할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비기준

할로겐화합물 및 불활성기체(Clean Agent)는 할로겐화합물(할론 1301, 2402 및 1211 제외) 및 불활성가스로서 전기적 비전도성이며, 휘발성인 있거나 증발 후 잔류물이 남지 않는 약제를 말한다.

 

 

 

할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비기준

할로겐화합물 소화약제(Halocarbon Agent) 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 등의 원소를 포함하고 있는 유기화합물을 기본성분으로 하는 소화약제를 말한다.

불활성가스 소화약제(Inert Gas Agent) 헬륨, 네온, 아르곤 또는 질소 가스 중 한 가지 이상을 주 성분으로 하는 소화약제를 말한다.

 

 

할로겐화합물 및 불활성기체의 적응성

전역방출방식의 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비에 사용하는 할로겐화합물 및 불활성기체는 표 1과 같으며, 이들의 물성은 표 2 및 표 3과 같다.

 

<표 1> 할로겐화합물 및 불활성기체의 종류

 

 

<표 2> 할로겐화합물의 물성(SI 단위)

 

<표 3> 불활성기체의 물성(SI 단위)

 

 

사용과 제한

(1) 동일 방호구역에 2 종류 이상의 할로겐화합물 및 불활성기체를 동시에 방출하는 설비를 사용해서는 안 된다.

(2) 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비는 특별한 화재위험이나 장치 및 용도 그리고 전기적 비전도성 약제가 필수적이거나 바람직한 장소, 또는 기타 약제의 청소가 문제가 되는 장소에서 이 기준의 범위 내에서의 소화에 유용하다.

(3) 전역방출방식의 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비는 다음 장소에서 사용할 수 있다.

- 전기실, 변전실, 발전실, 축전지실, 전산실, 통신기기실

- 인화성, 가연성 액체와 가스를 저장․취급하는 장소

- 기타 고가 자산이 있는 장소

(4) 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비는 인화성 물질을 저장․취급하는 장소에서 폭발의 예방 또는 억제용으로 사용할 수 있다.

(5) 할로겐화합물 및 불활성기체는 다음 물질이 포함된 화재에서는 사용할 수 없다.

- 공기 없이 급속히 산화할 수 있는 질화면 또는 화약 등의 특정 화학물질이나 화학물질의 혼합물

- 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 티타늄, 지르코늄, 우라늄, 플루토늄 등의 반응성 금속

- 금속수소화합물류

- 유기과산화화합물류 및 히드라진과 같은 자기발열 분해 가능한 화학물질

(6) 액화가스 방출시 비접지 도체에 정전기가 축적되고, 다른 물체와 방전하여 폭발을 일으키기에 충분한 에너지를 가진 전기아크를 발생시킬 수 있다.

(7) 전역방출방식이 사용되는 장소에는 설계농도를 유지시키기 위해 밀폐되어야 한다.

(8) 주위온도가 높은 위험지역(로와 오븐)에서 할로겐화합물 및 불활성기체를 사용할 경우에는 소화효과와 장비에 대한 약제 분해 영향을 고려해야 한다.

 

 

인명 위험

할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비를 방출하여 소화하는 것은 약제자체 또는 화재나 고온표면으로 인한 분해생성물 때문에 인명위험을 초래할 수 있다. 약제자체 또는 분해생성물에 사람의 노출을 피하는 것이 좋다.

표 4는 독성 또는 생리적 영향에 관한 자료이다.

 

<표 4> 독성 자료

[주1] 인체에 생리적 영향을 미치는 산소농도는 상기 표의 NOAEL에서 최소 12% 산소농도, LOAEL에서 최소 10% 산소농도이다.

[주2] LC 50은 60마리의 쥐에게 4시간 동안 노출시킨 후, 14일간 관찰했을 때 그 중의 50%가 사망하는 농도를 말한다. ALC는 근사 치사농도를 말한다.(approximate lethal concentration)

[주3] NOAEL(최대 허용설계농도)은 개가 심각한 심장 부정맥증(不整脈症)을 나타내는지의 여부에 근거한다.

