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화재안전 자료실

F10 화재예방 누출공 크기, 누출시간, 누출량 산정 – Part2 - 부제 : HRR 산출을 위한 누출시간 산정
  • 작성일2024/10/31 14:55
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국가화재평가원

전성호 원장(소방기술사 / 소방시설관리사)

 

화재 분야에서 누출 인자(누출공 크기, 누출시간, 누출량) 산정이 필요한 이유?

 

[누설된 연료량(누출공 x 누출시간)에 의하여 연소면적이 결정되는 Pool 화재]

 

1. 가연성 액체는 Pool을 형성하면서 화재가 성장됩니다.

2. 이러한 Pool은 가연성 액체의 누출에 의한 것이며, 이 때 누설 면적이 연소면적에 해당 됩니다.
3. 이러한 연소면적(Pool)의 크기는 누출량과 누출 차단 조건에 의해서 좌우되므로 누출인자는 Pool Fire HRR 산출의 중요 요소입니다.
4. 또, 가연성 기체는 보통 Vessel, 플랜지 등의 누설이 화재로 이어지는 경우가 많으며 이 경우 대부분 압력이 형성된 상태로 누출되는 Jet Fire 형태를 가지게 됩니다.
5. 이러한 Jet Fire의 HRR은 시간당 누출량에 영향을 받으며, 시간당 누출량은 누출공의 크기와 누출압력에 영향을 받습니다.
6. 결론적으로 가연성 액체/기체 화재의 HRR은 누출인자인 누출공의 크기, 누출시간, 누출 압력 등 누출인자 값이 클수록 HRR도 높게 됩니다.
 
누출공 크기 산정은 이전 저널 기고 참조 
 
1. 누출공 크기 산정은 국가화재안전저널 제35호의 “누출공, 누출시간, 누출량 산정 – Part 1” 참조바랍니다.
 
누출시간 산정 국내 기준
 
1. 누출공의 크기를 산출한 뒤에는 누출시간을 산출하여야 최종적으로 누출량을 산출할 수 있습니다.
2. 누출시간은 국내의 경우 “Koshaguide P-110 화학공장의 피해 최소화 대책수립에 관한 기술지침”과 “환경부기술지침”을 사용하게 됩니다.
3. 이 두 기준에는 “API 581 – 미국 석유화학협회의 위험기반검사 기준에 따른 누출시간 산출방법” 을 인용하고 있습니다.
 
KOSHA GUIDE P-110  - 누출시간 산정 방법
 
1. KOSHA GUIDE P-110에 아래와 같은 조항이 있으므로 누출시간은 10분 또는 초기사고를 제어할 수 있는 조치 가능한 실제시간을 누출시간으로 직접 설정할 수 있습니다.
2. 다만, P-110에서는 API 581 누출시간 산출방법도 누출 시간 산정으로 인용되고 있으므로 국내에서도 API를 적용 가능하며, 상세한 누출시간을 산출할 수 있다고 제시되고 있습니다.
 

API 581 누출시간 산정 - 검출 및 차단 시스템 등급 결정

 

1. 미국 석유화학협회의 API 581은 위험기반검사 기준에 따른 누출시간 산출방법입니다.

2. 누출시간을 결정하는 인자는 아래 두가지 등급 입니다.

 ① 누설을 감지하는 누설 검출 시스템의 성능 등급(A, B, C)

 ② 누설을  차단하는 차단 시스템의 성능 등급(A, B, C)

3. 즉, 누설 감지와 누설차단시스템의 성능이 좋을수록 (A>B>C) 누출시간이 줄어드는 상식적인 원리입니다.

4. 이중 검출 및 차단 시스템 등급 구분 방법은 아래와 같습니다.

5. A등급으로 올라갈수록 누설 감지 와 차단 시스템 성능이 우수하여 누출시간이 줄어듭니다.

 

 

API 581 누출시간 산정

 

1. 검출 및 차단 시스템 등급 구분후 누출시간을 산정하는 방법은 아래와 같습니다.

2. 누출공 크기에 따른 검출 등급(A, B, C)과 차단 등급 (A, B, C) 의 조합에 의하여 누출시간이 결정됩니다.

3. 누출공 크기가 작을 수록 누설을 감지하는데 시간이 걸리므로 누출 시간이 길게 산출됩니다.

4. 검출 및 차단 시스템 등급(성능)이 낮을수록 누설감지와 차단에 시간이 걸리므로 누출시간이 길게 산출되는 원리입니다.

5. 아래는 누출공 크기와 A, B, C 등급 조합에 따른 누설시간 산출 표 입니다.

 

누출시간 산정  Tool 사용 방법

 

1. 복잡한 누출시간 산출을 좀더 쉽게 산출할 수 있는 Tool을 제공하고 있으며, 국가화재평가원 홈페이지 국가화재평가원 (nfai.or.kr)의 화재위험평가Tool 카테고리 또는 http://tool.kfsl.co.kr/ 사이트 접속 후 비회원 로그인으로 사용 가능합니다.

2. 4번까지 클릭 후 아래와 같은 화면이 보입니다.

 

누출시간 산정  Tool 사용 방법 – API 581