준비작동식 스프링클러의 효과와 도전

1. 요약

• 본 리포트는 준비작동식 스프링클러설비의 이해와 그 운영 방식에 대해 심층적으로 다룹니다. 준비작동식 스프링클러는 화재 시 초기 감지와 빠른 대응을 통해 효율적인 소방을 가능하게 하며, 특히 동결 위험이 있는 지역에서도 효과적으로 사용할 수 있습니다. 시스템의 주요 요소는 폐쇄형 헤드와 준비작동식 유수검지장치를 포함하며, 교차회로 감지 방식을 통해 작동합니다. 그러나 이러한 설비는 높은 초기 설치 비용과 감지기 고장 시 시스템 작동의 한계 등 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 소방안전 관계자 및 관련 전문가들이 시스템을 이해하고 적절히 관리할 수 있도록 설계된 이 보고서는 실무적인 정보 제공을 목표로 합니다.

2. 준비작동식 스프링클러설비 개요

• 2-1. 정의 및 기본 원리

• 준비작동식 스프링클러설비는 가압송수장치에서 준비작동식 유수검지장치까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있으며, 차측에서 대기압 또는 저압 상태로 유지됩니다. 화재 발생 시 감지기가 작동하여 준비작동식 유수검지장치가 활성화되며, 이때 폐쇄형 스프링클러헤드에 소화용수가 송수되어 해당 헤드가 열에 따라 개방됩니다. 이러한 방식은 조기 화재 감지가 가능하여 신속한 대응을 가능하게 합니다.

• 2-2. 주요 구성 요소

• 준비작동식 스프링클러설비의 주요 구성 요소로는 폐쇄형 헤드, 준비작동식 유수검지장치, 프리액션밸브가 있습니다. 특히 준비작동식 유수검지장치는 감지기가 화재를 느끼면 솔레노이드에 의해 클래퍼가 개방되는 구조로 되어 있습니다. 이러한 시스템은 매우 추운 환경에서도 유용하게 사용할 수 있습니다.

• 2-3. 작동 방식

• 준비작동식 스프링클러설비는 감지기가 작동해야만 소화용수가 방출되는 구조입니다. 감지기의 작동 방식은 교차회로 방식으로, 인접한 두 개의 감지기가 모두 화재를 감지해야만 프리액션밸브의 클래퍼가 개방됩니다. 이는 하나의 감지기가 고장 날 경우 시스템이 작동하지 않는 단점이 있습니다. 또한, 폐쇄형 헤드가 파손되어도 시스템이 원활하게 작동하는 점 때문에, 누수가 발생하는 경우가 있어 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다.

3. 스프링클러설비 종류

• 3-1. 스프링클러설비의 종류

• 스프링클러설비는 자동식 소화설비로, 물을 소화약제로 사용합니다. 주요 종류로는 습식, 건식, 준비작동식, 일제살수식이 있으며, 각 종류는 작동 방식과 특성이 다릅니다.

• 3-2. 각 종류의 특징

• 습식 스프링클러는 1차측과 2차측 배관에 항상 가압수가 유지되어, 화재가 발생하면 열에 의해 헤드가 개방되고 즉시 살수가 이루어집니다. 건식 스프링클러는 1차측에 가압수가 있고 2차측에는 압축공기가 채워져 있으며, 화재 시 헤드가 열리면 압축공기의 방출로 인해 살수가 시작됩니다. 준비작동식 스프링클러는 1차측에 가압수가 있으며, 2차측은 대기압 상태로 있다가 감지기가 작동하면 밸브가 개방되어 살수가 이루어지는 방식입니다. 마지막으로 일제살수식 스프링클러는 감지기 작동 시 모든 헤드에서 동시에 살수가 이루어지는 구조입니다.

• 3-3. 적용 방식에 따른 분류

• 스프링클러설비는 적용 방식에 따라 폐쇄형 헤드와 개방형 헤드로 구분됩니다. 폐쇄형 헤드는 감열체가 있어 화재 시 자동으로 개방되어 물이 방출됩니다. 반면, 개방형 헤드는 감열체가 없고 화재 감지에 의해 모든 헤드에서 동시에 소화수가 방출됩니다.

