소방설비기사 (기계) 실기공식

(Phycho B-Type)

시험 보기 전 유의 사항

1. 문제를 눈으로 만 읽지 말고 마음으로 소리 내어 읽어라.

- 문제를 눈으로만 보면 공부하면서 봤던 문제 구나 하면서

단서 조항을 보지 못하고 놓치는 경우가 많음.

- 아는 문제라도 그냥 2번 정도 읽어 보고 문제에 손을 대어

본다.(실전에서는 쉽지만 조금씩 비튼 문제들이 다수 출제됨.)

2. 문제에 주어진 단위를 잘 본다. 그리고 계산하는 과정에서 항상

단위도 같이 써주면서 풀이한다.

- 예를 들어 SCH.No를 구하는 문제에서 자주 범하는 실수 인데 인장

강도가 KG/mm²로 주어지는 경우가 많다. 그리고 최고작업압력은

KG/cm²로 주어지는 경우가 많아 인장강도를 그냥 안전율로 나누고

그 후 다시 최고작업압력에 나누는 우를 범하는 경우가 많다.

항상 풀이과정에서 단위를 써주면서 푸는 습관을 들이면 이러한

우를 범하는 일이 줄어든다.

- 공식을 외울 때 공식만 외우지 말고 단위와 함께 외운다.

-유체역학-

1. 온도

℃ = 5/9 (℉-32)

℉ = 9/5℃ +32

2.노즐에 걸리는 반발력(플랜지 볼트에 작용하는 힘)

ϒQ²A₁

2g

A₁- A₂

A1A2

²

F =                  (            )

F : 플랜지 볼트에 작용하는 힘(노즐에 걸리는 반발력) (kg)

ϒ :비중량 (물의 비중량 1000kgf/m³)

Q : 유량 (m³/sec)

A1 : 소방호스의 단면적 (m²)

A2 : 노즐의 단면적 (m²)

g  : 중력가속도 (9.8 m/sec²)

3. 일량

W =JQ

W : 일량 (J/cal)

J : 열의 일당량 (J)

Q : 열량 (cal)

1cal = 3.968 Btu =2.205 chu

W = FS

W : 일(joule)

F : 힘 (N)

S  : 거리 (m)

1kw = 102kg·m/sec

1HP = 0.746 kw

1PS = 0.735 kw

1W = 1 j/sec

4. 압력

p= ϒh  p = F/A

p : 압력 (kg/cm²)

ϒ : 비중량 ((kgf/cm³)

h : 높이 (cm)

A : 단면적(cm²)

5. 물속의 압력

P = P0 + ϒh

P : 물속의 압력 (kg/cm²)

P0 : 대기압 (1.0332kgf/cm²)

ϒ :비중량 (물의 비중량 1000kgf/m³)

h : 물의 깊이 (m)

cf) 전압 = 동압 + 정압

6.동점성계수

ν = μ/ρ

ν : 동점도 (cm²/sec)

μ : 일반점도 ( g/cm·sec)

ρ : 밀도    (g/cm³)

7. 비중

S =  ρ/ρw =ϒ /ϒ w

S : 비중( 무차원)

ρ: 어떤 물질의 밀도 (kg/m³)

ρw : 표준물질의 밀도 (물의 밀도)(kg/m³)

ϒ   : 어떤 물질의 비중량 (kgf/m³)

ϒ w  : 표준물질의 비중량 (물의 비중량)(kgf/m³)

8. 비중량

ϒ =1/Vs = W/V = ρg

Vs : 비체적 (1/ρ)

9. 밀도

ρ= m/V

m : 질량 (kg)

V : 부피 (m³)

물의 밀도 : 1 g/cm³ =1000 kg/m³

=1000N·sec²/m⁴

=102 kgf·sec²/m⁴

10.이상기체 상태방정식

①  PV= nRT = W/MRT , ρ= PM / RT

P : 압력 (atm)

21- O2

O2

V : 부피 (m³)

cf:  ② 방출가스량 =                         × 100

n : 몰수 (W/M)

R : 0.082 (atm·m³/kg·mole·K)

T : 절대온도 (273 + ℃) (K)

W : 무게 (kg)

M : 분자량

ρ: 밀도 (kg/m³)

② PV = WRt , ρ= P/ RT

P : 압력 (kg/m²)

V : 부피 (m³)

W : 무게(kg)

R  : 848 / M (kg·m/kg·K)

T : 절대온도 (273 + ℃) (K)

ρ: 밀도 (kg/m³)

③ PV = GRT

P : 압력 (Pa)

V : 부피 (m³)

T : 절대온도 (273 + ℃) (K)

G: 무게 (kg)

11. 연속방정식(질량 보존 법칙의 일종)

①질량유량

m = AVρ

②중량유량

G = AVϒ

③유량

Q = AV

12. 베르누이 방정식

①이상유체

V₁²

2g

p₁

ϒ

+          + Z₁

V₂²

2g

p₂

ϒ

=           +          + Z₂

V₁,V₂: 유속 ( m/ sec)

p1 ,p2  :압력(kg/cm²)

Z₁,Z₂ : 높이(m)

g : 중력가속도 (9.8 m/sec²)

ϒ :비중량 (물의 비중량 1000kgf/m³)

② 비압축성 유체

V₁²

2g

p₁

ϒ

+          + Z₁

V₂²

2g

p₂

ϒ

=           +          + Z₂ + △H

△H : 손실수두 (m)

13. 토리첼리의 식

V = √(2gH)

V : 유속 ( m/ sec)

g : 중력가속도 (9.8 m/sec²)