* NOAEL(No Observed Adverse Effect Level) 사람이 가스에 노출되었을 때 독성 또는 생리적 변화가 관찰되지 않는 최고농도를 말하며, 이것은 최대 허용설계농도가 된다.

[주4] LOAEL은 질식을 예방하기 위해 추가되는 산소로서 결정된다.

* LOAEL(Lowest Observed Adverse Effect Level) 사람이 가스에 노출되었을 때 독성 또는 생리적 변화가 관찰되는 최소농도를 말한다.

[주5] 할론 1301의 수치는 다른 약제와 비교하기 위해서 표 4에 포함시켰다.

 

 

개개의 설비에 대해 고려해야 할 기타 잠재 위험은 다음과 같다.

1. 소음: 약제의 방출은 사람을 깜짝 놀라게 할 만큼 충분한 소음을 일으킬 수 있다. 그러나 외상을 입힐 만큼 그 강도가 심하지는 않다.

2. 난류: 노즐에서 약제의 고속방출은 방출경로에 있는 상당한 양의 물체를 이동시킬 수 있으며, 고정되지 아니한 종이와 가벼운 물체를 이동시킬 정도의 난류를 충분히 일으킬 수 있다.

3. 저온: 설비에서 방출되는 기화액체에 직접 접촉하는 것은 물체에 강력한 냉각효과를 미칠 수 있고, 피부에 동상을 일으킬 수 있다. 액상의 약제는 공기와 혼합되면 급속히 기화되므로 헤드 근처만 위험하다. 습도가 높은 대기 중에서는 수증기의 응축 때문에 짧은 시간 동안 시계가 제한된다.

 

* 할로겐화합물 및 불활성기체의 분해생성물 : 대부분의 할로겐화합물 및 불활성기체가 낮은 독성을 가지고 있으나 매우 높은 열기가 있는 상태에서의 분해생성물은 위험할 수 있다. 대부분의 약제는 다량의 불소를 함유하고 있으므로 주요 분해생성물은 불화수소(HF)이다. 불화수소는 수 ppm의 농도에서도 지독한 냄새가 난다. 이들은 소화작업을 하는 사람에게는 유독하고, 자극적인 분위기를 만들어 낸다. 소화 시 분해가 예상되는 약제의 양은 화재의 크기, 약제의 종류와 농도 및 약제가 화염이나 고온 표면에 접촉하는 시간의 길이에 달려있다. 대부분의 경우에 그 지역은 열기와 화재자체의 분해생성물로 인해 사람이 거주할 수 없게 된다.

 

 

1. 할로겐화합물

- 최대허용설계농도(NOAEL) 이하의 농도에 노출되는 것을 포함하여 할로카본 청정소화약제 및 그 분해 물질에 불필요하게 노출되는 것은 피해야 한다. 5분 이상 노출되지 않도록 대책을 강구해야 한다. 보호장비를 갖추지 않은 사람은 방출 중 또는 방출 후에 방호구역에 들어갈 수 없다.

다음의 추가 규정이 적용되어야 한다.

(1) 일반상주공간으로서 최대허용설계농도(NOAEL) (표 5)까지 설계된 구역에 대한 할로겐화합물 설비의 사용이 허용되어야 한다. 어떤 경우든 최대노출시간은 5분을 초과하지 않아야 한다.

 

<표 5> 상주지역 사용가능여부

 

(2) 사람에 대한 노출 허용시간이 5분으로 규정된 설계농도에의 노출을 제한할 수 있는 대책이 구비된 경우, 일반상주공간으로서 최대허용설계농도(NOAEL) 농도 이상으로 설계된 구역에 대한 할로겐화합물 설비의 사용이 허용되어야 한다. 사람에 대한 노출 허용시간이 5분 미만으로 규정된 높은 설계농도는 일반상주공간에 허용될 수 없다. 이 경우 노출 및 피난에 대해 분석해야 하며 승인을 득해야 한다.

(3) 일반상주공간이 아니며 최소독성농도(LOAEL) 이상의 농도로 설계된 할로겐화합물 설비로 방호되며 사람들이 노출 가능성이 있는 지역에서는 사용하여 노출시간을 제한하는 대책이 강구되어야 한다.

