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1. |
개요 |
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경제발전에
따라 인명에 대한 안전 의식 고취와 병행하여 인간에 대한 건강의 관심이 고조되고 있는
추세와 더불어 방재엔지니어링 부문에 대해서도 많은 변화가 이루어지고 있다. 그중 소화설비
약제인 화론가스의 오존층 파괴에 따른 피해는 급속적으로 전 세계에 확산 이미 선진 사에서는
하론 가스의 사용을 금지하는 등 새로이 개발된 대체 물질인 청정소화약제를 사용하고 있는
실정이다.
또한 최근 개발된 청정소화약제가 화론가스에 비해 소화성능에 있어 많은 차이가 있어 종전
개발을 중지하였던 Water mist설비가 현재 미국, 핀란드, 일본 등에서 활발히 재연구.
개발하고 있으며 선박의 엔진 등에 이미 이를 활용하고 있고 밀폐된 건축물의 통신실, 전자기기실
등에 대한 활용이 머지않아 가능할 것으로 전망하고 있다.
국내에서 이미 몇 년 전부터 하론 대체물질로 청정소화약제가 일부 도입 사용되어 설치 시공하고
있으나 아직 기설치 된 하론 설비가 대부분으로 이에 대한 유지관리도 소홀히 할 수는 없는
시설이라 하겠다.
따라서 국내에 설치된 많은 하론 설비가 시공 겅 관리적인 측면에서 몇 개의 건축물에 설치된
하론 설비의 시설물을 고찰, 그 문제점을 파악, 조사한 결과를 소방실무에 근무하는 관계자에게
조금이나마 도움이 되었으면 하는 취지하에 정리하여 보았다. |
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2. |
하론
설비의 관리 실태 |
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본
자료는 12개 사업장의 하론 설비(전역방출장치) 설치대상으로 파악한 것으로 전체적인 통계가
아님을 알려 드리며 그간의 소방관련 실무와 경험을 토대로 하론 설비의 효율적인 시공,
유지관리를 위해 문제점을 분석 및 개선안을 고찰하여 보았다.
아래의 소화설비 통계는 설치년도별 약간의 차이는 있지만 하론 설비 관리상 기본적인 시공,
관리에 있어 많은 문제점이 도출되어(저장 겅 기동용기 불량이 각각 5.6% 및 49%로
나타남) 하론 설비가 설치된 사업장에 대해 재확인하는 차원과 현 시공되는 현장에 이를
검토 겅 반영하는 입장에서 가스계 소화설비를 포함 하론 1301설비 중 주요 Check
Point에 대해 국내 소방법, NFPA 기준과 아울러 실무위주로 이를 열거하였다. |
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2-1.저장용기의
불량률(5.6%) |
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| 구분＼사업장 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
계 |
| 용기수 |
26 |
24 |
12 |
11 |
12 |
22 |
20 |
20 |
21 |
18 |
16 |
13 |
215 |
| 분량 |
0 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
12 |
| 비고 |
불량용기의
중량(kg) ① 10.42 ② 42.48 ③ 40.88 ④ 41.68 ⑤ 41.68
⑥ 40.47 ⑦ 42.08 ⑧ 공병 ⑨ 41.79 ⑩ 41.79 ⑪ 41.28
⑫ 40.47 |
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2-2.기동용기의
불량률(49%) |
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| 구분＼사업장 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
계 |
| 용기수 |
24 |
23 |
14 |
8 |
13 |
18 |
16 |
14 |
19 |
12 |
9 |
9 |
179 |
| 분량 |
23 |
18 |
11 |
0 |
3 |
8 |
3 |
0 |
6 |
8 |
7 |
1 |
88 |
| 비고 |
불량기준은
CO₂중량이 0.6kg 이하인 것을 기준으로 함 |
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※
점검시 측정기기는 저장용기 Level meter(일산)를, 기동용기의 측정은 교정검사
후 30kg용의 저울을 사용하였음 상기와 같이 저장용기동용기에 대한 불량이 예상외로 높아
기존 설치된 모든 사업장에 대해 정밀진단 및 이에 대한 대책이 강구되어야 하겠다. |
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3. |
문제점
분석 및 대책 |
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3-1.
