[국내논문]가스계 소화설비의 밀폐도 시험에 영향을 미치는 사전조치에 관한 연구: 발전소를 중심으로 A Study on the Precautions Effects of the Enclosure Integrity Test for the Gaseous Extinguishing Systems: Focusing on the Power Plant원문보기
본 연구에서는 가스계 소화설비시스템이 설치된 방호구역에 소화농도유지시간 성능실험인 밀폐도 시험(Enclosure Integrity Test)를 진행하여, 성공에 미치는 사전조치요인에 대하여 실험하였다. 국내외에 발전소 방호구역에 사전 조치를 취한 방호구역과 사전 조치를 취하지 않은 방호구역으로 나누어 Enclosure Integrity Test를 진행하였다. 따라서, 사전조치 여부에 따라 시험의 성공률을 알아보고, 각각의 가스계 소화시스템 및 실의 종류에 따른 Enclosure Integrity Test의 실패 요인, 설계 농도 유지시간 및 체적대비 누설면적의 크기를 확인하였다. 그리고 사전조치를 수행하여 Enclosure Integrity Test의 성공률이 증가되는 것을 알 수 있으며, 실패에 의해 반복되는 실험의 수를 줄임으로 인하여 발생되는 비용을 절약할 수 있었다.
본 연구에서는 가스계 소화설비시스템이 설치된 방호구역에 소화농도유지시간 성능실험인 밀폐도 시험(Enclosure Integrity Test)를 진행하여, 성공에 미치는 사전조치요인에 대하여 실험하였다. 국내외에 발전소 방호구역에 사전 조치를 취한 방호구역과 사전 조치를 취하지 않은 방호구역으로 나누어 Enclosure Integrity Test를 진행하였다. 따라서, 사전조치 여부에 따라 시험의 성공률을 알아보고, 각각의 가스계 소화시스템 및 실의 종류에 따른 Enclosure Integrity Test의 실패 요인, 설계 농도 유지시간 및 체적대비 누설면적의 크기를 확인하였다. 그리고 사전조치를 수행하여 Enclosure Integrity Test의 성공률이 증가되는 것을 알 수 있으며, 실패에 의해 반복되는 실험의 수를 줄임으로 인하여 발생되는 비용을 절약할 수 있었다.
The present study was aimed to analyze enclosure integrity test, which is the performance experiment of soaking time, in a fire zone equipped with gaseous extinguishing system in an effort to find understand the effect of precaution factors upon the success of fire extinguishment. To achieve the goa...
The present study was aimed to analyze enclosure integrity test, which is the performance experiment of soaking time, in a fire zone equipped with gaseous extinguishing system in an effort to find understand the effect of precaution factors upon the success of fire extinguishment. To achieve the goal of this study, it divided the fire zones of internal and external power plants into ones taking precaution measures and not taking them and then enclosure integrity test was given respectively. Therefore, this study examined the success rate if the test according to the presence and absence of the precaution measure and confirmed the failure factors, designed concentration soaking time and proportion of leakage area to total volume area by type of gaseous extinguishing system and rooms. Precaution measures were applied to the fire zones without them to confirm the increase of the success rate of enclosure integrity test. By doing so, it was found that reduced number of experiments caused by failure led to cost saving.
The present study was aimed to analyze enclosure integrity test, which is the performance experiment of soaking time, in a fire zone equipped with gaseous extinguishing system in an effort to find understand the effect of precaution factors upon the success of fire extinguishment. To achieve the goal of this study, it divided the fire zones of internal and external power plants into ones taking precaution measures and not taking them and then enclosure integrity test was given respectively. Therefore, this study examined the success rate if the test according to the presence and absence of the precaution measure and confirmed the failure factors, designed concentration soaking time and proportion of leakage area to total volume area by type of gaseous extinguishing system and rooms. Precaution measures were applied to the fire zones without them to confirm the increase of the success rate of enclosure integrity test. By doing so, it was found that reduced number of experiments caused by failure led to cost saving.
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문제 정의
이창욱(5) 등은 가스계 소화설비는 소화약제의 특성상 방호구역내의 누설면적에 민감하게 영향을 받고, 누설면적이 크면 제대로 된 소화성능을 발휘 할 수 없기 때문에 설계 및 시공, 그리고 설치 후 성능 검증 등에 주의가 필요하며 이러한 상황을 감안하여 가스계 소화설비의 성능검증을 위해 Enclosure Integrity Test 활용을 제안하였다. 본 연구에서는 Enclosure Integrity Test의 성공여부에 영향을 미치는 요인 및 사전조치에 대하여 연구하였으며, 이를 통해 Enclosure Integrity Test의 신뢰성확보와 활성화를 기대해볼 수 있다.
하지만 해당 테스트는 고급인력과 고가의 장비 사용에 따른 비용적인 측면에서 국내외의 대부분 사업장에서 실행되지 않고 있다. 이에 Enclosure Integrity Test 시간을 최소화 하는 방법을 제시하여 경제적인 문제를 해결함과 동시에 Enclosure Integrity Test의 사전조치를 통해 가스계 소화설비의 성능 증대에 목적은 둔다.
제안 방법
Punch list를 작성하여 사전조치를 취한 방호구역(46 실)과 그렇지 않은 방호구역(84 실)으로 나누어 연구를 진행하였으며, 사전조치로 각종 누설면적에 테이프나 실리콘 등으로 밀폐시키는 작업을 진행하였습니다. 사전조치의 구성은 기존 Enclosure Integrity Test의 수행을 통해서 실패 원인을 분석하여 8가지로 분류하였으며, 해당 8가지 요인으로 개구부, 덕트, Cable Tray, 천장, 바닥, 벽면, Panel, 방호 대상물과 천장의 거리로 되어있다.