(4) 일반상주공간이 아니며 상기 (3)에 수록된 조건을 이행하기 위한 정보를 갖추지 않은 지역에서는 다음과 같은 규정이 적용된다.

- 대피 소요시간이 30초 이상 1분 미만일 때 할로카본 소화약제는 해당 최소독성농도(LOAEL)를 초과하지 않아야 한다.

- 지역 내 어느 곳에서도 30초 안에 대피가 가능한 경우, 최소독성농도(LOAEL)를 초과하는 농도가 허용되어야 한다.

- 방출 전 경보가 발령되고 시간이 지연되어야 한다.

 

 

2. 불활성가스 청정소화약제

- 산소를 16%(인체위험 농도) 초과로 유지하기 위해서, 할로겐화합물 소화약제는 사람이 상주하는 장소에서 24% 초과 농도로 사용할 수 없다.

- 불활성가스 소화약제는 사람이 상주하는 장소에서 43% 미만(산소농도 12% 이하)은 노출시간 5분 이내로 제한, 43% ~ 52%(산소농도 12% ~ 10% 이하)은 노출시간 3분 이내로 제한, 52% ~ 62% (산소농도 10% ~ 8% 이하)은 노출시간 30초 이내로 제한, 62% 초과 농도(산소농도 8% 이하)에서는 사용할 수 없다.

- 불활성가스 소화약제에 노출될 경우 산소 농도가 낮아지므로 불필요한 노출은 피해야 한다. 어떤 경우에도 최대 노출시간은 5분을 초과하지 않아야 한다. 방출 전 경보 및 시간지연의 목적 중 하나는 사람들이 소화약제에 노출되는 것을 방지하는 것이다. 보호장비를 갖추지 않은 사람은 방출 시 또는 방출 후 방출지역으로 들어갈 수 없다.

- 다음과 같은 추가적인 조항이 적용된다.

(1) 43% 미만의 농도(산소의 해수면 등가량을 기준으로 12% 산소 농도에 해당)로 설계된 불활성가스 설비는 노출시간을 5분 이하로 제한할 수 있는 곳에서 사용이 허용된다.

(2) 43 ∼ 52% 사이의 농도(산소의 해수면 등가량을 기준으로 12 ∼ 10%의 산소에 해당)로 설계된 불활성가스 설비는 노출시간을 3분 이하로 제한할 수 있는 곳에서 사용이 허용된다.

(3) 52 ∼ 62% 사이의 농도(산소의 해수면 등가량을 기준으로 10 ∼ 8%의 산소에 해당)로 설계된 불활성가스 설비는 다음과 같은 조건에서 사용이 허용된다.

   ① 일반상주지역이 아닌 경우

       * 상시 거주하지 않는 지역의 예는 변압기실, 스위치실, 펌프실, 지하실, 엔진시험대, 케이블 트레이, 터널, 극초단파 중계국, 인화성액체 저장지역, 밀폐된 에너지 설비실 등 사람의 출입이 드문 장소이다.

   ② 사람에게 노출될 수 있지만 30초 이내에 노출을 제한하는 방법이 제공될 때.

(4) 62%를 초과하는 농도(산소의 해수면 등가량을 기준으로 8% 이하의 산소에 해당)로 설계된 불활성가스 설비는 이렇게 낮은 산소 농도에 사람들이 노출되지 않는 비상주지역에 사용이 허용된다.

 

 

안전 요구사항

- 화재시 신속한 대피가 확보되고, 위험한 혼합기 내부로의 진입을 방지하는 안전조치가 강구되어야 하며, 또한 갇힌 사람을 신속히 구조하기 위한 수단을 마련해야 한다. 교육, 경고표지, 경보발령, 자급식 호흡기, 대피계획 및 소방훈련과 같은 안전조치에 대해서도 고려해야 한다.

- 방호구역에 인접한 지역으로 청정소화약제가 유입될 가능성을 고려해야 한다.

- 상주 가능장소 또는 청정소화약제의 설계농도가 일반상주공간에 사용할 수 있도록 승인된 농도를 초과하는 지역을 방호하는 설비에는 다음과 같은 장치들이 갖추어져야 한다.

