소방차에 설치되는 소방펌프에 대한 방수성능 기준이 현장에서 운용하고 있는 실태와 상이한 부분이 있고, 기준이 명확하게 규정되어 있지 않아 소방공무원이 화재현장에서 소방펌프의 사용시간, 최대사용압력, 사용 호스 직경 등 사용 실태를 분석하고, 그 결과를 토대로 소방펌프에 대한 압력별, 호스 직경별 수량별로 다양하게 성능시험을 실시하였다. 현장조사 결과, 소방자동차용 소방펌프의 성능에 관한 인정기준에서 규정하고 있는 규격방수압력(0.85MPa)과 고압방수압력(1.4 MPa)보다 현장에서는 더 높은 압력을 사용하고 있는 것으로 조사되었다. 또한, 펌프의 성능시험 결과는 방수량 및 방수압력 등이 호스의 직경, 관창에 따라 현재 규정하고 있는 인정기준과 매우 상이하게 측정되었으며, 본 연구 결과로 새로운 규격을 제안한다.
소방차에 설치되는 소방펌프에 대한 방수성능 기준이 현장에서 운용하고 있는 실태와 상이한 부분이 있고, 기준이 명확하게 규정되어 있지 않아 소방공무원이 화재현장에서 소방펌프의 사용시간, 최대사용압력, 사용 호스 직경 등 사용 실태를 분석하고, 그 결과를 토대로 소방펌프에 대한 압력별, 호스 직경별 수량별로 다양하게 성능시험을 실시하였다. 현장조사 결과, 소방자동차용 소방펌프의 성능에 관한 인정기준에서 규정하고 있는 규격방수압력(0.85MPa)과 고압방수압력(1.4 MPa)보다 현장에서는 더 높은 압력을 사용하고 있는 것으로 조사되었다. 또한, 펌프의 성능시험 결과는 방수량 및 방수압력 등이 호스의 직경, 관창에 따라 현재 규정하고 있는 인정기준과 매우 상이하게 측정되었으며, 본 연구 결과로 새로운 규격을 제안한다.
This paper analyzed firefighting officers' use situations such as the use time, maximum working pressure, hose diameter, etc. of fire pumps at fire sites and carried out various performance tests by pressures, hose diameters and quantities of fire pumps based on its results because the waterproof pe...
This paper analyzed firefighting officers' use situations such as the use time, maximum working pressure, hose diameter, etc. of fire pumps at fire sites and carried out various performance tests by pressures, hose diameters and quantities of fire pumps based on its results because the waterproof performance criterion for a fire pump installed in a fire engine is different from the operation situations at the site and is not clearly prescribed. As a result of site survey, the site uses a higher pressure than the standard water discharge pressure (0.85 MPa) or the high-pressure water discharge pressure (1.4 MPa) prescribed by the approval Standard of the fire pump performance on fire truck. In addition, as a result of pump performance test, the discharged water flow rate, water discharge pressure, etc. was measured to be very different from the currently prescribed the approval standard depending on the hose diameter and firefighting nozzle, so the result of this study proposes a new standard.
This paper analyzed firefighting officers' use situations such as the use time, maximum working pressure, hose diameter, etc. of fire pumps at fire sites and carried out various performance tests by pressures, hose diameters and quantities of fire pumps based on its results because the waterproof performance criterion for a fire pump installed in a fire engine is different from the operation situations at the site and is not clearly prescribed. As a result of site survey, the site uses a higher pressure than the standard water discharge pressure (0.85 MPa) or the high-pressure water discharge pressure (1.4 MPa) prescribed by the approval Standard of the fire pump performance on fire truck. In addition, as a result of pump performance test, the discharged water flow rate, water discharge pressure, etc. was measured to be very different from the currently prescribed the approval standard depending on the hose diameter and firefighting nozzle, so the result of this study proposes a new standard.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 화재진압활동 현장에서 소방펌프의 방수성능에 영향을 미치는 인자와 운용 현황을 파악하여 소방차에 설치되는 펌프의 방수성능 기준을 실증적인 연구를 통하여 재정립하고자 한다.
