본 연구에서는 화재현장에서 사용하는 소방호스에 대하여 사용압력과 방수량 변화에 따른 마찰손실을 실측하였다. 소방호스의 종류, 수량, 사용압력 등 소방호스의 사용 실태를 분석하여 그 결과를 토대로 실측한 결과 화재현장에서 소방공무원이 사용하는 조건에서 소방호스의 마찰손실은 무려 56.8%까지 측정되었다. 옥내 외 소화전설비에서 펌프양정 계산시 사용하는 소방호스의 등가 길이와도 많은 차이가 난다. 관련규정조차 마찰손실에 대한 제한 규정이 없고, 소방호스를 생산하는 업체에서도 마찰손실을 측정한 자료가 없으며, 화재현장에서는 마찰손실을 고려하지 않고 소방호스를 전개함으로써 호스의 사용량이 많아지고 소방펌프차에서 고압으로 방수하게 되는 원인이 되므로 본 연구를 통하여 소방호스 마찰손실에 대한 등가길이 기준을 정립하고 화재현장에서 소방호스의 마찰손실을 고려한 전개 방법을 제안하고자 한다.
본 연구에서는 화재현장에서 사용하는 소방호스에 대하여 사용압력과 방수량 변화에 따른 마찰손실을 실측하였다. 소방호스의 종류, 수량, 사용압력 등 소방호스의 사용 실태를 분석하여 그 결과를 토대로 실측한 결과 화재현장에서 소방공무원이 사용하는 조건에서 소방호스의 마찰손실은 무려 56.8%까지 측정되었다. 옥내 외 소화전설비에서 펌프양정 계산시 사용하는 소방호스의 등가 길이와도 많은 차이가 난다. 관련규정조차 마찰손실에 대한 제한 규정이 없고, 소방호스를 생산하는 업체에서도 마찰손실을 측정한 자료가 없으며, 화재현장에서는 마찰손실을 고려하지 않고 소방호스를 전개함으로써 호스의 사용량이 많아지고 소방펌프차에서 고압으로 방수하게 되는 원인이 되므로 본 연구를 통하여 소방호스 마찰손실에 대한 등가길이 기준을 정립하고 화재현장에서 소방호스의 마찰손실을 고려한 전개 방법을 제안하고자 한다.
It was described the measured friction loss depending on pressure used and changes in water flow rates for a fire hose used at a fire scene on this study. As a result of actual measurement based on the result obtained by analyzing the use situation of a fire hose such as the kind, quantity, pressure...
It was described the measured friction loss depending on pressure used and changes in water flow rates for a fire hose used at a fire scene on this study. As a result of actual measurement based on the result obtained by analyzing the use situation of a fire hose such as the kind, quantity, pressure used, etc. of a fire hose, the friction loss in a fire hose under the condition of using by a fire officer at a fire scene was measured as up to 56.8 %. This is much different from the equivalent length of a fire hose used to calculate the pump head in an indoor and outdoor fire-fighting facility. There is no related restrictive regulation on friction loss, there are even no data on friction loss measured by fire hose makers, and spreading a fire hose without considering friction loss at a fire scene can result in an increased length of hose used and a high-pressure water discharge from a fire engine, so this study aims to establish a standard for an equivalent length to friction loss in a fire hose and to propose a spreading method considering friction loss in a fire hose at a fire scene.
It was described the measured friction loss depending on pressure used and changes in water flow rates for a fire hose used at a fire scene on this study. As a result of actual measurement based on the result obtained by analyzing the use situation of a fire hose such as the kind, quantity, pressure used, etc. of a fire hose, the friction loss in a fire hose under the condition of using by a fire officer at a fire scene was measured as up to 56.8 %. This is much different from the equivalent length of a fire hose used to calculate the pump head in an indoor and outdoor fire-fighting facility. There is no related restrictive regulation on friction loss, there are even no data on friction loss measured by fire hose makers, and spreading a fire hose without considering friction loss at a fire scene can result in an increased length of hose used and a high-pressure water discharge from a fire engine, so this study aims to establish a standard for an equivalent length to friction loss in a fire hose and to propose a spreading method considering friction loss in a fire hose at a fire scene.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 화재진압 현장과 유사한 조건으로 방수압, 호스의 길이 및 크기 등에 따른 마찰손실을 실제로 측정하고 분석하여 소방펌프차의 불필요한 고압사용을 줄여 적정한 압력을 사용할 수 있는 방안 및 재난현장표준작전절차(SOP)에 반영할 수 있는 소방호스의 전개방법을 연구하고자 한다.
