이산화탄소 소화설비(1)

 

포소화약제에 이어 이산화탄소 소화설비에 대해 알아보겠습니다.

개요를 시작으로 용어 정리, 장단점, 계통도를 통해 작동원리를 다뤄 볼 예정입니다.

 

  개요

   

    이산화탄소(CO2)소화설비는 스프링클러설비나 포소화설비 등 물에 의한 피해가 예상되는 장소나 전기화재, 유류화재, 일반화재

등에 사용된다. 화학적으로 안정된 소화약제이므로 약제의 변질이 없고, 한 번 설치하면 반영구적으로 사용이 가능하며, 복잡하고 입체적인 구조물의 대상물이라도 침투성이 강해 심층부까지 파고들어 완전소화가 된다. A급화재(일반화재), B급화재(유류화재), C급화재(전기화재) 등에 유효하며 소화 후에도 잔유물이 남지 않는 것이 특징이다.

(잔유물이 남지 않는다는 말은 증거 보존이 용이하다는 뜻이다)

 

    이산화탄소 소화설비는 화재의 3요소인 가연물, 공기(산소), 점화원 중의 하나인 산소의 공급을 차단함으로써 질식 작용에 의해

화재를 진압하는 소화설비이다. 특히, 방사 시 산소의 농도 저하로 특정소방대상물 내에 사람이 있을 경우에는 질식시킬 우려가 있

다. 분사헤드에서 이산화탄소가 방사될 때의 단열팽창에 따라 온도가 저하해서 드라이아이스가 생기고 그 냉각작용으로 소화를 돕

는 효과가 있다.

 

    이산화탄소 소화설비의 소화원리는 공기의 산소함유량은 21%이지만 이것이 15% 이하가 되면 가연물은 소화되기 시작한다.

이산화탄소는 불활성가스이고 이것을 공기 중에 28% 혼입하면 산소농도는 15%가 되고 연소물은 질식작용에 따라 소화된다. 이산

화탄소 소화설비는 작용범위가 넓으며, 방사 후 가연물질에 피해를 주지 않는 설비이기도 하다.

(이산화탄소를 28% 혼입하는데 이를 '설계농도'라 한다) 

 

    구성은 가스저장용기, 화재감지장치, 분사헤드, 기동장치, 음향경보장치, 배관, 자동폐쇄장치, 제어반, 비상전원 등으로 되어있다.

 

 

  용어의 정리

 

  ① "전역방출방식"이라 함은 고정식 이산화탄소 공급장치에 배관 및 분사헤드를 고정 설치하여 밀폐 방호구역 내에 이산화탄소를

       방출하는 설비를 말한다.

  ② "국소방출방식"이라 함은 고정식 이산화탄소 공급장치에 배관 및 분사헤드를 설치하여 직접 화점에 이산화탄소를 방출하는 설

       비로 화재발생부분에만 집중적으로 소화약제를 방출하도록 설치하는 방식을 말한다.

  ③ "호스릴방식"이라 함은 분사헤드가 배관에 고정되어 있지 않고 소화약제 저장용기에 호스를 연결하여 사람이 직접 화점에

       소화약제를 방출하는 이동식 소화설비를 말한다.

  ④ "충전비"라 함은 용기의 용적과 소화약제의 중량과의 비율을 말한다.

       (용기의 부피(L) ÷ 충전된 가스량(kg))

  ⑤ "심부화재"라 함은 목재 또는 섬유류와 같은 고체가연물에서 발생하는 화재형태로서 가연물 내부에서 연소하는 화재를 말한다.       ⑥ "표면화재"라 함은 가연성물질의 표면에서 연소하는 화재를 말한다.

       (유류, 가스화재가 포함되며 나머지 화재들은 전부 '심부화재'이다)

  ⑦ "교차회로방식"이라 함은 하나의 방호구역 내에 2 이상의 화재감지기회로를 설치하고 인접한 2 이상의 화재감지기가 동시에

       감지되는 때에는 이산화탄소 소화설비가 작동하여 소화약제가 방출되는 방식을 말한다.

        (하나만 작동하는 때에는 경보만 울린다!)

