K-factor(방수상수)

정의와 기본 식

K-factor는 스프링클러헤드의 방수상수다. 헤드의 방수 능력을 한 숫자로 나타낸다.

기준 식은 K = Q/√(10P)다. 방수량과 방수압을 식에 대입해 K를 구한다.

Q는 분당 방출되는 방수량이고, P는 정류통으로 잰 방수 시의 정압이다.

방수압이 같으면 방수량은 K에 비례한다.

오리피스와 방수량 원리

오리피스를 통과하는 유속은 압력의 제곱근에 비례한다.

방수량은 유속과 오리피스 단면적의 곱이다. 그래서 Q는 단면적과 압력의 제곱근에 비례한다.

이 관계를 K로 묶은 것이 방수상수다. K는 방수구 단면적과 유출계수를 묶은 값이다.

방수압 P는 정류통으로 측정한 방수 시의 정압이다.

계산 예시

K 80 헤드가 0.4MPa에서 방수하는 경우를 직접 계산해 보자.

10 × 0.4 = 4의 제곱근은 2다. 따라서 방수량은 80 × 2 = 160 L/min이다.

압력이 4배가 되면 방수량은 2배가 된다. 제곱근 관계 때문이다.

헤드 종류별 K 허용범위

헤드 종류마다 K 허용범위가 따로 정해져 있다.

주거형은 방수압 0.1MPa에서 K 47.5 ~ 52.5 범위에 있어야 한다.

라지드롭형은 같은 압력에서 162 ± 8 범위의 방수상수를 가진다.

형식시험은 방수압을 0.05 ~ 0.65MPa에서 0.1MPa 간격으로 바꿔 측정한다.

흔한 실수

답안에서 자주 나오는 실수는 세 가지다.

첫째, 압력과 유량의 단위를 함께 명시하지 않는 것이다.

둘째, 표시온도와 최고주위온도를 혼동한다. 셋째, 조기진압용과 표준형 허용범위를 섞는다.

채점 포인트인 정의, 유도, 허용범위를 정확히 쓰는 것이 핵심이다.

정리

정리하자. K-factor는 방수량을 √(10P)로 나눈 헤드 고유의 방수상수다.

허용범위는 헤드 종류별로 다르다. 주거형과 라지드롭형의 값은 정확히 기억한다.

답안에는 정의, 식, 헤드 종류별 K 값을 함께 쓴다.