스프링클러설비의 비교

 

소방시스템의 중요한 설비인 스프링클러설비의 종류를 비교해 보도록 하겠습니다.

스프링클러설비의 종류는 총 5가지로 되어 있습니다.

습식스프링클러설비, 건식스프링클러설비, 준비작동식스프링클러설비, 일제살수식스프링클러설비, 부압식스프링클러설비로서 구성되어 있습니다.

그리고 설비에 따라 밸브의 종류가 다르게 구성되어 있습니다

그럼 어떻게 다른지 또 화재안전기준에서는 어떻게 규정되어 있는지 지금부터 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

습식스프링클러설비

 

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다

"습식스프링클러설비"란 가압송수장치에서 폐쇄형스프링클러헤드까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있다가 화재로 인한 열로 폐쇄형스프링클러헤드가 개방되면 배관 내의 유수가 발생하여 습식유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러설비를 말한다.

또한 습식스프링클러설비의 밸브인 습식유수검지장치에 대한 정의가 화재안전기준에 정의되어 있는 곳이 있습니다. 그곳은 스프링클러설비의 화재안전기준이 아닌 간이스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103A) 제3조(정의)에 다음과 같이 규정되어 있습니다

"습식유수검지장치"란 1차측 및 2차측에 가압수를 가득 채운상태에서 폐쇄형 스프링클러헤드가 열린 경우 2차측의 압력저하로 시트가 열리어 가압수 등이 2차측으로 유출되도록 하는 장치(패들형을 포함한다)를 말한다

그리고 화재조기진압용 스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103B) 제3조(정의)에는 다음와 같이 규정되어 있습니다

"유수검지장치"란 습식유수검지장치를 말하며 본체내의 유수현상을 자동적으로 검지하여 신호 또는 경보를 발하는 장치를 말한다

 

 

 

습식스프링클러설비는 이름 그대로 1차측과 2차측에 물이 채워져 있는 것을 말합니다.

1차측과 2차측의 구분은 유수검지장치(밸브)를 기준으로 펌프쪽으로는 1차측 헤드쪽으로는 2차측으로 구분합니다.

습식스프링클러설비의 유수검지장치의 이름을 습식유수검지장치 또는 알람체크밸브라고 부르며 보통 스프링클러설비라고 하면 대부분 습식스프링클러설비를 사용하고 있습니다. 신뢰도가 상당히 높은 시스템이기 때문에 특수한 장소가 아니라면 대부분 습식스프링클러설비를 사용합니다.

신뢰도가 높은 이유는 구조가 간단하기 때문입니다. 1차측과 2차측에 물이 채워져 있는 상태로 있기 때문에 화재로 인하여 헤드가 개방되면 물이 즉시 나오게 되고 2차측의 압력저하(물이 빠짐)로 습식유수검지장치(알람체크밸브)가 개방되어서 1차측의 물이 다시 2차측으로 채워지고 1차측의 압력저하(물이 빠짐)로 펌프가 기동하게 되어 수조의 물을 다시 1차측으로 밀어주는 원리입니다. (자세한 내용들은 생략했습니다)

 

습식스프링클러설비는 감지기를 설치하고 있지 않기 때문에 감지기 오동작으로 인한 설비의 오동작의 우려도 없습니다.

그런데 습식스프링클러설비가 설치되어 있는데 복도에 감지기가 설치되어 있는 것을 봤을텐데요. 그것은 스프링클러설비의 감지기가 아닌 자동화재탐지설비의 감지기입니다.

 

 

 

 

 

건식스프링클러설비

 

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다

"건식스프링클러설비"란 건식유수검지장치 2차측에 압축공기 또는 질소 등의 기체로 충전된 배관에 폐쇄형스프링클러헤드가 부착된 스프링클러설비로서, 폐쇄형스프링클러헤드가 개방되어 배관내의 압축공기 등이 방출되면 건식유수검지장치 1차측의 수압에 의하여 건식유수검지장치가 작동하게 되는 스프링클러설비를 말한다

 

건식스프링클러설비는 건식유수검지장치(드라이밸브)를 기준으로 1차측에는 물이 채워져 있고 2차측에는 압축공기 등이 채워져 있는 시스템입니다.

사실 2차측에는 압축공기 외에도 밸브 쪽에 물이 약간 채워져 있습니다. 건식유수검지장치에는 방수지연시간이라는 용어가 있을 정도로 이에 대한 문제를 기술적으로 얼마나 잘 해결했는지가 중요해집니다.

