문제 01 [배점 6점]
특수가연물 랙식창고의 라지드롭형 헤드
채택답채택 정답총 헤드수 147개 / 급수관 최소구경 150A / 최소 수원량 288 m³
풀이
- 정방형 헤드 간격
S = 2R cos45° = 2 × 1.7 × 0.7071 = 2.404 m
- 한 설치면의 헤드 수
가로 = 15 ÷ 2.404 = 6.24 → 7개
세로 = 15 ÷ 2.404 = 6.24 → 7개
한 면 = 7 × 7 = 49개 - 설치면 수
랙 높이 6 m ÷ 3 m = 2단
천장 1면 + 랙 내부 2면 = 3면 - 총 헤드 수
N = 49 × 3 = 147개
- 급수관 구경
특수가연물 적용표에서 125A는 90개까지, 150A는 91개 이상
147개 > 90개 → 150A - 수원량
V = 기준개수 30개 × 9.6 m³ = 288 m³
답안 작성 예시
① 총 헤드수: 147개 ② 급수관: 150A ③ 수원량: 288 m³
① 총 헤드수: 147개 ② 급수관: 150A ③ 수원량: 288 m³
복원 가정
랙이 창고 전체 15 m × 15 m에 설치된 것으로 계산했습니다. 실제 랙 면적이 일부라면 랙 내부 헤드수는 달라집니다. 건축물 높이에 따라 3단적용 또는 2단적용시 총 헤드갯수는 달라집니다.
랙이 창고 전체 15 m × 15 m에 설치된 것으로 계산했습니다. 실제 랙 면적이 일부라면 랙 내부 헤드수는 달라집니다. 건축물 높이에 따라 3단적용 또는 2단적용시 총 헤드갯수는 달라집니다.
기준 포인트
특수가연물 창고의 수평거리 1.7 m, 랙 높이 3 m 이하마다 내부헤드 설치, 랙식창고 수원 9.6 m³/기준헤드 적용.
↑ 위로특수가연물 창고의 수평거리 1.7 m, 랙 높이 3 m 이하마다 내부헤드 설치, 랙식창고 수원 9.6 m³/기준헤드 적용.
문제 02 [배점 8점]
옥내소화전설비 계통도 오류 4가지
채택답채택 정답압력챔버 100 L 이상 / 순환배관 20 mm 이상 / 성능시험배관 밸브 위치 교정 / 흡입측 버터플라이밸브 교정
| 구분 | 잘못된 내용 | 수정내용 |
|---|---|---|
| ① | 압력챔버 30 L 이상 | 100 L 이상으로 수정 |
| ② | 순환배관 15 mm 이상 | 20 mm 이상으로 수정 |
| ③ | 유량조절밸브와 개폐밸브의 위치가 반대 | 유량측정장치 전단에 개폐밸브, 후단에 유량조절밸브 |
| ④ | 펌프 흡입측에 버터플라이밸브 | 버터플라이밸브 이외의 개폐표시형밸브로 설치 |
답안 작성 예시
계통도에서 압력챔버 용량, 체절운전용 순환배관 구경, 성능시험배관의 밸브 배열 및 펌프 흡입측 개폐밸브 형식을 위와 같이 수정한다.
계통도에서 압력챔버 용량, 체절운전용 순환배관 구경, 성능시험배관의 밸브 배열 및 펌프 흡입측 개폐밸브 형식을 위와 같이 수정한다.
채점 포인트
단순히 부품명만 쓰지 말고, 틀린 내용과 바른 설치기준을 한 쌍으로 적는 것이 안전합니다.
↑ 위로단순히 부품명만 쓰지 말고, 틀린 내용과 바른 설치기준을 한 쌍으로 적는 것이 안전합니다.
