이산화탄소소화설비의 모든 것, 설치 및 화재안전·안전조치기준 알아보기(+ 호스릴)

관리자 등은 건축물 내 작업 시, 이산화탄소가 원활하게 배출되도록 하고 이산화탄소소화설비로 인한 산업재해를 예방해야 합니다.

이번 글에서는 이산화탄소소화설비의 개념부터 현장의 안전조치에 필요한 법적 기준을 알아보고, 덧붙여 호스릴 이산화탄소소화설비의 설치기준까지 쉽게 알아보겠습니다.

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1. 이산화탄소소화설비란

이산화탄소소화설비란 이산화탄소를 사용해 실내 산소 농도를 낮추어 화재를 진압하는 설비를 의미합니다.

이산화탄소 농도가 높아지면 두통, 호흡곤란 등의 증상이 나타나고, 심한 경우 혼수상태나 사망에 이를 수 있기 때문에 작업 현장에서 이산화탄소 농도를 적절히 조절하는 것은 중요합니다.

이산화탄소소화설비의 주요 효과는 다음과 같습니다.

💡 질식효과: 이산화탄소 농도가 30%로 높아지면 산소 농도는 15% 미만으로 떨어져 불이 꺼집니다.

💡 냉각효과: 고압의 이산화탄소가 방출될 때 급격한 온도 저하가 발생해 불을 끄는 데 도움을 줍니다.

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2. 이산화탄소소화설비 작동순서

이산화탄소소화설비의 주요 구성 요소와 작동 순서는 다음과 같습니다.

▪ 이산화탄소소화설비 구성 요소

• 감지기: 교차회로 방식으로 설치되어 방호구역 내 화재를 감지합니다.
• 수동조작함: 가동 스위치를 누르면 설정된 시간이 지나 소화약제를 방출합니다.
• 제어반: 소화약제 방출 또는 지연 등의 제어 신호를 보냅니다.
• 기동용기함: 기동용 가스 압력으로 선택밸브와 소화약제 밸브를 개방합니다.
• 선택밸브: 기동용기에서 방출된 가스로 인해 열립니다.
• 소화약제 저장용기: 68ℓ 용기에 약 47kg의 이산화탄소를 저장합니다.
• 방출헤드: 방출된 소화약제를 30초 이내에 방호구역에 고르게 확산시킵니다.
• 방출표시등: 소화약제가 방출될 때 표시등이 켜집니다.

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▪ 이산화탄소소화설비 작동 순서

1. 교차회로 방식의 열·연기감지기가 자동으로 화재를 감지하거나, 화재를 발견한 사람이 수동조작함의 기동스위치를 누릅니다.
2. 감지기 또는 수동조작함에서 제어반으로 작동신호가 전송됩니다.
3. 제어반이 신호를 받아 지연타이머가 설정된 시간이 지나면 기동신호를 보냅니다.
4. 밸브의 파괴핀이 튀어나와 기동용 가스용기의 마개핀을 뚫고, 가스가 방출됩니다.
5. 기동용기에서 방출된 가스가 선택밸브와 소화약제 저장용기 밸브를 개방합니다.
6. 소화약제 저장용기에서 이산화탄소가 방출헤드를 통해 방출됩니다.
7. 방출된 가스의 일부가 기동용기함의 압력 스위치를 작동시켜 방출표시등이 켜집니다.

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3. 이산화탄소소화설비 설치 및 화재안전기준

▪ 이산화탄소소화설비 설치 방식(유형)

• 전역방출방식: 소화약제를 밀폐 방호구역에 고르게 방출하는 방식
• 국소방출방식: 화점에 직접 소화약제를 방출하는 방식

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▪ 소화약제 저장용기 등

1. 고압식 25MPa 이상, 저압식 2.5MPa 이상의 내압시험을 통과한 용기 사용
2. 저압식에는 안전밸브, 봉판, 액면계, 압력계, 압력경보장치 및 자동냉동장치 등의 안전장치 설치 필요
3. 저장용기 충전비(용적/중량)는 고압식 1.5~1.9, 저압식 1.1~1.4로 설치
4. 개방밸브는 수동으로도 열릴 수 있도록 설치
5. 저장용기와 집합관 연결 배관에 체크밸브 설치, 선택밸브 사이에 과압 방지용 안전장치 설치

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▪ 이산화탄소소화설비 약제량

• 표면화재 방호대상물의 전역방출방식

• 심부화재 방호대상물의 전역방출방식

• 국소방출방식: 고압식 1.4, 저압식 1.1을 곱하여 얻은 양 이상으로 할 것

Q: 방호공간 1㎡에 대한 이산화탄소 소화약제 양(kg/㎡)

a: 방호대상물 주위 설치된 벽 면적의 합(㎡)