제안 방법
40 mm 소방호스 10벌을 연결하여 펌프의 압력을 2.0 MPa로 방수를 해도 선단방수압력이 0.7 MPa까지 올라가지 않아 소방펌프차를 보호하기 위하여 더 이상 소방펌프차의 펌프 압력을 높여 시험을 하지 않고 40 mm 호스는 수량을 5벌까지만 시험하였다.
Y카플링을 이용하여 65, 40 mm 호스를 각각 3벌과 7벌, 5벌과 5벌, 7벌과 3벌 등 총 10벌의 소방호스를 3가지의 연결방식으로 연결하여 다음과 같은 조건에서 측정을 하였다.
Y카플링을 이용하여 65, 40 mm 호스의 수량을 각각 3벌과 7벌, 각각 5벌, 7벌과 3벌 등 총 10벌을 3가지의 연결방식으로 Y카플링에 연결된 40 mm 관창 1개만 개방하는 조건에서 관창에 기재된 100 psi(0.7 MPa, 130 GPM) 압력으로 방수하는 조건에서 계산하면 다음과 같다.
둘째, 65 mm 호스 3벌과 40 mm 호스 7벌을 연결하여 펌프방수압력이 2.0 MPa로 방수를 해도 선단방수압력이 0.7 MPa까지 올라가지 않아 선단방수압력을 기준하지 않고 펌프방수압력 1.5 MPa을 기준으로 선단방수압력을 측정하여 마찰손실을 실측하였다.
둘째, 압력의 측정은 소방펌프차에 설치된 펌프압력계와 방수구, 관창에 소방호스의 전압을 측정하기 위하여 피토 게이지를 소방호스 연결금속구(커플링)에 장착하여 Figure 6과 같이 지그(Jig)를 직접 제작한 제품을 사용하였다.
소방펌프차 65 mm 방수구에 65 mm 호스를 3벌, 5벌, 10벌을 순차적으로 연결하여 40 mm 호스 측정과 동일한 방법으로 시험하였으며, 40 mm 호스보다 마찰손실률이 작아 10벌을 연결하여 측정하여도 펌프 압력이 2.0 MPa을 넘지 않아 10벌까지 측정할 수 있었다.
첫째, 관창에 기재된 100 psi(0.7 MPa)의 선단방수압력으로 나오도록 소방펌프차에서 압력을 기준압력으로 설정하여 측정하였다.
대상 데이터
셋째, 시험에 사용하는 차량은 경기도소방학교에서 소방공무원 교육용으로 사용하는 H자동차(5 Tons) 2010년식을 사용하였다.
성능/효과
1. 소방호스의 마찰손실이 사용압력과 호스의 수량에 따라 다르지만 화재현장에서 소방공무원이 일반적으로 사용하는 조건에서 소방호스의 마찰손실을 실측한 결과 무려 56.8 %까지 측정되었다. 마찰손실률이 높아지면 소방자동차용 소방펌프의 성능에 관한 인정기준에서 규정한 규격 방수압력인 0.
2. 소방호스의 형식승인 기준에는 소방호스의 재료, 중량, 마모성, 내압 등의 규정은 있으나 마찰 손실률에 대한 규정이 정해져 있지 않다. 그러므로 소방공무원이 일반적으로 사용하는 압력과 방수량을 기준으로 적정한 마찰손실률을 규정하여야 한다.
3. 소방호스의 전개방법에 따라 현재 사용하고 있는 소방호스로 마찰손실률이 39.8 %까지 감소될 수 있으며, 현장에서 사용하는 소방호스의 수량도 35 %까지 감소된다. 특히, Y카플링을 이용한 소방호스의 전개방법은 주택밀집역의 화재나 산불화재 등 소방펌프차가 화재지점까지 진입이 불가능하여 다수의 소방호스를 전개할 경우 마찰손실이 낮은 전개방법임을 알 수 있었다.
4. 본 연구 결과 현재 소방설계에 사용되고 있는 소방호스의 직관 등가길이는 근거와 실측한 자료를 찾을 수 없었다. 실증 데이터 없이 근거가 불명확한 자료를 소방시설의 설계에 적용하는 것은 급변하는 화재현장에 능동적이고 효율적으로 대처하지 못하는 원인이 됨을 재확인했다.
8 %까지 측정되었다. 마찰손실률이 높아지면 소방자동차용 소방펌프의 성능에 관한 인정기준에서 규정한 규격 방수압력인 0.85 MPa을 초과하여 고압으로 방수하게 되는 원인이 됨을 확인하였다.
소방펌프차의 방수구에 65 mm 호스를 일정수량 연결 후 Y카플링을 통하여 40 mm 호스를 연결하여 마찰손실률을 산출한 결과 65 mm 호스의 수량이 많아질수록 마찰손실률이 낮아지는걸 알 수 있다.
