화재를 감지하는 감지기에는 대상물의 용도와 크기, 사용 목적과 환경에 따라 종류가 다양합니다. 설치기준과 적응성에 맞는 감지기를 설치해야 화재 초기 발견이라는 목적을 달성할 수 있는데요. 종류 및 설치 기준과 오작동의 주요 발생 원인에 대해 알아보도록 하겠습니다.
감지기의 종류
감지기의 구분
화재 발생 시 발생하는 물리적, 화학적 변화는 연소물질과 환경에 따라 다른데요. 이러한 다양한 화재징후에 따라 화재 초기에 정확하게 화재를 감지하고 비화재보를 줄이기 위해서는 각 사용 환경에 적합한 감지기들을 설치해야 합니다. 감지기는 감지대상, 감지소자, 감지방법 등에 따라 종별로 구분하며, 감지기의 형식으로 다음과 같이 구분할 수 있습니다.
- 방수형의 유무에 따라 방수형과 비방수형
- 내식성의 유무에 따라 내식성이 있는 내산성형, 내알칼리형과 내식성이 없는 보통형
- 재사용가능여부에 따라 재용형과 비재용형
- 연기의 축적에 따라 축적형과 비축적형
- 방폭 구조의 유무에 따라 방폭형과 비방폭형
- 화재신호발신에 따라 단신호, 다신호 및 아날로그형
- 불꽃감지기는 설치 장소에 따라 옥내형, 옥외형, 도로형
이런 다양한 종류 중에서 어떤 종류의 감지기인지는 감지기 뒷면을 확인하면 아닐 수 있는데요. 뒷면에는 다음과 같은 표지가 붙어 있어 감지기의 종별 및 감지면적, 형식 등을 알 수 있습니다.
감지기의 종류
열감지기는 차동식, 정온식, 보상식으로 나누어지는데 다음과 같은 특징이 있습니다.
- 차동식 : 일정한 온도상승률 이상이 되면 작동
- 정온식 : 일정한 온도가 되면 작동
- 보상식 : 차동식과 정온식의 성능을 겸한 감지기
차동식 감지기
차동식 스포트형 감지기
차동식스포트형 감지기는 주위온도의 변화가 일정 상승률 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로 일국소에서의 열효과에 의하여 작동되는 감지기를 말합니다. 감지소자에 따라 공기식, 열전대식, 열반도체식이 있는데요.
① 공기식
화재가 발생하여 일정 온도가 상승하면 실내의 공기가 팽창하여 다이어그램이 위로 밀려 올라가 접점이 닫히고 화재신호가 수신기에 발신되는 원리입니다. 일상적으로 발생하는 완만한 온도 상승으로 팽창한 공기는 리크 구멍을 통하여 외기로 배출되어 접점이 닫히지 않습니다.
② 열전대식
두 가지 서로 다른 금속의 양단을 접합하고 한쪽의 온도를 일정하게 유지하면서 다른 쪽 온도를 변화시키면 접점의 온도차에 비례하는 기전력이 발생하게 되는데요. 이 기전력을 열기 전력이라고 하며 발생전류는 열전류라고 합니다. 열전대식은 화재가 발생하여 온접점의 온도가 올라가면 회로에 전기가 발생하여 릴레이의 접점이 닫히면서 수신기에 신호를 전달하는 원리입니다.
③ 열반도체식
일반적인 금속은 온도가 높아지면 저항값이 증가하는데요. 그러나 코발트, 구리, 망간, 니켈, 철, 티탄 등의 산화물 중 2,3종을 혼합하여 소결 시켜 만든 반도체는 온도가 올라가면 저항값이 작아지게 됩니다. 이러한 반도체를 서미스터라고 하며 이를 열반도체식 감지기라고 하는데요. 화재가 발생하여 온도가 올라가면 저항이 작아지면서 전류가 흘러 릴레이를 작동시키게 됩니다.
