[소방] 가스계소화설비의 과압배출구 (Pressure Relief Venting)

[소방] 가스계소화설비의 과압배출구 (Pressure Relief Venting)

1. 개요

 1) 이산화탄소, 불활성기체 소화설비의 방호구역에 소화약제가 방출시 과압으로 인해 구조물 등에 손상이 생길 우려가 있는 장소에 설치하는 배출구이다.

 2) 이산화탄소, Inergen과 같이 높은 설계농도를 가진 소화약제는 과압 발생시 실내 취약부가 파손되어 약제 누설의 우려가 있고, Soaking Time을 유지하지 못하여 소화가 이뤄지지 못할 가능성이 커지므로 과압을 배출하는 피압구 (Pressure Vent)가 필요하다.

 

2. 과압배출구 설치 목적

 1) 구조물 안전성 확보: 소화약제 방사시 구조물 등의 약한 부분이 손상될 우려가 있다. 손상되기 전에 미리 압력을 배출하는 것이다.

 2) 연소확대 방지: 약제 방사시 과압에 의해 개구부 등이 손상되면, 인접구역으로 연소가 확대된다.

 3) 과압발생 방지: 완전 밀폐된 방호구역을 방호하는 이산화탄소, 불활성기체 소화설비의 경우에도 시간에 따라 부압 및 양압이 크게 발생한다.

 4) 인명보호 및 재산보호

 

3. 과압배출구 설치시 검토사항

 1) 방호구역 누설면적

 2) 방호구역의 최대허용압력

 3) 소화약제 방출시의 최고압력

 4) 소화농도 유지시간

 

4. 과압배출구의 적용

 1) 할로겐화합물 소화약제는 약제방사의 특징이 단시간에 저농도로 약제를 방사하므로 헤드의 방사 압력이 낮으며, 과압 우려가 작으므로 과압배출구를 일반적으로 사용하지 않는다.

 2) 이산화탄소($CO_2$), 불활성기체 소화약제는 약제방사의 특징이 장시간에 고농도로 약제를 방사하므로 헤드의 방사압력이 높으며, 과압우려가 크므로 과압배출구를 적용한다.

구분	방사시간	소화농도	방사압력	과압 발생	과압배출구
할로겐화합물	단시간	낮음	낮음	낮음	보통 미설치
이산화탄소 불활성기체	장시간	높음	높음	높음	설치

 

 

5. 과압배출구 설치위치

구분	Descending Interface Mode	Mixing Mode
설치위치	가스밀도가 공기밀도보다 크므로 과압배출구를 천장 가까이 설치 (약제대신 공기가 배출되도록 하는 것)	가스밀도가 공기밀도와 비슷하므로 과압배출구의 위치는 제한이 없으나 방사 노즐에서 가장 먼 곳에 설치

 

6. 과압배출구의 면적계산

구분	이산화탄소	불활성기체
메커니즘	액상저장 ↓ 방출 초기 기화로 인한 냉각 (증발잠열) ↓ 실내공기 수축 ↓ 부압 형성 ↓ 압력 상승	압축가스형태 저장 ↓ 방사 초기부터 정압 발생
관련식	$A = \frac{239Q}{\sqrt{P}}$	$A = \frac{42.9Q}{\sqrt{P}}$
	A: 과압배출구 면적 Q: 흐름률 P: 방호구역의 허용강도

 

 

7. 과압배출구 설계 시 고려사항

구분	내용
과압배출구의 위치	1. 약제의 비중이 1보다 클 경우 가급적 높은 위치에 과압배출구를 설치하여 공기가 누설되도록 함 2. 약제의 비중이 공기와 비슷할 경우 기류의 이동이 없어 과압배출구 위치는 제한이 없으므로 헤드에서 가장 먼 곳에 설치ㅣ
과압배출구의 수량	계산된 면적을 고려하여 현장 여건에 따라 수량결정
약제량 및 방호구역의 내압강도	과압이 발생할 경우 신속히 개방되도록 함 취약부분이 파손되지 않도록 충분히 견딜 수 있는 내압강도 적용
과압배출구의 적용기준	과압발생시 신속히 개방될 것 소화약제 대신에 공기가 배출되도록 가급적 높은 곳에 설치 방호구역의 허용압력보다 낮은 압력 개방 소화약제 방사 노즐에서 가급적 먼 곳 설치