[소방기술사] ESFR 3가지 특성요소 - 소방기술사 120회 4교시 2번

[소방기술사] ESFR 3가지 특성요소 - 소방기술사 120회 4교시 2번

스프링클러설비는 소방에서 가장 기본이면서도 가장 중요한 설비이다. 물을 이용해 확실한 소화가 가능하며 화재를 진압하지 못해도 건축물 내부에 있는 재실자에게 화열 및 연기로부터 지켜줄 수 있는 설비이다. 스프링클러만 제대로 작동해도 큰 화재는 대부분 막을 수 있다.

문제: ESFR의 3가지 특성요소를 기술하시오.

 

1. ESFR 개념 (Early Suppression Fast Response)

정의: 화재조기진압형 헤드. 화재를 초기에 감지하여 많은 방사량으로 화재를 진압하는 헤드이다.

특징: 열에 의한 감도 성능이 우수하며, 강력한 화재 진압을 위해 방수량이 다른 스프링클러 헤드에 비해 크다. 랙 창고 등 천장고가 높은 장소에 화재를 신속하게 진압하기 위해 사용한다.

 

2. ESFR 3가지 특성 요소

RTI	K-factor	RDD & ADD
반응시간지수	헤드의 오리피스 직경	필요살수밀도, 유효살수밀도

3. ESFR의 RTI (Response Time Index)

정의: 스프링클러 헤드의 감열체가 얼마나 민감하게 열에 반응하여 작동하는지 나타낸 값

공식: RTI = $\tau \sqrt{u}$ = $\frac{m\cdot C}{h\cdot A}\sqrt{u}$

($\tau $: 시간상수, u: 유속, m: 감열체 질량, C: 감열체 열용량, A: 감열체 표면적, h: 감열체 대류 열전달 계수)

특징: RTI값이 작을수록 열에 민감하다. > 헤드가 빠르게 개방된다.

RTI 값에 따른 분류
조기반응형	특수형	일반형
50미만	50 ~ 80	80 ~ 350

ESFR 헤드는 조기반응형 헤드로 사용해야 한다. (빠른 화재 감지를 위해서)

 

4. ESFR의 K-factor

정의: 헤드 오리피스 직경에 따른 헤드의 방사량을 정량적으로 나타낸 값

관련식: $Q=K\sqrt{P}$

특징: K-factor가 클수록 오리피스의 직경이 증가한다.

표준형	주거용	Large Drop	ESFR
80	50	160	203

ESFR헤드는 K-factor가 203이어야 한다. 단시간에 많은 양의 소화수 방사를 통해 화재를 빠르게 진압한다.

 

5. ESFR의 ADD, RDD

정의: 유효살수밀도(화염을 뚫고 가연물 상단에 도달한 소화수 량(밀도)), 필요살수밀도(화재를 진압하는 데 이론적으로 필요한 소화수 량(밀도))

관련식

ADD = (분사된 물이 화염을 통과해 가연물 상단에 도달한 양)/(가연물 상단의 면적)

RDD = (화재진압에 필요한 최소한의 소화수 양)/(가연물 상단의 면적)

ADD가 RDD보다 커야 화재 진압이 가능하다. 필요한 양보다 실제 방사되는 물이 적으면 화재는 소화될 수 없다. ADD를 크게하는 것이 ESFR을 사용하는 주 목적이다. K-factor가 큰 헤드를 사용하기 때문에 같은 시간 헤드가 물을 방사하더라도 더 많은 유량의 소화수를 방사할 수 있다. 가연물 상단에 도달하는 소화수의 양이 많아지기 때문에 더 큰 화재도 진압이 가능해지는 것이다.

 

6. ESFR 결론

이상으로 ESFR 스프링클러 헤드에 관련된 문제를 간단히 풀어보았다. 실제 필자가 풀었던 문제를 기반으로 작성했으며, 컴퓨터로 작성했기 때문에 실제 답안지와는 조금 차이가 있을 수 있다.