차동식 분포형 감지기
차동식분포형 감지기는 주위온도가 일정상승률 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로 넓은 범위에서의 열 누적에 의하여 작동하게 되는 것을 말합니다. 분포형 감지기도 감지소자에 따라서 공기관식, 열전대식, 열반도체식이 있지만 우리나라에서는 대체적으로 공기관식 분포형 감지기를 일반적으로 사용하고 있는데요. 공기관식 분포형 감지기는 감지하고자 하는 장소에 공기관을 설치하여 화재가 발생하면 공기관내의 공기가 팽창하여 압력이 검출부의 다이어그램에 전달되어 접점이 닫히도록 구성되어 있습니다.
정온식 감지기
정온식 감지기는 주위온도가 일정한 온도 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로서 외관이 전선으로 되어 있지 않은 스포트형과 외관이 전선으로 되어 있는 감지선형이 있습니다.
스포트형 정온식 감지기
정온식스포트형감지기는 일국소의 주위온도가 일정한 온도 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로서 외관이 전선으로 되어 있지 않은 것을 말하는데요. 감지소자는 일반적으로 바이메탈과 열반도체를 이용합니다.
① 바이메탈을 이용한 것
바이메탈이란 팽창계수가 매우 다른 두 종류의 얇은 금속판을 맞붙여 특정온도가 되면 현저하게 구부러지는 특성을 갖는 것을 말합니다. 정온식 감지기는 이러한 바이메탈을 이용하여 일정온도가 되면 구부러져 접점이 닫히도록 구성되어 있습니다.
② 열반도체를 이용한 것
열반도체를 이용한 정온식스포트형감지기는 일정한 온도에서 저항값이 급격하게 낮아지는 서미스터를 이용하여 특정한 온도에 이르게 되면 저항값이 작아져 회로에 많은 전류가 흘러 감지기에 내장된 릴레이가 작동하여 수신기에 신호를 보내는 방식입니다.
정온식감지선형감지기
정온식 감지선형 감지기는 일국소의 주위온도가 일정한 온도 이상이 되는 경우에 작동하는 것으로 외관이 전선으로 되어 있는 것을 말하는데요. 감지소자는 가용절연물로 절연한 2개의 전선을 이용합니다. 화재가 발생하면 열에 의해 절연성이 저하되어 2 선간에 전류가 흐르게 되는데요 작동온도에 따라 색상으로 구분합니다.
보상식스포트형 감지기
보상식스포트형 감지기는 차동식스포트형 감지기와 정온식 스포트형 감지기의 성능을 겸한 것으로 두 가지의 성능 중 어느 한 기능이 작동되면 신호를 발하도록 되어 있는 감지기입니다. 차동식과 정온식은 화재 시 발생하는 열의 증감형태에 따라 감지시기가 달라질 수 있는데요. 차동식은 화재 시 온도가 빠르게 증가하면 화재초기에 화재를 감지할 수 있으나 온도가 빨리 증가하지 않는 지연 화재인 경우에는 화재 감지가 늦어질 수 있다는 단점이 있습니다. 정온식 감지기는 일정한 온도가 되어야지 감지하기 때문에 화재 초기에 감지하기 어렵다는 단점이 있지요. 보상식 감지기는 차동식과 정온식의 단점을 보완하여 화재 피해를 저감 하는 데 목적이 있습니다.
연기감지기
연기감지기는 연기를 감지하는 감지기로서 감지원리에 따라 이온화식과 광전식이 있습니다.
이온화식 감지기
방사능물질에서 방출되는 α선은 공기를 이온화시키며 이온화된 공기는 연기와 결합하는 성질이 있는데요. 이를 감지기에 이용한 것이 이온화식 감지기입니다. 이온화식 감지기는 충전전극사이에 방사선물질을 삽입시켜 이온화된 공기가 전자를 운반하여 전류가 흐르도록 회로가 구성되어 있는데요. 화재가 발생하면 연기가 충전 전극 사이로 들어와 이온화된 공기와 결합하여 평상시에 흐르던 전류보다 적은 전류가 흐르게 되는데 이러한 전류의 변화량에 의해 릴레이가 작동하여 수신기에 신호를 보내도록 합니다.