A: 방호공간 벽의 합(㎡)

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▪ 기동장치

• 수동식 기동장치

1. 오조작 방지용 보호장치가 있는 제품 사용
2. 전역방출방식은 방호구역마다, 국소방출방식은 방호대상물마다 피난과 유지 관리가 쉬운 장소에 설치
3. 장치 근처에 방출지연스위치 설치
4. 자동식 기동장치와 연동되며 수동으로도 작동 가능하도록 설치
5. 보기 쉬운 곳에 소화약제 방출 표시 설치

• 자동식 기동장치: 방호구역 내 화재감지기에 따라 작동하며, 교차회로방식으로 감지기 회로 설치

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▪ 제어반, 화재표시반

• 제어반: 화재감지기 등의 신호를 받아 제어 기능을 수행하며, 전원표시등 설치 필요
• 화재표시반: 제어반의 신호를 수신하여 작동하며, 피해 우려가 없고 점검이 편리한 장소에 설치

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▪ 배관

1. 전용 배관으로 설치
2. 고압식 1차측 배관부속의 최소사용설계압력은 9.5MPa, 2차측과 저압식은 4.5MPa
3. 소화약제 소요량의 방출 시간 조건을 충족할 것

💡 전역방출방식

• 표면화재 방호대상물: 1분
• 심부화재 방호대상물: 7분

💡 국소방출방식: 30초

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▪ 선택밸브

특정 소방대상물 또는 그 일부에 둘 이상의 방호구역 또는 방호대상물이 존재할 경우, 이산화탄소 저장용기를 공용하는 방호구역마다 선택밸브 설치 필요

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▪ 분사헤드

• 전역방출방식: 소화약제가 방호구역 전역에 균일하고 신속하게 확산되도록 설치

• 국소방출방식: 가연물이 비산하지 않는 장소에 설치하며, 소화약제는 30초 이내에 방출 가능하도록 설치

• 분사헤드의 방출 압력: 고압식 2.1MPa 이상, 저압식 1.05MPa 이상

• 설치 예외: 사람이 상시 근무하거나 다수인이 출입·통행하는 곳, 자기연소성 물질 또는 활성 금속 물질을 저장하는 장소에는 설치 금지

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▪ 음향경보장치

1. 수동식 기동장치는 조작 과정에서, 자동식 기동장치는 화재감지기와 연동하여 자동으로 경보를 발하는 방식으로 설치
2. 소화약제 방출 후 1분 이상 경보를 지속할 수 있어야 하며, 방호구역 또는 방호대상물 구역 내의 사람들에게 유효하게 경보할 수 있도록 설치
3. 방송에 따른 경보장치를 설치할 경우, 다음 조건을 충족할 것

• 증폭기 재생 장치는 화재 시 연소 우려가 없는 장소에 설치하고, 유지관리가 용이해야 함
• 방호구역 또는 방호대상물이 있는 구역의 각 부분에서 하나의 확성기까지의 수평 거리는 25m 이하로 설정해야 함
• 제어반의 복구 스위치를 조작해도 경보가 계속 발할 수 있도록 해야 함

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▪ 배출설비와 자동폐쇄장치

• 배출설비

1. 지하층, 무창층 및 밀폐된 거실 등에는 배출설비 설치
2. 이산화탄소소화설비의 방호구역에는 과압배출구 설치

• 자동폐쇄장치

1. 특정 소방대상물이나 그 부분에 환기장치 등을 설치한 경우, 소화약제가 방출되기 전에 해당 환기장치가 정지될 수 있도록 설치
2. 소화약제가 유출되어 소화효과가 감소할 우려가 있는 경우, 소화약제가 방출되기 전에 개구부 및 통기구를 폐쇄할 수 있도록 설치

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▪ 비상전원

1. 점검이 용이하고 화재 및 침수 등의 재해로부터 피해를 입지 않는 장소에 설치
2. 이산화탄소소화설비를 20분 이상 유효하게 작동할 수 있도록 설계
3. 상용전원에서 전력 공급이 중단되면 자동으로 비상전원으로부터 전력을 공급받을 수 있도록 설치
4. 비상전원의 설치장소는 방화구획하고, 그 실내에는 비상조명 등 설치

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▪ 안전시설 등

1. 이산화탄소소화설비가 설치된 장소에 시각경보장치, 위험경고표지 등의 안전시설 설치 필요
2. 방호구역 내에서 이산화탄소 소화약제가 방출될 경우, 다음과 같은 방식으로 부취발생기 설치

• 소화약제 저장용기실 내의 소화배관에 설치하여 소화약제가 방출될 때 부취제가 혼합되도록 하는 방식
• 방호구역 내에 부취발생기를 설치하여 소화약제 방출 전에 부취제가 방출되도록 하는 방식

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4. 이산화탄소소화설비 안전조치기준

안전보건규칙에서는 이산화탄소소화설비의 안전 조치 사항을 다음과 같이 규정하고 있습니다.

