청정소화약제량 산정

왜 배우는가: 청정소화약제소화설비는 전산실, 발전실, 통신실처럼 물에 의한 손상을 피해야 하는 장소에 쓰인다. 약제량 산정식은 방호구역 체적과 설계농도로 저장량을 정하는 핵심 계산이며, 기술사 시험에서 계산식 유도, 기호 설명, 용기수 계산 문제로 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제112회 2교시 5번, 제97회 4교시 5번, 제95회 3교시 6번, 제89회 1교시 12번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

청정소화약제소화설비는 방호구역 체적과 설계농도로 약제 저장량을 산정하여 방출하는 가스계 소화설비이다.

• 할로겐화합물소화약제
• 불활성기체소화약제
• 선형상수(K1, K2)
• 설계농도
• 소화농도
• 최대허용 설계농도
• 충전밀도

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 방호구역 안의 공기에 소화약제를 섞어 산소 농도를 낮추거나 연쇄반응을 끊어 불을 끄는 설비이다. 방호구역이 넓거나 높을수록 더 많은 약제가 필요하므로, 약제량은 체적에 비례해서 계산한다.

정식 정의는 다음과 같다. 할로겐화합물 및 불활성기체소화약제는 할론 1301, 2402, 1211을 제외하고 전기적으로 비전도성이며 휘발성이 있거나 증발 후 잔여물을 남기지 않는 소화약제이다. 할로겐화합물소화약제는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중 하나 이상을 포함한 유기화합물을 기본성분으로 한다. 불활성기체소화약제는 헬륨, 네온, 아르곤 또는 질소 중 하나 이상을 기본성분으로 한다.

설계농도는 소화농도에 안전율을 곱해 정한 값이다. 체적에 따른 설계농도는 상온에서 제조업체 설계기준으로 인증받은 소화농도(%)에 표 2.4.1.3의 안전계수를 곱한 값 이상이어야 한다 — NFTC 107A 2.4.1.3. 상온에서 인증 소화농도에 안전계수를 곱한 값 이상

소화농도는 규정된 실험 조건에서 화재를 끄는 데 필요한 약제 농도이다. 형식승인 대상은 형식승인된 값을 쓴다.

최대허용 설계농도는 사람이 상주하는 곳에서 넘을 수 없는 농도이다. 산출한 약제량이 이 값을 넘으면 안 된다 — NFTC 107A 2.4.2.

충전밀도는 약제 중량을 저장용기 내부 용적으로 나눈 값(kg/㎥)이다. 표 2.3.2.1(1)의 최대충전밀도를 넘기지 않아야 한다.

3. 등장 배경과 필요성

할론 1301은 오존층 파괴 물질이라 생산과 사용이 제한되었다. 이를 대체하기 위해 오존층을 파괴하지 않는 할로겐화합물과 불활성기체 약제가 개발되었다. 우리나라에서는 2004년 6월 4일 고시인 청정소화약제소화설비의 화재안전기준(NFSC 107A)이 시행되었다.

2018년에는 '청정소화약제'라는 명칭이 인체·환경에 무해하다는 뜻으로 오해될 수 있어 '할로겐화합물 및 불활성기체소화설비'로 바뀌었다. 현행 기준은 NFPC 107A(성능)와 NFTC 107A(기술)로 나뉘어 있다. 약제량 산정 식은 NFTC 107A 2.4.1에 있다.

이 설비는 전기실, 발전실, 통신실처럼 물에 의한 손상을 피해야 하는 곳에 필요하다. 약제 저장량이 설계농도와 체적으로 정해지므로, 방호구역 체적과 약제 종류를 정확히 알아야 올바른 설계가 가능하다.