저장용기내 압력확인 등 |
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- |
저장용기별
다소차이가 있으나 대부분이 용기 내 압력게이지가 부착되어 있지 않아 내부에 충만된 질소의
압력을 확인 할 수 없는 바 이에 대한 점검은 사실 불가능하다고 하겠다. 물론 압력게이지를
부착하는 방법은 있겠으나 점검시 오히려 압력이 누설될 우려가 있어 재작시부터 자체 내
압력게이지 부착을 의무화함이 바람직하다고 본다.
※참고
1)
저장용기는 70℉에서 건조질소(N2) 가압 시 용기 내 압력은 360psig ±5% 나
600psig ±5% (21℃에서 25.64bars ±5% 나 42.38bars ±5%
) 까지 가압되어야 한다.
a.저장용기 과중전시의 위험 70℉(21℃)에서 97.8 1b/ft3 (1566kg/㎥)로
하론 1301을 충전시킨 저장용기를 600psi(42.35bar) 까지 가압시킨 후 이를
130℉(54℃)까지 가열시의 압력은 3000psig(207.8bars)이며 70 1b/ft3
(1121kg/㎥)의 밀도로 가열시의 충전압력은 1040psig(72.72bars)가
된다.
따라서 저장용기는 70 1b/ft3(1121kg/㎥)이하의 밀도에서 축약하여야 한다.
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3-2.
저장용기실 공간확보 |
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- |
하론용기
저장실을 소방설계시 건축과 충분한 협의를 않거나 건축공간의 협소등으로 인해 저장용기 보관장소가
너무 협소하여 점검, 보수가 곤란한 경우가 있다. 따라서 하론용기 저장소는 점검 및 보수가
용이하도록 아래와 같은 충분한 공간이 필요하다 하겠다. |
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3-3.
용기의 고정등 |
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가스계
저장용기는 반드시 완전히 고정하여야 한다. 보통 용기내 압력이 약 42㎏/㎠로 고압이
걸려 있어 방출시 흔들림등으로 이를 반드시 고정시켜야 하나 고정불량등으로 저장용기의 이탈현상등이
발생하는 사례가 있다.
어떤사업장의 경우 청정소화약제의 PACKAGE TYPE의 경우 방출시 흔들림과 굉음으로
인해 창문이 파손된 사례가 있는바 특히 PACKAGE의 경우는 케비넷을 바닥이나 벽에
고정하여야 하겠다. 또한 저장용기후단의 배관은 거의 누설검사를 실시하지 않으나 기밀시험은
150pisg에서 N₂를 투입하여 10분 경과시 압력감소가 20%를 넘지 않아야 한다. |
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3-4.
저장용기실의 위치 |
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화재발생시
감지기 불량, 단선 기동용기 불량등으로 인해 저장용기가 동작하지 않을 경우 근무자가 수동으로
이를 동작하여야 하는바 대개 저장용기가 각 구역의 구석 등에 위치해 있어 화재시 근무자가
접근이 어려운바 가급적 저장용기는 외부와 통하거나 또는 별도의 방화구획상에서 접근하여
용이한 곳에 설치하여 화재시 수동 조작이 가능토록 하여야 하겠다.
또한 저장용기는 화재에 노출되어서는 아니되며 저장장소 온도는 -20℉이하 및 130℉를
초과하지 않아야하며 최대한 방호구역과 근접하여 설치함이 바람직하다 |
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3-5.
타이머 설치 개수 선정 |
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- |
하론
수신기별 다소 차이가 있지만 여러 방호구역이 있는데도 불구하고 수신기내 1개의 타이머가
설치되어있는반면 방호구역별 1개씩 여러개가 설치되어 있는 경우가 있다. 전역방출방식의
개념에 있어 다수의 방호구역에 대해 최대의 방호구역을 기준으로 약제량을 산출한다.
다수의 방호구역내 연쇄적인 화재가 발생하였다고 가정하여 보자. 수신기내에 1개의 타이머가
설치되어 있다면 2차화재 구역에는 타이머의 지연없이 동작되므로 인명대피 시간이 부족하다는
단점이 있고, 구역별로 타이머를 설치할 경우에는 인명대피 시간이 주어졌다고는 하나 연쇄적인
화재시는 타이머로 인한 지연으로 초기진압이 어렵다는 단점이있다.
또한 하론방호구역 감지기 동작시 해당구역만 싸이렌이 발하므로 해당층의 타구역의 인명대피를
위하여 화재층 전체에 싸이렌이 발하도록 함이 바람직하겠다.
