건식 스프링클러설비(Dry Pipe System, Sprinkler System)

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건식 스프링클러설비

(Dry Pipe System, Sprinkler System)

 

가압송수장치로부터 입상관로에 건식밸브를 설치하고 밸브의 1차 측에는 가압송수장치로부터 공급된 가압수를 채우며 밸브 2차 측에는 공기압축장치로부터 유입되는 압축공기나 질소가스를 충전시켜 놓고, 화재로 인한 열로 인하여 스프링클러헤드가 개방되면 압축공기나 질소가스가 배출되면서 밸브 1차 측에 있던 가압수가 방수되게 된다. 배관 내의 압축공기나 질소가스를 신속히 배출시켜 주기 위한 가속장치로 액셀레이터 또는 익져스터가 부속되는 것이 주 특징이다.

(그림 1) 건식스프링클러 설비 주요 구성부

 

보수/유지면에서 고층건물에 설치했을 경우 습식설비는 화재 시 작동될 때 화재 당해 국소부만 물이 방수되지 못하고 워터햄머링이나 압력의 누적에 의해 배관이 손상되어 타 층에도 물이 쏟아질 수 있는데 비해, 건식설비는 전 배관이 워터햄머링의 쿳숀역할을 하므로 배관의 손상이 거의 없이 소화가 가능하고 습식설비가 전체 배관 내에 과중한 압력이 걸려 배관의 리크(Leak)가 많이 생기는데 비해 건식설비의 유수검지장치 2차 측 공기압은 1차 측 수압의 1/5 정도이므로 배관의 안전을 최대한 유지함은 물론 유수검지장치 2차 측의 배관에는 물이 들어 있지 않아 보온을 하지 않아도 되는 장점이 있다.

 

(가) 건식밸브(Dry Pipe Valve)

건식밸브는 급수배관으로부터 공급된 물과 스프링클러 헤드까지 채워진 공기를 서로 균형 있게 유지하며 화재 시 2차 측 배관에 가압수를 보내어 소화를 가능하게 하는 역할을 한다. 여기에는 급수된 고압의 소화수를 차단하는 물시트(Water Seat) 부와, 2차 측 밸브 내의 공기압을 차단하는 공기시트(Air Seat) 부, 그리고 소화수와 공기압의 경계를 막고 있는 클레퍼가 있으며 이 클레퍼에는 한번 작동하면 자동복구를 방지하는 랫치(Latch)가 설치되어 있다. 따라서 복구 시에는 건식밸브의 덮개를 열고 손으로 랫치(Latch)를 누르면서 원래 위치로 복구시켜야 한다. 건식밸브의 클레퍼가 닫힌 상태를 유지하는 것은 클레퍼의 단면적의 크기를 이용한 것으로 공기에 의해서 눌려지는 2차 측의 단면적을 물에 의해서 가압되는 1차 측의 단면적보다 5～6배 크게 만들어서 저압의 공기로도 클레퍼가 닫힌 상태를 유지할 수 있는 차압형 구조로 되어 있다. 클레퍼 상부에는 클레퍼의 공기누설을 방지하고 밸브의 오(조기) 작동을 막기 위하여 수위조절밸브에 의한 일정한 수면(Priming Water Level)을 유지하여야 한다. 1차 측 물공급압력과 2차 측 공기압력은 제조회사의 설계치에 맞추면 되나 일반적으로 2차 측의 공기압력이 1차 측 수압의 약 10% 정도 감소되었을 때 열리게 된다.

(그림 2) 건식밸브 작동도

 

 

(나) 급속개방기구(Quick Opening Devices : QOD)

건식설비에 있어서는 물이 헤드를 통해 압력을 갖고 방출되기 위해서는 2차 측 관로 중의 압축기체가 모두 방출된 이후라야 한다.