H : 높이 (m)

14. 운동량의 원리

: 운동량의 시간변화율은 그 물체에 작용한 힘과 같다

du

dt

F  = m

F : 힘 (kg·m/sec²= n)

m : 질량 (kg)

du : 운동속도 (m/sec)

dt : 운동시간 (sec)

15. 보일 샤를 법칙

P₁V₁

T₁

P₂V₂

T₂

=

P₁P₂ : 기압 (atm)

V₁V₂ : 부피 (m3)

T₁T₂ : 절대온도 (k)

16. 관마찰계수

f =	64
	Re

f : 관마찰계수

Re : 레이놀드수

17. 국부속도

V =  U mxa [ 1- (r0 / r)2 ]

V     : 국부속도 (cm/sec)

U mxa : 중심속도 (cm/sec)

r0    : 반경 (cm)

r     : 중심에서의 거리 (cm)

18. 마찰손실

① 달시- 웨버의 식(층류): 곧고 긴 관에서의 손실 수두

flV²

2gD

△p

r

H =             =

H : 마찰손실(m)     △p : 입력차 (kg/cm²)

r : 비중량           f  : 관마찰계수

l : 길이             V : 유속 (m/sec)

g : 중력가속도       D : 내경 (m)

② 하젠 - 포아젤의 법칙 (난류:일정한 물이 층류로 원관에 흐를 때                             이 손실 계산)

32μlV

gD²r

H =

H : 마찰손실(m)      μ : 점도 (kg/m·sec)

l:  길이 (m)         V : 유속 (m/s)

g : 중력가속도       D : 내경 (m)

r : 비중량

128μlQ

πD4

△p =

△p : 압력차 (압력강하) (kgf/m²)     μ : 점도 (kg/m·sec)

Q   : 유량 ( m³ /min)                l : 길이 (m)

D   : 내경 (m)

③  하젠-윌리암의 식

Q1.85

C1.85 ×  D4.87

△pm = 6.174 × 105 ×

△pm  : 배관 1m당 압력손실 (kgf/cm²·m)

100	주철관, 흑관(건식, 준비작동식)
120	백관(아연도금강관), 흑관(습식, 일제살수식)
150	동관(구리관)

C : 조도

D : 관의 내경 (mm)

(주의) 관의 호칭경을 넣는 게 아니라 내경임을 명심.

Q : 관의 유량 (l/min)

18. 돌연 축소 · 확대관에서의 손실

① 돌연축소관에서의 손실

V₂²

2g

H = k

H : 손실수두 (m)    k : 손실계수

V₂: 축소관 유속 (m/sec)

g : 중력가속도

② 돌연확대관에서의 손실

(V1 -V₂)2

2g

H = k

V1 :축소관에서의 유속     V₂ : 확대관에서의 유속

19. 관의 상당길이(등가길이, 직관장 길이)

KD

f

Le  =

Le : 관의 상당 길이 (m)

k  : 손실계수

D  : 내경 (m)

f : 마찰손실계수

20. 최대연직범위

H2

Q0.3

V = 0.15

V :  적정 소방수류의 최대 연직범위 (m)

H :   소화노즐에서 화재 건물까지의 거리

Q :  유량 (l/min)

lpm : liter per minute  의 약자로써 l/min 과 같다.

21. 동압(유속)측정

① 시차액주계 : 유속 및 두지점의 압력 측정

pA + r1h1 = pB +r2h2  + r3h3

② 피토관 : 유체의 국부속도

V = C √(2gH)

V : 유속(m/sec)

C: 측정계수

g : 중력가속도

H : 높이 (m)

22. 유량측정

① 벤츄리미터 : 고가 , 유량·유속의 손실이 적은 유체의 유량 측정

2g(rs-r)

r

A2

√(1-m2)

Q = C                × √(              ×  R)

Q : 유량 (m3/min)      C : 유량계수     R : 마노미터 읽음(m)

A2 : 출구면적(m2)      A1 : 입구면적     g :  중력가속도

m : A2/A1 = (D1/D2) 2   D1:입구 직경(m)   D2: 출구 직경(m)

rs : 수은의 비중량 (13600kgf/m3)

r : 물의 비중량 (1000kgf/m3)

토출량(유량)

Q = 10.99 D2√P

Q : 토출량 (m3/min)  D : 구경 (m)   P : 방사압력(kg/cm²)

Q = 0.653 D2√P

Q : 토출량 (l/min)  D : 구경 (mm)   P : 방사압력(kg/cm²)

②오리피스 : 저가

△p=  p2 - p1 = R (rs - r)

△p : U자관 마노미터의 압력차 (kgf/m²)

p2 : 출구 압력       p1 : 입구 압력

R : 마노미터 읽음 (m)

23. 배관의 스케쥴 NO.

내부작업응력

재료의 허용응력

Schedule No =                        ×  1000

인장강도

재료의 허용응력

안전율    =

인장강도(kg/mm²)으로 많이 나옴. (kg/cm²) 전환해서 풀것.

pD

2t

허용응력 (σ) =

σ : 허용응력(kg/cm²)

p  : 압력    (kg/cm²)

D  :내경     ( cm)

t  : 두계     (cm)

24. 유효흡입양정(NPSH : Net Positive Suction Head)

① 흡입 NPSH (수조가 펌프보다 낮을 때)

NPSH = Ha -Hv - Hs - HL

②압입 NPSH (수조가 펌프보다 높을 때)

NPSH = Ha -Hv + Hs - HL

NPSH  : 유효흡입양정 (m)

Ha    : 대기압수두 (m)

Hv    :수증기압수두

Hs    : 흡입수두;후드밸브에서 펌프의 중심선까지

압입수두; 수면 최상단부터 펌프 중심선까지

HL    : 마찰손실수두 (m)

-대수흡(악)마 ; 이렇게 외웠음.