건식스프링클러설비는 화재로 인하여 헤드가 개방되면 2차측에 있는 압축공기 등이 빠져나가게 되고 1차측과 2차측의 압력의 균형이 깨지게 되어 1차측의 가압수가 밀고 올라가서 물이 방수됩니다.

그 과정에서 2차측의 압축공기를 빨리 빼주기 위한 이그져스터(Exhauster)가 있고 1차측과 2차측의 압력의 균형이 깨지게 되어 클래퍼가 개방되는 시간을 단축하기 위한 엑셀레이터(accelerator)가 있습니다.

듣기만 해도 복잡해보이는데요 건식스프링클러설비가 볼 수 있는 설비 중 가장 복잡해 보이는건 사실입니다.

실제로 주차장에 설치할 수 있는 대상이지만 주차장에는 대부분 준비작동식스프링클러설비가 설치되어 있는게 현실입니다. 그러면 이런 설비는 없애버려도 되지 않을까요? 복잡한데.. 라고 생각할 수 있지만 건식스프링클러설비가 아직까지 사용되는 이유는 동파에 최고의 성능을 보이고 있기 때문입니다. 냉동창고 등에 아직까지 사용되고 있습니다.

습식스프링클러설비와 마찬가지로 건식스프링클러설비는 감지기를 사용하고 있지 않습니다

 

 

 

 

 

준비작동식스프링클러설비

 

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다

"준비작동식스프링클러설비"란 가압송수장치에서 준비작동식유수검지장치 1차측까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있고 2차측에서 폐쇄형스프링클러헤드까지 대기압 또는 저압으로 있다가 화재발생시 감지기의 작동으로 준비작동식유수검지장치가 작동하여 폐쇄형스프링클러헤드까지 소화용수가 송수되어 폐쇄형스프링클러헤드가 열에 따라 개방되는 방식의 스프링클러설비를 말한다.

간이스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103A) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다

"준비작동식유수검지장치"란 1차측에 가압수 등을 채우고 2차측에서 폐쇄형스프링클러헤드까지 대기압 또는 저압으로 있다가 화재감지설비의 감지기 또는 화재감지용 헤드의 작동에 의하여 시트가 열리어 가압수 등이 2차측으로 유출되도록 하는 장치를 말한다

 

준비작동식스프링클러설비는 습식스프링클러설비 다음으로 많이 볼 수 있는 설비입니다.

대부분 실내에는 습식스프링클러설비를 설치하고 그 주차장에는 준비작동식스프링클러설비를 설치하고 있습니다.

간혹 건물관리하시는 분들이 준비작동식과 건식을 구분하지 못해서 건식이라고 말씀하시는데 준비작동식스프링클러설비가 맞습니다.

준비작동식스프링클러설비는 준비작동식유수검지장치(프리액션밸브)를 기준으로 1차측에 물이 채워져 있고 2차측에는 대기압상태로 있습니다.

준비작동식스프링클러설비는 신뢰도가 높지 않은 시스템인데요 그 이유는 작동방식이 여러단계이기 때문입니다.

준비작동식스프링클러설비에는 감지기가 교차회로방식으로 설치되어 있고 감지기 A,B가 모두 작동하면 프리액션밸브가 개방됩니다. 그러면 1차측의 물이 2차측으로 넘어가게 됩니다. (이때부터 습식과 같음)

그리고 화재로 인하여 헤드가 개방되면 2차측으로 넘어갔던 물이 나오게 됩니다.

만약 순서가 바뀌어서 헤드가 파손등에 의해서 개방되면 물이 나오지 않습니다.

준비작동식유수검지장치(프리액션밸브)의 세팅방법이나 작동원리는 소방하시는 분들이라면 확실하게 알아두시는게 좋습니다. 물론 모든 설비의 원리를 알아두는 것이 좋지만 우선순위를 두자면 습식과 준비작동식유수검지장치의 작동을 먼저 알아두는게 좋습니다.

준비작동식유수검지장치(프리액션밸브)의 세팅방법이나 원리는 비슷하나 제조방식에 따라 4가지정도가 있는데요 그것은 나중에 따로 올리도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

일제살수식스프링클러설비

 

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다.

"일제살수식스프링클러설비"란 가압송수장치에서 일제개방밸브 1차측까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있고 2차측에서 개방형스프링클러헤드까지 대기압으로 있다가 화재발생시 자동감지장치 또는 수동식기동장치의 작동으로 일제개방밸브가 개방되면 스프링클러헤드까지 소화용수가 송수되는 방식의 스프링클러설비를 말한다

"일제개방밸브"란 개방형스프링클러헤드를 사용하는 일제살수식 스프링클러설비에 설치하는 밸브로서 화재발생시 자동 또는 수동식기동장치에 따라 밸브가 열려지는 것을 말한다

 

일제살수식스프링클러설비가 다른 설비들과의 가장 큰 차이점은 헤드가 개방형헤드라는 것입니다.

