규정된 기준이 한계에 도달하면 FM 8-9 표 17B와 엔지니어링 분석이 새로운 가능성을 열어주며, 오늘날의 ESFR 스프링클러는 그 가능성을 향해 나아갈 준비가 되어 있습니다. 

 창고의 높이는 계속해서 높아지고 있습니다. 치솟는 토지 가격과 전자상거래 물류의 끊임없는 수요에 힘입어 현대적인 유통 시설은 보관 높이를 13미터(43피트) 이상으로 높이는 것이 일반적이며, 이러한 시설을 수용하는 건물 자체는 지붕 아래 높이가 14미터(45피트)를 넘는 경우가 많습니다. 소방 산업계 대부분에게 있어 이 높이는 넘을 수 없는 한계입니다. 미국에서 스프링클러 시스템 설계의 주요 기준인 NFPA 13은 약 13.7미터(45피트) 이상의 높이에 대해서는 천장 스프링클러만으로는 해결할 수 없다고 규정하고 있습니다. NFPA 13만을 기준으로 설계하는 경우, 전통적인 해결책은 랙 구조물 내부에 추가 자동 소방 스프링클러를 설치하는 것이었지만, 이는 비용과 복잡성을 증가시켰습니다. 

 하지만 다른 방법도 있습니다. 전 세계 보험사와 위험 관리 엔지니어들이 널리 사용하는 FM Global의 재산 손실 예방 데이터 시트 8-9는 표 17B를 통해 고층 건물에 대한 내용을 다루고 있습니다. 그리고 규정 중심의 설계 기준이 적용되는 관할 지역에서 표 17B를 활용하는 방법은 성능 기반 설계(PBD)입니다. 이 글에서는 PBD의 작동 방식, 중요성, 그리고 현재 이를 실현하기 위해 사용 가능한 제품에 대해 설명합니다. 

규정상 상한선과 그 존재 이유 

NFPA 13과 같은 규정 중심의 건축법은 명확하고 일관성이 있으며 시행하기 쉽기 때문에 효과적입니다. 설계자는 규칙을 따르고 검사관은 필요한 사항을 확인합니다. 모호한 부분이 전혀 없습니다. 하지만 유연성이 떨어지는 것이 단점입니다. 규정 중심의 건축법은 가장 일반적인 시나리오를 기반으로 작성되었습니다. 프로젝트가 이러한 시나리오에서 벗어나는 경우, 즉 특이한 형상, 새로운 위험 요소 또는 극단적인 건물 높이와 같은 경우에는 규정에서 해당 접근 방식을 아예 금지하거나 아무런 언급도 하지 않습니다. 

 NFPA 13에서 ESFR(전자식 화재 진압 시스템)만 사용하는 경우 천장 높이 제한이 13.7미터(45피트)로 정해져 있는 것은 임의적인 것이 아닙니다. 이는 해당 규정이 제정될 당시 존재했던 화재 시험 데이터를 반영한 것입니다. 천장이 높을수록 자동 화재 스프링클러가 작동하기 전에 화염 기둥이 더 많은 에너지를 축적할 수 있습니다. 따라서 천장 스프링클러 한 층만으로는 높이가 매우 높은 창고에서 발생하는 화재를 진압하기에 충분한 양의 물을 신속하게 공급하지 못할 수 있다는 우려가 있습니다. 

반면 FM 8-9는 NFPA 13에서 현재 다루는 높이보다 훨씬 높은 곳에서 실시되는 대규모 화재 시험 프로그램에 발맞춰 발전해 왔습니다. 표 17B는 랙 내부 스프링클러 없이 최대 16.8미터(55피트) 높이의 천장 아래에 최대 15.2미터(50피트) 높이의 저장 공간에 대한 천장형 ESFR(천장 방화 장치) 보호에 대한 승인된 설계 기준을 제공합니다. 이는 해당 기준을 충족하는 시설에 상당한 경쟁 우위를 제공합니다. 

성과 기반 설계란 무엇인가? 

성능 기반 설계는 규정 중심의 설계 방식과는 다른 질문을 던지는 엔지니어링 접근법입니다. "이 시스템이 규정을 준수하는가?"라는 질문 대신, "이 시스템이 표준에서 요구하는 수준과 동등하거나 그 이상의 화재 안전성을 달성하는가?"라는 질문을 던집니다. 

NFPA 13과 국제건축법규(IBC) 모두 설계 기준에 따른 대안 설계(PBD)를 명시적으로 허용합니다. NFPA 13의 1.4절은 설계가 엔지니어링 분석에 의해 뒷받침되고 관할 당국(AHJ)의 승인을 받은 경우 규정된 요건에 대한 대안을 허용합니다. IBC 또한 유사하게 "대체 재료 및 방법" 조항으로 불리는 규정을 포함하고 있으며, 동등성이 입증될 경우 규정을 준수하는 대안을 허용합니다. 