4. 준비작동식 스프링클러설비의 장점

• 4-1. 조기 경보 시스템

• 준비작동식 스프링클러설비는 화재 감지기가 작동하여 화재를 조기에 감지할 수 있습니다. 화재 감지의 민감도가 폐쇄형 헤드보다 높은 연기 감지기를 추가로 설치할 수 있으며, 이렇게 되면 화재를 실시간으로 감지하여 신속히 경보를 보낼 수 있습니다. 자동화재속보설비를 통해 소방관서에 즉각적으로 화재 경보를 줄 수 있어, 피난 및 대응이 빨라지는 효과가 있습니다.

• 4-2. 수손피해 최소화

• 준비작동식 스프링클러설비에서는 헤드가 파손되어도 의도하지 않은 수손피해가 발생할 우려가 없습니다. 이는 준비작동식 유수검지장치가 감지기가 작동해야만 개방되기 때문입니다. 따라서 폐쇄형 헤드가 파손되어도 해당 방호구역에 수손피해가 발생하지 않습니다.

• 4-3. 동결 우려 지역 사용 가능

• 준비작동식 스프링클러설비는 차측이 대기압으로 유지되며, 건식 배관으로 설치되므로 동결의 우려가 있는 지역에서도 효과적으로 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 차측으로 대기압의 공기 상태를 유지하여, 열이 없는 상태에서 수돗물이 급속히 동결되는 것을 방지할 수 있습니다. 특히 상향형 헤드를 설치하여 동결과 관련된 문제를 예방할 수 있습니다.

5. 준비작동식 스프링클러설비의 단점

• 5-1. 비용 문제

• 준비작동식 스프링클러설비는 운영과 설치를 위해 추가적인 장비 및 감지기를 필요로 하며, 이로 인해 상대적으로 높은 초기 설치 비용이 발생합니다. 특히, 준비작동식 유수검지장치와 같은 필수 요소의 설치가 요구되므로 전체적인 시스템 비용이 증가하게 됩니다.

• 5-2. 교차회로 방식의 한계

• 준비작동식 스프링클러설비는 감지기 시스템이 교차회로 방식으로 운영됩니다. 이 방식은 인접한 두 개의 감지기가 모두 화재를 감지해야 프리액션밸브가 개방되는 구조입니다. 따라서 하나의 감지기가 고장나거나 환경 변화로 인해 감지기가 비효율적으로 작동할 경우, 전체 시스템이 작동하지 않을 수 있는 위험이 존재합니다. 이러한 구조적 한계는 준비작동식 스프링클러설비가 실질적으로 작동하지 못하게 할 수 있는 중요한 단점이 됩니다.

• 5-3. 헤드 파손 시 문제

• 준비작동식 스프링클러설비에서 사용되는 폐쇄형 스프링클러 헤드가 파손되는 경우, 그 헤드가 감지기를 통해 작동하지 않기 때문에 파손 여부를 즉각적으로 인지하기 어렵습니다. 이로 인해 의도하지 않은 장소에서 소화수가 방출되는 상황이 발생할 수 있으며, 수손 피해가 발생할 위험이 존재합니다. 파손된 상태에서 방치되면, 시간 경과에 따라 추가적인 문제를 야기할 수 있습니다.

6. 스프링클러헤드 종류와 기능

• 6-1. 폐쇄형 헤드

• 폐쇄형 헤드는 소방대상물의 천정 또는 지붕 밑에 설치되어 화재 발생 시 감열부가 작동하여 방수구를 여는 구조입니다. 일반적으로 열이 가해지면 감열체가 자동으로 분해되어 배관 내의 가압수가 방출됩니다. 이로 인해 유수검지장치와 소방펌프가 작동되며, 배관을 통해 물이 공급되어 방수가 이루어집니다. 폐쇄형 스프링클러는 아파트나 복합건축물에 주로 설치됩니다.

• 6-2. 개방형 헤드

• 개방형 헤드는 화재감지기에 의해 작동됩니다. 감열체가 없으며, 화재 발생 시 자동으로 개방밸브가 작동되어 가압수가 방출됩니다. 이 방식은 극장의 무대부, 고천장 공장, 그리고 준위험물 저장소 등에 설치되며, 해당 구역 전체를 동시에 살수할 수 있도록 설계되었습니다.