(1) 감시기능이 있는 설비 폐쇄밸브

(2) 공기압식 방출 전 경보장치

(3) 공기압식 시간지연장치

(4) 경고신호

 

 

[참고] 할로겐화합물 및 불활성기체의 방출 또는 열분해에 의해 분위기가 위험해질 수 있는 지역에서 인명 피해를 예방하기 위한 조치와 안전장치는 다음과 같다.

1. 적절한 통로와 비상통로를 준비하고, 피난장애가 없도록 유지하는 규정

2. 신속, 안전한 대피에 필요한 비상조명등과 유도등 규정

3. 화재 감지 및 경보장치 규정

4. 방호구역의 피난경로에 밖으로 열리고, 자동 폐쇄되는 문 및 당해문에 패닉방지철물(panic hardware) 설치 규정

5. 방호구역의 분위기가 정상으로 회복될 때까지 출입구에 계속적인 경보를 발령하는 규정

6. 방호구역의 출입구와 내부에 경고 및 지시 표지를 설치하는 규정.

   * 이 표지는 방호구역 안에 있거나 그 안으로 출입하는 사람에게 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비가 설치되어 있다는 것을 알려 주어야 하고, 위험상황에 대하여 추가지시를 포함할 수 있다.

7. 방호구역에서 의식불명된 사람을 즉시 발견하고, 구조하기 위한 규정.

   * 이것은 적절한 호흡장비를 갖춘 훈련받은 요원이 그 지역을 즉시 조사함으로써 이루어질 수 있다. 자급식 호흡장비 및 장비의 사용법과 구조실무(인공호흡 포함)에 관하여 훈련받은 요원을 쉽게 이용할 수 있도록 해야 한다.

8. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비가 작동할 때 그 지역 내에 있거나 근처에 있는 사람(유지관리 및 시공작업원 포함)이 적절한 행동을 취할 수 있도록 하는 지침과 훈련에 관한 규정

9. 해당 지역의 환기방법에 대한 규정.

   * 강제환기가 자주 필요할 것이다. 위험성 분위기를 단순히 다른 장소로 이동시키지 않고, 쉽게 분산하도록 주의해야 한다.

10. 분위기에 할로겐화합물 및 불활성기체가 없다고 판단될 때까지의 흡연금지 규정

11. 상해와 사망을 예방하기 위하여 각각의 상황에 대한 연구결과 필요하다고 지적되는 기타 조치와 안전장치에 관한 규정

 

 

전기기기와 이격

(1) 모든 설비 부품은 통전중인 절연 전기기기로부터 표 6 이상의 이격거리를 유지해야 한다.

 

<표 6> 절연 전기기기와의 이격거리

(2) 기준충격절연강도(BIL)를 적용할 수 없고, 설계기준으로 공칭전압이 사용될 경우에는 가장 긴 이격거리를 적용해야 한다.

(3) 지면과의 이격거리는 공칭전압보다는 개폐서지 또는 BIL(Basic Impulse Insulation Level)을 적용해야 한다.

(4) 통전중인 비절연 전기기기와 할로겐화합물 및 불활성기체 설비와의 이격거리는 절연 전기설비의 이격거리 이상이어야 한다.

 

 

환경 요인

소화약제의 선정시, 약제가 환경에 미치는 영향을 고려해야 한다. 적절한 소화약제의 선정에는 다음 사항을 고려해야 한다.

(1) 화재가 방호구역의 환경에 영향을 미칠 가능성

(2) 사용되는 청정소화약제의 오존파괴지수(ODP) 및 지구온난화지수(GWP)의 잠재적 환경파괴를 포함하여야 한다.. 다만 이것만으로 제한하지 않는다.

 

[참고] 모든 소화약제는 환경에 영향을 미칠 가능성을 제거하거나 최소화하는 방식으로 사용하는 것이 좋다. 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위한 일반지침은 다음과 같다.

1. 불필요한 방출시험을 하지 않을 것

2. 약제의 오존파괴 및 지구온난화 효과를 고려할 것

3. 모든 약제를 가능한 한 재활용할 것

4. 각각의 약제에 대한 가장 최근의 환경법규를 참고할 것

 

Reference : KFS 1022 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비기준