스프링클러설비는 화재 발생 시 자동으로 물을 분사하여 초기 진압을 돕는 중요한 소방시설입니다. 특히 폐쇄형 스프링클러설비는 그 특성상 열에 민감한 부분에서 효율적으로 작동하여 화재를 진압하는 데 도움을 줍니다. 그러나 이러한 설비가 효과적으로 작동하려면 방호구역과 유수검지장치가 적절하게 설치되어야 합니다. 이번 블로그에서는 폐쇄형 스프링클러설비의 방호구역과 유수검지장치 설치기준에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
2.3.1 폐쇄형스프링클러헤드를 사용하는 설비의 방호구역(스프링클러설비의 소화범위에 포함된 영역을 말한다. 이하 같다) 및 유수검지장치는 다음의 기준에 적합해야 한다.
2.3.1.1 하나의 방호구역의 바닥면적은 3,000 ㎡를 초과하지 않을 것. 다만, 폐쇄형스프링클러설비에 격자형배관 방식(2 이상의 수평주행배관 사이를 가지배관으로 연결하는 방식을 말한다)을 채택하는 때에는 3,700 ㎡ 범위내에서 펌프용량, 배관의 구경 등을 수리학적으로 계산한 결과 헤드의 방수압 및 방수량이 방호구역 범위 내에 서 소화목적을 달성하는데 충분하도록 해야 한다.
1. 방호구역 폐쇄형 헤드의 경우 밸브 1개당 담당구역을 “방호구역”이라고 하며 개방형헤드의 경우는 “방수구역”이라고 한다. 위 조항에서 방호구역을 “스프링클러설비의 소화범위에 포함된 영역을 말한다”로 규정하고 있다. 스프링클러설비의 소화범위란 결국 헤드를 설치하여 살수되는 부분으로 볼수 있으며, 유수검지장치별로 살수가 유효한 바닥면적을 “방호구역”으로 본다.
2. 방호구역의 면적 하나의 방호구역이란 스프링클러설비의 1개의 유수검지장치 담당하는 스프링클러헤드 설치부분을 말하며, 바닥면적이 3,000㎡를 초과하지 아니하도록 하고 있다. 면적기준은 방호대상물 및 스프링클러설비의 관리차원에서 정한 것으로서 스프링클러설비의 펌프용량 및 배관구경을 선정하는 수리계산 시의 살수면적(스프링클러헤드의 설치 기준개수에 해당하는 면적)과는 관계가 없다. 즉 화재발생 시 최악 의 경우에는 하나의 방호구역에서 발생되는 피해가 다른 방호구역으로 확산되지 않도록 화재발생 방호구역을 다른 방호구역과 방화구획 등으로 구분한 것이다. 국내의 경우에는 건축법령의 방화구획 기준과 맞물려 스프링클러설비의 하나의 방호구역이 바닥면적 3,000㎡를 초과하지 아니하도록 일괄적으로 규정하고 있다. 방호구역의 면적은 설비의 수리적 특성보다는 소요시간동안에 하나의 유수검지 장치로 방호해야하는 최대면적에 관한 판단에 따른 것으로 NFPA 13 기준의 경우 에는 다음과 같이 위험등급별로 하나의 방호구역의 바닥면적을 정하고 있다.
3. 단서조항의 의미 위에서 본 바와 같이 NFPA에서는 3,000㎡를 초과하는 면적(4,831㎡까지)을 방호 구역으로 적용하고 있다. 이를 감안하여 3,000㎡를 초과할 경우라도 수리계산을 통하여 원활한 방수량과 방수압력이 가능한 경우에는 방호구역이 3,000㎡를 초과 할 수 있는 규정을 두고 있다.