  ⑧ "방화문"이라 함은 갑종방화문 또는 을종방화문으로서 언제나 닫힌 상태를 유지하거나 화재로 인한 연기의 발생 또는 온도의

       상승에 따라 자동적으로 닫히는 구조를 말한다.

  ⑨ "선택밸브"란 2 이상의 방호구역 또는 방호대상물이 있어 소화수 또는 소화약제를 해당하는 방호구역 또는 방호대상물에 선택

       적으로 방출되도록 제어하는 밸브를 말한다.

  ⑩ "방호구역"이란 소화설비의 소화범위 내에 포함된 영역을 말한다.

 

  + 최근 법 개정으로 인해 갑종방화문과 을종방화문이라는 이름이 없어지고30, 60분 방화문으로 바뀌었다.

      60분+방화문 : 연기 및 불꽃을 차단할 수 있는 시간이 60분 이상이고 열을 차단할 수 있는 시간이 30분 이상인 방화문

      60분 방화문 : 연기 및 불꽃을 차단할 수 있는 시간이 60분 이상인 방화문

      30분 방화문 : 연기 및 불꽃을 차단할 수 있는 시간이 30분 이상인 방화문

 

 

  이산화탄소 소화설비의 장 · 단점

 

  장점 ① 방사를 한 후에 소화약제의 잔존물이 없으므로 깨끗하다.

           ② 전기절연성이 크므로 전기화재에 적응성이 있다.

           ③ 경년 변화가 거의 없기 때문에 소화약제의 수명이 반영구적이고 소화약제의 가격이 저렴하다.

           ④ 냉각소화작용이 크다.

           ⑤ 동결 등에 의한 성능의 저하가 없다.

           ⑥ 방출용 동력원을 필요로 하지 않는다.

 

  단점 ① 질식의 위험이 있어 사용이 제한된다.

           ② 고압설비로서 취급하기가 어렵다(용기, 배관, 밸브 등).

           ③ 기화할 때에 온도가 급격히 낮아져 동결의 위험이 있으며, 정밀기기에 손상을 줄 수 있다.

           ④ 소화약제가 방사될 때에는 소음이 심하다.

           ⑤ 소화약제가 방사될 때에 안개처럼 시야를 가리게 되어 피난에 어려움이 있다.

 

 

  계통도

 

 

  (1) 작동원리

 

    화재감지기에 의해서 화재가 감지되거나 인위적으로 화재를 목격한 사람이 수동기동장치의 누름단추를 누르면 수신반에

화재표시등이 점등되고 해당방호구역의 음향장치가 화재경보를 울리기 시작한다.

 

   수신기 내부에는 지연장치인 지연타이머가 내장되어 미리 조정된 시간동안 경보만 울리다가 지연조정 시간이 되면 기동용기

솔레노이드가 작동되고 기동용 가스용기밸브의 봉판을 뚫어서 기동가스를 방출시킨다. 방출된 기동가스는 조작동관을 따라 선

택밸브의 피스톤릴리져로 들어가 선택밸브의 잠김장치를 해제한다. 선택밸브 개방으로 인해 당해 방호구역으로 가스유입을 허

용해 놓고 나머지 가스는 다시 조작동관을 따라서 저장용기밸브의 파괴침(공이) 직전의 피스톤을 가압하여 파괴침으로 하여금

저장용기밸브의 봉판을 뚫어 저장된 가스를 개방시킨다. 저장용기의 가스가 집합관을 통해 선택밸브를 거치면서 압력스위치를 

동작시키며 송출배관을 따라 분사헤드에서 당해방호구역에 방출되어 소화작업이 이루어진다.

(가스체크밸브의 갯수 = 2n - 1 + 용기 수이다. 여기서, n은 방호구역 수를 말한다!)

 

    선택밸브 2차 측 배관에 설치된 압력스위치가 동작되면서 제어반, 수동기동 조작함 및 방호구역 출입문 상단에 설치된 방출표

시등을 점등시키고 배관 내 압력에 의하여 자동폐쇄장치의 작동이 이루어진다.

 

    국소방출방식도 작동원리는 위와 동일하며 분사헤드가 국소부분에만 설치되어 있기 때문에 가스의 방출이 국소부에만 이루어

질 뿐이다.

 

 

 

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