25. 펌프의 동력

① 전동력

0.163 KQH

η

P =

② 축동력

0.163 QH

η

P =

③ 수동력

P = 0.163 QH

K : 동력 (kw)  ;1HP = 0.746 KW, 1PS = 0.735KW

Q : 유량  (m3/min)  : 주의 할것.(이식에서는 분당유량임)

H : 전양정 (m)             K : 전달계수

η : 효율(η=ηm*ηh*ηv)

; 전효율= 기계효율,수력효율, 체적효율을 모두 곱한 값.

rKQH

102η

0.163 KQH

η

참고) P=                    =

; 두식은 같은 식인 이유

r ;비중량 (1000kgf/m3)

첫번째 (왼쪽식) 유량(Q)는 m3/sec 임.

두 번째 (오른쪽) 유량은   m3/min 임.

1000/(102× 60) =0.163... 가 나옴.

그래서 두식은 같은 식임.

첫 번째 두 번째 식 아무식이나 써서 동력을 구해도

상관은 없지만 유량의 단위는 염두해서 풀것.

26. 유량(풍량), 양정, 동력의 관계(상사법칙)

① Q1 :Q2 = N1 : N2 = D13 : D23

② H1 :H2 = N12 : N22 = D12 : D22

③ P1 :P2 = N13 : N23 = D15 : D25

Q : 변경 전후 풍량 유량 (m3/min)

H : 변경 전후 양정      (m)

P : 변경 전후 동력      (kw)

N : 변경 전후 회전수    (rpm)

D : 변경 전후 관경      (mm)

27. 압축비

K = ε√(p1/p2)

가압송수능력 = (p2-p1)/ε

K : 압축비

ε : 단수

p1 : 흡입측 압력    p2: 토출측 압력

-소방기계 구조 · 원리 -

1.소화기 추가 설치

당해바닥면적

55m2

전기설비 =

보일러, 음식점, 의료시설, 업무시설등

당해바닥면적

25m2

=

----------------------------------------------------------

*주의 사항

소방설비 문제를 풀 경우  하나의 펌프에 두 개의 설비가 있는 경우

(예를 들어 스프링클러설비와 옥내소화전설비가 하나의 펌프을 같이

펌프의 전양정	두 설비중 큰(大) 값
펌프의 유량	두 설비 (+) 값
펌프의 수원	두 설비 (+) 값

사용하는 경우)

옥 내 소 화 전

1. 수원의 저수량

Q ≥ 2.6 N (호스릴은 1.2N)

: 펌프의 분당 토출량이 130리터임. 옥내소화전은 화재발생후

20분 이상 동작해야 됨으로

130 l/min ×  20min =2600 l=2.6m3 임

Q : 수원의 저수량 (m3)

N : 가장 많은 층의 소화전 개수 (최대5개)

2. 옥상수원의 저수량

Q ≥ 2.6 N× 1/3 (호스릴은 1.2N× 1/3 )

3. 토출량

① 옥내소화전설비

Q =  N  ×  130 l/min

② 호스릴 옥내소화전 설비

Q =  N  ×  60l/min

Q : 토출량 (l/min)

N : 가장 많은 층의 소화전 개수 (최대 5개)

4. 가압송수장치

① 고가수조방식

H ≥  h1 +h₂ + 17 (호스릴은 25)

H : 필요한 낙차(m)

h1 : 소방호스의 마찰손실수두 (m)

h₂: 배관 및 관부속품의 마찰수두 (m)

17  : 옥내소화전의 정격 마찰손실수두 (m)

② 압력수조

P = P1 +P₂ +P3 + 0.7

P : 필요한 압력(Mpa)

P1 : 소방호스의 마찰손실수두압

P₂: 배관 및 관부속품의 마찰손실수두압

P3  : 낙차의 환산수두압

③ 펌프방식 (지하수조방식)

H = h1 +h₂ +h3 + 17

H  : 전양정 (m)

h1  : 소방호스의 마찰손실수두(m)

=> 자연낙차의  N%라고 주어질때는

펌프의 토출양정의 N%임

h₂ : 배관 및 관부속품의 마찰수두(m)

h3  : 실양정(흡입양정 + 토출양정) (m)

=> 후드밸브에서 옥내소화전 최상층의 최상단까지 거리임.

17  : 옥내소화전의 정격 마찰손실수두 (m)

5. 방수압 및 방수량

: 법정 방수압 - 0.17 Mpa

법정 방수량 - 130 l/min

Q = 0.653 D2√P

Q = K√P

Q : 토출량 (l/min)  D : 구경 (mm)   P : 방사압력(kg/cm²)

K : 방출계수

6.성능시험배관 관경

1.5Q = 0.653 D2√(0.65P)

펌프의 성능 : 체절운전시 정격토출압력의 140%를 초과하지 아니

하고 정격토출량의 150%로 운전시 정격토출압력의 65%이상이어야 함.

=> 이러한 조건에 의해서 성능시험배관 관경을 구할 때 유량에

1.5배를 곱해 주고 압력에는 0.65을 곱해줌.

