아세틸렌 저장창고 CO₂ 전역방출 약제량·용기 수

문제

물음 3) 이산화탄소소화설비의 화재안전기준(NFSC 106) 및 아래 조건에 따라 이산화탄소소화설비를 설치하고자 한다. 다음에 대하여 답하시오. (13점)

〈조건〉

• 방호구역은 2개 구역으로 한다. A 구역은 가로 20 m × 세로 25 m × 높이 5 m, B 구역은 가로 6 m × 세로 5 m × 높이 5 m
• 개구부 면적: A·B 구역 모두 이산화탄소소화설비의 화재안전기준에서 규정한 최대값 적용, 자동폐쇄장치 미설치
• 전역방출설비이며 방출시간은 60초 이내로 한다.
• 충전비는 1.5, 저장용기의 내용적은 68 L이다.
• 각 구역 모두 아세틸렌저장창고이다.
• 개구부 면적 계산 시에 바닥면적을 포함하고, 주어진 조건 외에는 고려하지 않는다.
• 설계농도에 따른 보정계수는 아래의 표를 참고한다.

(1) 각 방호구역 내 개구부의 최대면적(m²)을 구하시오. (2점)

(2) 각 방호구역의 최소 소화약제 산출량(kg)을 구하시오. (5점)

(3) 저장용기실의 최소 저장용기 수 및 최소 소화약제 저장량(kg) 구하시오. (4점)

(4) 이산화탄소소화설비의 화재안전기준 별표 1에서 정하는 가연성액체 또는 가연성 가스의 소화에 필요한 설계농도(%) 기준 중 석탄가스와 에틸렌의 설계농도(%)를 쓰시오. (2점)

핵심 키워드

• 표면화재: 체적별 kg/m³ + 최저한도 → × 보정계수(설계농도 34 % 이상) + 개구부 5 kg/m²
• 개구부 ≤ 전체 표면적의 3 %
• 아세틸렌 66 %, 석탄가스 37 %, 에틸렌 49 %

답안

(1) 개구부 최대면적 (방호구역 전체 표면적의 3 %)

• A: 표면적 $2(20\times25+20\times5+25\times5)=1{,}450\ \text{m}^2$ → $1{,}450\times0.03=$ 43.5 m²
• B: 표면적 $2(6\times5+6\times5+5\times5)=170\ \text{m}^2$ → $170\times0.03=$ 5.1 m²

(2) 최소 소화약제 산출량 (아세틸렌 설계농도 66 % → 보정계수 2.6)

구분	A 구역	B 구역
체적	2,500 m³	150 m³
기본량	2,500 × 0.75 = 1,875 kg (최저 1,125 kg 이상)	150 × 0.80 = 120 kg → 최저한도 135 kg
× 보정계수 2.6	4,875 kg	351 kg
개구부 가산	43.5 × 5 = 217.5 kg	5.1 × 5 = 25.5 kg
산출량	5,092.5 kg	376.5 kg

(3) 저장용기 수와 저장량

• 1병당 충전량: $\dfrac{68}{1.5}=45.33\ \text{kg}$
• A: $5{,}092.5/45.33=112.3\rightarrow113$ 병, B: $376.5/45.33=8.3\rightarrow9$ 병
• 저장용기실은 가장 많은 구역 기준(선택밸브로 공용): 113 병
• 최소 저장량: $113\times45.33=$ 약 5,122.3 kg

(4) 석탄가스 37 %, 에틸렌 49 %

근거

• NFTC 106 2.2.1.1.1 및 표 2.2.1.1.1(1,450 m³ 이상 0.75 kg·최저 1,125 kg, 150 m³ 이상 1,450 m³ 미만 0.80 kg·최저 135 kg), 2.2.1.1.2(설계농도 34 % 이상이면 보정계수 곱함), 2.2.1.1.3(자동폐쇄장치 미설치 시 개구부 1 m²당 5 kg 가산, 개구부 면적은 전체 표면적의 3 % 이하), 표 2.2.1.1.2(아세틸렌 66 %, 에틸렌 49 %, 석탄가스·천연가스 37 %).