소방설비기사 실기 - 옥내·외소화전

📌 옥내소화전 · 옥외소화전

구분	옥내소화전	옥외소화전
급수원	펌프 · 고가수조 · 저수조	상수도 · 소화용수설비
저수량	헤드 수 × 130(L/min) × 20(min) (30층 미만, 최대 헤드 2개) 헤드 수 × 130(L/min) × 40(min) (30층 ~ 49층, 최대 헤드 5개) 헤드 수 × 130(L/min) × 60(min) (50층 이상, 최대 헤드 5개) 헤드 수 최대 5개	헤드 수 × 350(L/min) × 20(min) 헤드 수 최대 2개
가압송수장치	방수압력 : 0.17MPa 이상 다만, 방수압력이 0.7MPa을 초과할 경우에는 호스접결구의 인입측에 감압장치를 설치하여야 한다.	방수압력 : 0.25 ~ 0.7MPa

📌 옥상 수조

• 옥상수조 수원의 양은 유효수량의 1/3 이상을 옥상에 저장하여야 한다.

📌 옥상 수조 면제

• 지하층만 있는 건축물
• 고가수조를 가압송수장치로 설치한 경우
• 수원이 건축물의 최상층에 설치된 방수구보다 높은 위치에 설치된 경우
• 건축물의 높이가 지표면으로부터 10m 이하인 경우
• 주펌프와 동등 이상의 성능이 있는 별도의 펌프로서, 내연기관의 기동과 연동하여 작동되거나 비상전원을 연결하여 설치한 경우
• 가압수조를 가압송수장치로 설치한 옥내소화전 설비
• 학교, 공장, 창고시설로서 동결우려장소에 있어서는 기동스위치에 보호판을 부착하여 옥내소화전함 내에 설치한 경우

📌 옥내 소화전 배관

• 펌프의 토출측 주배관의 구경은 평균 유속을 4m/s 이하가 되도록 설치하였다.
• 송수구로부터 주배관에 이르는 연결배관에는 개폐밸브를 설치하지 않는다.
• $H=h_1+h_2+h_3+17m$

구분	수직배관	가지배관
호스릴	32mm 이상	25mm 이상
일반	50mm 이상	40mm 이상
연결송수관 겸용	100mm 이상	65mm 이상

배관 내 사용압력 1.2MPa 미만	배관 내 사용압력 1.2MPa 이상
배관용 탄소강관 이음매 없는 구리 및 구리합금 관 스테인리스 강관 덕타일 주철관	압력 배관용 탄소강관 배관용 아크용접 탄소강강관

📌 옥외 소화전 배관

• 호스접결구는 지면으로부터 높이가 0.5 ~ 1m 위치에 설치하고, 특정소방대상물의 각 부분으로부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 40m 이하가 되도록 설치하여야 한다.
• 호스는 구경 65mm의 것으로 하여야 한다.
• $H=h_1+h_2+h_3+25m$

📌 옥외 소화전함

옥외소화전 수	특징
~ 10개	옥외소화전마다 5m 이내 장소에 1개 이상의 소화전함을 설치한다.
11 ~ 30 개	11개 이상의 소화전함을 각각 분산하여 설치한다.
31개 ~	3개마다 1개 이상의 소화전함을 설치한다.

📝 10층 백화점 건물의 옥내소화전 설비

• 옥내소화전 갯수 → 1 ~ 5층 : 각 층에 7개, 6 ~ 10층 : 각 층에 5개
• 펌프의 후드밸브에서 10층의 옥내소화전 방수구까지의 수직거리 : 40m
• 배관상 마찰손실 : 20m
• 소방용호스의 마찰손실은 100m 당 26m이며, 호스 길이는 15m, 수량은 2개이다.
• 펌프의 효율 60%, 전달계수 : 1.1
• 소방용 호스 노즐의 방사압력 : 0.25MPa

1) 전양정 (H)

• $전양정 (H) = h_1 + h_2 + h_3 + 17m$

• $h_1 (~호스의~마찰손실수두~)=\dfrac{26m }{100m }×15m×2개= 7.8m$

• $h_2 (~배관마찰손실수두~)=20m$

• $h_3 (~실양정~)=40m$

• $전양정 (H) = h_1 + h_2 + h_3 + 17m=7.8m~+20m~+40m~+17m=84.8m$

2) 토출량 (Q)

• $Q=N×130L/min~~~~(백화점 : N = 2개)$

• $Q=2×130L/min=260L/min$

3) 최소 저수량

• $Q=2.6m³×2+2.6m³×2~/~3≈6.93m³$
• 옥상수조 수원의 양은 유효수량의 1/3 이상을 옥상에 저장하여야 한다.

4) 모터동력

• $모터동력 = \dfrac{0.163×0.26m³/min×84.8m×1.1}{0.6}≈6.6kW$

5) 10분 방사량

• $Q = 0.653 \, ·d^2· \sqrt{10·P} · min = 0.653 ·13^2 \sqrt{10·0.25MPa}· 10min≈1762.8L$

📝 도로터널에 옥내소화전 설비를 설치

• 도로터널의 길이 : 3000m
• 도로터널은 일방향 터널로서 4차선이다.
• 도로터널의 양 끝에 옥내소화전 방수구가 설치되어 있다.