참고)

체절압력 (kg/cm²)= 펌프명판에 표기된 양정× 1.4× (1/10)

=> 1.4배는 펌프성능에서 체절운전시 정격토출압의 140%을 넘

지 않아야 하므로

7.펌프의 압력손실

① 배관의 압력손실 (하젠-윌리암식)

Q1.85

C1.85 ×  D4.87

△pm = 6.174 × 105 ×

△pm  : 배관 1m당 압력손실 (kgf/cm²·m)

100	주철관, 흑관(건식, 준비작동식)
120	백관(아연도금강관), 흑관(습식, 일제살수식)
150	동관(구리관)

C : 조도

D : 관의 내경 (mm)

Q : 관의 유량 (l/min)

8.옥내소화전설비 문제

① 펌프의 송수량

Q = N × 노즐의 최소방수량 (ℓ/min) × 여유율

Q : 펌프의 송수량 (ℓ/min)

N : 가장 많은 층의 소화전 개수(최대 5개)

여유율(전달계수아님)을 20%준다라고 할 경우 : 1.2를 곱함.

② 수원의 소요저수량

Q´ = Q × 20 min

Q´ : 수원의 소요저수량 (ℓ)

( 옥내소화전 설비는 20분 동안 작동 해야됨.)

③ 소방호스의 마찰손실 수두(h₁)

15m × 2EA × 호스의 호칭경당 마찰손실수두/100m

- 옥내소화전호스의 규격길이 : 415m

- 옥내소화전에 갖추어야 하는 개수 : 2개

-  100m당 호스의 호칭경 (호스의 재질 염두할것.)

호칭구경	문제에서 주어짐.
유량	문제에서 주어짐.
직관 및 등가길이	직선으로 뻗은 관의 총합 -호칭마다 따로 계산함.
관부속품의 등가길이	관부속품 개수 × 관이음 및 밸브등의 등가길이(주어짐.) - 호칭과 종류마다 따로 계산함.
m당 마찰손실	직관의 마찰손실(100m 당)이 표에서 주어 짐. 호스의호칭규격 및 유량을 잘 보고 맞는 값을 찾음.
마찰손실수두	같은 호칭의 직관 및 부속품의 등가길이 ×100m당 마찰손실 값 -해댱 호칭의 마찰손실 수두 따로 계산

④ 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 (h₂)

⑤실양정( h₃)

실양정= 흡입양정 + 토출양정

- 실양정 : 후드밸브~ 최상층 옥내소화전의 앵글밸브까지의 수직거

리로써 흡입양정과 토출양정을 합한값.

⑥ 전양정 (H)

H = h1 +h₂ +h3 + 17

H  : 전양정 (m)

h1  : 소방호스의 마찰손실수두(m)

h₂ : 배관 및 관부속품의 마찰수두(m)

h3  : 실양정(흡입양정 + 토출양정) (m)

17  : 옥내소화전의 정격 마찰손실수두 (m)

⑦ 전동기의 소요동력(P)

0.163 Q H K

η

P =

P :  소요동력 (kw)     Q : 유량 (m3/min)

H :  전양정 (m)

K : 전달계수 (문제에서 주어지지 않을 경우 는 “ 1 ”)

η : 효율

옥 외 소 화 전

1. 수원

Q ≥ 7 N

Q :  수원의 저수량(m3)

N : 가장 많은 층의 소화전 개수 (최대2개)

2. 토출량

Q =  N  ×  350 l/min

Q : 토출량 (l/min)

N : 가장 많은 층의 소화전 개수 (최대2개)

법정 방수압 - 2.5kg/cm²

법정 방수량 - 350 l/min

3. 가압송수장치

① 고가수조방식

H ≥  h1 +h₂ + 25

H : 필요한 낙차(m)

h1 : 소방호스의 마찰손실수두 (m) ;  20m× 2EA

h₂: 배관 및 관부속품의 마찰수두 (m)

25  : 옥외소화전의 정격 마찰손실수두 (m)

② 압력수조

P = P1 +P₂ +P3 +0.25

P : 필요한 압력(Mpa)

P1 : 소방호스의 마찰손실수두압

P₂: 배관 및 관부속품의 마찰손실수두압

P3  : 낙차의 환산수두압

③ 펌프방식 (지하수조방식)

H = h1 +h₂ +h3 + 25

H  : 전양정 (m)

h1  : 소방호스의 마찰손실수두(m)

h₂ : 배관 및 관부속품의 마찰수두(m)

h3  : 실양정(흡입양정 + 토출양정) (m)

25 :  옥외소화전의 정격 마찰손실수두 (m)

4. 참고

① 펌프로부터 각 소화전까지 전마찰손실(kg/cm²) = 정압 - 방사압력

② 소화전간의 배관마찰손실(kg/cm²)

=펌프로부터 각 소화전까지 전마찰손실

(현 소화전의 전마찰손실 - 앞 소화전의 마찰손실)

③ gauge elevation(kg/cm²) =기준elevation - 정압

④ 경사선의 elevation(kg/cm²) = 방사압력 - gauge elevation

스프링클러 설비

1. 헤드의 배치 형태

① 정방형 (정사각형)

S= 2R cos45°

S : 수평헤드간격

R : 수평거리(유효반경, 직선거리)

L : 배관간격

② 장방형 (직사각형)

S = √(4R²-L²)

L = 2R cosθ

S'= 2R

S : 수평헤드간격  R : 수평거리 L : 배관간격

S': 대각선 헤드간격     θ : 각도

③ 지그재그형 (나란히꼴형)

S = 2R cos30°

b = 2S cos30°

L = b/2

설치장소	설치기준(수평거리;m)
무대부	1.7
기타구조(일반구조)	2.1
내화구조	2.3
랙크식 창고	2.5
아파트	3.2

참고) R: 수평거리(유효반경, 직선거리)

2. 수원의 저수량

; -.문제를 풀기전 경보장치가 습식(    ;폐쇄형)인지

건식(   ;개방형) 인지  확인 할것.

