화재 대비, 준비작동식 스프링클러설비의 효율성

1. 요약

• 이 리포트는 준비작동식 스프링클러설비의 작동 원리와 구성 요소, 그리고 다양한 스프링클러 시스템의 장단점을 중점적으로 다룹니다. 준비작동식 스프링클러설비는 화재 발생 시 감지기의 작동으로 폐쇄형 스프링클러헤드가 개방되어 소화용수가 분사되는 방식으로, 동결의 우려가 있는 장소에서 주로 사용됩니다. 이러한 시스템은 조기 경보가 가능하게 하며, 특히 연기 감지기와 자동화재속보설비를 통해 소방관서에 빠르게 경보하여 피난과 대응이 신속하게 이루어질 수 있도록 돕습니다. 폐쇄형 헤드와 개방형 헤드 모두 고유의 적용 장소와 방식에 따라 성능이 달라지며, 각 스프링클러 시스템의 특성에 따라 설치 지침을 따르는 것이 중요합니다. 이 리포트는 또한 감지기 고장 시의 위험성 및 추가 비용 발생과 같은 한계점도 명확히 제시합니다. 이러한 정보를 통해 소방안전 관리자가 각 환경에 가장 적합한 시스템을 선택할 수 있도록 안내합니다.

2. 준비작동식 스프링클러설비의 개요

• 2-1. 스프링클러설비의 정의

• 준비작동식 스프링클러설비는 가압송수장치에서 준비작동식 유수검지장치 차측까지 배관 내에 항상 물이 가압되어 있는 상태에서, 화재 발생 시 감지기의 작동으로 준비작동식 유수검지장치가 활성화되고 폐쇄형 스프링클러 헤드까지 소화용수가 송수되는 방식의 시스템입니다. 이 시스템은 주로 동결의 우려가 있는 장소에서 사용되며, 폐쇄형 헤드가 열에 따라 개방되어 소화작용을 수행합니다.

• 2-2. 준비작동식 스프링클러설비의 작동 원리

• 준비작동식 스프링클러설비의 주요 구성 요소는 폐쇄형 헤드와 준비작동식 유수검지장치입니다. 이 장치의 작동은 감지기가 화재를 감지함에 따라 솔레노이드에 의하여 클래퍼가 개방되는 구조로 되어 있습니다. 이때, 감지기가 화재를 조기에 경고하여 소화가 신속하게 이루어지며, 연기 감지기가 열감지기보다 더 빠른 화재 감지 속도를 보이는 특징이 있습니다. 특히, 자동화재속보설비와 연계되어 소방관서에 빠른 화재경보를 할 수 있어 피난과 대응이 신속하게 이루어집니다.

3. 스프링클러헤드 종류 및 차이점

• 3-1. 폐쇄형 헤드

• 폐쇄형 헤드는 화재 시 소방대상물에 설치된 스프링클러 헤드의 감열 부분이 화열로 인해 분해되어 방수구에서 물이 방출되는 방식입니다. 이 구조는 스프링클러설비가 열에 의해 작동하여 배관 내 압력이 저하되며, 이로 인해 유수검지장치와 소방펌프가 작동하여 물이 연속적으로 공급됩니다. 폐쇄형 헤드는 아파트 및 복합건축물 등에서 많이 사용되며, 주로 화재가 발생하기 전 감지기가 작동하여 조기 경고를 제공하는 역할을 합니다. 폐쇄형 헤드는 감열체가 일정 온도에서 자동적으로 파괴되거나 용해되어 방수구가 열리는 구조로 되어 있으며, 주요 타입으로는 레바 타입의 퓨지블링크 형태와 알콜 또는 글리세린이 들어간 유리벌브 타입이 있습니다.

• 3-2. 개방형 헤드

• 개방형 헤드는 화재감지기(열 또는 연기)에 의해 일제 개방밸브가 작동하여 물이 방수되는 구조입니다. 감열체가 없어 화재 발생 시 즉시 물이 방출되어 해당 구역 전체에 동시에 살수할 수 있습니다. 개방형 헤드는 높은 천장을 가진 무대부, 창고 또는 준위험물 저장소 등에서 사용됩니다. 일제살수식 스프링클러설비와 비슷하게 작동하며, 이러한 방식은 화재가 발생하는 구역 전체에 신속하게 대응할 수 있는 장점이 있습니다. 개방형 헤드의 적용 시 필요 시 수압에 따라 방수량을 조절할 수 있는 시스템이 중요합니다.

