국가화재평가원

현암 대리

 

 

배관 내 고압 유지 방식 (충압 펌프 정지압력 기준 방식)

 

소방펌프의 기동압력 설정에는 여러 방법이 있지만, 이번 글에서는 NFPA20을 참조하여 배관 내 압력을 고압으로 유지하는 방식을 다루겠습니다.

배관 내 압력을 고압으로 유지한다는 것은 충압 펌프 정지 압력을 주 펌프의 체절 압력 기준으로 설정한 뒤, 압력을 단계적으로 낮추며 충압 펌프 기동 압력과 주 펌프 기동압력을 순차적으로 설정하는 방식입니다.

 

기동 압력 설정 <예시>

스프링클러 실양정이 96m이고 헤드의 방수압 1kgf/cm2인 건물의 주펌프와 충압 펌프 기동압력 및 설정값을 변경하고자 합니다. 주펌프의 체절압력이 14kgf/cm2 로 명시되어 있을 때, 주, 충압펌프의 설정값을 어떻게 정해야 할까요? (이 때, 소화설비가 초기 작동 시 내부 압력을 최소화하고자 한다. 다만, 현장 내 압력스위치 설정 한계를 고려해, 차압(정지점과 기동점 간의 압력 차이)을 소수점 한자리에서 반올림한 값으로 적용)

                                                                     [배관 내 고압 유지 방식의 기동 및 정지점 설정 예] 

 

① 충압 펌프의 정지 압력은 주 펌프의 체절 압력에 근접하게 설정하여 평소 배관 내 압력을 고압으로 유지합니다. →  충압 펌프 정지점 : 13.5~14.0kgf/cm²

② 충압 펌프 기동압력은 충압 펌프의 정지압력보다 최소 10psi(약 0.7kg/cm² 적용) →  충압 펌프 기동점 12.5~13.0kgf/cm²

③ 주펌프 기동 압력은 충압 펌프 기동 압력보다 10psi(약 0.7kg/cm² 낮게 설정합니다.(1.0kg/cm² 적용) →  주펌프 기동점 11.5~12.0kgf/cm²

 

[참고: NFPA 20 Annex A 14.2.6 (4) Fire Pump Settings]

 

(예시)의 소화펌프(주펌프, 충압펌프)의 기동, 정지 압력 설정값을 그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

 

 [배관 내 고압 유지 방식에 따른 소방펌프 기동 및 정지 압력 설정]

 

배관 내 고압 유지 방식의 장, 단점

 

그럼 해당 방식으로 설계 했을 때의 장단점에 대해 알아보겠습니다.

1.장점

1) 초기 작동 시 배관 내부 압력 변동 최소화로 수격 작용 완화

펌프 성능곡선을 기준으로 보면, 기동 초기에는 헤드가 1~2개만 개방되어 압력은 체절점 부근으로 상승했다가 점차 헤드가 개방됨에 따라 정격 압력으로 안정적으로 유지됩니다.

배관 내부 압력과 체절압력 차이가 큰 구조에서는 기동 초기에 압력 차로 인해 수격 작용이 발생할 수 있습니다. 하지만 배관 내 고압을 유지하는 방식에서는 초기 압력 차이가 작아 수격 작용이 완화됩니다.

2) 펌프의 빠른 기동 반응

  배관이 고압을 유지하고 있기 때문에, 헤드 개방이나 소화전 등 노즐 개방 시 압력 변화가 커 펌프기동이 빠르게 진행됩니다.

 

2. 단점

1) 충압 펌프의 잦은 작동

배관 내 소규모 누수나 압력 변동으로 인해 충압 펌프가 빈번히 ON/OFF를 반복하면서 기계적 마모가 발생할 수 있습니다. 이와 같은 현상이 발생할 경우 유지보수 주기가 짧아질 수 있다는 문제점이 있습니다. 압력 스위치 설정을 최적화 해서 이를 방지해야 합니다.

 

화재안전 계산 Tool 활용

1.Tool 웹 주소 http://tool.kfsl.co.kr 로 접속합니다.

2.‘화재안전계산 Tool’ → ‘수계소화설비’ → ‘소방펌프’ → ‘소방펌프 기동압력 설정 (충압 펌프 정지압력 기준 방식)’

3.주 펌프의 체절압력 및 펌프 실양정을 입력하면 해당 Tool을 통해 펌프 기동압력을 빠르게 계산할 수 있고, NFPA 기준에 부합하는지 점검할 수 있습니다.

[화재안전 계산 Tool [충압펌프 정지압력 기준 화면]