광전식 감지기
광전식감지기는 연기가 빛을 차단하거나 반사하는 원리를 이용한 것으로서 빛을 발산하는 발광소자와 빛을 전기로 전환시키는 광전소자를 이용합니다. 광전식 감지기에는 스포트형, 분리형, 공기흡입형이 있습니다.
축적형 감지기
축적형 감지기는 일정농도 이상의 연기가 일정시간 연속하는 것을 전기적으로 검출함으로써 작동하는 감지기를 말합니다. 비축적형은 연기가 일정농도가 되면 바로 작동하나 축적형은 일정농도의 연기가 일정시간 지속되어야 작동하게 되는데요. 이는 일시적으로 발생하는 연기에 의해 오작동하는 것을 방지하기 위함인데요. 연기가 지속하는 축적시간은 5초 이상 60초 이하로 하고 공칭축적시간은 10초 이상 60초 이하의 범위에서 10초 간격으로 합니다.
※ 교차회로 방식, 급속한 연소확대 우려가 있는 곳, 축적형 수신기에 연결할 때는 축적기능이 없는 감지기를 설치해야 합니다.
복합형 감지기
화재가 발생했을 때 열은 많이 발생하나 연기가 발생하지 않는 장소에는 연기 감지기는 의미가 없고, 반대로 연기는 다량으로 발생하나 열이 많이 발생하지 않는 장소에 열감지기를 설치하는 것은 의미가 없습니다. 따라서 장소별 감지기의 적정성을 선정하는 번거로움을 해결하기 위해 열과 연기의 발생을 모두 감지할 수 있는 감지기가 복합형 감지기입니다.
열복합형 감지기
차동식 스포트형 감지기와 정온식 스포트형 감지기의 성능을 겸비한 것으로 두 가지 모두가 작동될 때 화재신호를 발신하거나 또는 두 개의 화재신호를 각각 발신하는 것을 말합니다.
연복합형 감지기
연복합형 감지기는 이온화식과 광전식 감지기의 성능이 있는 것으로 두 가지 성능이 함께 작동될 때 화재신호를 발신하거나 또는 두 개의 화재신호를 각각 발신하는 것을 말합니다.
불꽃감지기
화염에서 발생하는 특정한 파장과 깜박거림을 감시하고 일정치 이상이 되면 신호를 보내는 감지기로서 파장에 따라 적외선식, 자외선식, 자외선/적외선 겸용이 있습니다. 적외선, 자외선의 변화가 일정량 이상이 되었을 때 수광소자의 수광량의 변화로 감지되는 방식입니다.
다신호식감지기
다신호식감지기는 1개의 감지기 내에 서로 다른 종별 또는 감도 등의 기능을 갖춘 것으로 일정시간 간격을 두고 각각 다른 2개 이상의 화재신호를 발하는 감지기를 말하는데요. 예를 들어 작동온도가 60도와 70도를 구성한 정온식 다신호식감지기는 60도와 70도에서 신호를 두 번 발신하게 됩니다.
이와 같은 방식의 감지기로부터 화재신호를 수신하기 위해서는 다신호식 수신기를 사용해야 하며, 비화재보 방지하기 위한 목적으로 주로 설치됩니다.
아날로그식 감지기
아날로그식 감지기는 주위의 온도 또는 연기의 양의 변화에 따라 각각 다른 전류치 또는 전압치 등의 출력을 발하는 감지기를 말합니다. 일반감지기가 화재상태와 비화재상태의 디지털 신호를 전송하지만, 아날로그 감지기는 연속적으로 변화하는 물리량을 전송하는데요. 이러한 아날로그방식의 신호특성 때문에 일반감지기처럼 자신이 화재여부를 판단하여 발신하는 것이 아니라 시시각각 변화된 온도 또는 연기의 농도에 대한 정보만을 수신기에 송출하고 화재여부의 판단은 수신기에서 하도록 되어 있습니다.
다신호식감지기와 다른 점은 다신호식감지기는 열 또는 연기의 양적 증가가 설정값에 다다르면 순차적으로 신호를 발신하는 반면, 아날로그식 감지기는 신호를 발신하도록 설정된 값이 없으며 주기적으로 수신기에 온도 또는 연기의 양에 대한 정보를 송신합니다.