• 이산화탄소 대신 위험도가 낮은 소화약제(할론, 할로겐화합물 등)를 사용하는 것이 바람직합니다.
• 방호구역 및 소화용기 보관장소에 관계자외 출입을 제한하고 출입기록을 철저히 관리해야 합니다.
• 방호구역 내 즉각 대피할 수 있는 대피로를 확보하고, 이산화탄소소화설비 수동조작함을 설치해야 합니다.
• 방호구역 및 소화용기 보관장소에 출입하기 전, 적정 공기 상태를 유지하도록 환기해야 합니다.

• 방호구역 및 소화용기 보관장소에 출입하는 근로자에게는 주기적으로(반기 1회 이상) 교육을 실시해야 하며, 정기교육, 채용시교육 등과 함께 진행할 수 있습니다.‍

📖 교육 내용

1. 질식, 중독, 사망 위험
2. 동상 또는 저온화상 상해 위험
3. 시야 미확보로 비상 대피 어려움
4. 이산화탄소 방출 시 인지 및 대피 요령
5. 소화설비 임의조작 금지

• 이산화탄소 소화설비 관련 작업 전, 작업계획서를 작성해야 합니다.

• 소화용기 보관장소에서 소화용기 및 배관·밸브 교체 등의 작업을 수행할 때는 공기호흡기 또는 송기마스크를 지급·착용해야 합니다.

• 산소 또는 이산화탄소 감지 및 경보장치를 설치하고, 항상 유효한 상태로 유지해야 합니다.

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💡 의무 설치 장소

출입구 또는 비상구까지 이동거리가 10m 이상인 방호구역

45kg 용기 기준 이산화탄소 소화용기 100개 이상을 보관하는 소화용기 보관장소

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5. 호스릴 이산화탄소소화설비 개념과 설치기준

호스릴 이산화탄소소화설비는 소화약제 저장용기 등에 연결된 호스릴*을 통해 사람이 직접 소화약제를 방출할 수 있는 시스템입니다.

*호스릴: 원형의 소방호스를 수납장치에 감아 정리한 것

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호스릴 이산화탄소소화설비는 화재 시 연기가 심하게 발생할 우려가 없는 장소에 설치해야 하며, 다음 중 하나에 해당하는 장소에 설치할 수 있습니다.

• 지상 1층 및 피난층에 있는 부분으로, 지상에서 수동 또는 원격 조작에 따라 개방할 수 있는 개구부의 유효면적의 합계가 바닥면적의 15% 이상인 경우

• 전기설비가 설치된 부분 또는 다량의 화기를 사용하는 부분의 바닥면적이 해당 설비가 설치된 구획의 바닥면적의 5분의 1 미만인 경우

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호스릴 이산화탄소소화설비의 설치 기준은 다음과 같습니다.

1. 호스릴 방식은 비상전원 설치 제외
2. 호스릴의 경우, 소화약제는 하나의 노즐에 대해 90kg 이상으로 설치
3. 방호대상물의 각 부분으로부터 하나의 호스 접결구까지의 수평 거리는 15m 이하가 되도록 설치
4. 노즐은 20℃에서 하나의 노즐마다 분당 60kg 이상의 소화약제를 방사할 수 있도록 설치
5. 소화약제 저장용기는 호스릴을 설치하는 장소마다 설치하며, 저장용기의 개방 밸브는 호스의 설치 장소에서 수동으로 개폐할 수 있도록 설계
6. 보기 쉬운 곳에 표시등과 표지 설치
7. 이산화탄소소화설비 분사헤드의 오리피스구경 설치 기준

• 분사헤드에는 부식방지조치 후 오리피스의 크기, 제조일자, 제조업체를 표시해야 함
• 분사헤드의 개수는 방호구역에 방출 시간이 충족되도록 설치해야 함
• 분사헤드의 방출률 및 방출압력은 제조업체에서 정한 값으로 설정해야 함
• 분사헤드의 오리피스 면적은 분사헤드가 연결되는 배관 구경 면적의 70% 이하가 되도록 해야 함

지난 12년간 이산화탄소소화설비와 관련하여 총 15명의 근로자가 사망했습니다. 이번 글을 참고하여 적합한 기준에 맞춰 이산화탄소소화설비를 설치하고, 안전하게 관리하시길 바랍니다.