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수계소화설비

수계소화

0630002 강희남

0730002 곽병복

0830003 김기석

0830005 김민규

0830011 김재찬

목 차

2 / 12

1. 소방시설
2. 수계소화설비
3. 수리계산에 필요한 식
4. 운동방정식
5. 가압송수장치의 종류
6. 기동방식
7. 수원의 종류
8. 소방용 펌프
9. 펌프의 제 현상 및 대책
10 .수계소화설비 감압방법
11. 보조펌프
12. 제어반
13. 기타구성요소

1. 소방시설

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• 소방대상물에서 화재의 발생시 신속하게

화재를 진압하거나 확산을 억제하는데
사용하는 설비로서 인명 및 재산을
보호하는 중요한 설비

• 종류 : 소화설비,경보설비,피난설비
소화용수설비

,소화활동설비

1) 소화설비

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• 물, 그 밖의 소화 약제를 사용하여 화재를

진압는 설비

• 종류: 수동식 소화기, 자동식 소화기
간이소화용구

, 옥내소화전설비

옥외소화전설비

, 포 소화설비

   스프링클러소화설비
   물 분무소화설비
   이산화탄소소화설비 등

2) 경보설비

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• 건축물 내부에 있는 모든 사람에게

화재발생시 통보를 설비

• 종류 : 비상경보설비,비상방송설비
자동화재탐지설비 등

자동화재탐지설비 시스템

자동화재탐지설비

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3) 피난설비

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• 화재 발생시 화재가 발생한 층으로부터 안전한

공간인 지상층 또는 피난안전 층으로
불특정다수인을 안전하게 피난하기 위하여 설치하는
설비

• 종류
- 피난기구 : 미끄럼대, 피난사다리, 구조대
완강기

, 피난교, 피난밧줄 등

- 인명구조기구 : 방열복, 공기호흡기 등
- 휴대용 비상조명등 : 유도등, 유도표지 등

4) 소화용수설비

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• 화재의 진압에 필요한 소화용수를 저장하는

설비로서

• 종류 : 소화수조, 저수조 등

5) 소화활동설비

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• 소방대원의 화재진압 및 구조 활동을

지원하기 위한 설비

• 종류 : 제연설비, 연결송수관설비
연결살수설비

, 비상콘센트설비

무선통신보조설비 등

2. 수계소화설비

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• 소화약제 : 물을 사용하는 설비

• 종류 : 옥내, 옥외소화전설비
스프링클러소화설비
물분무소화설비

, 포 소화설비 등

• 특징 : 매우 경제적임, 소화능력 우수
생활주변에서 손쉽게 구함
친환경적

1) 유체

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• 유체의 정의
- 마찰에 의해 전단력이 존재하는 물질,

즉 아무리 작은 전단력이라도 유체 내에

전단응력이 작용하는 한 계속해서 변형
하는 물질

2) 유체의 분류

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• 압축성 유체: 압력 변화에 대하여 변수의 변화를 무시
                     할 수 없는 유체
• 비압축성 유체: 압력 변화에 대하여 변수의 변화를 무
                        시할 수 있는 유체
• 점성 유체 : 마찰이 고려되는 유체
• 비점성 유체 : 마찰을 무시할 수 있는 유체
• 이상유체 : 마찰이 없고 비 압축성인 유체
• 실제유체 : 점성유체
• 뉴턴의 유체 : 뉴턴의 점성법칙을 만족하며 끈기가 없
                       는 유체

EX) 물, 공기, 알코올

3) 차원과 단위

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차원

- 차원이란 길이, 질량, 시간을 기본량으로 잡아 나타내는

방식을 차원이라 한다

• M.L.T 차원계: 질량[M], 길이[L], 시간[T]
• F.L.T 차원계: 힘[F], 길이[L], 시간[T]
• Ex) 속도 = = []
가속도

= = []

동력

= = [] =[]

= []
단위
                         (길이)          (힘)          (시간)
① M.K.S 단위계 :
② C.G.S 단위계
③ F.P.S 단위계
④ S.I    단위계. 힘의 단위를N,dyne등으로
                         나타낸 값

4) 기본성질 - 밀도

4) 기본성질 -

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• 단위체적이 갖는 유체질량, 즉 단위체적당 질량
• [/]
• : 질량 :체적 (밀도의 차원은 )

기본성질 – 비중량

, 비체적

기본성질 – 비중량

, 비체적

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• 비중량
• 단위체적이 갖는 유체의 무게, 즉 단위체적당 중량
• = = [/]
• : 중량

• 비체적
• 유체의 단위질량이 갖는 체적으로 단위는 /
• 비체적과비중량의 관계 =

기본성질 – 유체의 점성

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• 유체가 유동할 때 흐름의 방향에 대하여 마찰전단응력을