1) 도로터널에 설치해야 하는 옥내소화전 방수구의 설치 개수

• 터널의 중심쪽 방수구의 개수 : $\dfrac{3000m}{50m}-1=59개$

• 터널의 가장자리 벽쪽 방수구의 개수 : $\dfrac{3000m}{50m}=60개$

• 전체 59 + 60 = 119개

2) 옥내소화전설비에 대한 수원의 양

• $Q=N×190L/min×T(min)=3×190×40=22800L=22.8m³$

• 수원은 옥내소화전의 설치개수 2개(4차로 이상의 터널의 경우 3개)를 동시에 40분 이상 사용할 수 있는 충분한 양이상을 확보한다.
• 가압송수장치는 옥내소화전 2개(4차로 이상의 터널의 경우 3개)를 동시에 사용할 경우 각 옥내소화전의 노즐선단에서의 방수압 0.35MPa 이상이고 방수량은 190L/min 이상이 되는 성능으로 한다. 다만, 하나의 옥내소화전을 사용하는 노즐선단에서의 방수압력이 0.7MPa을 초과할 경우에는 호스접결구의 인입측에 감압장치를 설치해야 한다.

📝 옥외소화전 설치

• 옥외소화전 5개를 설치
• 옥외소화전은 지상용 A형을 사용한다.
• 펌프에서 첫째 옥외소화전까지의 직관길이는 150m, 관의 내경은 100mm 이다.
• 모든 규격치는 최소량을 적용한다.

1) 수원의 최소 유효저수량 (옥상수조는 제외)

• $Q=N×350L/min×T(min)=2×350×20=14000L=14m³$

2) 펌프의 최소유량

• $Q=N×350L/min=2×350=700L/min=0.7m³/min$

3) 직관부분에서의 마찰손실수두 (마찰손실계수: 0.02)

• $H_{Loss}=\dfrac{f×l×v^2}{2×g×d}=\dfrac{0.02×150m×1.49^2}{2×9.8×0.1}≈3.4m$

📝 옥내소화전 테스트

• 노즐에서의 압력 : 0.4MPa, 유량 : 200L/min

1) 압력을 0.8MPa으로 변경할 때, 유량

• $\dfrac{Q_1}{Q_2}=\dfrac{\sqrt{P_1}}{\sqrt{P_2}} →Q_1=200×\dfrac{\sqrt{0.8}}{\sqrt{0.4}}≈282.84L/min$

📝 옥내소화전 피토게이지

• 피토게이지 압력 : 0.2MPa

1) 노즐에서의 토출 유속

• $H=\dfrac{0.2MPa}{0.101325MPa}×10.332m≈20.39m$

• $v=\sqrt{2×g×H}=\sqrt{2×9.8×20.39}≈19.99m/s$

📝 옥내소화전 설치

• 호스릴옥내소화전
• 가압송수장치의 정격토출양정 : 40.5m
• 9층 건물, 옥내소화전의 개수는 각 층 4개씩

1) 펌프의 최소유량

• $Q=2×130L/min=260L/min$

2) 펌프의 체절운전, 정격운전, 최대운전시 압력수두에 대하여 서술하시오.

• 체절운전시 40.5m×1.4=56.7m의 압력수두를 초과하지 않아야 한다.
• 정격운전시 40.5m의 압력수두 이상이어야 한다.
• 최대운전시 40.5m×0.65=26.33m의 압력수두 이상이어야 한다.
• 펌프의 성능은 체절운전 시 140%를 초과하지 않아야 하고, 정격토출량의 150%로 운전 시 정격토출압력의 65% 이상이 되어야 한다.

📝 옥외소화전설비

• 면적 : 120×50m², 2층 구조
• 층당 바닥면적 : 6,000m², 연면적 12,000m²

1) 특정소방대상물의 각 부분으로부터 하나의 호스접결구까지의 최대수평거리, 옥외소화전의 최소 설치개수

• $수평거리 : 40m$

• $설치개수:\dfrac{120×2+50×2}{40×2}=4.25 → 5개$

2) 펌프의 토출량

• $Q=2×350L/min=700L/min$

3) 수원의 저수량

• $수원의~양=2×350L/min×20min=14000L=14m³$

📝 특정소방대상물에 옥외소화전이 7개 설치

1) 지하 수원의 양

• $Q=N×350L/min×T(min)=2×350×20=14000L=14m³$

2) 펌프의 토출량

• $Q=N×350L/min=2×350=700L/min=0.7m³/min$

3) 옥외소화전 호스접결구 설치 관련하여 적으시오.

• 호스접결구는 지면으로부터의 높이가 0.5m 이상 1m 이하의 위치에 설치하고 특정소방대상물의 각 부분으로부터 하나의 호스접결구까지의 수평거리가 40m 이하가 되도록 설치해야 한다.

📝 옥내소화전 설치

• 6층 건물
• 소방용 호스의 마찰손실수두 ($h_1$) : 7.8m
• 배관 마찰손실수두 ($h_2$) : 8m
• 최고위 옥내소화전 낙차 ($h_3$) : 24m
• 펌프의 효율 : 55%, 동력전달계수 : 1.1

1) 수원의 양 (옥상수조의 수원 제외)

• $Q=2.6m³×2=5.2m³$

2) 펌프의 전양정

• $전양정 (H) = h_1 + h_2 + h_3 + 17m=7.8m~+8m~+24m~+17m=56.8m$

3) 펌프의 토출량

• $Q=N×130L/min~~~~(N = 최대~2개)$

• $Q=2×130L/min=260L/min$

4) 펌프의 동력

• $P=\dfrac{\gamma×Q×H×K}{\eta}=\dfrac{9.8×0.004m³/s×56.8m×1.1}{0.55}≈4.82kW$