제안 방법
관창은 피스톨관창을 사용하였고 직·분사 조절에 따라 방수압력이 달라지므로 초기 화재에서 가장 많이 사용하는 봉상 주수를 기준으로 일정하게 측정하였다.
화재현장의 다양성 때문에 호스 사용수량이 규정되어 있지는 않지만, 소방서에서는 소방펌프차에 3~5벌을 화재 현장에서 즉시 사용할 수 있도록 차량 방수구에 연결해놓고 있다. 그리고 산불화재 또는 소방차량이 진입이 불가능한 경우를 대비하여 소방호스를 10벌 이상 연결하여 사용하는 경우도 있으므로 호스를 3~10벌을 연결하여 수량별 기준 방수압력으로 방수하는 것을 측정하였다. 측정한 결과를 Table 4에 나타내었다.
소방펌프차의 압력은 차량 조작판넬에 설치된 자체 압력계로 측정하였고, 방수구에는 압력 측정게이지를 설치하여 압력을 측정하였다. 그리고 실제 화재현장에서는 소방펌프차량 조작원이 관창수가 방수중일 때 방수압력을 조정하기 때문에 본 시험에서는 소방펌프차에서 방수를 하지 않는 상태에서 기준압력으로 조정하는 정압(Static pressure)과 그 상태에서 방수할 때의 압력인 동압(Dynamic pressure)을 구분하여 측정하였다.
소방호스 길이가 길어짐에 따라 방수압력도 높아지고 사용하는 소방호스의 직경이 커짐에 따라 방수압력은 낮게 한다. 그리고 인정기준의 방수성능 기준을 보면 방수압력, 방수량 그리고 방수시간을 기준하였다. 그래서 소방펌프 성능에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해 경기도내 161개 119안전센터에 배치된 소방펌프차의 운용 현황을 다음과 같이 현장조사하였다.
소방서에서 사용하는 65, 40 mm 관창 및 호스로 각각의 동일조건에서 다음의 2가지를 기준으로 방수압력 및 방수량을 측정하였다.
소방펌프 동작시간 산정방법은 화재를 신고받고 출동한 경우, 화재현장 도착시간부터 화재를 진압하고 소방서로 귀소할 때까지 소요된 시간에서 귀소하는데 걸린 시간(출동소요시간)을 제외한 시간을 산정한 것으로, 화재 현장에 소방차량이 출동을 하면 선착하는 소방펌프차는 기본적으로 소방펌프를 동작시켜 화재진압을 시작하기 때문에 화재현장에서 소방펌프를 동작하는 시간으로 추정하였다. 자체 진화된 화재는 소방펌프를 사용해서 화재를 진압한 사항이 아니고, 출동소요시간보다 화재진압시간이 짧은 화재는 펌프 동작시간의 산정이 곤란하고 매우 짧은 시간이므로 소방펌프 동작시간 산출건수에서 제외하였다.
소방펌프 성능에 영향을 미치는 인자를 조건별로 적용하여 경기도 소방재난본부와 경기도소방학교의 협조를 받아 소방펌프의 성능시험을 하였다.
소방펌프차의 압력은 차량 조작판넬에 설치된 자체 압력계로 측정하였고, 방수구에는 압력 측정게이지를 설치하여 압력을 측정하였다. 그리고 실제 화재현장에서는 소방펌프차량 조작원이 관창수가 방수중일 때 방수압력을 조정하기 때문에 본 시험에서는 소방펌프차에서 방수를 하지 않는 상태에서 기준압력으로 조정하는 정압(Static pressure)과 그 상태에서 방수할 때의 압력인 동압(Dynamic pressure)을 구분하여 측정하였다.
소방펌프차의 운용현황을 조사한 자료를 바탕으로 소방차에 설치된 펌프에 대한 성능시험을 수행하여 도출된 결과는 다음과 같다.
첫째는 소방펌프차에 소방호스를 연결하지 않고 방수구에 관창만 연결한 상태, 둘째는 화재현장에서 주로 사용하는 소방호스의 수량과 압력을 기준으로 현장 여건과 유사한 상태에서의 방수성능을 시험하였다.