사전조치의 유무별 누설면적은 각 실의 체적이 동일하지 않으므로, 체적대비 누설면적으로 계산하여 분석하였으며, 소화농도 유지시간은 사전조치 유무별로 진행되었던 CO2와 HFC-227ea에 해당하는 부분만을 분석하였으며, 기준은 CO2 소화설비 20분, 청정소화설비 10분으로 하여 그 유지시간이 초과하였을 경우 성공으로 판단하였다.
대상 데이터
국내 2개소, 국외 3개소, 총 5개소의 발전소내의 130개 방호구역에서 실험한 데이터를 바탕으로 분석을 하였으며, 방호구역에 따른 Enclosure Integrity Test의 성공률과 평균 실험 횟수를 확인하고, 실패요인 및 횟수를 분석하였다. 또한, 소화시스템별 결과 및 누설면적과 소화농도유지시간를 비교 · 분석하였다.
본 연구는 국내외의 발전소 방호구역에 설치되어 있는 이산화탄소 소화설비시스템과 현재 청정소화약제 시스템 중 대표적으로 사용되는 4종류(IG-541, HFC-227ea, HFC-125, HFC-23)의 가스계 소화시스템을 지정하여, 국내외 발전소 내에 적용되어 있는 130개 방호구역에 대하여 Enclosure Integrity Test를 진행하였다. Enclosure Integrity Test 절차는 아래의 6단계로 진행되었으며, 흐름도는 Figure 1과 같다.
이론/모형
Punch list를 작성하여 사전조치를 취한 방호구역(46 실)과 그렇지 않은 방호구역(84 실)으로 나누어 연구를 진행하였으며, 사전조치로 각종 누설면적에 테이프나 실리콘 등으로 밀폐시키는 작업을 진행하였습니다. 사전조치의 구성은 기존 Enclosure Integrity Test의 수행을 통해서 실패 원인을 분석하여 8가지로 분류하였으며, 해당 8가지 요인으로 개구부, 덕트, Cable Tray, 천장, 바닥, 벽면, Panel, 방호 대상물과 천장의 거리로 되어있다.
성능/효과
1) 사전조치의 유무에 따라서 미 조치한 경우 59.5%, 사전 조치를 취한 경우 87%로 상당한 차이를 보였다. 또한, Enclosure Integrity Test의 실패로 인한 재실험 횟수가 약 45%로 감소되는 것을 알 수 있다.
2) 방호구역별 Enclosure Integrity Test의 실패원인은 Cable Tray와 바닥 그리고 벽에서 누설되는 부분이 가장 큰 원인이었다. 따라서 Cable Tray Box를 틈새를 막거나 밀봉된 Box로 교체하여 누설면적을 줄였으며, 바닥의 경우에는 Access Floor를 두는 곳에 따라 그 공간으로 누설되는 경우가 많았다.
3) 소화설비 시스템별로 비교하면 차이가 거의 없었으며, CO2 시스템의 경우 성공률이 낮은 이유는 다른 시스템에 비해 소화농도 유지시간이 10분 더 길기 때문이라고 할 수 있다.
후속연구
가스계 소화설비시스템이 설치되는 방호구역에 소화농도유지시간에 영향을 주는 요인을 사전에 미리 인지하여 여러 공정의 시공단계에서부터 Enclosure Integrity Test 전까지 이에 대한 조치가 이루어진다면 Enclosure Integrity Test의 실패율이 적어지며, 실패하더라도 간단한 조치를 통하여 단시간에 해결할 수 있다. 사전조치를 유무를 통한 Enclosure Integrity Test의 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구는 발전소라는 특정장소에 해당하는 데이터를 기반으로 결과를 얻었다면, 향후 연구에 대해서는 발전소 외의 다양한 가스계 소화설비시스템과 일반 건축물 및 여러 사업장에 대한 Enclosure Integrity Test를 통한 데이터연구가 이루어져야 하며, 또한 이러한 데이터의 축적으로 사전조치사항 매뉴얼 및 리스트를 작성하여 가스계 소화설비시스템이 설치되는 현장에서 시공, 관리 및 점검 등에 중요한 자료로 활용될 것으로 판단된다.
사전조치를 수행하므로 Enclosure Integrity Test의 성공률이 증가되며, 방호구역별로 누설되지 않도록 누설면적에 테이프나 실리콘 등으로 밀폐시키는 작업을 진행한다면 불필요한 비용과 시간을 줄일 수 있으며, Enclosure Integrity Test 에 대한 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다.
참고문헌 (8)
C. G. Jee, "A Comparative Study on the Design Standard of Clean Agent Extinguishing Systems between Korea and United States of America", The University of Seoul (2005).
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S. R. Moon, "A Study on the Improvement of Fire Extinguishing System using the Door Fan Test", Gachon University (2012).
C. W. Lee, Y. A. Yun, J. S. Na and K. J. Um, "A Study on Gaseous Fire Extinguishing System Adaptability using the Door Fan Test", Proceedings of 2010 Fall Annual Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 99-102 (2010).
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S. M. Park, "Design and Construction of Gaseous Fire Extinguishing System for Performance-Based Design", Fire Protection Engineering Handbook (2012).
T. G. Lee, "Standard on Installation and Design of Gaseous Extinguishing Agents", Fire Protection Engineering Handbook (2012).
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