실제로 이는 화재 방호 엔지니어가 FM Approvals 자체의 대규모 화재 시험 프로그램을 통해 입증된 FM 8-9 표 17B가 해당 특정 프로젝트에 대해 NFPA 13 규정 요건과 동등하거나 더 나은 수준의 방호력을 제공한다는 사실을 관할 당국(AHJ)에 문서로 제시할 수 있음을 의미합니다. 이는 편법이 아니라 데이터에 의해 뒷받침되고 관할 당국의 승인을 받아야 하는 공학적으로 검증된 대안입니다. 

FM 8-9 표 17B: 실제로 허용하는 사항 

FM 8-9 표 17B는 1~4등급 상품 및 카톤 포장된 미발포 플라스틱에 대한 천장 전용 ESFR 보호 설계 기준을 제시합니다. 고층 창고에 이 기준이 유용한 주요 매개변수는 다음과 같습니다. 

  • 최대 보관 높이: 15.2미터(50피트) - NFPA 13에서 규정한 한도를 훨씬 초과합니다. 

  • 최대 천장 높이: 16.8미터(55피트). 

  • 천장 전용 K-계수 및 압력 기준을 충족하는 경우 랙 내부 스프링클러는 필요하지 않습니다. 

  • K-28.0(400미터) 및 K-33.6(480미터) ESFR 스프링클러 모두에 사용 승인을 받았습니다. 

마지막 요점이 중요합니다. 승인된 제품들은 이론적인 것이 아닙니다. 현재 시중에 판매되고, 목록에 등재되어 있으며, 테스트를 거친 제품들입니다. 

뛰어난 성능을 뒷받침하는 제품들 

현재 세 제조업체에서 표 17B 적용 분야에 적합한 FM 승인 ESFR 펜던트형 자동 소방 스프링클러를 제공하고 있습니다. 이 세 제품 모두 제품 사양서에 따라 설치할 경우 FM 8-9 저장 보호 요건을 충족합니다. 

신뢰할 수 있는 자동 스프링클러 - 모델 N28T6 및 N28T3 (K-28.0 / 400 미터법) 

Reliable사의 N28T6(SIN R603) 및 N28T3(SIN R604)은 K-계수 28.0(400미터)의 속응형 저장식 스프링클러로 FM 승인을 받았습니다. FM 데이터 시트 8-9에 따라, 이 제품들은 최대 16.8미터(55피트) 높이의 천장 아래 최대 15.2미터(50피트)까지 저장 설치가 가능합니다. 두 모델 모두 견고한 니켈 합금 퓨즈 링크 작동 소자와 최대 작동 압력 12bar(175psi) 등급의 1인치 NPT 또는 ISO7 R-1 나사 연결부를 사용합니다. N28T3 모델은 랙 저장 방식에 대한 cULus 특정 적용 목록을 추가로 획득하여 최소 75mm(3인치)의 가로 연도 공간만 허용합니다. Reliable사는 또한 두 모델 모두에 대한 환경 제품 선언(EPD)을 발표했는데, 이는 지속 가능한 건설 프로젝트에 점점 더 중요해지고 있는 요소입니다. 

신뢰할 수 있는 자동 스프링클러 - 모델 M336 (K-33.6 / 480 미터법) 

Reliable M336(SIN R610)은 K-계수 33.6(미터법 480)까지 향상되어 설계 압력을 낮추거나 위험 수준에 따라 더 많은 물을 공급해야 하는 경우에도 동일한 수준의 저장 보호 기능을 제공합니다. FM 승인 및 CE 인증을 획득하여 국제 보험 요건을 충족하는 프로젝트에 적합한 강력한 옵션입니다. 주목할 만한 특징은 연결 방식의 유연성입니다. M336은 1-1/4″ NPT 나사산, ISO7 BSPT 나사산, 그리고 1-1/4″ 홈형(AWWA C606)으로 제공됩니다. 홈형 옵션은 이미 홈형 배관 시스템이 사용 중인 대규모 시설에서 설치를 간소화할 수 있습니다. 

타이코(존슨 컨트롤스) - 모델 ESFR-34 (K-33.6 / 480 미터법) 

Tyco ESFR-34 모델(SIN TY9286)은 FM 승인 및 CE 인증을 획득한 검증된 K-33.6(480 미터) ESFR 펜던트형 자동 소방 스프링클러입니다. 기술 데이터 시트에 따르면, 이 제품은 랙 내장형 스프링클러 없이도 천장 높이 16.8미터(55피트) 아래에 15.2미터(50피트) 높이의 저장 공간을 보호할 수 있다고 명시되어 있으며, 이는 표 17B의 대표적인 적용 사례입니다. 1-1/4″ NPT 또는 ISO 7-R 1 1/4 나사산 연결부를 사용하며, 정격 압력은 12.1 bar(175 psi)입니다. Tyco의 ESFR-34는 FM 보험에 가입된 시설에서 오랜 기간 동안 사용되어 온 실적을 보유하고 있으며, 전 세계적으로 탄탄한 유통망을 통해 지원됩니다. 

