스프링클러의 물리적특성을 결정하는 요소들에는 3가지정도로 나눈다. 작동 메카니즘, 디플렉터, 오리피스로 구분해서 스프링클러의 종류등을 분류해볼수 있다. 작동 메카니즘이라하면 스프링클러에서 제일 중요한 특성중 하나인 반응시간지수(RTI)를 의미하는데 이와 더불어 열전달계수(C)등이 소화감지특성을 좌우하게 된다. 스프링클러의 소화특성에 대해서는 소화감지특성 과 방사특성이 있는데 이에 대해서 다음에 정리해보겠다.
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[스프링클러의 물리적인 특성을 결정짓는 3요소]
1. 개요
⑴ 스프링클러의 적절한 선택과 계획을 위해서는 스프링클러의 특성에 대해 명확한 지식이 없으면 그 적용이 어려우므로 스프링클러의 종류와 그 특성에 대하여 알아야 한다.
⑵ 스프링클러의 능력을 특성짓고 결정하는 요소는 작동메커니즘(Link), 디플렉터 (Deflector), 오리피스(Orifice)에 의해 정해진다.
⑶ 이 3가지 요소에 의해 스프링클러의 특성이 결정되어지며, 각각의 요소가 다양 하게 결합됨으로서 세부적인 특성이 달라진다.
2. 스프링클러의 물리적인 특성을 결정짓는 3요소
⑴ 작동메커니즘(Link)
① 작동메커니즘은 반응시간지수(RTI)를 의미하며 스프링클러의 열에 의한 민 감도에 관한 것으로 반응시간지수는 화재시 스프링클러의 헤드가 감열되기 까지의 시간에 큰 영향을 주는 요소이다.
② 화재시 헤드가 감열되기까지의 걸리는 시간은 화재진압 또는 화재제어에 매우 중요한 요소이다. 따라서 헤드가 열에 얼마나 민감하게 반응하는가의 정도를 정량적인 수치로 표현한 것이 RTI이다.
④ RTI를 ISO기준에 의하여 분류
㈎ 표준형(Standard) : 80～350
㈏ 특수형(Special) : 50～80
㈐ 속동형(Fast) : 50 이하
⑵ 디플렉터(Deflector)
① 스프링클러로부터 살수되는 물방울의 크기와 방사패턴을 결정짓는 요소다.
② 물방울의 크기에 따라 화염속으로의 침투여부와 화염에 침투하기 전에 증발 되어 화염과 주위온도를 냉각시키는 특성으로 구분된다.
㈎ 큰 물방울의 입자 : 화염을 뚫고 들어갈 수 있는 침투여부의 특성을 갖 는다.
㈏ 작은 물방울의 입자 : 화염에 침투하기 전에 증발이 용이하여 화염과 주위 온도를 냉각할 수 있는 작용을 한다.
㈐ 물방울의 총표면적은 총방사율을 평균직경으로 나눈값에 비례하며, 스프 링클러의 물보라속 물방울의 평균직경은 방사압력의 1/3승에 반비례하고 오리피스구경의 2/3승에 비례한다.
As : 물방울의 총표면적, dm : 물방울의 평균직경
d : 스프링클러 오리피스 직경, P : 방사압력, Q : 방사율
③ 방사패턴
방사패턴은 포물선을 그리며 방사되는 살수형태와 방사각도 그리고 측면분무 등을 말하는데
㈎ 헤드의 설치높이가 지나치게 낮은 곳일 경우 방사각도가 좁으면 바닥에 균일한 방사밀도를 얻을 수 없으며,
㈏ 반대로 천장이 너무 높은 곳일 경우 바닥에 방사밀도가 작아지게 되므로 방사패턴도 화재의 제어에 중요하게 고려되어야 한다.
④ 디플렉터 분류에 따른 스프링클러의 종류
⑶ 오리피스(Orifice)
① 오리피스 구경의 크기에 따라 방사되는 물의 양을 결정하게 된다
② 같은 압력하에서 작은 오리피스를 가진 스프링클러보다 오리피스가 큰 것이 보다 많은 유량을 흘릴 수 있는 특성이 있다.
③ 오리피스를 통과하는 방출유량은 다음과 같다.
㈑ 오리피스의 구조와 재질 및 내부면의 가공에 따른 차이등에 의해 실제로는 이론치에 미달하며, 같은 구경의 오리피스라도 그 구조와 종류에 따라 방출율에 차이가 있기 때문에 방출계수를 도입한 C를 적용하여 다음과 같은 값을 얻을 수 있다.
④ K는 정해진 오리피스에 따라 결정되는 값으로서 노즐의 제조업체마다 고유의 값을 제시해 주는 것이 보통이며 K값에 따라 방사량 및 방사압이 결정되어 진다.
3. 결론
⑴ 오리피스는 헤드의 방사량을 결정하는 요소이다. K값에 따라 방사량 및 방사압이 결정되어 진다.
⑵ 디플렉터는 스프링클러로부터 살수되는 물방울의 크기와 방사패턴을 결정짓는 요소다.
⑶ 작동메커니즘은 반응시간지수(RTI)를 의미하며 스프링클러의 열에 의한 민감도에 관한 것으로 반응시간지수는 화재시 스프링클러의 헤드가 감열되기까지의 시간에 큰 영향을 주는 요소이다.
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(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중
건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 26년차 건축가 주원태
홍익대학원 도시계획과 석사과정
저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
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