4. 스프링클러 시스템의 종류

• 4-1. 습식 스프링클러

• 습식 스프링클러는 일반적으로 가장 많이 이용되는 방식으로, 1차측 및 2차측 배관에 항상 가압수가 충수되어 있습니다. 화재가 발생하면 열에 의해 헤드가 개방되어 가압수가 살수되는 장치입니다. 장점은 구조가 간단하고 즉시 소화가 가능하나, 동결의 우려가 있는 장소에는 부적합한 단점이 있습니다.

• 4-2. 건식 스프링클러

• 건식 스프링클러 설비는 관로 중간에 건식 밸브를 설치하여 2차측에는 자동식 에어콤프레셔를 이용한 압축 공기를, 1차측에는 가압수를 각각 채워넣습니다. 헤드가 감열에 의해 개방되면, 2차측의 압축 공기가 방출되어 압력 저하가 생기며 이때 1차측 가압수가 2차측으로 유입되어 살수가 시작되는 장치입니다. 장점은 동결 우려가 있는 장소에 설치할 수 있지만, 화재 시 소화 활동 시간이 다소 지연되고 습식에 비해 설비비가 고가인 단점이 있습니다.

• 4-3. 일제살수식 스프링클러

• 일제살수식 스프링클러 설비는 개방형 스프링클러 헤드를 사용하며, 천장이 높은 장소에서 화재를 효과적으로 소화할 수 있도록 설계되었습니다. 이 시스템은 화재 발생 시 감지기의 작동 또는 수동 기동으로 일제개방밸브가 개방되어 물이 동시에 방수되는 장치입니다. 일제 살수식 설비의 작동 원리는 준비작동식 스프링클러와 유사하며, 화재감지기의 작동에 의해 수압 개폐장치를 이용하거나, 두 가지 방법을 혼용하여 사용할 수 있습니다.

5. 준비작동식 스프링클러설비의 장단점

• 5-1. 장점

• 준비작동식 스프링클러설비의 가장 큰 장점은 다음과 같습니다: 1. 동결의 우려가 있는 곳에서도 사용 가능합니다. 차측이 대기압으로 유지되어도 문제가 없으며, 폐쇄형 헤드를 사용하여 동결과 관련된 문제를 예방할 수 있습니다. 2. 화재 감지의 빠른 능력으로 조기 경보가 가능합니다. 화재 감지기는 폐쇄형 헤드보다 화재를 감지하는 속도가 빠르며, 특히 연기 감지기로 인해 화재 발생 시 신속한 대처가 가능합니다. 3. 헤드 파손 시에도 수손 피해 우려가 없습니다. 준비작동식 유수검지장치는 감지기가 작동해야 작동하므로 헤드가 파손된 경우에도 수손 피해가 발생하지 않습니다.

• 5-2. 단점

• 준비작동식 스프링클러설비의 단점은 다음과 같습니다: 1. 감지기가 고장나면 시스템이 작동하지 않을 수 있습니다. 준비작동식 스프링클러설비는 두 개의 감지기가 모두 화재를 감지해야 작동하는 교차회로 방식으로 운영되며, 하나의 감지기가 고장나거나 설치 후 격벽 등으로 인해 시스템이 작동하지 않는 상황이 발생할 수 있습니다. 2. 감지기 설치로 인한 추가 비용이 필요합니다. 감지기를 따로 설치해야 하므로, 추가적인 경제적 비용이 소모됩니다. 3. 헤드 파손이 있을 경우 이를 알 수 없어 방치될 위험이 있습니다. 폐쇄형 스프링클러 헤드가 파손되더라도 관계자가 이를 인지하지 못해 방치될 수 있으며, 이로 인해 의도하지 않은 수손 피해가 발생할 수 있습니다.

