[논문]간이스프링클러 설비의 소화성능 향상에 관한 실험적 연구

허민녕; 신창섭

doi:10.14346/jkosos.2018.33.3.46

Abstract ▼ AI-Helper

A basic sprinkler system is a fire extinguishing system that can be easily installed in a fire-vulnerable place such as a publicly used establishments. However, the publicly used establishments are not only complicated in structure, but also have a large amount of flammable interior materials, and t...

A basic sprinkler system is a fire extinguishing system that can be easily installed in a fire-vulnerable place such as a publicly used establishments. However, the publicly used establishments are not only complicated in structure, but also have a large amount of flammable interior materials, and the users are not normally in a normal state, which is a very dangerous fire-fighting object. Therefore, due to the low fire extinguishing performance of the basic sprinkler system installed in the publicly used establishments, the fire suppression control can not be performed quickly in case of fire, which may increase the life and property damage. In this study, the cases of quantitative changes of extinguishing water used in basic sprinkler system and the cases of addition of additives such as wetting agents, reinforced agents to improve extinguishing performance were compared. Experimental results showed that the extinguishing performance was improved as the quantity of extinguishing water increase and the reinforced agents showed similar performance to that of 60% increase in the amount of extinguishing water. The cooling time to $200^{\circ}C$ and oxygen concentration were improved up to 14.3% and 34.5%, respectively. In the case of using the wetting agent, the cooling time to $200^{\circ}C$ and oxygen concentration did not show any significant improvement, but showed the effect of preventing deep seated fire. In order to prevent loss of life and property, it is necessary to improve the performance of the basic sprinkler system by increasing amount of extinguishing water or using additives like reinforced agents.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 다중이용업소 등의 안전성 확보를 위해 설치되고 있는 간이스프링클러 설비에 대하여 표준화원에 의한 실화재 시험을 실시하여 방수량의 변화 및 첨가제의 추가에 따른 화재실 온도변화, 실내 산소농도 변화 등을 측정하여 간이스프링클러 설비의 소화 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 모색하고자 한다.

제안 방법

화재모형은 스프링클러헤드 하부에 설치하였고, 실험공간의 온도측정을 위해 K타입 온도 센서를 Fig. 3에서와 같이 화원의 직상부 천장면에 설치하였으며, 실험실 중앙 높이 1.5 m 지점에 실내 산소농도측정을 위한 공기 흡입구를 설치하였다.
화재실험은 외풍이 없는 주위온도 15℃ 상대습도 60%인 실내에서 개구부를 개방한 상태로 실시하였으며, 연소대에 휘발유 1.5 L를 넣어 점화 시킨 후 10초 경과 후 펌프를 작동시켜 미리 개방 시켜 둔 스프링클러 헤드를 통해 방수하였다. 방수압력 및 방수 시간은 『간이스프링클러설비의 화재안전기준』을 참조하여 0.

대상 데이터

실험에 적용된 화원은 『소화기의 형식승인 및 제품 검사의 기술기준』⁵⁾ 별표2에 따른 A급 화재용 제1모형을 적용하여 35 ㎜ × 30 ㎜ × 900 ㎜인 소나무 144개를 철재 연소대 위에 적층하여 사용하였다.

성능/효과

1) 방사수량을 증가시킨 K80 0.1 MPa 및 K50 0.25 MPa의 경우 K50 0.1 MPa보다 60% 많은 소화수에 의해 화재의 확산이 제어되는 모습을 보여주었으며, K50 Reinforced의 경우 부촉매 효과 등에 의해 소화수량이 많은 K80 0.1 MPa의 경우와 유사한 소화능력을 보여주었다. K50 Wetting의 경우 화재 중기까지는 K50 0.
3) 화재실의 온도가 화재가 진압되는 200℃까지 냉각되는 시간은 K80 0.1 MPa, K50 0.25 MPa, K50 Reinforced 및 K50 Wetting의 경우 K50 0.1 MPa에 비해 냉각속도가 각각 13.9%, 12.5%, 14.3%, 2.9% 향상되었다.
1 MPa의 경우와 유사한 성능을 보였다. 방수개시 후 산소농도 15%가 회복되는 시간은 K50 0.25 MPa 및 K50 Reinforced의 경우 산소농도 15% 이하로 감소하지 않았으며, K80 0.1 MPa가 145초, K50 Wetting의 경우가 305초가 각각 소요되어 K50 0.1 MPa의 484초에 비해 향상된 성능을 보여주었다.