- 소방대상물이 어떤 것인지 확인 할 것.

1) 폐쇄형

Q = 1.6N

Q :  수원의 저수량(m3)

N : 폐쇄형 헤드의 기준개수

소방대상물		폐쇄형헤드의 기준개수
지하가 · 지하역사		30
11층 이상
10층 이하	공장,창고(특수가연물)
	수퍼마켓,도소매시장(백화점)
10층 이하 (8m 이상)		20
10층 이하 (8m 미만), 아파트		10

2) 개방형

① 30개 이하

Q = 1.6N

Q :  수원의 저수량(m3)

N : 개방형 헤드의 기준개수

②30개 초과

Q = K √(0.1P ×  N)

Q : 헤드의 방수량 (l/min)

K : 유출계수(15A : 80, 20A :114)

P : 방수압력 (MPa)

N : 개방형헤드의 설치개수

3) 토출량

Q =  N  ×  80 l/min

Q : 토출량 (l/min)

N : 헤드의 기준개수

4) 방수량

Q = 0.653 D2√(0.1*P)

Q = K√(0.1*P)

Q : 토출량 (l/min)  D : 구경 (mm)   P : 방사압력(MPa)

K : 유출계수

5)스프링쿨러 설비 규정방수량,방수압

방수량 : 80 l/min

방수압 :1.0 kg/cm²

3. 가압송수장치

① 고가수조방식

H ≥  h1 +10

H : 필요한 낙차(m)

h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 (m)

10  : 스피링쿨러의 정격 마찰손실수두 (m)

② 압력수조

P = P1 +P₂+0.1

P : 필요한 압력(MPa)

P1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실압

P₂: 낙차의 환산수두압

- 압력수조내의 공기압력-

P0 = V/Va (P + Pa) - Pa

P0 : 수조내의 공기 압력(kg/cm²)

V : 수조체적(m3)

Va : 수조내의 공기 체적(m3)

P : 필요한 압력 (kg/cm²)

Pa : 대기압 (kg/cm²)

③ 펌프방식 (지하수조방식)

H = h1 +h₂ + 10

H  : 전양정 (m)

h1 : 배관 및 관부속품의 마찰손실수두 (m)

h₂ : 실양정(흡입양정 + 토출양정) (m)

10 : 스피링쿨러의 정격 마찰손실수두 (m)

④ 화재조기진압용 스프링클러설비 수원

Q =  K √P × 12× 60min

Q : 방사량 (l)

K : 상수 [203 l/min/(kg/cm2)1/2]

4.  스프링클러헤드의 방사압력 및 유량 등

① 유량 (kg/sec) =  약제소요량(kg) / 약제방출시간(sec)

; 구간유량은 집합관의 유량을 헤드수(오리피스수)로 나눔.

② 헤드의 방사압력

= 약제저장압력 - (초기압력강하 + 고저에 의한압력손실 +

1구간에의한 압력손실+2구간에 의한압력손실 +...)

= 약제저장량 - 총손실압

유량 (kg/sec)

방출량(kg/sec.cm2)× 오리피스갯수(오리피스가 없을땐 헤드갯수)

③ 등가분구면적

=

		전역방출방식		국소방출방식
		일반	위험물	일반	위험물
할론		10초	30초	10초	30초
분말		30초	30초	30초	30초
CO2	표면	1분	1분	30초	30초
	심부	7분	1분	30초	30초

참고) 약제별 방사 시간

물 분 무 소 화 설 비

1. 가압송수장치

① 고가수조방식

H ≥  h1 +h₂

H :  필요한 낙차(m)

h1 : 물분무헤드의 설계압력 환산수두 (m)

h₂: 배관 및 관부속품의 마찰수두 (m)

② 압력수조

P = P1 +P₂ +P3 +2.5

P : 필요한 압력(kg/cm²)

P1 : 물분무 헤드의 설계압력 (kg/cm²)

P₂: 배관 및 관부속품의 마찰손실수두압

P3  : 낙차의 환산수두압

③ 펌프방식 (지하수조방식)

H = h1 +h₂ +h3 + 25

H  : 전양정 (m)

h1  : 물분무헤드의 설계압력 환산수두(m)

h₂ : 배관 및 관부속품의 마찰수두(m)

h3  : 실양정(흡입양정 + 토출양정) (m)

2.물분무설비의 수원

Q = 바닥면적 ×  토출량 ×  20min

소방대상물	토출량	비고
콘베어벨트·절연유·봉입변압기	10 l/min·m²
특수가연물	10 l/min·m²	최대 50m²
케이블트레이·덕트	12 l/min·m²
차고·주차장	20 l/min·m²	최대 50m²

포 소 화 설 비

1. 가압송수장치

① 고가수조방식

H ≥  h1 +h₂+h3

H :  필요한 낙차(m)

h1 :방출구의 설계압력 환산수두

또는 노즐선단의 방사압력 환산수두 (m)

h₂: 배관의 마찰수두 (m)

h3 : 소방호스의 마찰손실수두 (m)

② 압력수조

P = P1 +P₂ +P3 +P₄

P : 필요한 압력(MPa)

P1 : 방출구의 설계압력 환산수두

또는 노즐선단의 방사압력 환산수두(MPa)