2.3.1.2 하나의 방호구역에는 1개 이상의 유수검지장치를 설치하되, 화재 시 접근이 쉽고 점검하기 편리한 장소에 설치할 것
1. 유수검지장치 또는 일제개방밸브의 설치 수량 제1호에서 정한 바닥면적 이하마다 유수검지장치 등을 설치하되, 기술적으로는 다음사항을 고려하여 설치하는 것이 바람직하다. “하나의 방호구역에는 1개 이상의 유수검지장치”를 설치하라는 의미는 방호구역 3,000㎡당 한 개 이상씩 설치하라는 유수검지장치 수량의 기준이며, 방호구역마다 방호구역 내에 유수검지장치를 설치하라는 유수검지장치의 “위치”개념이 아님에 유의해야 한다.
가. 습식스프링클러설비 스프링클러헤드의 개방과 동시에 소화용수가 방수되는 습식스프링클러설비 의 경우에는 바닥면적 3,000㎡이하 마다 유수검지장치(알람밸브)를 설치한다.
나. 건식스프링클러설비 배관 내에 항상 압축공기가 채워져 있는 건식스프링클러설비의 경우에는 스 프링클러헤드의 개방과 동시에 압축공기가 배관에서 빠져 나간 후에 개방된 스프링클러헤드를 통하여 소화용수가 방출된다. 만일 건식스프링클러설비의 유수검지장치(건식밸브) 1개가 바닥면적 3,000㎡ 를 담당하도록 하면 배관의 내용적이 커서 스프링클러헤드가 개방되더라도 개방된 스프링클러헤드를 통해서 배관내의 압축공기가 빠져 나가고 소화용 수가 방출되기 까지는 시간이 소요되기 때문에 초기 화재에 신속히 대응할 수 없는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 NFPA 13 기 준의 경우에는 건식스프링클러설비의 유수검지장치(건식밸브) 1개가 담당하 는 방호구역의 바닥면적에 대한 기준을 유수검지장치에서 건식스프링클러설 비의 가장 먼 가지배관의 끝에 설치된 스프링클러헤드(또는 시험밸브함의 오리피스)까지 도달하는 시간으로 제한하여 화재위험등급별로 다음과 같이 정하고 있다.
소화용수 도달시간의 계산은 UL 또는 FM 등의 인증기관에 의하여 인증받은 계산프로그램을 사용하여 계산하도록 하고 있으나, 단, 다음의 경우에는 별 도로 소화용수 도달시간을 계산하지 아니한다. 1) 건식스프링클러설비의 하나의 방호구역내의 배관 내용적이 1,890ℓ (500gal) 이하인 경우 2) 건식스프링클러설비의 하나의 방호구역내의 배관 내용적이 2,840ℓ (750gal) 이하로서 압축공기 방출가속장치(Accelerator, Exhauster, Quick Opening Device 등)를 설치한 경우 (NFPA 13 - 2007 / 7.2.3 참조)
다. 준비작동식스프링클러설비 국내에는 바닥면적이 3,000㎡ 이하로 정하고 있다. NFPA 13 기준 : 이중인터록(Double-interloced)준비작동식스프링클러설비의 경우에 한하여 소화용수 도달시간(델류지 밸브로부터 가장 먼 가지 배관의 끝에 설치된 스프링클러헤드 또는 시험밸브함의 오리피스까지 도달하는 시간)을 배관 내에 배관누설감시용 압축공기가 채워져 있는 정상상태에서 60 초 이내로 제한하고 있으며 위험등급별 소화용수 도달 시간은 건식스프링클 러설비와 동일하게 적용한다. 또한 준비작동식스프링클러설비 중 이중인터록(Double-interloced) 준비작동 식스프링클러설비의 소화용수 도달시간의 계산을 위한 전제조건으로 화재감 지기와 스프링클러헤드가 동시에 동작하는 것으로 가정한다.
라. 일제살수식스프링클러설비 1) 습식유수검지장치(알람체크밸브)를 설치하고 습식유수검지장치의 2차측에 자동밸브(Auto Control Valve)를 사용하는 경우: 습식스프링클러설비의 기 준과 같이 바닥면적 3,000㎡ 이하로 적용한다. 2) 일제개방밸브를 설치하는 경우 : 방호구역에 설치되는 일제개방밸브가 동 일구역 내에 설치되는 모든 개방형스프링클러헤드의 유량을 담당할 수 있 는 바닥면적 이내로 적용하여야 한다. 국내의 기준은 1개의 일제개방밸브 가 담당하는 개방형스프링클러헤드의 수량을 50개 이하로 제한하고 있다. (2.4.1.3 참조)
마. 아파트 및 공동주택 등의 유수검지장치 각층별로 유수검지장치를 설치한다 .
