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소방기계시설
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가스계·분말·포
할론·할로겐화합물 소화설비
Halon & Halocarbon Fire Suppression
도입 — 할론에서 청정소화약제로
🌍 할론의 역사와 퇴출
①할론(Halon 1301, 1211)은 매우 효과적인 소화약제 — 부촉매 효과로 연쇄반응 차단
②그러나 오존파괴물질(ODP ≠ 0) → 몬트리올 의정서에 의해 신규 생산 금지
③대체약제: HFC-227ea(FM-200), FK-5-1-12(Novec 1230) 등 청정소화약제 등장
💡 청정소화약제란?
①전기 비전도성 + 증발 잔류물 없음 → 전자장비·귀중품 보호에 최적
②소화 후 환기만 하면 즉시 복구 가능 — CO₂ 대비 인체 안전성 우수
③주 적용: 전산실·통신실·미술관·도서관·반도체 공장
할론 번호 체계
🌳
할론 번호의 의미
▶
할론 1301 (CF₃Br)
▶
할론 1211 (CF₂ClBr)
▶
할론 2402 (C₂F₄Br₂)
할론 vs HFC vs FK 비교
약제 종류별 비교
📊
할론 vs HFC-227ea vs FK-5-1-12
구분
할론 1301
HFC-227ea (FM-200)
FK-5-1-12 (Novec)
화학식
CF₃Br
CF₃CHFCF₃
CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂
소화 원리
부촉매(억제)
부촉매 + 냉각
냉각 + 질식
ODP
10 (오존파괴)
0
0
GWP
7,140
3,220
1
설계농도
5%
7.0~9.0%
4.2~5.9%
NOAEL
5%
9%
10%
저장상태
액화가스
액화가스
상온 액체
신규설치
금지
허용
허용 (친환경)
설계농도·안전농도 기준
설계농도 기준
📋
청정소화약제 설계농도
HFC-227ea (FM-200)
NOAEL 9%, LOAEL 10.5% — 사람이 있는 공간에 적용 가능
설계농도 7.0~9.0%
FK-5-1-12 (Novec 1230)
NOAEL 10%, LOAEL 미확인 — 가장 안전한 약제
설계농도 4.2~5.9%
할론 1301 (기존)
NOAEL 5% — 기존 설비 유지보수만 허용
설계농도 5%
HCFC Blend A
ODP 미미, 과도기 약제
설계농도 9.5~12.0%
⚠️ NOAEL / LOAEL 개념
①NOAEL(No Observed Adverse Effect Level): 인체에 유해 영향이 관찰되지 않는 최대 농도
②LOAEL(Lowest Observed Adverse Effect Level): 유해 영향이 최초로 관찰되는 최저 농도
③설계농도 ≤ NOAEL이면 유인공간(사람 상주) 사용 가능
소요약제량 산정
청정소화약제량
W =
V
S
\times
C
100 - C
W: 약제량(kg), V: 방호구역 체적(m³), S: 약제 비체적(m³/kg), C: 설계농도(%)
비체적 S 참고값
FM-200: S=0.1269+0.000513t, Novec: S=0.0664+0.000274t
t: 방호구역 최저 예상온도(°C). 온도에 따라 비체적이 달라진다.
적용 대상
📋
청정소화약제 적용 대상
전산실·서버실
전자장비 보호, 잔류물 없음
HFC-227ea / FK-5-1-12
통신기기실
전기 비전도성 필수
HFC-227ea / FK-5-1-12
미술관·박물관
작품 손상 최소화, GWP=1
FK-5-1-12 권장
반도체 공장
클린룸 환경, 빠른 복구
FK-5-1-12 권장
도서관·기록물보관소
종이류 심부화재 주의 — 설계농도 상향
HFC-227ea / FK-5-1-12
구성기기 및 안전장치
구성기기
📋
할로겐화합물 소화설비 구성기기
저장용기
FM-200: 25bar / Novec: 25~42bar
약제 + 질소(N₂) 가압
선택밸브
다구역 시스템에서 화재 구역만 선택
방호구역별 1개
분사노즐
설계농도 10초 이내 도달 (NFPA 2001)
360° 방사형
기동장치
감지기 연동 자동 기동 + 수동 기동
전기식·기계식
방출표시등
약제 방출 중 표시 — 진입 금지
방호구역 출입구
과압배출구
약제 방출 시 급격한 압력 상승 방지
방호구역 벽체
🔧 설비 설계 핵심
①방호구역 밀폐: 개구부 자동폐쇄(댐퍼·도어클로저) 필수
②과압배출구 면적: 약제 방출량·속도에 따라 산정 — 구조체 손상 방지
③배관: 약제 유동 손실 최소화 → 10초 이내 설계농도 도달
④방출표시등: 출입구 상부에 설치, 약제 방출 중 점등 → 진입 금지
⑤환기장치: 방출 후 잔류 약제 배출용 — 자동 연동 또는 수동 기동
저장 방식 비교
📊
약제별 저장 특성
구분
FM-200
Novec 1230
할론 1301
상온 상태
액화가스
액체
액화가스
저장압력
25 bar (N₂ 가압)
25~42 bar
25 bar
충전밀도
1,001~1,150 kg/m³
1,100~1,400 kg/m³
1,000~1,100 kg/m³
용기 재질
강재
강재
강재
내압시험
37.5 bar
62.5 bar
37.5 bar
할로겐화합물 vs CO₂ vs 불활성기체
가스계 소화약제 종합 비교
📊
가스계 소화약제 3대 계열 비교
구분
할로겐화합물
CO₂
불활성기체
소화 원리
부촉매+냉각
질식+냉각
질식(O₂↓)
인체 안전
비교적 안전(NOAEL↑)
매우 위험
비교적 안전
환경성
ODP=0, GWP 다양
ODP=0, GWP=1
ODP=0, GWP=0
방출시간
10초 이내
1~7분
60초 이내
저장 공간
작음
중간
큼(고압 실린더)
설비 비용
높음
낮음
중간
주 적용
전산실·통신실
전기실·기계실
전산실·미술관
총정리
청정소화약제량 공식
W =
V
S
\times
C
100 - C
체적(V) ÷ 비체적(S) × 설계농도(C) / (100-C)
NOAEL 기준 요약
FM-200: NOAEL=9% / Novec: NOAEL=10% / 할론1301: NOAEL=5%
설계농도 ≤ NOAEL → 유인공간 적용 가능. NOAEL 초과 시 피난 후 방출.
🎯 시험 포인트
①할론 1301: ODP=10 → 신규 설치 금지, 기존 유지보수만 허용
②FM-200(HFC-227ea): ODP=0, GWP=3220, NOAEL=9% → 유인공간 사용 가능
③Novec 1230(FK-5-1-12): ODP=0, GWP=1, NOAEL=10% → 가장 친환경
④설계농도 ≤ NOAEL이면 유인공간(사람 상주) 사용 가능
⑤방출시간: 10초 이내 설계농도 도달 — 과압배출구 필수
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