주소형 감지기
수신기는 화재 여부와 위치에 대한 정보를 필요로 하는데요. 화재 위치에 대한 정보를 제공하는 기능을 가진 감지기를 주소형 감지기라고 합니다. 일반감지기는 화재위치를 알려줄 수 있는 기능이 없기 때문에 경계구역마다 각각의 회로를 구성하여 화재위치를 표시하는데요. 주소형 감지기는 그 감지기만의 고유번지가 지정되어 있어서 수신기에서 개별적으로 인식할 수 있습니다. 이러한 기능을 위해서 수신기와 감지기 사이에는 고유한 통신신호를 사용하는데 주소형 감지기에는 고유한 신호를 발신할 수 있는 신호장치가 있으며 Dip Switch에 의해 고유번지를 지정합니다. 이런 주소는 수신기의 디지털 표시창에 해당 감지기의 고유번지가 표시되는데요. 이러한 신호방식을 고유번지기능(Address 기능)이라고 합니다.
아날로그 감지기는 해당 감지기가 감지하고 있는 주변의 온도 또는 연기에 대한 정보를 개별적으로 수신기에 제공하므로 고유번지 기능이 있습니다.
감지기의 설치 장소 및 설치 기준
감지기 설치장소
자동화재탐지설비가 설치되는 건물에는 각 공간마다 화재를 감지할 수 있도록 감지기가 설치되어야 하는데요. 하지만 어떤 공간은 화재의 위험성이 적거나 감지기를 설치해도 화재의 감지가 어렵거나, 감지기의 유지관리가 어려운 공간들이 있습니다. 이러한 장소에는 감지기를 설치하는 것이 합리적이지 않을 수 있는데요. 자동화재탐지설비의 화재안전기술기준 2.4.5는 다음의 장소에는 감지기를 설치하지 아니한다고 규정하고 있는데요. 아래의 장소를 제외한 모든 장소에는 감지기를 설치하여야 합니다.
자동화재탐지설비의 화재안전기술기준 2.4.5
① 천장 또는 반자의 높이가 20m 이상인 장소. 다만 자동화재탐지설비화재 안전기술기준 2.4.1 단서 각호의 감지기로서 부착높이에 따라 적응성이 있는 장소는 제외한다.
② 헛간 등 외부와 기류가 통하는 장소로서 감지기에 의하여 화재발생을 유효하게 감지할 수 없는 장소
③ 부식성 가스가 체류하고 있는 장소
④ 고온도 및 저온도로서 감지기의 기능이 정지되기 쉽거나 감지기의 유지관리가 어려운 장소
⑤ 목욕실, 욕조나 샤워시설이 있는 화장실 기타 이와 유사한 장소
⑥ 파이프덕트 등 그 밖의 이와 비슷한 것으로서 2개 층마다 방화구획된 것이나 수평단면적이 5㎡ 이하인 것
⑦ 먼지, 가루 또는 수증기가 다량으로 체류하는 장소 또는 주방 등 평시에 연기가 발생하는 장소(연기감지기에 한함)
⑧ 프레스공장, 주조공장 등 화재발생의 위험이 적응 장소로서 감지기의 유지관리가 어려운 장소
감지기 설치기준
| 장소 | 감지기 | |
| 강제규정 | 지하층, 무창층 등으로서 환기가 잘 되지 아니하거나, 실내면적이 40㎡ 미만인 장소, 감지기의 부착면과 실내바닥의 사이가 2.3m 이하인 곳으로서 일시적으로 발생한 열기, 연기 또는 먼지 등으로 인하여 화재신호를 발신할 우려가 있는 장소 | 불꽃감지기, 정온식감지선형감지기, 분포형감지기, 광전식분리형감지기, 아날로그감지기, 다신호방식감지기, 축적방식감지기 |