(지하층이 2이상인 대상물에 자동화재탐지설비의 전층 경종발화와 같이 전역방출의 싸이렌이
전층에 발화하도록 하여야 한다.) 따라서 용도별, 층간방화구획별, 위험성 등을 감안 타이머
개수를 몇 개로 설치할 것인지에 대해서는 신중히 검토해 보아야 할 것이다. |
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3-6.
축척형 감지기 설치등 |
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- |
감지기
동작후 인명의 안전을 위해 피난 등을 고려, 타이머를 설치하여 30초 후 하론가스가 방출하도록
관리하고 있다. 그러나 오동작 방지를 위해 수신기내 오동작방지기를 설치한 상태에서 감지기를
축적형으로 설치하는 경우가 많다.
이는 화재발생시 감지기 A,B 회로 동작후 수신기에서 시그날을 받아 오동작방지기를 재확인과정의
지연은 초기 화재 진압이 어려운바 감지기를 비축적형으로 설치하여야 하겠다. |
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3-7.
개구부의 차단 |
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소화설비
설계시 하론 1301의 경우 약제량은 체적당 0.32 ∼ 0.52 ㎏으로 규정되어있으나
거의 0.32㎏로 설계한다. 물론 여유율을 10%를 가산하고 있으나 개보수공사, 또는
칸막이 변경등으로 개구부 발생 및 면적구획이 증가되는 경우가 있다.
그러나 이를 관리자가 무심코 지나쳐 버리는 경우가 대부분으로 당초 건축물 설계시의 설계도서에만
신뢰하는 경우가 대부분이다.
또한 샷다 설치시 감지기에의한 연동으로는 샷다 차단 시간이 30초이상 초과 되는 경우도
있어 하론 방출시 소화약제의 외부방출로 화재시 초기진압이 실패되는 경우가 발생할 수 있다.
따라서 필히 정밀점검시는 작동점검도 중요하지만 개구부의 증가등 시설의 변경 등에 대한
재확인과 공사시 현장여건들을 감안 정확한 엔지니어링에의한 시공감리가 이루어져야하겠다. |
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3-8.
기동용기의 점검 |
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- |
저장용기와
동일하게 기동용기는 화재에 의해 감지기가 동작되면 전자변이 동작 기동용기내의 고압의 CO2로
저장용기를 동작하여 주는 중요한 부속기기라 하겠다. 그러나 기동용기의 점검시 점검 방법은
용기별로 분해하여 저울로 무게를 측정하는 방법뿐인데(저장용기는 레벨메타로 측정가능) 기동용기의
중량은 용기내 표기되어 있으나 용기의 부속기기의 무게는 제작사별 각각 상이한 관계로 기동용기내
정확한 CO2량을 측정하기가 어렵다.
(기동용기내 CO2량은 0.6KG 이상이나 대개 동일제품일시 여려개 용기를 측정 후 무게
차이로 약제량을 추정하고 있는 실정임) 각 제품사별 용기 및 부속기기 무게를 통일시켜
정확한 약제를 측정할 수 있도록함이 바람직하다고 본다. |
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3-9.
유도등 연동관계 |
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- |
건축물
소화설비내 종전 스프링클러 설비가 설치되어 있으나 용도변경등으로 전산실, 통신실등 펙케이지형
하론설비를 설치를 많이 하고있으나 주로 방출등· 싸이렌이 수신반 확인에만 확인되고 있으나
이와 연계된 방호구획내의 유도등과의 연동관계를 전혀 고려치 않고 시공되고 있다.
따라서 신축 또는 개보수시 실내의(가스계 소화압력) 감지기 동작시 필히 방호구역내의 유도등과
연동되게 시공하여야 하겠다. |
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3-10.
배관의 재질 |
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압력배관용
탄소강관(KSD 3562) 중 이음이 없고 스케줄 40이상 또는 이와 동등이상의 강도를
가진것으로서 아연도금에 의하여 방식 처리된 것이나 동관을 사용하는 경우 이음이 없는 동
및 동합금관(KSD5301)것으로 시공하도록 되어있으나 배관의 소량구입등으로 인해 대개
이음이 있는 일반배관용 탄소강관을 사용하고 있어 이에대한 사전검수가 요구된다.
※참고
배관두께는
ANSI에 따라 설계하되 내압을 360Psig 충전압력에서 620Psig (130。F)
600Psig 충전압력에서 1000Psig (130。K)의 내압에 견딜수 있어야하며 최고
저장 밀도는 70lb/fg³를 초과하여서는 안된다.
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3-11.