일제살수식스프링클러설비는 일제개방밸브를 중심으로 1차측에는 물이 채워져 있고 2차측에는 대기압 상태로 존재합니다.

일제살수식스프링클러설비도 감지기가 교차회로방식으로 설치되어 있어서 A,B감지기가 작동하게 되면 일제개방밸브가 열리게 되고 1차측의 물이 2차측으로 넘어가 바로 방수되는 방식입니다.

일제살수식스프링클러설비는 주로 무대부(지하층,무창층 또는 4층이상의 층에 있는 경우에는 무대부의 면적이 300m²이상인 것. 그 외의 층에 있는 경우에는 무대부의 면적이 500m²이상인 것) 또는 연소우려가 있는 개구부에 설치하라고 법으로 규정되어 있습니다.

사실 이 외에도 스프링클러설비를 구분해야 하는 것들이 있지만 이정도로 마치겠습니다(이미 내용이 너무 루즈해짐)

 

 

 

 

 

부압식스프링클러설비

 

스프링클러설비의 화재안전기준(NFSC 103) 제3조(정의)에는 다음과 같이 규정되어 있습니다.

"부압식스프링클러설비"란 가압송수장치에서 준비작동식유수검지장치의 1차측까지는 항상 정압의 물이 가압되고, 2차측 폐쇄형스프링클러헤드까지는 소화수가 부압으로 되어 있다가 화재시 감지기의 작동에 의해 정압으로 변하여 유수가 발생하면 작동하는 스프링클러설비를 말한다.

 

가장 생소한 스프링클러설비의 방식이 아닐까 생각됩니다.

부압식스프링클러설비의 경우 준비작동식유수검지장치를 사용합니다.

그리고 2차측 배관내부를 부압으로 만들기 위하여 별도의 진공펌프가 있고 이를 제어하기 위한 별도의 제어반이 있습니다.(감시제어반과 연동함)

부압식스프링클러설비의 경우는 작동원리를 실무보다는 이론적으로 접근하는게 맞다고 생각되어서 간략하게 언급해보도록 하겠습니다.

부압식스프링클러설비는 준비작동식유수검지장치를 기준으로 1차측에는 물이 채워져 있고(정압) 2차측에도 물이 채워져 있지만 부압의 물이 채워져 있습니다. 진공펌프로 대기압보다 낮은 부압을 유지하고 있습니다.

헤드는 폐쇄형을 사용하며 감지기를 설치하여 작동합니다.

1.화재에 의해 감지기 작동

감지기에 의한 화재신호에 따라 준비작동식유수검지장치(프리액션밸브)의 개방 및 진공펌프의 제어반으로 강제정신호를 송출하여 2차측에 있는 소화수를 방수합니다(강제정지신호를 보냄으로써 진공펌프가 2차측 소화수를 부압으로 유지하고 있던 것을 멈춤으로써 헤드개방에 따라 소화수가 방수됨)

2.오작동일 경우(헤드 파손 등)

감지기의 작동이 없으므로 준비작동식유수검지장치(프리액션밸브)의 기동 및 진공펌프의 강제정지신호가 없습니다. 준비작동식유수검지장치가 개방되지 않으므로 1차측가압수에 의한 압력상승은 없으나 2차측 배관내부가 평상시 대기압보다 낮은 부압을 유지하고 있었고 헤드파손 드에 의해 대기압이 2차측으로 유입되어 배관내부의 압력은 상승하게 되며 이 상승압력을 진공펌프용 압력스위치가 감지하여 진공펌프에 기동신호를 송출합니다.

그러면 배관내의 물을 별도의 배수관을 통하여 방출하게 되어 수손을 방지하는 원리를 가지고 있습니다.

 

부압식스프링클러설비의 경우에는 상용화에 실패하였다는 이야기를 들었습니다. 그래서인지 저도 부압식스프링클러설비를 실제로 본적은 없습니다. 어딘가에 있겠죠..? 그래서 이론적으로라도 알고 계시라고 이것만 자세히 써봤습니다. (딴것들은 볼 수는 있습니다~)

 

 

 

대략적으로 표로 구분하여 정리한 것입니다. 사실 이 표로만은 제대로 알 수 없지만 참고만 해주세요.