P₂: 배관 및 마찰손실수두압

P3  : 소방호스의 마찰손실수두압

P₄ : 낙차의 환산수두압

③ 펌프방식 (지하수조방식)

H = h1 +h₂ +h3 + h₄

H  : 전양정 (m)

h1  : 물분무헤드의 설계압력 환산수두(m)

h₂ : 배관 및  마찰수두(m)

h3  : 소방호스의 마찰손실수두 (m)

h₄ : 낙차 (m)

표준방사량 : 75 l/min (포워터 스프링클러헤드)

포헤드의 표준방사시간 : 10분

2. 발표배울식

내용적 (용량)

전체중량 - 빈시료용기의 중량

발포배율(팽창비) =

방출된 포의 체적 (l)

방출전 포수용액의 체적 (l)

=

3. 포헤드 상호간의 거리기준

1) 정방형 (정사각형)

S= 2R cos45°

S : 포헤드 상호간의 간격 (m)

R : 수평거리(유효반경, 직선거리)  [2.1m]

L : 배관간격

2) 장방형 (직사각형)

Pt = 2R

Pt = 대각선의 길이 (m)

R  : 유효반경 (2.1m)

4. 포소화약제의 저장량

1) 고정포 방출구 방식

① 고정포 방출구(포소화약제의 저장량)

Q = A × Q₁ × T × S

Q : 포소화약제의 양(l)

A : 탱크의 액표면적 (m²)

=(π× (D2 -(D-2× 굽도리판의 두께)2)/ 4

Q₁: 단위 포소화수용액의 양 (l/m²·min )

T  : 방출시간 (min)

= 포수용액량(l/m²)/방출률(l/m²·min )

; 특별한 시간이 나와 있지 않으면 화재안전기준에

의거하여 10분이상 방사할수 있는 양 일것.

S  : 포소화약제의 사용농도

(참고) 수원의 양을 구할때는 S대신 (1-S)

Q = A × Q₁ × T × (1-S)

수용액의 양을 구할때는 S 대신 1 을 넣어 구함.

Q = A × Q₁ × T × 1

② 보조소화전(20분 기준)

Q = N ×  S ×  8000

Q : 포소화약제의 양 (l)

N : 호스접결구 수 (최대 3개)

=> 쌍구형이 2개면 호스접결구는 4개가 됨.

하지만 최대3개이므로 3을 넣어 계산함.

S  : 포소화약제의 사용농도

참고) 보조소화전 수용액양(토출량)

Q (l/min)= N ×  S ×  400(l/min)

8000(l)는 20(min)동안 토출되는 양이므로

분당 400(l)=8000/20 의 양이 토출된다.

③ 배관정보량 (30분기준)

Q = A ×  L ×  S × 1000 l/ m3 (내경 75mm 초과시에만 적용)

Q : 배관정보량 (l)       A : 배관단면적 (m²)-송액관의 단면적임.

L : 배관길이 (m)         S : 포소화약제의 사용농도

-포저장탱크의 용량 =① +②+③

-포소화설비 펌프의 최소토출량  Q(l/min) = A × Q₁

A : 탱크의 액표면적 (m²)

=(π× (D2 -(D-2× 굽도리판의 두께)2)/ 4

Q₁: 단위 포소화수용액의 양 (l/m²·min )

-가압송수장치의 용량 =① +②(배관정보량은 제외됨.)

= 수용액량(l)/ 방사시간(min)

참고) 포원액의 농도(%)= 포원액(g)/포수용액(g)× 100

물(수원)의 농도(%) = 물(g)/포수용액(g)× 100

포수용액(g) = 포원액 + 물

2) 옥내포소화전방식 또는 호스릴방식

Q = N ×  S ×  6000 (바닥면적 200m² 미만은 75%)

Q : 포소화약제의 양 (l)

N : 호스접결구 수 (최대 5개)

S  : 포소화약제의 사용농도

	차고,주차장 비행기격납고	특수가연물 저장,취급소
수성막포	3.7	6.5
단백포	6.5
합성계면활성제포	8.0

참고) 포소화약제의 방사량 (Q₁:l/m²·min )

방호구역체적(m3)	45m3 150m3 1450m3
약제량(kg/m3)	1	0.9	0.8	0.75
개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시)	5
최소저장량(kg)	45		135	1125

이산화탄소 소화설비

1. 충전비

C = V/G

C : 충전비 (l/kg)

V : 내용적 (l)

G : 저장량 (kg)

자동냉동장치	21kg/cm²이상 , -18℃
압력경보장치 의 작동	23kg/cm²이상, 19kg/cm²이하
내압시험압력	고압식 : 250kg/cm² 저압식 : 35kg/cm²
안전밸브	고압식 :내압시험의 0.8배 저압식 : 내압시험의 0.64~0.8배
선택개폐밸브 안전장치작동압	내압시험압의 0.8배
봉판	내압시험압0.8배~내압시험압
충전비	고압식 1.5~1.9이하 저압식 1.1~1.4이하

참고 )이산화탄소저장용기

2. 이산화탄소 소화설비와 관련된 식

방출가스량

방호구역체적 + 방출가스량

소방대상물	고압식	저압식
제4류 위험물 특수가연물 (윗면 개방용기사용)	방호대상물 표면적 × 13kg/m3 × 1.4	방호대상물 표면적 × 13kg/m3 × 1.1
제1종 가연물 제2종 가연물	방호공간체적 (8-6× a/A)× 1.4	방호공간체적 (8-6× a/A)× 1.1
위험물	방호공간체적 (16-12× a/A)× 1.4	방호공간체적 (16-12× a/A)× 1.1

