고층건축물 옥내소화전 수원·고층부 펌프 동력

문제

【문제 1】 다음 계통도 및 조건을 보고 물음에 답하시오. (40점)

〈조건〉 지하 4층/지상 35층 주상복합, 층고 3 m · 송수구는 1층 바닥에서 1 m · 옥내소화전 1~35층 각 1개, 지하 1~3층 각 5개, 지하 4층 6개 · 고층부 펌프방식, 중층부·저층부 고가수조방식(저층부 = 지하 1~4층) · 배관 마찰손실은 낙차의 30 % · 펌프 효율 50 %, 전달계수 1.1 · 옥내소화전 방수구 바닥에서 1 m, 연결송수관 방수구 0.5 m · 펌프·수조와 바닥 사이 높이 무시 · 호스 마찰손실 옥내소화전 7 m, 연결송수관 3 m · 감압밸브 바닥에서 1 m · 수두 10 m = 0.1 MPa · 소수점 넷째자리에서 반올림

물음 1) 수조의 최소 수원의 양(m³)과 고층부의 필요한 최소 동력(kW)을 구하시오. (10점)

답안

① 수원의 양 (35층 → 고층건축물)

• 옥내소화전이 가장 많은 층: 지하 4층 6개 → 최대 5개
• $Q=5\times5.2=$ 26 m³

② 고층부 펌프 최소 동력

• 고층부(25~35층)는 층마다 1개 → 토출량 130 L/min = 0.13 m³/min
• 가장 불리한 곳: 펌프 바로 아래 35층 소화전(자연낙차가 가장 작음)
  • 옥탑(펌프·수조) 높이 = 3 × 35 = 105 m, 35층 방수구 높이 = 3 × 34 + 1 = 103 m → 낙차 2 m
• 전양정: $H=17+7+0.3\times2-2=22.6\ \text{m}$

$$P=\frac{0.163\times0.13\times22.6}{0.5}\times1.1=1.054\ \text{kW}$$

답: 수원 26 m³, 고층부 펌프 1.054 kW

근거

• NFTC 604 2.1.1: 수원 = 설치개수가 가장 많은 층의 개수(최대 5개) × 5.2 m³(50층 이상은 7.8 m³). 펌프 토출량은 개수(최대 5개) × 130 L/min.
• 방수압 0.17 MPa = 17 m, 높이 기준은 1층 바닥 = 0 m.