유발시켜 주는 성질을 점성이라 한다

• 점성 : 뉴턴의 점성법칙
• : 마찰전단응력 : 절대점성계수
• : 속도구배

기본성질 – 압력

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• 유체가 벽 또는 가상면의 단위면적에 수직으로 작용하는

힘을 유체의 압력이라 함

• 단위 1Pa =
• =
• : 압력 : 단면적 : 면에 수직으로 작용하는 힘

예제

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• 물속 200m 깊이에서의 압력을 절대압력과

게이지압력으로 표시할 때 공학기압

/와 Mpa로 각각

얼마인가

? (국소대기압은 101kPa)

해설

)

국소대기압

, =

P = (9810)(200) + 101 = 2,062,000= 2.062
= 0.1이므로 =

3. 수리계산에 필요한 식

3. 수리계산에 필요한

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• 유량

) : 유체의 속도

1) 유체의 유동손실

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• 소화배관 내 유체의 흐름에서 배관벽과 유체의 흐름에

의해 발생되는 에너지손실을 유체의 마찰손실수두

• 유체의 마찰손실을 계산하는 방정식
Hazen-william , Darcy-Weisbach

2) Hazen-william 마찰손실

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3) Darcy – Weisbach
배관손실

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h : 손실수두(m), f : 원관 내의 마찰계수,
ㅣ

: 관의 길이(m), d : 관의 안지름(m)

V : 유속(m/s), g : 중력가속도(m/)

4) 펌프의 동력 구하는 식

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P :

펌프의 동력(PS), Q : 토출량(

: 양정(),

η : 펌프효율, : 전달계수

5) 방수노즐의 유량 및 유속

5) 방수노즐의 유량

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• 노즐에서 방출되는 유속을 피토 게이지 압력계를

이용하여 압력을 측정하고 유속을 구하는 식에 대입하면
노즐의 유속을 구할 수 있다.

• )
• ) =

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6) 레이놀즈수 `Re

6) 레이놀즈수 `R

• 레이놀즈수

• 층류에서 난류로 바뀌는 레이놀즈수를상임계레이놀즈

• 난류에서 층류로 바뀌는 레이놀즈수를하임계레이놀즈

• 층류:
• 천이:
• 난이:

7) 부차적 손실

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• 관내에 유체가 흐를 때 관 손실

• K : 손실계수g : 저

항 V : 속도

예제

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• 손실계수K=10인 밸브가 파이프에 설치되어 있다. 이

파이프에 물이9.8m/s로 흐르고 있다면 밸브에 의한
손실수두는 얼마인가

• 해설)

8) 체적탄성계수

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• 예제06표준상태에서 물 1% 압축하는 데 필요한

압력을 구하여라(단, 물의 체적탄성계)

해설)
에서

1) 배관의 수리계산

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• 배관의 수리계산은 관찰대상인 배관의 어느 지점에서의

유량과 소요 압력을 구하는 계산

• 목적 : 최소한의 방수량을 충족시킬 수 있는 정도의
유수량과

, 이 흐름을 일으켜 줄 수 있는 최소한

의 소요압력을 계산

5. 가압송수장치의 종류

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• 고가수조 방식
- 옥상 등 최상층부의 소화방수구보다 높은 위치에 수조를

설치하고 고가수조의 바닥면에서 부터 최상층부분의
방수구까지의 높이를 낙차로 확산하여 필요한
규정방수압력 방수량을 확보하는 것으로 자연낙차를
이용하는 가압송수방식이다

• 압력수조 방식
- 탱크에 수원을 확보하고 공기 등으로 가압하는 방식이다.

• 펌프방식
- 펌프와 동력원을 설치하여 가압송수에 의하여 방수량과

방수압력을 얻는 방식으로 가장 많이 적용되는 방식이다

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• 고가수조 : 건물 최상층/옥상층에 설치하여 자연낙차

압을 이용하는 것으로 별도의 동력이 필요치 않음

• 압력수조 : 탱크용량의 2/3은 물을 1/3은 압축공기를

충전시켜 두며 감지장치에 의해 수량과 압력이 유지된다

• 지하수조 : 가압송수장치의 펌프보다 수원의 수위가 낮은

위치에 설치된 수조

7. 수원의 종류

8. 소방용 펌프(Pump)

8. 소방용 펌프(Pu

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• 펌프 : 구동기로부터 동력을 전달받아 유체를 낮은 곳
에서 높은 곳으로 도는 멀리 이송하는 유체기계

• 소방용 펌프
  - 일반 산업용 펌프와는 달리 토출량과 압력이 항상 일
    정하지 않은 관계로 어떠한 경우라도 소화설비에서
    요구하는 규정압력과 방수량을 확보해야 함

