소화전 오리피스 감압변 구경 선정

 

국가화재평가원

여용주 (소방기술사 / 공학박사)

전성호 (소방기술사 / 소방시설관리사)

 

소화전 감압 및 반동력 제한

 

1. 소화전 설비의 감압 방법으로는 보통 1차적으로 주 배관의 유체압력을  1.2 Mpa 이하로 감압하고 (감압밸브, 고가수조 방식 등을 적용)

2. 2차로 방수압력 0.7 Mpa를 초과하는 각각의 소화전 방수구에 오리피스 감압변을 부착하는 방법을 사용합니다.

3. 결국, 소화전의 방수압력은 최종적으로 0.70 Mpa 미만으로 감압되어 반동력은 20 kgf 이하로 제한됩니다.

4. 다만, 옥외소화전의 경우 옥내소화전보다 노즐 구경이 커서 0.70 Mpa의 방수 압력에서 반동력이 20 kgf를 초과할 수 있습니다.

 

 

5. 위의 표와 같이 옥외소화전의 방수압이 0.7 Mpa일때 반동력은 20 kgf의 2배에 가까운  39 kgf이므로 옥외소화전은 방수압을 0.35 Mpa 이하로 제한하던지, 2인 1조로  운영하는 것이 바람직합니다.

 

이하 글은 한국화재연구소(https://firesafety.tistory.com/114) 기고 문을 인용하였습니다.

 

오리피스 감압변 감압성능

 

1. 옥내소화전의 오리피스 감압변이 어느정도 압력을 낮출 수 있는지 구체적인 정보와 자료를 제시하는 제조업체가 확인되지 않습니다. 

2. 소화전의 반동력을 제한하기 위해 설치하는 감압변의 감압 성능을  알 수 없으므로 NFTC의 방수압력 범위에 적합한 설계를 하기가 어렵습니다.

[ 40A 감압밸브 및 감압밸브가 부착된 소화전 앵글밸브 ]

 

3. “한국화재소방학회 논문지, 제29권 제3호, 2015년 - 옥내소화전 방수구에 부착되는 감압 오리피스의 감압성능에 관한 연구,” 에서는 구경 24 mm이상의 오리피스 감압변은 방수 압력제한 기준값인 7 bar에서 대략 0.3 ~ 0.5 bar 정도만의 압력감소만을 확인하였습니다.

4. 아래 표는 베르누이 정리를 이용해 오리피스 양단의 압력감소를 계산하여, 24 mm와 13 mm 오리피스의 감압 성능을 비교한 결과입니다.

 

표의 결과를 보면 24 mm 오리피스는 감압성능이 거의 없으며, 13 mm 오리피스의 경우에는 감압성능이 충분한 것으로 확인됩니다.

 

베르누이정리를 이용한 오리피스 전, 후단 압력감소 계산식

 

 

결론 - 오리피스 감압변 구경 선정

 

1. 옥내 소화전의 방수압력이 0.8 Mpa를 넘는 경우, 오리피스 구경 20 mm 초과의 감압변은 감압성능이 작으므로,  오리피스 구경 18 mm 이하의 감압변을 적용하는 것이 바람직합니다.

2. 다만, 매우 높은 방수압(0.9 Mpa 이상)이 예상되는 방수구의 경우에는 베르누이의 방정식을 이용한 감압계산을 통하여 오리피스 감압변 구경을 선정하는 것이 NFTC의 방수압력 제한을 준수하는 데 적합합니다.

3. 옥외소화전의 경우에는 방수압이 0.35 Mpa 제한되어야 반동력이 20 kgf 이하로 제한되므로 이 점을 고려하여 오리피스 감압변의 구경을 선정하는 것이 바람직합니다. 다만 2인 1조를 전제하는 경우 방수압 0.7 Mpa 적용도 가능하다고 판단됩니다.

4. 필요 감압 압력(ㅿP)은 아래식과 같으며, 필요 감압압력(ㅿP)을 구한 후 베르누이 방정식에 의하여 오리피스 구경을 선정합니다. 

 

오리피스 감압변 감압 압력(ㅿP) = 현재 노즐방수압력 - 노즐방수 제한압력(0.7 Mpa 이하)

 

오리피스 감압변 구경 계산

 

1. http://tool.kfsl.co.kr/ -비회원 로그인 – 수계소화설비 – 소화전 - 소화전 오리피스 감압변 프로그램을 이용하여 오리피스 감압변의 감압값 및 오리피스 크기를 산출 할 수 있습니다.

2. 다만, 계산 감압과 실제 감압과는 차이가 발생할 수 있으며, 실제 감압값을 확인할수 있다면 실제 감압값을 적용하는 것이 바람직합니다.