설계농도유지시간(Soaking Time, Holding Time, Retention Time)

설계농도유지시간(Soaking Time, Holding Time, Retention Time)

1. 개요

 1) 가스계소화약제가 방사되어 설계농도에 도달한 후 재발화하지 않도록 하기 위해서는 일정시간 설계농도를 유지해야 함

 2) 방호구역에는 개구부와 누설틈새가 있어 설계농도시간 확보를 위해 소화약제를 가산하거나 개구부를 폐쇄하기 위해 자동폐쇄장치를 설치

 

2. 소황약제 농도곡선

 1) 소화농도: 가연성혼합기에 소화약제를 방사시 화염의 전파가 중지되고 소화가 시작될 때의 최대농도

 2) 설계농도

A급 설계농도	B급 설계농도	C급 설계농도
소화농도(A급) × 안전계수(1.2)	소화농도(B급) × 안전계수(1.3)	소화농도(A급) × 안전계수(1.35)

 

3. NFPA 기준

이산화탄소 - 심부화재	청정소화약제 - 표면화재
20분	10분

 

4. 설계농도 유지방법

구분	Descending Interface Mode	Mixing Mode
개념	소화약제가 공기보다 무겁고, 팬 등 혼합장치가 없을 시 소화약제의 하강을 고려한 모드 소화약제의 설계농도가 방호구역 전체높이에서 장비의 높이까지 내려가는 시간	소화약제의 무게가 공기와 비슷하고 팬 등 약제와 공기의 혼합장치가 있어 기류의 이동이 발생할 때 모드 초기 소화약제의 농도에서 최소설계농도까지 내려갈 때의 시간
관련식	$t = \frac{A_o}{A_L}*\sqrt{\frac{\rho _m}{2g(\rho _m - \rho _a)}}[h^{1/2}_1-h^{1/2}_2]$	$t = \int_{cf_1}^{cf_2}\frac{1}{C_f}\sqrt{C_f(\rho -\rho _a)+\rho _a}dc_f$
영향요소	방호구역의 높이 및 면적 장비의 높이 개구부의 크기 개구부의 위치 소화약제와 공기 혼합물의 농도	방호구역의 높이 및 면적 개구부의 크기 소화약제의 농도

 

 

5. 설계농도유지시간과 개구부와의 관계

 1) 소화약제 방출 후 자유유출($ln\frac{100}{100-C}$)에 의해 약제는 누출됨

 2) 개구부가 크면 설계농도 유지시간이 부족하여 소화 실패

 3) 화재안전기준에서는 개구율을 전표면적의 3%이내로 설계하도록 하고 있으나 실제 0.1%이상인 경우 설계농도 유지 어려움

 

6. 개구부에 대한 대책

이산화탄소	할로겐화합물 및 불활성기체
심부화재: 개구부를 폐쇄시킬 수 없을 경우 약제의 누설이 많을 때 연장방출방식 고려 표면화재: 개구부를 폐쇄시킬 수 없는 경우 약제 보충	개구부 최소화 및 완전폐쇄 설계농도를 유지하기 위해 연장방출이 필요한 경우 추가 약제량은 감소된 약제비율만큼 공급할 수 있음. 연장방출시스템의 성능은 시험으로 확인 Enclosure Integrity Test 소화약제 방출시와 동일한 환경을 조성하고 직접적인 소화약제 방출없이 Door Fan, 압력계, 프로그램을 사용하여 누설면적 및 위치 등을 계산 평가하는 성능확인시험

 

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가스계소화설비는 수계소화설비와 다르게 농도가 유지되는 시간이 필요하다. 그 이유는 기체이기 때문이다. 수계소화설비, 특히 물은 가연물에 바로 접촉하여 냉각을 시킨다. 물론 기체도 가연물에 접촉하여 소화를 시킬 수 있으나, 액체와는 다르게 지속시간이 필요하다. 

우리가 촛불을 끌때 입으로 후 하고 불어줄 때, 살살 불면 꺼지지 않고 불길이 살아나는 것과 비슷한 원리다. 화재가 다시 재발화되지 않게 가스약제가 일정시간이상 모여있어 줘야 한다.