문제 03 [배점 5점]
절연유 봉입변압기 물분무소화설비
압력 가정0.35 MPa 가정 채택답헤드 1개당 106.25 L/min / 수원 17 m³ / 방사상수 K = 56.79
- 방호면적
윗면 = 5 × 5 = 25 m²
네 측면 = 2(5 × 3) + 2(5 × 3) = 60 m²
A = 25 + 60 = 85 m² - 전체 방수량
QT = 85 m² × 10 L/(min·m²) = 850 L/min
- 헤드 1개당 방사량
q = 850 ÷ 8 = 106.25 L/min
- 최소 수원량
V = 850 × 20 = 17,000 L = 17 m³
- 방사상수
Q = K√(10P)
K = 106.25 ÷ √(10 × 0.35) = 56.79
조건부 항목
원문 방사압력이 0.35 MPa와 다르면 K값만 달라집니다. 일반식은 K = 106.25 ÷ √(10P)입니다.
원문 방사압력이 0.35 MPa와 다르면 K값만 달라집니다. 일반식은 K = 106.25 ÷ √(10P)입니다.
답안 작성 예시
① 106.25 L/min ② 17 m³ ③ K = 56.79
↑ 위로① 106.25 L/min ② 17 m³ ③ K = 56.79
문제 04 [배점 12점]
전역방출방식 할론 1301 소화설비
유사기출 대입가장 유력한 대체복원안전산실 2병 / 통신기기실 5병 / 변전실 5병 / 유량 25 kg/s / 방사압력 2.7 MPa / 체적농도 4.96%
중요
자동폐쇄 조건은 보완정보를 반영했습니다. 실 치수와 개구부 면적은 원도면이 없어 2020년 유사기출 치수(개구부 5 m²)를 대입한 조건부 해설입니다.
자동폐쇄 조건은 보완정보를 반영했습니다. 실 치수와 개구부 면적은 원도면이 없어 2020년 유사기출 치수(개구부 5 m²)를 대입한 조건부 해설입니다.
| 방호구역 | 채택 가정 | 약제량 | 용기수 |
|---|---|---|---|
| 전산실 | 10×8×3 m, 개구부 5 m², 자동폐쇄장치 있음 | 240×0.32 = 76.8 kg | 76.8÷50 = 1.536 → 2병 |
| 통신기기실 | 12×20×3 m, 개구부 5 m², 자동폐쇄장치 있음 | 720×0.32 = 230.4 kg | 230.4÷50 = 4.608 → 5병 |
| 변전실 | 12×20×3 m, 개구부 5 m², 자동폐쇄장치 없음 | 720×0.32 + 5×2.4 = 242.4 kg | 242.4÷50 = 4.848 → 5병 |
추가 계산
- 변전실 선택밸브 직후 유량
저장약제를 10초 이내 전량 방출한다고 보면
Q = 5병 × 50 kg ÷ 10 s = 25 kg/s - 말단 방사압력
P = 4.2 − 1.0 − 0.5 = 2.7 MPa
- 할론 기체체적
Vg = WRT/PM
= 250×0.082×273 ÷ (1×149) = 37.56 m³ - 체적농도
C = 37.56 ÷ (720 + 37.56) × 100 = 4.96%
답안 작성 예시
전산실 76.8 kg(2병), 통신기기실 230.4 kg(5병), 변전실 242.4 kg(5병) / 변전실 유량 25 kg/s / 방사압력 2.7 MPa / 체적농도 4.96%라고 쓰되, 블로그에는 “실 치수·개구부 면적은 유사기출 대입값”이라고 표시합니다.
↑ 위로전산실 76.8 kg(2병), 통신기기실 230.4 kg(5병), 변전실 242.4 kg(5병) / 변전실 유량 25 kg/s / 방사압력 2.7 MPa / 체적농도 4.96%라고 쓰되, 블로그에는 “실 치수·개구부 면적은 유사기출 대입값”이라고 표시합니다.
문제 05 [배점 5점]
고발포 고정포방출구의 최소 개수 및 분당포수용액량
채택답
채택 정답1개
- 바닥면적
A = 20 × 10 = 200 m²
- 방출구 수
N = 200 ÷ 500 = 0.4 → 소수점 이하 절상 → 1개
헷갈리기 쉬운 부분
고정포방출구 개수는 관포체적 500 m³가 아니라 바닥면적 500 m²마다 1개로 산정합니다. 관포체적은 포수용액 방출량 계산에 사용합니다.