① CO2 =                                        × 100

21- O2

21

=                                       × 100

CO2 : CO2의 농도 (%)

O2  : O2의 농도 (%)

21- O2

O2

② 방출가스량 =                             × 방호구역체적

= 약제량(kg) × 비체적(m3/kg))

O2  : O2의 농도 (%)

W

M

③   PV=       RT

P : 기압             (atm)

V : 방출가스량       (m3)

W : 무게            (kg)

M : 분자량          (CO2 -44)

R  : 기체상수       (0.082 atm.m3/kg.mole.k)

T :  절대온도       (273 +℃)

④ 액화 CO2증발량

Wt C (t1 -t2)

H

Q =

Q     : 액화 CO2증발량 (kg)

Wt    : 배관의 중량   (kg)

t1 ,t2 :방출전 방출시 배관의 온도 (℃)

H    : 액화 CO2증발잠열 (kcal/kg)

3. 저장량

1) 전역방출방식

①표면 화재

이산화탄소저장량(kg)

= 방호구역 체적 (m3) × 약제량 (kg/m3) × 보정계수

+ 개구부면적(m2) ×  개구부 가산량 (5kg/m²)

방호구역체적(m3)	45m3 150m3 1450m3
약제량(kg/m3)	1	0.9	0.8	0.75
개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시)	5
최소저장량(kg)	45		135	1125

미만       :

이상~ 미만 :

② 심부화재

이산화탄소저장량(kg)

= 방호구역 체적 (m3) × 약제량 (kg/m3)

방호대상물	약제량(kg/m3)	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시)
전기설비	1.3	10
전기설비(55m3미만)	1.6
서고, 박물관 목재가공품창고,전자제품창고	2.0
석탄창고, 면화류창고 고무류, 모피창고,집진설비	2.7

+ 개구부면적(m2) ×  개구부 가산량 (10kg/m²)

암기법 :목전박서이영, 석면고모집 미칠(이칠)

2) 국소방출방식 이산화탄소 저장량

a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 (m2)

A : 방호공간의 벽면적의 합계(m2)

4. CO2 저장용기본수 = 약제저장량 /충전량

약제의 유량속도

= 1본당충전량(kg)× 가스용기본수/약제방출시간(S)

5.(1)저장용기수 = 소화약제량 / 1병당 저장량

약제량(kg)

방사율(kg/mm2·min)× 분사헤드개수× 방출시간(min)

(2)분구면적 (mm2)

=

(3) 선택밸브 직후 유량(kg/sec) =

약제의 유량= 개방용기(용기밸브)직후의 유량× 용기수

1분당 충전량(kg) ×  병수

약제방출시간(sec)

=

(4) 개방용기(용기밸브)직후의 유량(kg/sec)

= 1본당충전량(kg)/ 약제방출시간(sec)

할 로 겐 소 화 설 비

1. 할론 저장량

1) 전역방출방식

저장량(kg) =

= 방호구역 체적 (m3) × 약제량 (kg/m3)

방호대상물	약제량(kg/m3)	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시)
차고,주차장, 전기실, 전산실, 통신기기실(전통차)	0.32	2.4
고무류,면화류(고무면)	0.52	3.9

+ 개구부면적(m2) ×  개구부 가산량 (kg/m²)

암기법 : 전통차 영삼이(0.32) 이사(2.4)

고무면 영오이(0.52) 삼꾸(3.9)

2) 국소방출방식

약제종별	저장량
할론 1301	방호대상물 표면적 × 6.8kg/m² × 1.25
할론 1211	방호대상물 표면적 × 7.6kg/m² × 1.25
할론 2402	방호대상물 표면적 × 8.8kg/m² × 1.1

①제 4류 위험물 및 특수 가연물(윗면 개방용기사용)

② 기타

약제종별	X	Y
할론 1301	4.0	3.0
할론 1211	4.4	3.3
할론 2402	0.2	3.9

Q = X - Y × (a/A)

Q : 방호공간 1m3 에 대한 할로겐 화합물 소화약제의 양(kg/m3)

a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 (m2)

A : 방호공간의 벽면적의 합계(m2)

2. 분사헤드의 오리피스 분구면적(cm2)

유량 (kg/sec)

방출량(kg/sec.cm2)× 오리피스갯수(분사헤드 개수)

=

분말소화약제

1. 분말소화약제 저장량

1) 전역방출방식

저장량(kg) =

= 방호구역 체적 (m3) × 약제량 (kg/m3)

방호대상물	약제량(kg/m3)	개구부 가산량 (자동폐쇄장치 미설치시)
제1종분말	0.6	4.5
제 2,3종분말	0.36	2.7
제4종분말	0.24	1.8

+ 개구부면적(m2) ×  개구부 가산량 (kg/m²)

2) 국소방출방식

약제종별	저장량
제1종분말	방호대상물 표면적 × 8.8kg/m² × 1.1
제 2,3종분말	방호대상물 표면적 × 5.2kg/m² × 1.1
제4종분말	방호대상물 표면적 × 3.6kg/m² × 1.1

①제 4류 위험물 및 특수 가연물(윗면 개방용기사용)

② 기타

Q = X - Y × (a/A)

약제종별	X	Y
제1종분말1	5.2	3.9
제 2,3종분말	3.2	2.4
제4종분말	2.0	1.5

Q : 방호공간 1m3 에 대한 할로겐 화합물 소화약제의 양(kg/m3)

a : 방호대상물 주위에 설치된 벽면적의 합계 (m2)