| - 부착 높이에 따라 | 기술기준 2.4.1 | |
| - 계단 및 경사로(15m 미만의 것을 제외) - 복도(30m 미만의 것을 제외) - 엘리베이터 권상기실, 린넨슈트, 파이프덕트 기타 이와 유사한 장소 - 천장 또는 반자의 높이가 15m 이상 20m 미만의 장소 |
연기감지기 (교차회로방식에 따른 감지기가 설치된 장소 또는 제7조 제1항 단서규정에 따른 감지기가 설치된 장소는 제외) |
|
| 주방, 보일러실 등으로서 다량의 화기를 취급하는 장소 | 정온식감지기 | |
| 지하구 또는 터널 | 제7조 제1항 각 호의 감지기로서 먼지, 습기 등의 영향을 받지 아니하고 발화지점을 확인할 수 있는 감지기 | |
| 일시적으로 발생한 연기, 열기 또는 먼지 등으로 인하여 화재신호를 발신할 우려가 있는 장소에는 별표1 및 별표 2에 의하여 그 장소에 적응성 있는 감지기를 설치할 수 있으며, 연기감지기를 설치할 수 없는 장소에는 별표1을 적용하여 설치하여야 한다. | ||
| 권장규정 | 화학공장, 격납고, 제련소 등 | 광전식분리형감지기, 불꽃감지기 |
| 전산실, 반도체 공장 등 | 광전식공기흡입형감지기 | |
부착 높이에 따른 감지기 종류
| 부착높이 | 감지기의 종류 |
| 4m 미만 | - 차동식(스포트형, 분포형) - 보상식 스포트형 - 정온식(스포트형, 감지선형) - 이온화식 또는 광전식(스포트형, 분리형, 공기흡입형) - 열복합형 - 연기복합형 - 열연기복합형 - 불꽃감지기 |
| 4m 이상 8m 미만 | - 차동식(스포트형, 분포형) - 보상식 스포트형 - 정온식 (스포트형, 감지선형) 특종 또는 1종 - 이온화식 1종 또는 2종 - 광전식(스포트형, 분리형, 공기흡입형) 1종 또는 2종 - 열복합형 - 연기복합형 - 열연기복합형 - 불꽃감지기 |
| 8m 이상 15m 미만 | - 차동식 분포형 - 이온화식 1종 또는 2종 - 광전식(스포트형, 분리형, 공기흡입형) 1종 또는 2종 - 연기복합형 - 불꽃감지기 |
| 15m 이상 20m 미만 | - 이온화식 1종 - 광전식(스포트형, 분리형, 공기흡입형) 1종 - 연기복합형 - 불꽃감지기 |
| 20m 이상 | - 불꽃감지기 - 광전식(분리형, 공기흡입형) 중 아날로그 방식 |
설치장소별 감지기 적응성(연기감지기를 설치할 수 없는 경우)
자동화재탐지설비의 화재안전기술기준 별표 1
자동화재탐지설비의 화재안전기술기준 별표 2
일반적이 감지기 설치 유의사항 및 오작동
종류별 감지기 설치 유의사항
교차회로방식에 사용되는 감지기, 급속한 연소확대가 우려되는 장소에 사용되는 감지기 및 축적기능이 있는 수신기에 연결하여 사용되는 감지기는 축적기능이 없는 것으로 설치하여야 합니다.
