답안서고 소방시설관리사

2019년 제19회 · 문제 1 물음 2 · 21점

HFC-23 저장량·방사 유량, IG-100 저장량·용기 수

20 × 8 × 6 m 방호구역 — HFC-23(B급, 소화농도 32 %) 약제량·80 L 용기 저장량·10초 방사 유량, IG-100(C급, 소화농도 30 %) 약제량(m³)과 80 L 용기 수

검증중 2026. 10. 22. 기준 2027년부터 1차 이동 (추정)

확인 중: 현행 NFTC 107A 기준으로 설계농도는 소화농도에 안전계수(B급 1.3, C급 1.35)를 곱했습니다. IG-100 용기 1병의 약제량은 충전압력을 대기압(101.325 kPa)으로 환산한 체적으로 보았습니다.

근거 조항 1개
  • 할로겐화합물 및 불활성기체소화설비의 화재안전기술기준(NFTC 107A)2.4.1.1, 2.4.1.2, 2.4.1.3 (안전계수), 2.7.3 (방사시간)

원문: 국가법령정보센터

굵은 글씨(채점 키워드)를 가리고, 누르면 하나씩 보여 줍니다.

문제

물음 2) 다음을 계산하시오. (21점)

(1) 소방대상물(B급 화재)에 소화약제 HFC-23인 할로겐화합물소화설비를 설치한다. 다음 조건에 따라 답을 구하시오. (9점)

〈조건〉

  • 소방대상물 크기: 가로 20 m × 세로 8 m × 높이 6 m
  • 소화농도 32 %이다.
  • 저장용기는 80리터이며, 최대충전밀도 중 가장 큰 것을 사용한다.
  • 소화약제 선형상수 값 (K₁ = 0.3164, K₂ = 0.0012)
  • 방호구역의 온도는 20 ℃이다.
  • 화재안전기준의 W=VS×(C100−C)W=\dfrac{V}{S}\times\left(\dfrac{C}{100-C}\right) 식을 적용한다.
  • 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지 구한다.
  • 주어진 조건 외에는 고려하지 않는다.
HFC-23
최대충전밀도(kg/m³)768.9720.8640.7560.6480.6
21 ℃ 충전압력(kPa)4,1984,1984,1984,1984,198
최소사용설계압력(kPa)9,4538,6057,6266,9436,392

① 소화약제 저장량(kg) (3점) ② 소화약제를 방사할 때 분사헤드에서의 유량(kg/s) (6점)

(2) 소방대상물(C급 화재)에 소화약제 IG-100 불활성기체소화설비를 설치한다. 다음 조건에 따라 답을 구하시오. (12점)

〈조건〉

  • 소방대상물 크기: 가로 20 m × 세로 8 m × 높이 6 m
  • 소화농도 30 %이다.
  • 저장용기는 80리터이며, 충전압력 중 가장 적은 것을 사용한다.
  • 소화약제 선형상수의 값과 20 ℃에서 소화약제의 비체적은 같다고 가정한다.
  • 화재안전기준의 X=2.303×(VsS)×log⁡10(100100−C)X=2.303\times\left(\dfrac{V_s}{S}\right)\times\log_{10}\left(\dfrac{100}{100-C}\right) 식을 적용한다.
  • 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지 구한다.
  • 주어진 조건 외에는 고려하지 않는다.
  • IG-100 21 ℃ 충전압력(kPa): 16,575 / 22,312 / 28,000 (그 밖에 IG-01, IG-541, IG-55의 충전압력과 최소사용설계압력 표가 주어짐)

① 소화약제 저장량(m³) (4점) ② 소화약제 저장용기 수 (8점)

핵심 키워드

  • 설계농도 = 소화농도 × 안전계수(A급 1.2, B급 1.3, C급 1.35)
  • S=K1+K2tS=K_1+K_2t
  • 할로겐화합물 10초, 불활성기체 A·C급 2분·B급 1분 이내 최소설계농도의 95 % 방출

답안

(1) HFC-23

  • 체적: V=20×8×6=960 m3V=20\times8\times6=960\ \text{m}^3
  • 비체적: S=0.3164+0.0012×20=0.3404 m3/kgS=0.3164+0.0012\times20=0.3404\ \text{m}^3/\text{kg}
  • 설계농도(B급): C=32×1.3=41.6 %C=32\times1.3=41.6\ \%
W=9600.3404×41.6100−41.6=2,008.92 kgW=\frac{960}{0.3404}\times\frac{41.6}{100-41.6}=2{,}008.92\ \text{kg}

① 저장량

  • 1병당 충전량: 0.08×768.9=61.51 kg0.08\times768.9=61.51\ \text{kg}
  • 용기 수: 2,008.9261.51=32.66→33\dfrac{2{,}008.92}{61.51}=32.66\rightarrow33 병
  • 저장량: 33×61.51=33\times61.51= 2,029.83 kg (필요 약제량은 2,008.92 kg)

② 분사헤드 유량 — 10초 이내에 최소설계농도의 95 %에 해당하는 약제량 방출

W95=9600.3404×41.6×0.95100−41.6×0.95=9600.3404×39.5260.48=1,842.84 kgW_{95}=\frac{960}{0.3404}\times\frac{41.6\times0.95}{100-41.6\times0.95}=\frac{960}{0.3404}\times\frac{39.52}{60.48}=1{,}842.84\ \text{kg} q=1,842.8410=184.28 kg/sq=\frac{1{,}842.84}{10}=\textbf{184.28 kg/s}

(전체 분사헤드의 합계 유량)

(2) IG-100

  • 설계농도(C급): C=30×1.35=40.5 %C=30\times1.35=40.5\ \%
  • Vs=SV_s=S이므로
X=2.303×log⁡10100100−40.5=0.5193 m3/m3X=2.303\times\log_{10}\frac{100}{100-40.5}=0.5193\ \text{m}^3/\text{m}^3

① 저장량

Xtotal=0.5193×960=498.52 m3X_{\text{total}}=0.5193\times960=\textbf{498.52 m}^3

② 저장용기 수 (충전압력 16,575 kPa)

1병당=0.08×16,575+101.325101.325=13.17 m3\text{1병당}=0.08\times\frac{16{,}575+101.325}{101.325}=13.17\ \text{m}^3 N=498.5213.17=37.85→38 병N=\frac{498.52}{13.17}=37.85\rightarrow\textbf{38 병}

근거

  • NFTC 107A 2.4.1.1(할로겐화합물 W 식, S = K₁ + K₂t), 2.4.1.2(불활성기체 X 식), 2.4.1.3·표 2.4.1.3(설계농도 = 소화농도 × 안전계수: A급 1.2, B급 1.3, C급 1.35), 2.7.3(배관 구경은 할로겐화합물 10초, 불활성기체 A·C급 2분·B급 1분 이내에 최소설계농도의 95 % 이상 방출).

문제 출처: 한국산업인력공단(큐넷) 소방시설관리사 2차 시험지 — 공공누리 제1유형(출처표시). 답안은 이 사이트가 독자적으로 작성한 것으로, 공단의 공식 정답이 아닙니다.

이 답안의 오류 제보하기