[소방 가스계] 왜 무유출 약제량이 자유유출보다 많을까?

[소방 가스계] 왜 무유출 약제량이 자유유출보다 많을까?

 

1. 가스계 약제량 산정 이론

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가스계 약제량 산정 이론은 크게 3가지로 나뉜다.

1) 완전치환: 방호구역에 가스약제가 방출되면 방출된 가스약제 만큼 공기가 누출된다.

2) 자유유출: 방호구역에 가스약제가 방출되면 가스 및 공기가 혼합되어 누출된다.

3) 무유출: 방호구역에 가스약제가 방출되면 아무것도 누출되지 않는다. 

 

완전치환은 이론적인 경우로, 말 그대로 가스약제가 들어온 만큼 공기가 누출되는 모델입니다. 현실에서는 이런 일이 일어나지 않습니다.

이론적으로는 완전치환에서 약제량이 가장 적습니다.

 

이제 중요한건 자유유출과 무유출의 약제량 관계입니다. 

저는 처음 든 생각이 '무유출이 당연히 적지 않겠어? 약제가 방호구역에 들어오는 족족 축적되니까' 라고 생각했습니다.

하지만 계산결과는 전혀 다른 답을 말해주고 있습니다.

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2. 무유출, 자유유출 약제량 계산 (동일 조건)

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<조건>

체적: 216㎥, 설계농도: 34%

무유출	자유유출
공식 $V = \frac{21 - O_2}{O_2}$ $C = \frac{21-O_2}{21}$	공식 $V = 2.303log\frac{100}{100-C}\times V_T$
약제량 111㎥	약제량 89㎥

같은 조건으로 계산을 해보면 무유출에서 약제량이 더 많이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.

왜그럴까요?

 

무유출의 경우 약제가 방사되면 외부로는 아무것도 방출되지 않습니다. 공기와 함께 축적이 됩니다. 기존의 공기가 있기 때문에 설계농도를 올리기가 힘듭니다.

반면에 자유유출은 약제도 빠져나가기는 하지만 공기도 같이 나가기 때문에 무유출보다는 설계농도까지 농도를 높이는 게 좀 더 수월합니다.

그래서 자유유출이 상대적으로 약제량이 덜 필요한 것입니다.

 

사실 무유출도 이론적인 경우로 보아야 합니다. 완전 밀폐로 해놓은 방호구역도 흔치 않고 완전 밀폐로 해놓으면 오히려 과압으로 개구부 등이 파손됩니다. 

 

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3. 관련자료 및 마무리

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SFPE 무유출 관련 설명 내용

The flooding factor in (C/[100 – C]) implies that the agent-air mixture leaking from the enclosure as a result of the addition of the agent, exit the enclosure at the final concentration after mixing with the air initially in the enclosure. As these agents are stored as a liquid and vaporize in the enclosure during the discharge, the enclosure is under a negative pressure relative to ambient, early in the discharge allowing the agent to mix with the air in the enclosure, prior to leaking from the enclosure as the pressure in the enclosure goes positive late in the discharge.

 

 

간단하게 가스계소화약제의 약제량 산정 이론인 무유출과 자유유출의 약제량을 비교해보았습니다. 크게 중요한 내용은 아니지만 소방기술사 공부를 하다보면 충분히 의문이 들 수 있는 내용이라 정리해보았습니다.

 

감사합니다.