고정포방출구 개수는 관포체적 500 m³가 아니라 바닥면적 500 m²마다 1개로 산정합니다. 관포체적은 포수용액 방출량 계산에 사용합니다.
참고 계산
관포높이 2.5 m → 관포체적 20×10×2.5 = 500 m³, 분당 포수용액량은 500×0.29 = 145 L/min입니다.
관포높이 2.5 m → 관포체적 20×10×2.5 = 500 m³, 분당 포수용액량은 500×0.29 = 145 L/min입니다.
답안 작성 예시
N = (20×10)÷500 = 0.4 → 절상하여 1개, 분당 포수용액량 145L/min
↑ 위로N = (20×10)÷500 = 0.4 → 절상하여 1개, 분당 포수용액량 145L/min
문제 06 [배점 5점]
특정소방대상물별 소화기구 능력단위
채택답채택 정답위락시설 30 m²/단위 · 의료시설·문화재·관람장 50 m²/단위 · 공동주택·공장·숙박시설 100 m²/단위
| 구분 | 능력단위 1단위당 바닥면적 |
|---|---|
| 위락시설 | 30 m² |
| 의료시설·문화재·관람장 | 50 m² |
| 공동주택·공장·숙박시설 | 100 m² |
계산식
필요 능력단위 = 바닥면적 ÷ 용도별 기준면적, 계산 결과의 소수점 이하는 절상합니다.
↑ 위로필요 능력단위 = 바닥면적 ÷ 용도별 기준면적, 계산 결과의 소수점 이하는 절상합니다.
문제 07 [배점 3점]
옥내소화전 배관의 관이음 방식
그림 순서 미확정확인된 답안 3가지나사식 이음 · 압축식 이음 · 플랜지식 이음
나사식 이음
관 끝에 나사를 가공하여 이음쇠와 체결한다.
관 끝에 나사를 가공하여 이음쇠와 체결한다.
압축식 이음
링·패킹 등을 압착하여 관을 접합한다.
링·패킹 등을 압착하여 관을 접합한다.
플랜지식 이음
플랜지 사이에 가스켓을 넣고 볼트로 체결한다.
플랜지 사이에 가스켓을 넣고 볼트로 체결한다.
복원 주의
원도면이 없으므로 그림 Ⓐ·Ⓑ·Ⓒ에 대응하는 순서는 확정할 수 없습니다. 블로그에는 “명칭 3가지는 확인, 그림 순서는 미확정”으로 표시하는 것이 안전합니다.
↑ 위로원도면이 없으므로 그림 Ⓐ·Ⓑ·Ⓒ에 대응하는 순서는 확정할 수 없습니다. 블로그에는 “명칭 3가지는 확인, 그림 순서는 미확정”으로 표시하는 것이 안전합니다.
문제 08 [배점 4점]
구경이 다른 축소관의 밀도
원수치 미확정복원 메모상 결과ρ₂ = 2.1 g/cm³
풀이 원리
정상상태 질량유량 보존
ρ₁A₁V₁ = ρ₂A₂V₂
ρ₂ = ρ₁(A₁V₁)/(A₂V₂) = ρ₁(D₁²V₁)/(D₂²V₂)
ρ₁A₁V₁ = ρ₂A₂V₂
ρ₂ = ρ₁(A₁V₁)/(A₂V₂) = ρ₁(D₁²V₁)/(D₂²V₂)
복원 결과에서 (A₁V₁)/(A₂V₂) = 1.5로 추정
ρ₂ = 1.4 × 1.5 = 2.1 g/cm³
ρ₂ = 1.4 × 1.5 = 2.1 g/cm³
조건부 답안
관경과 유속의 원수치가 확보되기 전에는 1.5라는 비율을 독립적으로 검산할 수 없습니다.
관경과 유속의 원수치가 확보되기 전에는 1.5라는 비율을 독립적으로 검산할 수 없습니다.
