비상전원설비

왜 배우는가: 비상전원은 화재 때 정전이 발생해도 소화펌프, 제연설비, 경보설비가 계속 작동하도록 하는 전원이다. 고층건축물 기준이 작동시간을 40분 이상, 50층 이상은 60분 이상으로 정하고 있어 실무 설계의 핵심이다. 시험에서는 정의, 설치대상, 작동시간을 묻는 문제로 반복 출제된다.

출제 이력: 제129회 4교시 6번, 제101회 2교시 5번, 제100회 1교시 10번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 비상전원은 상용전원이 정전되었을 때 소방시설에 정해진 시간 이상 전력을 공급하는 독립 전원설비이다.

핵심 키워드

• 상용전원: 평상시 외부 계통에서 공급받는 전원이다.
• 비상전원: 상용전원이 차단되었을 때 소방시설을 작동시키는 전원이다.
• 자가발전설비: 원동기로 발전기를 구동해 전기를 만드는 비상전원이다.
• 축전지설비: 충전된 축전지로 전기를 공급하는 비상전원이다.
• 전기저장장치: 외부 전기를 저장했다가 필요할 때 공급하는 장치이다.
• 작동시간: 비상전원이 설비를 유효하게 작동시킬 수 있는 시간이다.
• 자동절환장치(ATS): 상용과 비상전원을 자동으로 전환하는 장치이다.
• 예비전원: 상용전원 이외에 보조로 쓰는 전원을 뜻하는 용어이다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 불이 나서 전기가 끊겨도 스프링클러 펌프와 경보가 계속 돌아가야 한다는 뜻이다. 그 역할을 맡는 전기가 비상전원이다. 정식 정의는 상용전원의 공급이 차단되었을 때 소방시설에 필요한 전력을 기준 시간 이상 공급하기 위해 설치하는 독립 전원이다. 핵심은 독립성과 작동시간이다. 상용전원과 같은 선로에 의존하면 같은 사고에 함께 끊기므로 독립된 발전 또는 축전 수단을 갖춰야 한다.

비상전원의 종류는 세 가지가 기본이다. 첫째 자가발전설비는 디젤 등 원동기로 발전기를 돌려 전기를 만든다. 연료 저장량이 작동시간을 결정하므로 연료량 산정이 함께 따라온다. 둘째 축전지설비는 충전된 축전지로 전기를 공급한다. 부하 전류와 작동시간에 맞춰 축전지 용량을 산출한다. 셋째 전기저장장치는 외부 전기에너지를 미리 저장했다가 정전 때 공급하는 장치다.

자동절환장치(ATS)는 상용전원이 끊기면 비상전원으로 자동 전환하고, 상용전원이 복구되면 다시 되돌린다. 전환이 늦으면 펌프 기동과 제연팬 가동이 늦어지므로 절환 시간과 자동화가 함께 요구된다. 절환 방식은 전원 측 차단기와의 인터록으로 구성한다.

축전지설비의 작동시간은 설비에 따라 다르다. 옥내소화전설비는 유효하게 40분 이상 작동해야 하며 50층 이상은 60분 이상이다. 자동화재탐지설비와 비상방송설비는 감시상태를 60분 지속 후 30분 경보할 수 있어야 한다. 같은 축전지라도 설비마다 요구 시간이 달라 설비별로 따로 계산한다.

예비전원은 상용전원 외에 보조적으로 사용하는 전원을 가리키는 용어다. 소방전원 보존형 발전기에서는 부하 용도에 따라 화재 시 부하와 정전 시 부하를 구분해 설명한다. 두 용어를 같은 뜻으로 섞어 쓰면 감점된다.

3. 등장 배경과 필요성

고층건축물은 피난 시간이 길고 소화, 제연, 피난 설비가 동시에 작동해야 한다. 정전이 나면 소화펌프가 멈춰 초기 소화가 불가능해진다. 제연설비가 멈추면 계단실과 부속실로 연기가 유입되어 피난로가 막힌다. 경보설비가 꺼지면 재실자가 대피 시기를 놓친다. 이런 위험 때문에 비상전원은 소방시설 자체의 신뢰성을 좌우하는 요소로 자리 잡았다.