포모니터 노즐 방식

왜 배우는가: 포모니터노즐 방식은 옥외 위험물 취급시설처럼 탱크 옆판에 포방출구를 달기 어려운 대상을 방호하는 방식이다. 시험에서는 설치 기준과 수원 산정이 함께 묻기 때문에 정의, 배치 거리, 방사량을 한 묶음으로 익혀야 한다.

출제 이력: 제127회 1교시 3번, 제108회 3교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에는 다음 정의를 쓴다.

포모니터노즐 방식은 위치가 고정된 노즐의 방사각도를 수동 또는 자동으로 조준하여 포를 방사하는 포소화설비 방식이다.

이 정의는 탱크 옆판의 포방출구와 달리 노즐을 원거리에서 겨냥해 포를 쏘는 방식이라는 점을 드러낸다. 옥외 공작물이나 펌프설비처럼 넓게 퍼져 있는 위험물 시설을 한 대의 노즐 묶음으로 덮을 때 쓴다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 포모니터노즐(Foam Monitor Nozzle): 방사각도를 조준하는 고정 위치 노즐 설비
• 포방출구: 탱크 옆판에 설치하여 포를 방출하는 장치
• 수평방사거리: 노즐 선단에서 포가 수평으로 도달하는 거리
• 방사량: 노즐 선단에서 분당 방출되는 포수용액의 양(ℓ/min)
• 포수용액: 포소화약제와 물을 혼합한 용액
• 옥외 방호대상물: 옥외 공작물, 펌프설비, 옥외에서 저장·취급하는 위험물
• 수원의 수량: 포수용액을 만들기 위해 필요한 물과 약제의 양

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 소방차의 물대포처럼 한 자리에 고정된 포 노즐을 돌려 불이 난 곳을 겨냥하는 방식이다. 노즐 한 대가 넓은 면적을 향해 포를 멀리 쏘므로 탱크 한 기를 덮는 포방출구 방식과 구조가 다르다.

정식으로는 위험물안전관리에 관한 세부기준 제133조 제1호 가목 다에서 정의한다. 포모니터노즐은 위치가 고정된 노즐의 방사각도를 수동 또는 자동으로 조준하여 포를 방사하는 설비를 말한다. 이 정의에서 고정 위치와 조준 방사가 핵심이다.

포모니터노즐은 노즐 자체가 이동하지 않고 방사각도만 바꾼다. 그래서 설치 위치와 방사 거리 확보가 설계의 출발점이 된다. 수평방사거리는 노즐에서 포가 닿는 최대 거리이며, 보호해야 할 설비까지 이 거리가 미쳐야 한다.

포방출구는 탱크 옆판 상부나 저부에 붙는 장치로, 탱크 개수와 직경에 따라 설치 수가 정해진다. 포모니터노즐은 이와 달리 탱크 외부 공작물과 주입구 주변을 한꺼번에 덮는 데 쓴다. 두 방식은 방호 대상이 다르다는 점을 답안에서 구분해야 한다.

방사량은 노즐 선단에서 나오는 포수용액의 분당 양이다. 단위는 ℓ/min를 쓴다. 세부기준은 모든 노즐을 동시에 쓸 때 각 노즐 선단의 방사량이 1900ℓ/min 이상이어야 한다고 정한다.

포수용액은 물과 포소화약제를 정해진 농도로 섞은 액이다. 수원의 수량은 최종적으로 이 포수용액을 만드는 데 필요한 양으로 계산한다. 따라서 방사량과 방사 시간을 곱하는 방식으로 접근한다.

3. 등장 배경과 필요성

위험물 옥외 시설은 탱크만 있는 것이 아니다. 펌프설비, 주입구, 토출구, 배관 연결부가 넓게 흩어져 있다. 탱크 옆판의 포방출구만으로는 이런 부분을 모두 덮기 어렵다.

위험물안전관리에 관한 세부기준 제128조 제5호는 포소화설비 중 포모니터노즐방식의 방호대상을 옥외 공작물(펌프설비 등을 포함) 또는 옥외에서 저장·취급하는 위험물로 한정한다. 실내나 밀폐 공간에는 이 방식을 쓰지 않는다는 뜻이다.