소방호스 크기에 대한 각각의 단점을 상호보완하여 사용할 수 있는 것은 Y카플링을 이용하는 방법이다. 소방호스 10벌을 연결하여 사용할 경우 마찰손실률은 73.8 %에서 34.0 %(65 mm 호스 7벌, 40 mm 호스 3벌 기준)로 40 mm 호스만 사용하는 경우에 비해 39.8 %가 낮아지고 관창이 2개가 필요 할 경우에는 40 mm 호스가 20벌이 필요하지만 Y카플링을 연결하게 되면 Y카플링 방수구에 3벌만 추가로 연결하여 사용하면 되므로 13벌이 필요하여 사용하는 소방호스도 35 %나 감소된다.
소방호스의 크기별 마찰손실률은 이론적으로 계산된 값에서 40, 65 mm 호스를 각 10벌 연결하여 선단방수압력이 관창에 기재된 압력인 0.7 MPa로 방수할 경우 마찰손실률은 40 mm 호스는 66.7 %이고 65 mm 호스는 27.8 %이다. 마찰손실률만 보면 65 mm 호스를 사용하는 것이 효율적이겠지만 Figure 1에 나타낸 바와 같이 화재진압대원이 현장에서 가장 우선 사용하는 소방호스는 40 mm이다.
본 연구 결과 현재 소방설계에 사용되고 있는 소방호스의 직관 등가길이는 근거와 실측한 자료를 찾을 수 없었다. 실증 데이터 없이 근거가 불명확한 자료를 소방시설의 설계에 적용하는 것은 급변하는 화재현장에 능동적이고 효율적으로 대처하지 못하는 원인이 됨을 재확인했다.
8 %까지 감소될 수 있으며, 현장에서 사용하는 소방호스의 수량도 35 %까지 감소된다. 특히, Y카플링을 이용한 소방호스의 전개방법은 주택밀집역의 화재나 산불화재 등 소방펌프차가 화재지점까지 진입이 불가능하여 다수의 소방호스를 전개할 경우 마찰손실이 낮은 전개방법임을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
소방호스의 마찰손실률을 계산하는 이유는?
옥내 외 소화전설비에서 펌프양정 계산시 사용하는 소방호스의 등가 길이와도 많은 차이가 난다. 관련규정조차 마찰손실에 대한 제한 규정이 없고, 소방호스를 생산하는 업체에서도 마찰손실을 측정한 자료가 없으며, 화재현장에서는 마찰손실을 고려하지 않고 소방호스를 전개함으로써 호스의 사용량이 많아지고 소방펌프차에서 고압으로 방수하게 되는 원인이 되므로 본 연구를 통하여 소방호스 마찰손실에 대한 등가길이 기준을 정립하고 화재현장에서 소방호스의 마찰손실을 고려한 전개 방법을 제안하고자 한다.
참고문헌 (17)
S. H. Min and Y. J. Kwon, "An Empirical Study on Standard Re-establishment of Water Discharge Performance for the Fire Engine Pump", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 5, pp. 85-91 (2012).
S. H. Min, Y. J. Kwon and J. D. Park, "An Empirical Study on Relay Pumping Method for the High Pressure of Fire Engine Pump", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 27, No. 1, pp. 52-59 (2013).
S. H. Min, Y. J. Kwon, J. D. Park, J. C. Sa, J. M. Lee and S. B. Im, "A Study on the Improvement Method of Fire Hose Unfolding by Y-Coupling" Proceedings of 2012 fall Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 251-254 (2012).
S. H. Min and J. M. Lee, "A Study on the Evacuation Risk of Simultaneous Fires from Exterior", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 2, pp. 90-96 (2012).
Notification No. 2012-54 of the NEMA, "The Type Approval of Fire Hoes and Product Inspection of Technical Standard ", NEMA, (2012).
No. 105 of The KFI, "The Approval Standard of Fire Pump Performance for Fire Truck" (2012.2.3).
Notification No. 2011-68 of the NEMA, "Performancebased Methods and Standards of Fire Safety Design", NEMA (2011).
S. H. Min, Y. J. Bae and Y. H. Nam, "A Proposal about the Vertical Fire Suppression Methods of High-rise Buildings", Proceedings of 2012 Spring Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 163-166 (2012).
S. H. Min and J. M. Lee, "A Study on the Evacuation Risk of Simultaneous Fires from Exterior", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 2, pp. 90-96 (2012).
S. H. Min and S. H. Jeong, "A Study on Improvement of Discharge Pressure Measurement of Indoor Fire Hydrant System", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 3, pp. 67-72 (2012).
S. H. Min, J. E. Yun, J. S. Sun, S. H. Jeong, C. H. Chea and S. J. Kim, "Research for the Configuration of the Outside Sprinkler System", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 1, pp. 102-112 (2012).
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