이런 연유로 인해 습식설비보다 작동이 늦어져 초기 소화에 차질이 생길 수 있다. 따라서 헤드가 개방되었을 때 밸브 2차 측의 압력강하를 이용하여 1차, 2차 측의 균형을 신속히 파괴시킴으로써 단시간 내에 헤드를 통해 방수할 수 있도록 하기 위한 장치로서 그 기능에 따라 엑설레이터와 익져스트가 사용되고 있다.

① 엑설레이터(Accelerator)

헤드가 개방되어 2차 측의 압력이 급격히 저하할 때 배관의 공기를 빼주는 속도를 증가시켜 주기 위하여 엑설레이터의 입구 측은 건식밸브의 클레퍼 2차 측 또는 설비배관의 말단부분과 연결되며 출구 측은 건식밸브의 중간챔버에 연결되어 있다.

엑설레이터 입구 측인 2차 측의 적은 압력강하에 의해 엑설레이터가 작동되면 공기 배기밸브를 자동으로 개방하여 2차 측 공기압력을 중간챔버로 보내면 이 압력이 클레퍼를 밀어 올려(개방되도록 하여) 신속하게 유수가 시작된다

 

② 익져스트(Exhauster)

익져스트의 입구 측은 건식밸브 직상부 2차 측에 연결되어 있으며 출구는 대기 중으로 노출되어 있어 헤드의 개방으로 건식밸브 2차 측의 공기 압력이 세팅 압력보다 낮아졌을 때 익져스트(공기배출기)가 작동하여 2차 측의 압축공기가 대기 중으로 신속히 배출되도록 한다.

 

(다) 공기압축기 (Air Compressor)

건식스프링클러설비에는 밸브의 2차 측에 압축공기를 채우기 위해 콤프레셔를 설치하여야 하는데 이것은 주로 스프링클러설비 전용의 것으로 하나 일반 콤프레셔를 사용하는 경우에는 드라이밸브와 주 공기 공급관 사이에 반드시 공기압력조절기(에어레귤레이터)를 설치하여야 한다.

 

(라) 공기압력조절기 및 저압경보스위치

건식설비에서 콤프레셔가 스프링클러설비의 전용이 아닌 경우에 건식밸브와 주공기 공급관 사이에 설치되며 수동 또는 자동으로 조정되며 저압경보스위치는 건식설비의 배관 어느 부분에 공기누설이 생기거나 헤드가 작동했을 때 저압의 공기분출을 감지해서 경보하게 장치된 것으로 건식밸브와 공기공급관 사이에 설치된다.

(그림 3) 공기압력조절기 및 저압경보스위치

 

(마) 주배수밸브

화재발생으로 인한 작동 또는 밸브시험 후, 2차 측 배관 내의 물을 배수시키는 밸브로서 평상시에는 폐쇄상태로 유지되며, 클레퍼 개방 시에만 2차 측의 물을 배수할 수 있도록 되어 있고, 출구는 인위적인 배수밸브의 오동작으로부터 시스템을 보호하기 위하여 물시트(Water Seat) 아래쪽에 설치한다.

 

(바) 드라이펜던트형 헤드 (Dry Pendent Type Head)

건식설비의 헤드는 습식설비의 폐쇄형 헤드를 그대로 사용할 수 있는데 되도록 상향형 헤드를 사용해야 하고 하향형 헤드를 사용해야 하는 경우에는 (그림 4)와 같이 드라이펜던트형 헤드를 설치한다. 건식설비에는 배관 내에 물이 없기 때문에 하향형 헤드 설치 시 일단 작동되어 급수가 되면 하향형 헤드 내에 물이 들어가 배수를 시키더라도 물이 남아있게 되어 동파될 우려가 있기 때문에 드라이 펜던트형 헤드(헤드의 롱 닛블 부분에 공기 등을 주입하여 놓은 형태의 헤드)를 설치함으로써 동파를 방지할 수 있게 되는데 작동이 된 이후에는 2차 측 배관 내의 물을 완전히 배출하는 것이 바람직하다.

(그림 4) 드라이펜던트형 헤드