1) 소방펌프의 특성 및 성능

1) 소방펌프의 특성

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ㆍ 소방펌프는 토출량 및 방수압력의 변화에 따른 과부
하로 인해 펌프가 정지하는 현상

(Over Load)을 방지하

기 위하여 다음과 같은 성능조건이 필요하다

- 정격토출량의 150%를 운전시 정격토출압력의 65%

이상 되어야 한다

- 체절운전(shut off)시 정격토출압력의 140%를 초과

하지 않아야 한다

2) 원심펌프

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• 볼류트 펌프(Volute Pump) : 임펠러가 직접 물을

케이싱으로 유도하는 펌프로서 고유량 저양정 펌프의
특성을 가짐

. 소형으로 만들어져 가장 많이 쓰임.

• 터빈 펌프(Turbine Pump) : 안내날개로 인해 난류가

감소해 효과적으로 속도에너지를 압력에너지로
변환시킴으로서 저유량 고양정 펌프의 특성을 가짐

고층건물에 많이 쓰임

펌프의 종류

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볼류트 펌프 터빈 펌프

9. 펌프의 제 현상 및 대책

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① 공동현상

(Cavitation) : 물의 정압이 기존 증기압보다

낮아져서 기포가 발생되어 물이 흡입되지 않는 현상

- 발생현상 :

ⓐ 소음과 진동 ⓑ 관부식

- 방지대책 :

ⓐ 흡입관경을 크게 한다.

ⓑ 양흡입 펌프로 바꾼다

ⓓ 마찰손실

, 임펠러 속도를 작게 한다.

펌프의 제 현상 및 대책

펌프의 제 현상 및

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② 서어징 현상

(Surging)

  - 유량이 단속적으로 변하여 펌프입출구에 설치된 압력계가
    흔들리고 소음과 진동을 유발하며 동시에 송출량의 급격한
    변화가 일어나는 현상

- 방지대책 :

ⓐ 배관 내의 기체 상태 부분을 제거

          ⓑ 유량조절밸브를 펌프 토출측 직후에 위치
          ⓒ 운전점을 고려한 펌프 선정
          ⓓ 배관 중에 불필요한 수조 제거

펌프의 제 현상 및 대책

펌프의 제 현상 및

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③ 수격작용

(Water Hammering) : 펌프가 갑자기

정지했을 때나 밸브의 개폐를 급하게 하였을 때 압력파에
의해 해머로 관을 때리는 이상음이 발생하는 현상

- 방지대책 :

ⓐ 유체의 유속을 작게 한다.

ⓑ 관의 관경을 크게 한다

(Surge Tank) 설치

ⓓ 플라이 휠 설치

ⓔ 양정

, 유량의 변화를 적게 한다.

ⓕ 급격한 밸브 폐쇄를 하지 않는다

1) 순환배관

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• 체절운전이 될 경우 압력의 상승에 따른 고장을 방지하기

위하여 토출측 밸브 이전에 분기시켜 물을 순환시키는
밸브

• 릴리프밸브(Relief Valve) : 설정 압력 이상이 될 경우

유체를 배출시켜 설정 압력 이하로 유지시키는 밸브

사용자가 압력을 설정할 수 있음

• 안전밸브(Safety Valve) : 릴리프밸브와 동일한 기능을

하지만 제조공장에서 압력을 고정시켜 놓은것으로
압력의 설정이 불가능하다

2) 성능시험배관

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• 소방펌프의 성능을 정기적으로 시험하여 펌프의

성능곡선의 불량 및 방사압과 토출량을 검사하기 위한
배관

• 관로에는 정격토출량의 175%를 측정할 수 잇는

유량계를 설치

• 관경은 정격토출압력의 65% 이하에서 정격토출량의

150% 이상을 토출할 수 있는 크기.

3) 물올림장치

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• 수원의 수위가 펌프보다 아래에 잇는 가압송수장치에

필요한 설비

• 기능 : 펌프 케이싱에서 풋밸브까지 물을 공급하여 항
상 펌프만 작동하면 물이 흡입될 수 있도록 대
비시켜 주는 장치

• 감수경보장치 : 탱크내의 물이 ½ 이상 감수 하였을
때 신호를 발신하여 음향 경보 장치

4) 기동용 수압개폐장치

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• 기동용 수압개페장치란 수압의 변화를 감지하여 펌프를

자동으로 기동

(정지)시키는 장치이다.

• 구성요소

① 압력챔버

(Pressure Chamber)

② 압력스위치

(Pressure Switch)

③ 안전밸브

(Safety Valve)

10. 수계소화설비 감압방법

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• 사람이 직접 조작하여야 하는 설비의 경우 지나치게 높은

압력은 부상과 소방호스 파손의 우려가 있기 때문에
방수압력을

7kg/㎠ 이하로 제한하고 있다.

