질량유량 기반의 스프링클러헤드 수별 급수관 구경 선정방법에 관한 연구

• 영문명: A Study on the Selection Method of Water Supply Pipe Diameter by Number of Sprinkler Heads Based on Mass Flow Rate
• 발행기관: 사단법인 한국안전문화학회
• 저자명: 남준석
• 간행물 정보: 『안전문화연구』제25호, 347~360쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 사회과학 > 사회과학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2023.11.30

국문 초록

본 연구의 목적은 소방배관을 설계하는 방법은 수리계산방식과 규약배관방식이 있고 현장에서는 ‘스프링클러설비의 화재안전성능기준’ [별표 1]에 따른 규약배관방식을 선호하고 있다. 규약배관방식의 급수관 구경별 헤드수에 대한 근거와 물리적 의미에 대해서는 언급되지 않고 있고 사용할 수 있는 관의 종류도 늘어났다. 관의 종류별로 [별표 1]에 따른 헤드수를 계산하여도 적합한지에 대한 규명이 없어 각국의 규정 비교와 이에 대한 유체역학적 계산을 통해 그 근거를 마련하고자 하였다. 연구의 방법은 미국, 영국, 한국의 관련 기준 분석을 통해 ‘스프링클러설비의 화재안전성능기준’ [별표 1]의 근거를 확인하였다. 관에 흐르는 유속을 근거로 질량유량 기반의 헤드와 관의 헤드수를 계산하여 비교하였다. 관의 종류로는 일반적으로 가장 많이 사용되는 KS D 3507을 기준으로 하였고 KS D 5301과 3595 관을 상대적으로 비교하여 헤드수가 적합한지를 확인하였다. 또한, 가지배관의 유속한계(6 ㎧)와 기타배관의 유속한계(10㎧)를 기준으로 가지배관의 한계가 어디까지인지 확인하기 위해 25A(25 Su), 32A(30 Su), 40A(40 Su), 50A(50 Su)로 가지배관 수를 늘려가며 변화여부를 확인하였다. 본 연구를 통해 스프링클러헤드 수별 급수관 구경 산정방법의 근거는 NFPA 13에 있음을 확인하였다. 관 유속을 근거로 질량유량 기반의 헤드수를 헤드와 관에 대해 비교하여 헤드수를 계산하였다. KS D 3507을 [별표 1]의 산정기준으로 하여 KS D 5301과 3595관을 관조도를 고려하여 상대적으로 비교한 결과 충분히 사용할 수 있음을 확인하였다. 또한, 가지배관의 수를 늘려가며 확인한 결과 가지배관은 40A까지 사용하는 것이 적합한 것으로 판단되었고 가지배관의 호칭이 늘어남에 따른 변화는 없는 것으로 확인하였다. 기준 비교와 질량유량 기반의 헤드수 비교를 통해 ‘스프링클러설비의 화재안전성능기준’ [별표 1] 근거를 확인하였고 KS D 3507, 5301, 3595 모두 적용이 가능함을 확인하였다. KS D 3595의 경우 65A에 대응하는 호칭으로 60 Su와 75 Su가 있어 이에 대한 설계의 유연성을 가질 수 있다고 판단되었다.

영문 초록

The purpose of this study is that there are two methods for designing firefighting piping: the hydraulic calculation method and the conventional piping method. In the field, the conventional piping method according to the ‘Fire Safety Performance Standards for Sprinkler Equipment’ [Appendix 1] is preferred. There is no mention of the basis and physical meaning of the number of heads for each water supply pipe diameter in the conventional piping method, and the types of pipes that can be used have also increased. Since there was no confirmation as to whether it was appropriate to calculate the number of heads according to [Appendix 1] for each type of pipe, an attempt was made to establish a basis through comparison of regulations in each country and hydrodynamic calculations. The research method was to confirm the basis of the ‘Fire Safety Performance Standards for Sprinkler Equipment’ [Appendix 1] through analysis of relevant standards in the US, UK, and Korea. Based on the flow rate in the pipe, the mass flow rate-based head and the number of pipe heads were calculated and compared. As for the type of pipe, KS D 3507, which is the most commonly used, was used as a standard, and KS D 5301 and 3595 pipes were compared to determine whether the number of heads was appropriate. In addition, in order to check the limits of branch piping based on the flow speed limit of branch piping (6 ㎧) and the flow speed limit of other piping (10 ㎧), 25A (25 Su), 32A (30 Su), 40A (40 Su), we checked for changes by increasing the number of branch pipes to 50A (50 Su). Through this study, it was confirmed that the basis for the method for calculating water supply pipe diameter by number of sprinkler heads is in NFPA 13. Based on the pipe flow rate, the number of heads was calculated by comparing the head number based on mass flow rate for the head and pipe. Using KS D 3507 as the calculation standard in [Appendix 1], it was confirmed that KS D 5301 and 3595 pipes can be sufficiently used as a result of comparative comparison considering the degree of irradiation. In addition, as a result of increasing the number of branch pipes, it was determined that it was appropriate to use branch pipes up to 40A, and it was confirmed that there was no change as the number of branch pipes increased. Through comparison of the standards and the number of heads based on mass flow rate, the basis of ‘Fire Safety Performance Standards for Sprinkler Equipment’ [Appendix 1] was confirmed, and it was confirmed that all KS D 3507, 5301, and 3595 are applicable. In the case of KS D 3595, there are 60 Su and 75 Su as names corresponding to 65A, so it was judged that flexibility in design could be achieved.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 국내·외 기준 현황

Ⅲ. 급수관 구경 산정

Ⅳ. 결 론

참고문헌

키워드

질량유량 스프링클러헤드 급수관 구경 산정방법 Mass Flow Rate Sprinkler Head Water Pipe Diameter Calculation Method