• 6-3. 각 헤드의 작동 원리

• 각 스프링클러 헤드는 소방시스템에서 다양한 방식으로 작동합니다. 폐쇄형 스프링클러헤드는 화재의 열에 반응하여 감열체가 파괴되면 방수구가 열리며 물이 방출되는 구조입니다. 반면, 개방형 헤드는 알고리즘 방식으로 감지된 화재로 인해 즉시 방수가 이루어지는 방식입니다. 준비작동식 스프링클러는 감지기의 작동이나 헤드의 개방 시에 시작되며, 화재 발생 시 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있습니다. 각 헤드의 선택과 설치는 화재하중 및 환경조건에 따라 달라지며, 적합한 헤드를 선택하여 사용하는 것이 중요합니다.

7. 스프링클러설비 점검 및 유지보수

• 7-1. 정기 점검 중요성

• 정기적인 점검은 스프링클러설비의 원활한 작동을 보장하기 위해 필수적입니다. 이는 화재 발생 시 소방설비가 적정하게 작동하도록 하기 위함입니다. 정기 점검을 통해 장비의 고장 및 오류를 사전에 발견하고, 이를 수정하여 안전성을 극대화하는 것이 가능합니다.

• 7-2. 점검 시 유의사항

• 스프링클러설비 점검 시 유의해야 할 사항은 다음과 같습니다: 1. 각 스프링클러 헤드의 상태를 점검하여 이물질이 없는지 확인해야 합니다. 2. 배관의 누수 여부와 압력을 점검하여 정상적인 수압이 유지되고 있는지 확인해야 합니다. 3. 작동 테스트를 통해 스프링클러 시스템의 반응 속도 및 오작동여부를 체크해야 합니다.

• 7-3. 유지보수 절차

• 유지보수 절차는 다음과 같이 진행되어야 합니다: 1. 시스템의 전반적인 상태를 정기적으로 평가합니다. 2. 고장 발생 시 즉시 수리 서비스를 요청하고, 수리 후 작동을 확인합니다. 3. 소방안전관리자는 각종 점검 및 수리 기록을 철저히 관리하여 향후 참고할 수 있는 자료로 활용해야 합니다.

결론

• 준비작동식 스프링클러설비는 조기화재 감지 능력과 동결 위험지역에서의 유용성으로 큰 소방 안전 장점을 제공합니다. 특히 복합건축물과 같이 다양한 화재 위험이 존재하는 환경에서 효과적으로 사용할 수 있습니다. 그러나 감지기 시스템의 교차회로 방식으로 인한 운영상의 한계와 높은 초기 설치 비용은 주의가 필요합니다. 이를 보완하기 위해 정기적인 점검과 감지기 보완이 필요하며, 소방안전 관리자는 이러한 과정을 통해 시스템의 신뢰성을 높여야 합니다. 향후에는 감지기 기술의 발전을 통해 이러한 한계를 극복하고, 더욱 다양한 환경에서의 응용 가능성이 높아질 전망입니다. 효율적인 준비작동식 스프링클러 운영은 성공적인 화재 대응에 핵심 역할을 할 것입니다.

용어집

• 준비작동식 스프링클러설비 [소방설비]: 준비작동식 스프링클러설비는 화재 발생 시 감지기가 작동하여 물이 송수되는 방식의 자동 소화 설비입니다. 이 시스템은 조기 경보가 가능하며, 동결 우려가 있는 지역에서도 사용될 수 있는 장점을 가지고 있습니다. 그러나 추가적인 감지기 설치로 인한 비용 부담과 헤드 파손 시 운영의 어려움이 단점으로 지적됩니다.

출처 문서

• 준비작동식 스프링클러설비(Preaction Sprinkler System)https://rlqns2966.tistory.com/502
• 소방안전 웹진 마음으로 전합니다 VOL.05https://www.kfsi.or.kr/contents/webzine/201712/sub03-03.html
• 스프링클러 헤드 종류 설명 | 폐쇄형 vs 개방형 비교 | 건식 습식 준비작동식 일제살수식 구분 정리https://www.outdoorexcursions.net/2023/12/vs.html
• 한국소방공사http://nofire.co.kr/shop/shopdetail.html?branduid=156100