대상 데이터
그리고 인정기준의 방수성능 기준을 보면 방수압력, 방수량 그리고 방수시간을 기준하였다. 그래서 소방펌프 성능에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해 경기도내 161개 119안전센터에 배치된 소방펌프차의 운용 현황을 다음과 같이 현장조사하였다.
시험에 사용한 차량은 경기도소방학교에서 교육용으로 사용하는 차량 2대를 사용했으며, 차종은 H자동차 메가트럭(5 ton) 차량이며 연식은 각각 2008년식과 2010년식을 사용하였다.
압력 측정게이지는 소방호스의 동압을 측정하기 위해 피토게이지를 소방호스 연결금속구(커플링)에 장착되도록 본 연구를 위해 Figure 5와 같이 지그(Jig)를 직접 제작한 제품을 사용하였다.
여기에 항공기 및 소방정 9종 39대를 포함한 50종 7,664대의 각종 차량, 항공기, 소방정 등을 전국 192개 소방서 1,146개의 센터·구조대에서 보유하고 있다.
성능/효과
2) 화재출동시 호스를 추가로 연결하지 않고 화재진압을 하는 경우 소방펌프차에서 0.5~0.7 MPa의 방수압력을 사용하여 초기화재를 진압하는 가장 일반적인 방식이고, 호스를 추가로 전개하여 0.9 MPa 이상을 사용하여 화재를 진압한 경험이 있는 조작원이 무려 93.8 %나 된다.
3) 인정기준의 펌프성능 규격의 Table 1에서 정의하고 있는 고압방수압력은 1.4 MPa로 이것을 초과하여 사용한 경험이 있는 조작원이 45명, 27.9 %나 되고 이 중 2 MPa 를 넘게 사용한 조작원도 4명, 2.5 %나 있다.
4) 또한, Table 1에서 정의하고 있는 규격방수압력은 0.85 MPa로 정의하고 있는데 소방공무원이 화재현장에서 소방호스를 추가로 전개하여 사용하는 방수 압력의 93.8 %가 규격방수압력을 초과한다.
소방차에 설치된 펌프에 대하여 다양한 방법으로 성능 시험한 결과, 방수구에 설치되는 호스의 구경에 따라 방수량은 방수압력별로 차이는 있으나, Figure 9의 방수압력별 방수량과 Figure 10의 방수압력별 방수시간을 비교해보면 동일 압력에서 40 mm 관창 방수량은 65 mm 관창 방수량의 58~68 % 수준이고 압력별 평균 방수량은 65 mm 관창 방수량의 64 %로 나타났다.
소방펌프차 압력별 방수량 측정시험을 하면서 소방펌프차의 정압과 그 정압으로 방수하는 동압을 측정한 결과, Table 3에 나타낸 바와 같이 소방펌프차량의 방수구까지의 압력변화량이 최소 4.0 %에서 최대 10 %까지 발생하며 평균 정압의 손실율은 7.3 %이다.
소방펌프차 중에서 화재시 항상 출동하는 차량 161대 481개의 적재함에 기본적으로 적재하여 사용하는 호스의 크기를 조사한 결과, Figure 1에 나타낸 바와 같이 40 mm 호스가 94.8 %에 해당하는 456개 적재함에 적재되어 있으며 1.5 %인 7개의 적재함에 2종류의 호스를 혼용하여 적재하였고, 나머지 3.7 %인 18개의 적재함에 65 mm 호스만 적재하고 있다.
후속연구
1. 소방공무원이 화재현장에서 사용하는 펌프의 압력을 조사한 바, 인정기준에서 정하는 ‘규격방수압력’, ‘고압방수압력’에 대한 선정기준이 없고 정해진 압력이 조사한 자료와 크게 상이한 것으로 나타났기 때문에 펌프의 사용압력에 대한 자료 수집과 분석을 통하여 기준의 재정립이 요구된다.
4. 펌프 제작사양에 펌프의 압력과 관창의 직경에 따른 방수량을 측정한 성능곡선 자료를 포함하도록 하여 화재 현장에서 수원을 보급하고 조절하는데 활용되도록 하여야 한다.
참고문헌 (11)
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