그러므로 적절한 감압대책이 필요하다

① 감압밸브방식

: 감압용 밸브 또는 오리피스를 설치

② 고가수조방식

: 고가수조를 고층부와 저층부로 구분

③ 구간별 전용배관방식

: 구간별로 입상관 및 펌프를 각각

별도로 설치

④ 중간펌프방식

: 고층부용 중간 펌프 및 수조를 별도로

설치

11. 보조펌프

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• 보조펌프의 역할
- 펌프 토출측 배관계통의 압력을 항시 일정한 압력

이상으로 유지시켜 줌으로써 화재발생시 방출구로부터
즉각적으로 규정압력 이상의 소화수를 방출시킬 수
있도록 하여 조기에 화재진압이 가능하도록 하는 역할을
한다

1) 보조펌프의 작동기동

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• 소화펌프 토출측 배관계통의 압력이 누수 등에 의하여

유지해야 할 압력점 이하가 되면 보조펌프 기동용
스위치가 작동하여 보조펌프를 자동기동시키며

보조펌프의 기동에 의하여 배관 계통의 압력이
보조펌프의 정지 설정압력까지 올라가면 보조펌프를
자동정지시킨다

• 체절압력 = 펌프의 전 양정 ÷ 10 × 1.4

12. 제어반

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• 제어반
  - 감시 제어반과 동력제어반으로 구분 설치하여야 하
    며 기타의 경우에는 두 기능을 하나의 제어반에 수용
    할 수 있다

• 감시 제어반의 기능
  - 각 펌프의 작동여부를 확인할 수 있는 표시등 및 음
    향경보 기능
  - 펌프의 자동ㆍ수동 작동정지 기능
  - 비상전원공급확인 및 전환기능
  - 저수위감지기능
  - 회로 도통시험 및 작동시험기능
  - 예비전원시험기능

13. 기타 구성요소

13. 기타 구성

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• 수격 방지기
- 펌프의 직상부나 곡관부위 및 관의 말단에 수격방지
기를 부착한다

. 수격방지기는 내부에 공기실이 있어

순간적인 이상고압을 흡수 충격을 완화한다

• 옥외송수구
- 송수구는 소화설비에 소화용수를 보급하기 위하여
건물외벽 옥외에 설치하는 연결구를 말한다.

기타 구성요소

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• 밸브 : 밸브는 유체의 흐름을 차단하거나 유량을 조절하는데
사용되며 소화설비에 많이 사용되는 것은 다음과 같다

게이트밸브

나사봉에 의하여 배관의 횡단면과 평행하게 개폐하는 것으 로

슬루스밸브라한다

- 글로우브밸브
밸브디스크가 파이프 접속구 방향에서 90각도의 위에서

오르내리므로서 유체를 조절한다는 것이 다르다

- 앵글밸브
옥내ㆍ외 소화전의 방수구와 스프링클러 소화설비

유수검지장치의 배수밸브 등에 사용한다

기타 구성요소

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  - 버터플라이밸브
    원통형의 몸체 속에 밸브 밸브봉을 축으로 하여 평판이 회전
    함으로써 개폐된다

- 볼밸브
볼과 테프론링이 항상 긴밀한 접촉을 하이므로 스타일에 의한

시트면의 손상이 적고 개폐가 빠르게 고압 기밀용으로 사용된다

- 체크밸브
유체의 흐름이 역류하면 자동적으로 밸브가 닫히게 할 때 사용을

한다

기타 구성요소

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- 콕밸브
유체를 직선상으로 흐르게 하고 콕을 회전시키면 완전히 통로

가 열리므로 개폐가 빠르다

- 풋밸브
수원의 수위가 펌프보다 아래에 위치한 흡수방식에서 흡수관

말단에 설치하여 펌프 기동시 물의 흐름을 펌프측으로만 흡상되게
하고 펌프정지시에 흡입관내 물을 가두어두는 역할과 수조내
이물질이 흡입되는 것을

1차적으로 걸러 주는 여과기능을 겸한다

기타 구성요소

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• 배관
- 급수배관은 배관용 탄소강관 또는 압력배관용 탄소강관이나
이와 동등 이상의 강도 내식성

, 내열성을 가진 것으로 하여

야한다

    - 배관은 전용으로 하여야 한다.
    - 펌프의 흡입측 배관은 공기고임이 생기지 아니하는 구조로
     하되 여과장치를 설치 하 여야 한다

- 펌프의 토출측 구경은 유속이 3㎧ 이하가 되도록 한다.

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함께 해주셔서 감사합니다

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함께 해주셔서 감사합니다