방출 S/W와 경보관계등 |
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하론설비의
수신기의 경우 교차회로중 1개의 회로만 동작하거나 수동조작S/W 조작시에도 싸이렌이 발하여야
한다. 그러나 저장용기실에서 용기를 수동 동작시키거나 조작함내 빗물 투입 등의 오동작으로
가스가 방출될 경우 아예 수신반에서 전혀 확인이 안되는 경우와 방출표시등은 확인 되어도
싸이렌이 발하지 않는 경우가 있다.
전자의 경우는 압력S/W를 선택변 1차측에 설치한 경우이며, 후자의 경우는 압력S/W를
선택변 2차측에 설치하였으나 싸이렌과는 연동을 시키지 않은 경우라 하겠다. 따라서 압력S/W는
필히 선택변 2차측에 설치하고 싸이렌과 연동회로를 구성하여야 한다. |
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3-12.
CHECK V/V의 문제 |
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해당
방호구역의 하론용 check v/v는 기동용기 동작시 선택변이 개방되고 해당구역의 저장용기만을
작동시켜 가스를 방출, 소화 작동의 기능을 정상적으로 동작시켜주는 중요한 부속기기의 하나이다.
그러나 내부의 고무패킹이 순간적인 압력의 작동으로 발브가 막혀 가스가 통과하지 못하는
제조상의 문제와 역지변의 설치방향 불량으로 인한 시공불량 등의 사례가 발생되었다.
따라서 하론설비는 고가의 초기투자로 유사시 대비 단 1회 사용할 수 있는 설비로서 조그마한
부속기기의 불량으로 인해 화재가 지연, 확산되어 막대한 인·물적 손실을 입힌다면 하론시설도
무용지물의 기기라 하겠다. 따라서 조그만한 각 부속기기의 제작 및 시공에 있어 세밀한
주의가 요구된다 하겠다. |
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3-13.
방호구역 면적별 감지기 설치 개수 |
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소방법에
의하면 하론설비에 대한 감지기 설치개수를 자동화재탐지설비의 기준면적2배로 하였으나 98년
5월 개정된 기술기준에 의하면 감지면적을 동일하게 변경하였다.
그러나 열 겅 연 감지기별 포용할 수 있는 면적은 제한되어 있으나 A,B의 교차회로를
열 겅 연감지기로 회로구성시 1개의 감지기 포용 최소면적을 기준으로하여 각 구역내의 감지기를
배치함이 바람직하다.
즉, 열겅연감지기 사용할 때 소방법에서 의거 차동식의 경우 90M², 연기식은 150M²일때
A,B교차회로시 정상적으로 감지기가 동작되려면 2개의 감지기 면적을 합산한 면적을 적용한는바,
이는 차동식, 연기식의 포용면적중 적은 면적 90M²를 기준면적으로하여 1개의 교차회로로
구성함이 바람직하다고 본다. |
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3-14.
항온 항습기내의 하론설비 |
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전산실
및 고가 전자기계실에는 항시 일정한 온도, 습도를 유지, 기기의 정상적인 운전을 위해
항온항습기를 24시간 계속 운전하고 있다. 따라서 고가장비의 설치로 인해 수손의 방지로
대부분 가스계 소화설비를 설치하고 있는 실정이다.
항온 항습기실은 천정부분, 악세스후로워 상(기계장치부분)·하부로 구성되어 하부로 공기를
흡입하여 악세스후로로서 상부로 토출하여 적정의 온, 습도를 유지한다.(CLEAN ROOM과
동일)
그러나 대부분 감지기가 천정택스부에만 설치되고 또한 소화약제도 악세스후로워 상부에만 공급되도록
설치되어 있다. 따라서 약제 방출 및 감지기는 천정 및 악세스후로워 하부내도 설치하여
유사시 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하고 또한 감지기와 연동하여 항온항습기가 정지되도록
회로를 구성하는등 사전 충분한 검토가 요구된다. |
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3-15.
설계농도와 인체에 미치는 영향 |
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가연물에
따라 설계농도의 차이로 가스량이 증,감이 되므로 설계에 있어 신중을 기하여야 한다. 보통
표면화재의 경우 보통 최소 5%로 설계하고 있으나 인화성액체 및 심부화재의 경우는 이보다
높은 설계농도를 요구하고 있다.
심부화재는 1301의 경우 하론가스 5%농도 하였을때 10분내 진화되지 않았을 경우를
기준으로하고 있다.
