설계프로그램 구성요건

왜 배우는가: 설계프로그램은 가스계소화설비의 약제량·배관·방출시간 계산을 대신하므로 계산 결과가 기준에 맞는지 인증으로 보증할 필요가 있다. 이 기준은 설계프로그램이 어떤 항목을 계산·표시·출력해야 하는지를 정해 두고 있어 시험에서 구성요건을 묻는 문제가 반복해서 나온다.

출제 이력: 제126회 2교시 2번, 제112회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의 문장:

설계프로그램은 가스계소화설비의 설계매뉴얼 항목을 계산·표시·출력하고, 설계값이 유효 범위를 벗어나면 오류를 표시하는 인증 대상 소프트웨어다.

키워드

• 설계프로그램
• 설계매뉴얼
• 설계농도
• 방출시간
• 충전밀도
• 불용 체적비
• 유효성 확인
• 적용성 확인

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 설계프로그램은 계산기다. 설계자가 방호구역 정보와 배관 정보를 넣으면 약제량, 배관 유량, 방출시간을 계산해 출력한다. 계산 결과가 틀리면 소화가 실패하므로 법령은 이 계산기를 인증제로 관리한다.

정식 정의는 「가스계소화설비 설계프로그램의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」 제4조제1항에 따라 가스계소화설비를 설계하는 데 사용하는 프로그램이다. 이 프로그램은 제3조제1호부터 제10의2호(제5호 마목 제외)에서 규정한 항목의 내용을 계산하고 표시·출력할 수 있어야 한다.

핵심 용어는 다음과 같다.

• 설계매뉴얼: 설계에 쓰는 매뉴얼이다. 설계 제한사항, 최대배관비, 최대 불용 체적비, 설계프로그램 운영방법 등을 포함한다.
• 설계농도: 소화농도에 안전율을 고려해 정한 농도다. 기준은 방호구역의 약제 저장량을 산출하는 기준 농도로 쓴다.
• 충전밀도: 저장용기 단위체적당 충전 약제 질량(kg/㎥)이다.
• 불용 체적비: 전체 배관 체적(불용 체적 포함) 대비 불용 체적의 백분율이다. 약제가 방출 경로 밖에 머무는 부분이다.
• 방출시간: 분사헤드에서 방출이 시작되어 방호구역 농도가 최소설계농도에 도달하는 시간이다.

계산 결과가 신청자가 제시한 설계 유효 범위를 벗어나면 오류 메시지를 표시하고 출력해야 한다(제4조제3항). 이 점이 구성요건의 핵심이다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 설계자가 수계산이나 개별 엑셀로 약제량과 배관을 계산했다. 계산 방식이 제각각이라 결과의 신뢰성을 확인하기 어려웠다. 가스계 소화약제는 농도와 방출시간이 소화 성공에 직접 영향을 주므로 계산 오류가 곧 인명·재산 피해로 이어진다.

이에 따라 설계프로그램을 인증 대상으로 두고, 입력 항목·계산 항목·출력 형식을 기준으로 정했다. 기준은 2025-03-21 에 대폭 개정되어 설계매뉴얼 항목과 적용성 확인 절차가 강화되었다. 개정 연혁은 이 기준의 최종 개정일을 기준으로 한다.

이 기준은 가스계소화설비 중 전역방출방식에 적용한다(제1조의2). 설계프로그램은 설계도서 출력 결과가 인증된 프로그램의 산출 결과와 일치하는지 검사 대상이 된다. 따라서 구성요건은 인증 심사와 제품검사 두 단계에서 확인된다.

전역방출방식에 한함

4. 구성요소·원리·절차

설계프로그램의 구성요건은 설계매뉴얼에 담긴 설계사항을 프로그램이 계산하고 표시·출력할 수 있어야 한다는 요건이다. 기준은 설계사항의 종류를 제3조에 열거하고, 제4조에서 그 항목이 계산되어 출력되는지를 본다. 설계프로그램은 제3조 제1호부터 제10의2호(제5호 마목은 제외) 항목을 계산·표시·출력해야 한다. 구성요건은 네 묶음으로 정리하면 답안에 옮기기 쉽다.

배관·분기 항목은 방출 중 압력과 유량을 결정하므로 계산 결과의 정확도를 좌우한다. 운영·지침 항목은 사용자가 프로그램을 입력하고 출력 결과를 해석하는 절차를 규정한다.

배관비는 소화약제 체적 대비 방호구역 전체 배관 체적의 백분율이다. 불용 체적비는 전체 배관 체적 중 불용 체적이 차지하는 비율이다.

$배관비\,(\%) = \frac{V_{p}}{V_{a}} \times 100$

여기서 V_{p}는 방호구역 전체 배관 체적(㎥), V_{a}는 소화약제 체적(액화가스는 액상체적, 압축가스는 저장용기 체적, ㎥)이다.

$불용\,체적비\,(\%) = \frac{V_{d}}{V_{p}} \times 100$

여기서 V_{d}는 불용 체적(㎥), V_{p}는 불용 체적을 포함한 전체 배관 체적(㎥)이다. 두 식은 정의에 따른 것이므로 그대로 쓴다.

설계프로그램의 구성요건은 다음 절차로 확인한다.

• 설계매뉴얼에 제3조 사항을 빠짐없이 기재한다.
• 설계프로그램에 제3조 제1호부터 제10의2호(제5호 마목은 제외)의 항목을 입력하고 계산·표시·출력되는지 확인한다.
• 계산된 설계값이 신청자가 제시한 유효 범위를 벗어나면 오류 메시지가 표시·출력되도록 한다(제4조 제3항).
• 시험모델 20개 이상을 설계하고, 모델마다 분사헤드 3개 이상, 설계사항 3개 이상을 포함한다(제5조 제2항).
• 확인시험 모델을 선정하여 각 설계사항을 2회 이상(최소·최대값은 각각 2회 이상) 확인한다(제5조 제3항).
• 방출시험과 소화시험을 수행하여 적합 여부를 판정한다(제5조 제4·5·6항).
• 신청 설계프로그램은 설계모델로 적용성을 확인한다(제4조의2). 설계도서의 설계값과 프로그램에 동일 조건을 직접 입력한 산출값이 일치해야 한다.

위 흐름에서 오류 메시지 단계는 재입력 고리를 만든다. 유효범위를 벗어난 설계값은 출력 전에 수정되어야 한다. 이 순서를 답안에 그리면 채점 기준인 입력·계산·검증·시험의 흐름이 한눈에 보인다.

5. 관련 법령·기준·표준

설계프로그램 구성요건의 근거는 「가스계소화설비 설계프로그램의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」(이하 설계프로그램 기술기준)이다. 이 기준은 「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」 제40조제4항과 「소방용품의 품질관리 등에 관한 규칙」 제15조제1항을 근거로 한다. 현행 문서의 머리말 기준 2025-03-21에 본조 신설과 대폭 개정이 이루어졌으므로, 제4조의2 적용성 확인과 제3조의 세부 항목은 그 이후 문서를 기준으로 쓴다. 이산화탄소소화설비 화재안전성능기준(NFPC 106) 제18조는 설계프로그램 사용 시 이 기준에 적합한 프로그램을 쓰도록 참조한다.