복합건축물 수원량·반자 속 헤드 누락 층·펌프 성능시험 곡선

문제

(6) 다음 조건을 참조하여 물음에 답하시오. (단, 아래 조건에서 제시하지 않은 사항은 고려하지 않는다.) (12점)

〈조건〉

• 최근에 준공한 내화구조의 건축물로서 소방대상물의 용도는 복합건축물이며, 지하 3층 지상 11층으로 1개 층의 바닥면적은 1000제곱미터이다.
• 지하 3층부터 지하 2층까지 주차장, 지하 1층은 판매시설, 지상 1층부터 11층까지는 업무시설이다.
• 소방대상물의 각 층별 높이는 5.0 m이다.
• 물탱크는 지하 3층 기계실에 설치되어 있고 소화펌프 흡입구보다 높으며, 기계실과 물탱크실은 별도로 구획되어있다.
• 옥상에는 옥상수조가 설치되어있다.
• 펌프의 기동을 위해 기동용수압개폐장치가 설치되어있다.
• 한 개 층에 설치된 스프링클러헤드 개수는 160개이고, 지하 1층부터 11층까지 모두 하향식헤드만 설치되어있다.
• 스프링클러설비 적용현황: 지하 3층, 지하 1층 ~ 지상 11층은 습식스프링클러설비(알람밸브) 방식, 지하 2층은 준비작동식스프링클러설비 방식이다.
• 옥내소화전은 층별로 5개가 설치되어있다.
• 소화 주 펌프의 명판을 확인한 결과 정격양정은 105 m이다.
• 체절양정은 정격양정의 130 %이다.
• 소화펌프 및 소화배관은 스프링클러설비와 옥내소화전설비를 겸용으로 사용한다.
• 지하 1층과 지상 11층은 콘크리트 슬래브(천장) 하단에 가연성단열재(100 mm)로 시공되었다.
• 반자의 재질: 지상 1층, 11층은 준불연재료이다. 지하 1층, 지상 2층 ~ 10층은 불연재료이다.
• 반자와 콘크리트 슬래브(천장) 하단까지의 거리는 아래와 같다.(주차장 제외) 지하 1층은 2.2 m, 지상 1층은 1.9 m이며 그 외의 층은 모두 0.7 m이다.

① 상기 건축물의 점검과정에서 소화수원의 적정여부를 확인하고자 한다. 모든 수원용량(저수조 및 옥상수조)을 구하시오. (2점)

② 스프링클러헤드의 설치상태를 점검한 결과, 일부 층에서 천장과 반자 사이에 스프링클러헤드가 누락된 것이 확인되었다. 지하주차장을 제외한 층 중 천장과 반자 사이에 스프링클러헤드를 화재안전기준에 적합하게 설치해야 하는 층과 스프링클러헤드가 설치되어야 하는 이유를 쓰시오. (4점)

③ 무부하시험, 정격부하시험 및 최대부하시험 방법을 설명하고, 실제 성능시험을 실시하여 그 값을 토대로 펌프성능시험곡선을 작성하시오. (6점)

답안

① 수원용량

구분	계산	수원
스프링클러설비	지하층 제외 11층 이상 → 기준개수 30 × 1.6 m³	48.0 m³
옥내소화전설비	5개 설치 → 2개 × 2.6 m³	5.2 m³
저수조(겸용 합산)	48.0 + 5.2	53.2 m³
옥상수조	53.2 × 1/3	17.73 m³

② 천장과 반자 사이 헤드 설치 층

층	천장	반자	거리	판정
지하 1층	가연성 단열재(불연 아님)	불연재료	2.2 m	설치 — 한쪽만 불연이고 1 m 이상
지상 1층	콘크리트(불연)	준불연재료	1.9 m	설치 — 한쪽만 불연이고 1 m 이상
2 ~ 10층	불연	불연	0.7 m	제외 — 양쪽 불연, 2 m 미만
지상 11층	가연성 단열재	준불연재료	0.7 m	설치 — 양쪽 모두 불연 아님, 0.5 m 이상

이유: 천장과 반자 사이도 헤드 설치 대상 부분이며, 헤드 설치 제외는 ㉮ 천장·반자 양쪽 불연이고 거리 2 m 미만, ㉯ 한쪽만 불연이고 거리 1 m 미만, ㉰ 양쪽 모두 불연재료 외의 것이고 거리 0.5 m 미만인 경우에만 인정된다. 지하 1층·지상 1층·11층은 어느 조건에도 해당하지 않는다(준불연재료는 불연재료가 아님).

③ 펌프 성능시험

• 무부하시험(체절운전): 펌프 토출측 개폐밸브와 성능시험배관 개폐밸브를 모두 잠근 상태에서 펌프를 기동해 토출량 0일 때의 압력(체절압력)을 확인한다. 정격토출압력의 140 % 이하이고 릴리프밸브가 체절압력 미만에서 개방되는지 확인한다.
• 정격부하시험: 성능시험배관 개폐밸브를 열고 유량조절밸브를 조절해 유량계가 정격토출량(100 %) 을 가리킬 때 토출압력이 정격토출압력 이상인지 확인한다.
• 최대부하시험: 유량조절밸브를 더 열어 정격토출량의 150 % 로 운전할 때 토출압력이 정격토출압력의 65 % 이상인지 확인한다.

이 건물 펌프(정격양정 105 m)의 성능 기준점

운전점	유량	양정 기준	이 펌프
체절	0	105 × 1.4 = 147 m 이하	136.5 m(130 %) → 적합
정격	Q(100 %)	105 m 이상	105 m
최대	1.5 Q	105 × 0.65 = 68.25 m 이상	측정값이 68.25 m 이상이면 적합

근거

• NFTC 103 표 2.1.1.1(지하층 제외 11층 이상 기준개수 30), 2.1.1.1(기준개수 × 1.6 m³), NFTC 102 2.1.1(설치개수 최대 2개 × 2.6 m³), 옥상수조는 유효수량의 3분의 1 이상(NFTC 102 2.1.2, NFTC 103 2.1.2, 옥상수조 기준 각 2.1.3). 겸용 수원은 각 설비 수원을 합한 양 이상.
• NFTC 103 2.12.1.5 ~ 2.12.1.7(천장과 반자 사이 헤드 설치 제외 조건).
• NFTC 103 2.2.1.5: 체절운전 시 정격토출압력의 140 % 이하, 정격토출량의 150 % 운전 시 정격토출압력의 65 % 이상.