후속연구

4) 간이스프링클러설비는 관련법령에 따라 그 설치 기준이 정해져 있으나, 다중이용업소와 같이 다량의 가연성 실내장식물 등에 의해 화재하중이 높은 경우 기존의 K50헤드는 소화성능이 다소 미흡하여 재실자의 안전성 확보를 위한 산소농도 확보 및 빠른 냉각효과를 기대하기 곤란하므로, 방사수량을 증가시키거나(K80 헤드 적용, 방사압력 0.25 MPa 적용) 강화액 등을 적용하여 재실자의 안전성을 확보할 수 있도록 소화성능을 향상시킬 필요가 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다중이용업소의 특징은 무엇인가?	다중이용업소는 불특정 다수가 이용하는 다양한 영업 시설로서 대다수가 소규모인 건축물로 안전 관리보다는 영업활동에 주안점을 두고 건축물을 운용하고 있어 소방시설 및 피난시설 등의 유지․관리가 원활하게 이루어지지 않고 있다. 다중이용업소는 미로와 같은 내부구조로 이루어진 경우가 많고, 이용자가 건물구조에 익숙하지 않은 상태로 화재 시 신속한 피난의 확보가 곤란하며, 이용자는 음주 등으로 인해 정상적인 상태가 아닌 경우가 많아 화재 시 발생되는 유독가스나 연기 등에 의해 공황에 빠질 우려가 커 인명 및 재산피해의 우려가 큰 소방대상물이다. 소방청 화재현황통계1)에 따르면 다중이용업소에서 발생하는 화재는 2014년 586건, 2015년 552건, 2016년 794건이 발생하였고, 그로 인한 인명 피해는 27명, 35명, 69명 재산피해는 33억원, 30억원, 43억 원으로 지속적으로 피해가 발생하고 있는 추세이다.
	간이스프링클러 설비는 무엇인가?	간이스프링클러 설비는 『다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법』 및 『화재예방․소방시설 설치유지 및 안전관리에 관한 법률』에 따라 다중이용업소, 노유자시설 등에 설치되는 소화설비이다.
	간이스프링클러 설비의 소화성능을 향상시키기 위한 방안은?	4) 간이스프링클러설비는 관련법령에 따라 그 설치 기준이 정해져 있으나, 다중이용업소와 같이 다량의 가연성 실내장식물 등에 의해 화재하중이 높은 경우 기존의 K50헤드는 소화성능이 다소 미흡하여 재실자의 안전성 확보를 위한 산소농도 확보 및 빠른 냉각효과를 기대하기 곤란하므로, 방사수량을 증가시키거나(K80 헤드 적용, 방사압력 0.25 MPa 적용) 강화액 등을 적용하여 재실자의 안전성을 확보할 수 있도록 소화성능을 향상시킬 필요가 있을 것으로 판단된다.

참고문헌 (10)

NFA(National Fire Agency), http://www.nfds.go.kr
NFA(National Fire Agency), "National Fire Safety Codes of Basic Sprinkler Systems (NFSC 103A)", 2016.
D. J. Kim, S. S. Oh, J. K. Lee and S. W. Kim, "Developing Sprinklers on Space Characteristic Fit of Multiplex Use Facility", Autumn Conference of Korean Institute of Fire Science and Engineering, pp. 437-440, 2012.
NFA(National Fire Agency), "Standard of Model Approval and Inspection Technology for Sprinkler Head", 2016.
M. H. Kim and C. S. Shin, "Efficiency of Water Mist Suppression System Containing Viscosity Agent to Extinguish Wood Cribs Fire", J. Korean Soc. Saf., Vol. 29, No. 4, 2014.
NFA(National Fire Agency), "Performance-oriented Design Methods and Standards for Fire-fighting Systems", 2016.
H. J. Kim, W. K. Kim, H. J. Park, S. H. Choi and J. H. Chun, "A Study on the Performance Criteria for Performance-Based Design", Summer Conference of Korea Institute of Fire Science & Engineering, 2004.
W. D. Walton, "SFPE Handbook of Fire Protection Engineering", Section 3, National Fire Protection Association, 2008.
Korea Occupational Safety & Health Agency, http://www.kosha.or.kr
Y. J. Yeo, "Water-Based Fire Protection Systems Engineering", pp. 19, Korea Fire Safety Lavoratory, 2006.

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