또한 제128조 제3호는 제4류위험물 탱크에 포소화설비를 설치할 때 고정식포소화설비를 설치하도록 정한다. 포모니터노즐은 이 고정식 포소화설비 체계 안에서 옥외 방호를 보완하는 수단으로 자리 잡았다.

옥외에서는 바람과 열 때문에 포가 흩어지기 쉽다. 노즐을 멀리 세워 긴 수평방사거리로 포를 보내야 하는 이유가 여기에 있다. 이 때문에 설치 기준은 거리와 방사량을 함께 규정한다.

시험에서 이 개념이 반복되는 이유는 설치 위치, 개수, 방사량, 수원 산정이 한 문제 안에서 연결되기 때문이다. 설명 순서를 정의에서 기준, 수원으로 이어 가면 채점 항목을 빠짐없이 채울 수 있다.

4. 구성요소·원리·절차

포모니터노즐 방식은 옥외 공작물이나 옥외 취급 위험물을 원거리에서 포로 덮는 방식이다. 고정식 포방출구로 탱크 상부를 덮는 방식과 달리, 포모니터노즐은 위치가 고정된 노즐의 방사각도를 수동 또는 자동으로 조준한다. 구성요소는 포모니터노즐, 포원액 혼합장치(혼합기), 송액배관, 수원과 가압송수장치, 포소화약제 저장탱크로 나뉜다.

위 표에서 노즐은 방사 범위를, 혼합기는 포 품질을, 배관과 수원은 방사 유지시간을 결정한다. 노즐 한 개가 방사할 수 있는 거리와 양이 설치 개수를 정하므로 설계는 노즐 성능에서 출발한다.

포모니터노즐은 옥외 위험물 설비를 원거리에서 조준 방사하는 고정 설치 노즐이다.

원리는 방사 운동량과 포수용액의 방사량에 있다. 노즐 선단에서 나간 포수용액이 수평방사거리를 확보해야 주입구와 펌프설비 같은 취급설비 전체에 닿는다. 방사량은 노즐 선단의 유량으로 정하며, 여러 노즐을 동시에 쓸 때 각 노즐의 방사량 합이 설계 유량이 된다.

절차는 다음과 같다.

• 방호대상(옥외 탱크, 펌프설비, 주입구)의 위치를 도면에서 확인한다.
• 노즐 설치 위치를 정해 수평방사거리 안에 모든 취급설비 부분이 들어가도록 배치한다.
• 노즐 개수와 방사량을 정하고 모든 노즐을 동시에 쓸 때의 유량을 계산한다.
• 계산한 유량에 맞춰 혼합기와 송액배관, 수원 용량을 정한다.
• 노즐 기동·조작 위치가 소화활동에 지장 없는지 확인한다.

노즐 한 개의 방사량은 노즐 선단 유량으로 구하며, 고정 설치 노즐의 유량 계산은 K-factor 식과 같은 방식으로 압력과 오리피스 계수에서 구할 수 있다. 여기서 Q = K\sqrt{P} 는 유량 Q(L/min), 계수 K, 선단 압력 P(MPa)를 뜻한다.

5. 관련 법령·기준·표준

포모니터노즐 방식의 기준은 「위험물안전관리에 관한 세부기준」 제133조(포소화설비의 기준) 제1호다목에 있다. 이 방식은 옥외 공작물이나 옥외에서 저장 또는 취급하는 위험물을 방호대상으로 한다. 이 적용 범위는 제128조(소화설비 설치의 구분) 제5호에 정해져 있다. 제4류위험물 탱크에 포소화설비를 설치할 때는 고정식포소화설비를 기본으로 하고, 세로형 탱크는 고정식포방출구 방식으로 보조포소화전과 연결송액구를 함께 설치한다(제128조 제3호).

노즐 설치 기준은 다음과 같다.

위 표의 값은 원문 그대로이다. 설치 거리 15m는 수평거리이며, 노즐 수는 취급설비 전체가 수평방사거리 안에 들도록 정한다.

포방출구 종류 구분(I형, II형, 특형, III형, IV형)과 탱크 직경별 포방출구 개수는 제133조 제1호가목의 표에 따른다. 이 표는 고정식 포방출구 기준이며, 포모니터노즐 방식의 수량 계산과는 별도이다.

포수용액 방사량 1900ℓ/min 이상은 노즐 설계의 기준값이므로 계산 결과와 비교해 확인한다.