2. 유수검지장치등의 설치 장소 유수검지장치 등의 설치 위치는 유수검지장치 등이 담당하는 방호구역외의 인접 한 장소로서 점검하기 편리한 곳, 또는 방호구역 내에 설치할 경우에는 화재로 인 한 피해가 없고, 접근하기 쉽고, 점검하기 편리한 곳에 설치 한다. 유수검지장치 는 필요시 해당 층의 유수검지장치를 별도의 유수검지장치실에 일괄적으로 설치 하여 관리할 수 있다. 그러나 층을 달리하여 다른 층에 설치하는 경우는 긴급시 즉각적으로 대응하기에 문제가 있으므로 적용하여서는 아니된다.
가. 하나의 층에 한 개의 유수검지장치 등이 설치되는 경우 각 층별로 설치하되, 화재로 인한 피해가 없고, 접근하기 쉽고, 점검하기 편 리한 장소로서 피난경로에 가까운 계단실 부근, 화장실 내, 별도로 구획된 유수검지장치실에 설치하며 출입구와 먼 방호구역의 안쪽에는 설치하지 아 니하도록 한다.
나.하나의 층에 여러 개의 유수검지장치 등이 설치되는 경우 각각의 방호구역별로 1개씩 설치하거나 2개 이상의 유수검지장치 등을 한 곳 또는 여러 곳에 모아서 설치한다. 여러 개의 유수검지장치 등을 한곳에 모아서 설치하는 경우에는 유수검지장 치 등의 수량을 5개 이내정도로 제한하고 유수검지장치 등의 인입배관을 2 개로 하여 인입배관계통의 이상으로 인한 스프링클러설비의 장애를 최소화 하도록 하는 것이 바람직하다. 다. 중층이 있는 건축물의 경우 중층에 설치하거나 중층의 바닥면적이 크지 아니하고 화재로 인한 피해가 우려되고 유수검지장치실의 위치가 접근이 쉽지 아니한 경우에는 유수검지 장치 등은 접근이 쉬운 아래층 또는 윗 층 중 피난 층에 가까운 곳에 설치한다. 라. 창고 등의 경우 가연성 물품이 적재되지 아니한 공간으로 화재로 인한 피해가 없고, 접근하 기 쉽고 점검하기 편리한 출입구 부근 등에 설치한다.
2.3.1.3 하나의 방호구역은 2개 층에 미치지 않도록 할 것. 다만, 1개 층에 설치되는 스프링클러헤드의 수가 10개 이하인 경우와 복층형구조의 공동주택에는 3개 층 이내로 할 수 있다.
하나의 유수검지장치 등이 담당하는 방호구역 층수의 제한 1개의 유수검지장치가 1개 층의 방호구역을 담당하는 것을 원칙으로 하나 각 층의 바닥면적 합계가 3,000㎡ 이내이며 이에 부설된 층으로서 1개 층마다 설치되 는 스프링클러헤드가 10개 이하인 경우에는 3개 층까지 담당 할 수 있도록 한다. 복층형구조의 아파트는 3개 층까지를 하나의 방호구역으로 할 수 있도록 완화 하였다. 복층형 아파트의 경우 스프링클러헤드는 설치하되 아래층구역과 동일 방호구역으로 설정할 수 있다.