바이킹 코퍼레이션 — 모델 VK514 (K-28.0 / 404 미터법) 

바이킹의 VK514(SIN VK514)는 UL 인증을 받은 특정 용도 ESFR 스프링클러이며, FM 승인을 받은 신속 반응형 저장식 스프링클러로 CE 인증도 획득했습니다. FM 승인은 표 17B에 따라 두 가지 천장 높이 시나리오를 지원합니다. 즉, 15.2m(50피트) 천장 아래에서 최대 13.5m(45피트)까지, 그리고 16.8m(55피트) 천장 아래에서 최대 15.2m(50피트)까지 저장할 수 있으며, 각 시나리오는 서로 다른 유압 설계 기준을 따릅니다. VK514는 1인치 NPT 또는 25mm BSPT 나사산과 독자적인 벨빌 스프링 밀봉 어셈블리를 사용합니다. 또한, 바이킹은 홈이 있는 배출구 피팅을 사용하는 설치를 위해 InstaSeal 호환 구성의 VK514도 제공합니다. 

관할 당국에 사안을 설명하는 것 

표 17B 신청을 위한 성공적인 PBD 제출에는 일반적으로 다음과 같은 요소가 포함됩니다. 

  • 프로젝트에 대한 명확한 설명: 건물 높이, 창고 높이, 상품 종류 및 창고 배치. 

  • 규정된 방식(NFPA 13에 따른 랙 내부 스프링클러 설치 또는 NFPA 13에 따른 천장 제한)이 프로젝트에 적합하지 않은 이유를 문서화하십시오. 

  • FM 8-9 표 17B 사본과 해당 설계 기준을 첨부하여 제안된 설계가 해당 기준을 충족하거나 초과하는 방식을 보여주십시오. 

  • 선택한 자동 소방 스프링클러 제품에 대한 FM 승인 서류입니다. 

  • 수리학적 계산 결과, 해당 시스템은 표 17B의 설계 압력 및 유량 기준을 충족하는 것으로 나타났습니다. 

  • 해당 대체 접근 방식을 승인하는 NFPA 13 및 IBC 조항을 인용한 서면 설명. 

관할 당국(AHJ)과의 사전 회의를 강력히 권장합니다. 많은 관할 당국은 특히 FM Approvals(세계적으로 인정받는 제3자 시험 기관)의 인증을 받은 대안이 있는 경우, 잘 정리된 제품 설명서(PBD) 제출을 긍정적으로 받아들입니다. 

더 큰 그림: 이것이 업계에 중요한 이유 

성능 기반 설계는 허점이 아닙니다. 이는 문서화된 방법론과 동료 평가를 거친 화재 시험 데이터를 바탕으로 하며, 전 세계 관할 당국(AHJ)에서 점점 더 널리 인정받고 있는 엔지니어링 분야입니다. 고층 창고 방화에 적용할 경우, 다음과 같은 매력적인 가치를 제공합니다. 건물주는 랙 내부 스프링클러 설치에 따른 비용과 운영 복잡성을 피할 수 있습니다. 보험사(일반적으로 시설 관리 회사)는 자체 승인 기준에 맞춰 설계된 시스템을 확보할 수 있습니다. 그리고 방화 엔지니어는 기술적으로 엄격하면서도 상업적으로 경쟁력 있는 솔루션을 제공할 수 있습니다. 

창고 시장은 둔화될 기미를 보이지 않고 있습니다. 건물은 더욱 높아지고, 취급하는 상품은 더욱 복잡해지고 있으며, 랙 구조물 내부에 스프링클러 시스템을 설치하는 비용은 운영에 상당한 부담이 되고 있습니다. 하지만 소방 산업은 FM(시설관리) 인증을 받은 제품, 표준 체계, 엔지니어링 방법론 등 이러한 문제를 해결할 수 있는 도구를 이미 갖추고 있습니다. 

규정 중심 설계는 언제나 기본 토대가 될 것입니다. 하지만 그 토대에 한계가 있다면, 성능 기반 설계는 그 한계를 뛰어넘는 엘리베이터와 같습니다. 

 IFSA 소개 

국제화재진압연맹(IFSA)은 수계 화재 진압 시스템을 홍보하는 데 전념하는 글로벌 비영리 단체입니다. IFSA는 전 세계적으로 능동형 화재 진압 표준의 개발 및 채택을 지원하고, 기술적으로 우수한 화재 진압 솔루션을 옹호하며, 6개 대륙에 걸쳐 제조업체, 유통업체, 설치업체, 엔지니어 및 최종 사용자로 구성된 회원 네트워크를 지원합니다. 더 자세한 정보는 ifsa.global을 방문하거나 문의하십시오. mfessenden@ifsa.global .