A : 방호공간의 벽면적의 합계(m2)

제 연 설 비

1.배출량

1) 통로

예상제연구역이 통로인 경우의 배출량은 45,000(m3/hr)이상

2) 거실

① 바닥면적 400m2미만 ( 최저치 5,000m3/hr 이상)

㉠ 일반적인 경우

배출량 (m3/min) = 바닥면적(m2) ×  1 m3/ m2·min

㉡ 경유거실인 경우

배출량 (m3/min) = 바닥면적(m2) ×  1 m3/ m2·min ×  1.5

② 바닥면적 400m2이상

㉠직경 40m이하 (40,000m3/hr 이상)

수직거리(m)	2m 2.5m 3m
배출량(m3/hr)	40,000	45,000	50,000	60,000

㉡ 직경 40m초과 (45,000m3/hr 이상)

수직거리(m)	2m 2.5m 3m
배출량(m3/hr)	45,000	50,000	55,000	65,000

이하 :

초과 :

2. 공기유입방식 및 유입구

공기유입구면적(cm2) = 바닥면적(m2) ×  1 m3/ m2·min

× 35 cm2·min/m3

3.급기량

급기량(m3/sec) = 기본량(Q) + 보충량(q)

4.누설량(급기해양 될 풍량, 누설되는 공기량)

Q = 0.827 A√P

Q :누설량 (m3/sec)    A : 누설틈새면적 (m2)

P : 차압 (Pa) -대기압과 실내 기압차

5. 누설틈새 면적

① 직렬상태

1

√(1/A₁²   +  1/A₂²   + ········)

A =

: 흐름이 분리되지 않는 것

②병렬상태

A = A1 + A2 + A3 + ········

흐름이 분리 되는 것.

A : 전체 누설틈새면적 (m2)

A1 , A2,  A3  : 각실의 누설 틈새면적

6. 누설틈새의면적의 기준

1) 출입문의 틈새면적

A = (L/l)Ad

A : 출입문의 틈새면적

L : 출입문의 틈새의 길이 (m) (조건 : L≥l)

l : 표준출입문의 틈새길이

( 외여닫이문 : 5.6 , 쌍여닫이문 : 9.2 승강기 출입문:8.0)

Ad : 표준출입문의 누설면적

외여닫이문 : 제연구역 실내쪽으로 개방 : 0.01

제연구역 실외쪽으로 개방 : 0.02

쌍여닫이문 : 0.03

승강기 출입문 :0.06

2) 창문의 틈새면적

가) 여닫이식 창문으로서 창틀에 방수패킹이 없을 경우

A = 2.55  ×  10-4 L

나) 여닫이식 창문으로서 창틀에 방수패킹이 있을 경우

A = 3.61 ×  10-5 L

다) 미닫이식 창문이 설치되어 있는 경우

A = 1.00  ×  10-4 L

A : 창문의 틈새면적

L : 창문틈새의 길이(m)

7. 수직풍도의 내부단면적 적합기준

(가) 자연배출식 (풍도길이 100m 이하)

A P = 0.5 QN

(나) 자연배출식 (풍도길이 100m이상)

A P = 0.6 QN

A P   : 수직풍도의 내부단면적

QN    : 1개층의 방연풍량(m3/sec)

8. 개폐기의 개구면적

A0 = 0.4QN

A 0   : 개폐기의 면적

QN    : 1개층의 방연풍량(m3/sec)

1.반응지수(RTI)

RTI = τ√u

RTI : 반응지수 (m˙s)0.5

τ  : 감열체의 시간상수(sec)

u   : 기류속도  (m/s)

2. 상승압력(수격작용시 나 밸브를 급격히 잠글시)

△p = 9.81aV /(g)

△p = 상승압력(kPa)

A   : 압력파의 속도 (m/s)

v    : 유속          (m/s)

a    : 중력 가속도

3. 연결송수관설비의 펌프토출량

①방수구 3개 이하

Q = 2,400 l/min

② 방수구 4개 이상

Q = 2,400 + (N-3)  ×  800

Q : 펌프토출량 (l/min)

N : 가장 많은 층의 방수구 개수 (최대 5개)

4. 피스톤펌프의 유량

Q = A H N = (πD²/4)HN

Q : 이론 송출량 (m3/min)

A : 단면적 (m2)

N : 속도 (rpm)

rpm (revolution per minute) : 분당회전속도  l/min

5. 포수용액 = 포원액 + 물

포원액의 농도 = 포원액 / 포수용액 × 100%

물(수원)의 농도 = 물 / 포수용액 × 100%

6.노즐의 반동력

R = 0.015PD²

R : 반동력 (kgf)

P : 방수압력(kg/cm²)

D : 구경(내경) mm

7. 혼합가스 폭발 상한계, 하한계

100

V1/U1 + V2/U2 +V3/U3+ V4/U4+ V5/U5 .........

U =

U :             혼합가스의 폭발상한계 (vol %)

V1,V2,V3, V4, V5 : 가연성가스의 폭발상한계 (vol %)

U1 ,U2,U3,U4,U5  : 가연성가스의 용량 (vol%)

100/L = V1/L1 + V2/L2 +V3/L3+ V4/L4+ V5/L5 .........

L : 혼합가스의 폭발한계(vol%)

L1~ L5  : 가연성가스의 폭발하한계(vol%)

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이 공식집은 많은 오타가 있습니다. 공부하시면서 수정해야 될것입니다. 그리고 본인이 직접만들어 보면 더 잘 될 듯 싶습니다.