2.3.1.4 유수검지장치를 실내에 설치하거나 보호용 철망 등으로 구획하여 바닥으로부터 0.8 m 이상 1.5 m 이하의 위치에 설치하되, 그 실 등에는 가로 0.5 m 이상 세로 1 m 이상의 개구부로서 그 개구부에는 출입문을 설치하 고 그 출입문 상단에 "유수검지장치실" 이라고 표시한 표지를 설치할 것. 다만, 유수검지장치를 기계실(공조용 기계실을 포함한다)안에 설치하는 경우에는 별도의 실 또는 보호용 철망을 설치하지 않고 기계실 출입문 상단에 "유수검지장치실"이라고 표시한 표지를 설치할 수 있다.
1.유수검지장치 또는 일제개방밸브의 설치 유수검지장치 등의 설치 높이 0.8～1.5m는 유수검지장치 등이 설치되는 바닥으로부터 유수검지장치의 상부 접속부 까지의 높이를 말한다.
2. 유수검지장치 설치장소(실) “유수검지장치”의 설치는 3가지 방법이 있다. 가.별도의 전용실에 설치 나. 노출된 장소에 철망 등으로 펜스를 설치 다. 기계실(보일러실, 공조실 등) 내부에 노출상태로 설비 유수검지장치실에는 조명이 설치되어야 하며 건식설비나 준비작동식의 설비의 경우에도 유수검지장치실 등은 동결되지 않는 환경이어야 한다. 필요시 별도의 실을 만들어 보온하는 등의 조치를 취하여야 한다.
3. 유수검지장치실(전용실)의 출입문 유수검지장치 등이 설치된 곳은 필요시 관계인 등이 들어가 필요한 조치나 작업을 수행할 수 있어야한다. 설비를 재설정할 경우 급수밸브를 잠그고 배수밸브를 여는 등의 작업이 필요하므로 공간이 지나치게 협소하지 않도록 하고 접근을 쉽게 하기 위하여 출입문의 최소 크기를 규정하였다.
2.3.1.5 스프링클러헤드에 공급되는 물은 유수검지장치를 지나도록 할 것. 다만, 송수구를 통하여 공급되는 물은 그렇지 않다.
스프링클러헤드에 공급되는 물(소화용수) 가압송수장치로부터 급수배관을 통하여 스프링클러헤드에 공급되는 소화용수는 반드시 유수검지장치 등을 통과하여야 한다. 그러나 건물외부의 송수구를 통하여 스프링클러헤드에 공급되는 소화용수는 유수검지장치 등의 배열에 따라서 통과할 수도 있고 그러하지 아니할 수도 있다. 송수구에서 송수하는 경우 유수검지장치 자체의 불량으로 인하여 헤드쪽으로는 송수불능의 사태가 발생할 가능성이 있으므로 유수검지장치 2차측에 접속하는 것이 신뢰도가 높다.
2.3.1.6 자연낙차에 따른 압력수가 흐르는 배관 상에 설치된 유수검지장치는 화재 시 물의 흐름을 검지할 수 있는 최소한의 압력이 얻어질 수 있도록 수조의 하단으로부터 낙차를 두어 설치할 것
고가수조를 설치한 경우 유수검지장치의 설치위치 유수검지장치 등이 물의 흐름을 검지하는 검지압력(차압)범위는 제조업체의 사양에 따라 각기 다르므로 설치하고자 하는 제품에 대한 사양을 참고하여야 한다. 예: 압력스위치가 물의 흐름을 검지하는 검지압력(차압)범위 * 미국제품은 PS-10A : 0.27～0.4 bar
2.3.1.7 조기반응형 스프링클러헤드를 설치하는 경우에는 습식유수검지장치 또는 부압식스프링클러설비를 설치할 것
습식스프링클러설비 및 부압식스프링클러설비 조기반응형은 공동주택•노유자시설의 거실, 오피스텔•숙박시설의 침실, 병원의 입원실(2.7.5 참조) 등 상시 사람이 거주하는 공간으로서 화재의 위험성이 항상 존재하고 야간에는 활동성이 적은 공간에 설치한다. 따라서 화재발생 시 즉시 자동으로 대처할 수 있도록 습식스프링클러설비 및 부압식스프링클러설비 사용하여야 하며, 동파방지 등의 사유로 건식스프링클러설비를 설치하여서는 아니 된다.