하론 농도의 노출한계에 따라 인명의 대피 시간에 영향을 주는바, 노출의 한계는 7%미만의
경우 15분, 7∼10%는 1분, 7∼10% 30초, 15% 노출 금지장소로하여 설계되고
있다.
즉 근무자가 정상 근무하는 장소는 하론농도 10%를 초과하지 않으며, 1분이내 피난이
불가능한 지역은 7%의 초과농도로 정상주거지역에 사용을 금하며, 15∼10%의 농도지역은
주거지역이 아니며 30초이내 피난이 가능한 곳에, 15%이상의 지역은 30초이내에 피난이
어려운 지역으로 출입이 금지된 곳에만 사용해야 한다. 따라서 설계농도와 인간의 인체에
미치는 영향을 현장 여건을 고려하여 설계농도를 충분히 검토하여야 한다. |
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3-16.
기 타 |
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1)정전기
발생
하론가스가 약제를 방출시 접지되지 않은 전도체가 정전기 발생 현상을 초래할 수 있다.
따라서 다른 물체와 방전하면서 발생된 에너지가 스파크를 일으켜 폭발을 야기시킬수 있으므로
이에 대 예방대책이 요구된다 하겠다.
2)하론 방호구역의 주위온도는 170℉와 900℉(-57℃∼482℃) 범위내의 방호구역에서만
사용되어 져야 한다.
3)하론 헤드는 근무자와 충분한 거리를 두어 유사시 방출액체가 직접 닿지 않게 하여야
한다.
4)옥외가스 주입구 설치시 배관을 각 구역별 선택변 2차측에 연결하여 유사시 기동용기
불량시 대 비토록 할 것.
5)오동작등으로 인한 방출사고 사례 - 수동조작함내 빗물투입으로인한 방출 - 수신기 조작
미숙으로인한 방출 - 제 3자에의한 수동조작함 조작 - 전자변 불량으로 기동용기 결합시
동작으로 인한 방출 - 감지기 오동작으로 인한 방출 - 공사중 감지기 및 수동기동 전선
단선시 동작 사고등
※ 점검 및 보수시는 필히 동관을 분리후 점검하고 점검완료 후에는 전자변등을 완전 결합후
동 관을 연결할 것. |
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4. |
맺음말 |
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최근
하론 대체물질의 청정소화약제가 개발, 생산하여 사용하고 있으나 이또한 상기 처럼 유사한
현상을 초래할수 없다고는 볼수없다. 따라서 모든 가스계 소화설비에 있어서는 설계에서부터
시공, 감리 유지관리에 있어 신중을 기하여야 하며, 공동의 안전으로 생각하는 책임감있는
소방인의 의식이 고조되어야 하겠다.
이에따라 완벽한 가스소화약제의 SYSTEM을 구축하기 위해 설계시 제작사에 의한 충분한
정보를 요구하고 또한 풍부한 경험있는 자로서 소방대상물의 특성과 위험도 등을 감안 감지기
선정등 정확한 설계가 작성 되어야 하며, 시공자는 인명과 재산을 보호한다는 차원에서 책임을
가지고 부실공사가 되지 않도록 하며 또한 가스계 소화설비의 동작원리, 방법 등을 충분히
인지하고 도면을 이해할수 있는 자가 시공해야 한다.
감리자는 설계도면을 철저히 검토하고 또한 시방서에 의한 공사가 되었는가 필히 확인하고
공사완료후에는 필히 CO2 등의 저렴한 가스로 동작 TEST를 시행하고, 관리자는 가스계의
원리를 습득 유사시 대처방법을 이해하고 필히 6개월을 주기로 정밀 검사를 공인업체에 의뢰
방호구역의 개구부, 약제량산출, 약제량 측정을 실시하여야 한다.
아울러 이러한 완벽한 소화시설의 유지관리를 위해 시설에 대한 설계, 시공, 감리에 대한
실명제를 도입하고 소방법 등의 기준을 떠나 소방의 안전을 재조명하는 차원에서 종합적인
방화엔지니어링 기법이 활용되어야 한다고 본다.
※ 참고문헌
1. 1992년 NAPA (National Fire Protction Association
) 12A 하론 1301 기술기준
2. 일진사 겁소방설비 기계
3. 1995 청정소화약재 및 한국화재 소방학회시설기준
4. 소방안전협회 소방설비 기술기준 |
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가스계소화설비(HALON
1301위주)에 대한 시공 및 유지관리의 고찰