정온식과 차동식열감지기중 어떤것을 선택해야 할까?

 

국가화재평가원

여용주 원장(소방기술사 / 공학박사)

 

열감지기는 정온식과 차동식의 두가지 종류가 있습니다. 정온식은 설정한 온도에 도달하면 작동하는 방식이고 차동식은 설정한 온도상승률에 도달하면 작동하는 방식입니다. 이 두가지 열감지방식이 어떤 차이가 있는지 감지시간 분석을 통해 살펴보겠습니다.

 

 

그림1. 성장속도가 느린 화재(좌), 빠른 화재(우)에서 정온식과 차동식감지기의 감지시간 비교

 

그림1은 일반적인 공간에서 화재성장속도가 매우 느린 경우와 매우 빠른 경우 두가지 환경에서 정온식과 차동식감지기의 작동시간을 계산한 것입니다. 감지기는 가장 많이 설치하는 특종 정온식과 2종 차동식으로 선정하였으며, 계산툴은 미국의 NIST에서 제공하는 C-Fast 프로그램을 기반으로 하였습니다. 계산프로그램은 국가화재평가원에서 무료로 제공하는 http://tool.kfsl.co.kr/login 의 화재안전계산툴 메뉴를 통해 이용이 가능합니다.

 

결과를 정리하면 다음과 같습니다.

 

매우느린화재 : 정온식(399초,462KW) 차동식(1152초,3849KW)

매우빠른화재 : 정온식(65초,792KW) 차동식(42초,331KW)

 

결과를 보면 화재성장속도가 느린 화재에서는 정온식감지기가 약 6분여 정도인데 비해 차동식감지기는 약 19분 정도 소요됨으로써 매우 지연되는 것을 알 수 있었습니다. 이는 화재성장속도가 느려 차동식감지기가 작동할 수 있는 온도상승률에 도달되는 시간이 상당히 지연되었기 때문입니다.

반대로 매우 빠른 화재에서는 차동식감지기가 정온식보다 빨리 작동하였으나 그 차이는 매우 느린 화재에 비해 큰 차이를 보이진 않았습니다.

 

결과적으로 공간의 화재특성 특히 화재성장속도에 적합한 열감지기를 선택해야 한다는 의미지만 한편으로는 차동식감지기의 경우 화재 성장속도가 현저하게 느릴 경우에는 정상적인 화재감지가 거의 어렵다는 것을 의미하기도 합니다. 이는 공간의 화재특성이 모호하다면 일반적으로 많이 설치하는 차동식감지기가 아닌 정온식감지기를 설치하는 것이 보다 합리적일 수 있다는 것을 보여줍니다.

특히 전기케비넷, 소형전기기기, 가연물과 이격된 작은 휴지통 등의 화재처럼 화재성장속도가 느리고 화재크기가 작을 것으로 예상되는 공간에는 차동식감지기의 설치는 적절하지 않은 것으로 보아야 할 것입니다.

또한 준비작동식스프링클러설비 작동용 화재감지기를 열감지기로 설치하였을 경우에는 반드시 스프링클러헤드보다 먼저 작동될 수 있도록 선택과 배치를 고려하여야 합니다.

이밖에도 열감지기의 경우 층고가 높아질 수록 감지시간은 현저하게 지연되므로, 층고가 높은 공간에는 연기감지기를 고려하는 것이 좋습니다.

 

지금까지의 내용은 일반적인 경우를 가정한 것이며 실제 화재감지기의 선정과 배치 등은 공간의 구조와 특성, 가연물의 종류와 양, 배치, 화재형태를 고려하여야 합니다. 최근의 아날로그열감지기의 경우에는 감도를 조정함으로써 열감지기의 단점을 보완하기도 합니다.

 

그림2는 차동식열감지기의 경우 바이메탈방식(좌), 반도체방식(우)에 따라 외관의 형태가 조금 다릅니다. 특히 반도체방식의 경우에는 정온식과 비슷하게 생겼기 때문에 명판의 표시를 확인해야 알 수 있습니다.

 

 

그림2. 차동식열감지기

 

- 본 칼럼은 국가화재안전저널 제 14호에 기고된 글입니다.