintenance on system performance. Performance reliability is a measure of adequacy of system performance which would successfully achieve their designed actions. In sprinkler systems, operational reliability addresses availability of system component, while performance reliability addresses a capability of satisfactory performance at a specific fire exposure. Assessment of reliability for automatic sprinkler system includes both operational reliability and performance reliability.
This article is based on a test of sprinkler with time elapse and sprinkler operation test conducted in a domestic hotel. Also a comparative analysis on domestic standard of NFSC 103(sprinkler standard), NFSC 103A(simplified sprinkler standard), NFSC 103B(early suppression sprinkler standard) and advanced standard of NFPA 13 was conducted to present their problems and reform measures. In this study operational reliability is emphasized more than performance reliability. A summary of this study is as follows:
1. Domestic standards of NFSC(103, 103A, 103B) have to be revised if any improvement can be made through a comparison with NFPA 13.
2. Flushing test before use should be suggested or prescribed to remove residues and rust after use at least for branch lines to prevent system deterioration or foreign materials which causes insufficient discharge.
3. A sprinkler with a type approval and certification could experience lodgement in regards of surrounding conditions and maintenance, therefore a sprinkler installed prior to certain amount of time shall be tested and inspected.
4. Round type sprinkler could experience a cold soldering by desertion of one of two thermal elements which leads to malfunctioning of the other thermal element. Therefore maintenance manual should have a provision of immediate replacement of sprinkler if it is found to have a failure within a visual inspection.
Keywords : Reliability, Lodgement, Cold Soldering, Flushing Test
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