- 감지기는 실내로의 공기유입구로부터 1.5m 이상 떨어진 위치에 설치할 것(차동식 분포형 제외)
- 천장 또는 반자의 옥내에 면하는 부분에 설치할 것
정온식, 보상식 감지기
정온점이 감지기 주위의 평상시 최고 온도보다 섭씨 20℃ 이상 높은 것을 설치
스포트형 감지기
스포트형 감지기는 설치 시 45 º 이상 경사되지 아니하도록 부착할 것
연기 감지기
- 천장 또는 반자가 낮은 실내 또는 좁은 실내에 있어서는 출입구의 가까운 부분에 설치할 것
- 천장 또는 반자 부근에 배기구가 있는 경우에는 그 부근에 설치할 것
- 벽 또는 보로부터 0.6m 이상 떨어진 곳에 설치할 것
- 연기는 배기구로 모이게 되므로 연기감지기는 배기구 근처에 설치하는 것이 화재감지에 유리하며, 벽 또는 보는 연기의 흐름을 방해하므로 0.6m 이격 시켜 설치하도록 하는 것임
불꽃감지기
- 공칭감시거리 및 공칭시야각은 형식승인 내용에 따를 것
- 감지기는 공칭감시거리와 공칭시야각을 기준으로 감시구역이 모두 포용될 수 있도록 설치할 것
- 감지기는 화재감지를 유효하게 감지할 수 있는 모서리 또는 벽 등에 설치할 것
- 감지기를 천장에 설치하는 경우에는 감지기는 바닥을 향하여 설치할 것
- 수분이 많이 발생할 우려가 있는 장소에는 방수형으로 설치할 것
- 그 밖의 설치기준은 형식승인 내용에 따르며 형식승인 사항이 아닌 것은 제조사의 시방에 따라 설치할 것
아날로그방식의 감지기
공칭감지온도범위 및 공칭감지농도범위에 적합한 장소에, 다신호방식의 감지기는 화재신호를 발신하는 감도에 적합한 장소에 설치할 것. 다만 이 기준에서 정하지 않는 설치 방법에 대하여는 형식승인 사항이나 제조사의 시방에 따를 것
광전식 분리형 감지기
- 감지기의 수광면은 햇빛을 직접 받지 않도록 설치할 것
- 광축(송광면과 수광면의 중심을 연결한 선)은 나란한 벽으로부터 0.6m 이상 이격하여 설치할 것
- 감지기의 송광부와 수광부는 설치된 뒷벽으로부터 1m 이내 위치에 설치할 것
- 광축의 높이는 천장 등(천장의 실내에 면한 부분 또는 상층의 바닥하부면을 말함) 높이의 80% 이상일 것
- 감지기의 광축의 길이는 공칭감시거리 범위 이내 일 것
감지기의 오작동
감지기의 오작동이란 화재를 감지하지 못하는 실보와 화재와 유사한 상황에서 작동되는 비화재보로 구분할 수 있는데요. 비화재보는 소방시설의 신뢰도를 떨어뜨려 사용자들이 자동화재탐지설비의 정상적인 작동을 단절하여 화재 시 작동되지 못하는 경우를 초래할 수 있는 만큼 관리가 중요합니다.
비화재보의 원인
비화재보의 원인은 다음과 같은 원인에 의해 발생되는데 인위적인 요인은 원인행위를 제공하는 사람들의 주의에 의해 발생을 줄일 수 있으며 감지기의 설치위치나 종류의 변경에 의해 감소될 수 있습니다.
- 비인위적인 원인(60%) : 담배연기, 조리, 난방
- 기능적인 요인(6%) : 감지기의 자체적인 원인
- 관리상의 요인(0.4%) : 감지기에 물의 침입, 청소 불량
- 설치상의 요인(0.6%) : 부적절한 설치공사에 의한 배선의 단락, 절연 불량, 부식
- 기타 원인(33%)
연기감지기 비화재보의 주요 발생 원인
- 환경 이외의 연기 : 단배, 음식조리, 불장난, 모기향, 배기가스, 석유난로, 가스난로, 숯불
- 연기 이외의 미립자 : 수증기, 건축재료 먼지, 시멘트가루, 벌레, 각종 스프레이, 살충제 살포
- 환경적 요인 : 부식성 가스, 전기적 노이즈, 환경부유물에 의한 센서의 오염, 부품의 고장, 배선 문제
화재 감지기 소방시설 오작동, 원인과 조치 절차, 복구 방법을 알아보자
화재 감지기라는 소방시설의 오작동으로 화재가 아님에도 경보가 울리는 경우가 있습니다. 화재 감지기가 오작동을 일으키는 원인은 다양한데요. 오늘은 오작동의 원인과 소방안전관리자 및
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주경종, 지구경종이란? 자동화재탐지설비 수신기 버튼 기능에 대해 알아보자
수신기는 감지기에서 화재 사실을 인지하면 신호를 받아주는 기기로, 오작동이 발생하면 수신기를 정상 복구 시켜야 하는데요. 수신기의 버튼들이 무슨 용도로 사용하는 것인지 이해하기 어려
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