소방기계시설 설계·시공 실무: 수리계산·관경·펌프·시험
설계·시공 실무는 수리계산 절차, 관경 산정, 펌프 정격 선정, 도면 작성, 준공검사와 성능시험을 다룬다. 앞 단원의 유체역학 공식이 실제 배관망에 적용되는 단계이므로 계산 순서를 고정해 두는 것이 가장 효율적이다.
수리계산 절차
방호구역 면적과 헤드 배치를 정하고, 최말단 헤드의 방수압력과 방수량을 기준으로 잡는다. 가지배관에서 유량을 누적하며 각 구간의 마찰손실과 부속류 손실을 더하고, 최종적으로 펌프의 전양정과 토출량을 결정한다. 이때 말단 헤드 방수압력은 0.1MPa를 기준으로 두는 경우가 많다.
관경 산정과 유속
유량이 커질수록 관경을 키워 유속을 관리해야 하며, 급수관 유속은 통상 6m/s 이하로 억제한다. 관경을 한 단계 올리면 마찰손실이 크게 줄어드므로 말단 압력 확보가 어려울 때 우선 검토한다.
펌프 선정
펌프 축동력은 P = ρgQH/η로 구한다. 전양정에는 실양정, 마찰손실, 방수압 환산수두가 모두 포함되며, 예비펌프와 비상전원 구성도 함께 검토한다.
도면·시공·시험
평면도, 계통도, 상세도를 작성하고 내진설계와 배관 지지 방식을 반영한다. 시공 후에는 수압시험과 유수시험, 펌프 성능시험, 비상전원 시험을 통해 성능을 확인한다.
예제
가지배관에 헤드 5개가 설치되고 헤드당 80L/min, 전양정 60m, 펌프 효율 0.65라면 축동력은? 총유량 400L/min = 0.00667m³/s이므로 P = 1000 × 9.81 × 0.00667 × 60 ÷ 0.65 ≈ 6.0kW이다.
감점 함정
L/min을 m³/s로 환산하지 않거나 효율을 나누지 않고 곱하는 실수가 가장 많다. 마찰손실을 실양정에만 더하고 방수압 환산수두를 빼먹는 답안도 반복된다.