6. 화재 감지기의 역할과 중요성

• 6-1. 화재 감지기의 종류

• 화재 감지기는 주로 두 가지 방식으로 구분할 수 있습니다. 첫 번째는 연기 감지기이며, 이는 빠르게 화재를 감지하는 능력이 뛰어난 특성을 가지고 있습니다. 두 번째는 열 감지기로, 온도의 변화를 통해 화재를 감지합니다. 이러한 감지기들은 준비작동식 스프링클러설비와 함께 작동하여 화재 발생 시 소화용수를 신속하게 방출할 수 있도록 돕습니다.

• 6-2. 화재 감지기가 미치는 영향

• 화재 감지기는 대기압에서 대기 상태로 유지되며, 화재 발생 시 신속하게 작동하여 프리액션밸브를 열도록 합니다. 이로 인해 소화용수가 폐쇄형 스프링클러 헤드에 송수되어 화재에 신속하게 대처할 수 있습니다. 감지기의 고장이나 파손 시에는 스프링클러 시스템이 작동하지 않을 위험이 존재합니다. 감지기 설치가 필수적이며, 인접한 두 개의 감지기가 동시에 작동해야 프리액션밸브가 작동하는 교차회로 방식으로 구성되어 있어 추가적인 설치 비용이 발생할 수 있습니다.

7. 교차회로 방식의 운영

• 7-1. 교차회로의 개념

• 교차회로 방식은 인접한 두 개의 화재 감지기가 모두 화재를 감지해야 프리액션밸브의 클래퍼가 개방되는 방식입니다. 이 방식에서 하나의 감지기가 고장나거나 중간에 격벽을 설치하면 감지기가 작동하지 않게 되어, 결과적으로 준비작동식 스프링클러설비가 작동하지 않게 됩니다. 이런 특성으로 인해 교차회로 방식은 준비작동식 스프링클러설비의 가장 큰 단점으로 여겨집니다.

• 7-2. 운영상의 문제점

• 준비작동식 스프링클러설비는 감지기의 화재 감지 신호에 의해서만 작동합니다. 이는 감지기가 고장났거나 오류가 발생하는 경우, 준비작동식 스프링클러 설비가 무용지물이 될 수 있음을 의미합니다. 특히 감지 시스템이 교차회로 방식으로 운영될 때, 하나의 감지기가 정상적으로 작동하지 않으면 전체 시스템이 작동하지 않는 문제가 발생합니다. 또한, 폐쇄형 스프링클러 헤드가 파손되어도 운영자는 이를 인지하지 못할 수 있으며, 이 경우에도 준비작동식 스프링클러설비는 여전히 정상 작동하는 것처럼 보입니다. 그러므로, 감지기와 스프링클러 설비의 유지 관리가 필수적입니다.

결론

• 이번 리포트에서는 준비작동식 스프링클러설비가 어떻게 구성되고 작동하는지, 및 다양한 유형의 스프링클러 시스템이 어떤 장점과 단점을 가지는지 상세히 분석하였습니다. 준비작동식 스프링클러설비는 빠른 화재 감지 및 경보 체계로 인해 조기 대응에 유리하지만, 감지기 고장 시에는 시스템이 작동하지 않을 수 있는 위험이 존재합니다. 이와 같은 한계를 보완하기 위해 유사한 환경에서의 경험을 바탕으로 지속적인 유지보수와 감시가 필수적입니다. 각 스프링클러헤드는 그 설치 환경과 목적에 맞는 적절한 선택이 필요하며, 구체적 사용 상황에 맞춰 시스템을 장착해야 합니다. 미래에는 기술 발전을 통해 더욱 스마트한 감지 및 소화 방식이 통합되어 수동 기능과 자동 기능 간의 균형을 맞추는 혁신적인 스프링클러 설비가 개발될 것으로 전망됩니다. 이러한 발전은 나아가 화재 안전성을 높이고, 사회 전반의 재난 대응력을 강화하는데 기여할 것입니다.

용어집

• 준비작동식 스프링클러설비 [소방설비]: 준비작동식 스프링클러설비는 감지기가 작동해야만 물이 송수되는 방식으로, 화재 발생 시 조기 경보가 가능하지만, 감지기 고장 시 작동하지 않을 수 있는 단점이 존재합니다.

• 스프링클러헤드 [소방설비]: 스프링클러헤드는 화재 발생 시 물을 방수하는 장치로, 폐쇄형 헤드와 개방형 헤드로 구분되며, 각각의 특징에 따라 설치되는 장소가 다릅니다.

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