답안 작성 예시
ρ₂ = ρ₁D₁²V₁/(D₂²V₂) = 2.1 g/cm³
↑ 위로ρ₂ = ρ₁D₁²V₁/(D₂²V₂) = 2.1 g/cm³
문제 09 [배점 6점]
누설틈새면적과 급기풍량
원도면 필요현재 확정 가능한 범위직렬·병렬 유효면적 산정식과 A₆·A₇ 조합까지 복원 가능, 최종 수치답은 원도면 필요
기본식
병렬 연결
Ae = A₁ + A₂ + ···
직렬 연결
1/Ae² = 1/A₁² + 1/A₂² + ···
- A₆와 A₇의 직렬조합
A₆₇ = 1 ÷ √(1/0.02² + 1/0.02²)
= 0.02/√2 = 0.01414 m² - A₅와 A₆₇이 병렬인 경우
A₅∥₆₇ = 0.02 + 0.01414 = 0.03414 m²
- 나머지 출입문
원도면의 연결관계에 따라 같은 방식으로 A₄, A₂·A₃, A₁을 순서대로 합성한다. - 급기풍량
Q = 0.827Ae√ΔP [m³/s]
또는 Q = 827Ae√ΔP [L/s]
미확정 사유
출입문 배치도와 차압이 복원되지 않았습니다. 170 Pa 또는 200 Pa 중 어느 값인지도 확정 전이므로 숫자형 최종답을 제시하면 오답 위험이 큽니다.
출입문 배치도와 차압이 복원되지 않았습니다. 170 Pa 또는 200 Pa 중 어느 값인지도 확정 전이므로 숫자형 최종답을 제시하면 오답 위험이 큽니다.
블로그 표기 권장
“계산방법 복원 완료, 최종 유효틈새면적 및 풍량은 원도면 제보 후 업데이트 예정”으로 표시합니다.
↑ 위로“계산방법 복원 완료, 최종 유효틈새면적 및 풍량은 원도면 제보 후 업데이트 예정”으로 표시합니다.
문제 10 [배점 9점]
스프링클러·옥내소화전 겸용 펌프
채택답채택 정답전양정 85.14 m / 토출량 3,482.77 L/min / 수원 69.66 m³ / 축동력 70.84 kW
- 흡입양정
hs = 320 × 10.332 ÷ 760 = 4.35 m
- 마찰손실수두
hf = (4.35 + 45) × 0.32 = 15.79 m
- 방사압력 환산수두
0.2 MPa = 20 m (시험식 0.1 MPa = 10 m 적용)
- 전양정
H = 4.35 + 45 + 15.79 + 20 = 85.14 m
- 헤드 1개당 방사량
q = 0.6597 × 0.99 × 11² × √(10×0.2)
= 111.76 L/min - 펌프 최소 토출량
Q = 30×111.76 + 1×130 = 3,482.77 L/min
= 0.058046 m³/s - 최소 수원량
V = 3,482.77 × 20 = 69,655.4 L = 69.66 m³
- 전체효율과 축동력
η = 0.95×0.90×0.80 = 0.684
P = 1000×0.058046×85.14 ÷ (102×0.684)
= 70.84 kW
답안 작성 예시
① 85.14 m ② 3,482.77 L/min ③ 69.66 m³ ④ 70.84 kW
① 85.14 m ② 3,482.77 L/min ③ 69.66 m³ ④ 70.84 kW
반올림 주의
중간단계에서 0.058 m³/s로 먼저 반올림하면 축동력이 약간 달라질 수 있습니다. 계산기에는 가능한 한 원값을 유지합니다.
↑ 위로중간단계에서 0.058 m³/s로 먼저 반올림하면 축동력이 약간 달라질 수 있습니다. 계산기에는 가능한 한 원값을 유지합니다.
문제 11 [배점 7점]
병렬 루프배관의 유량분배
등가길이 미확정복원 메모 채택답Q₁ = 227.82 L/min / Q₂ = 272.18 L/min
- 병렬 경로 손실평형
동일 관경이고 ΔP ∝ LQ²이므로
L₁Q₁² = L₂Q₂²
Q₁/Q₂ = √(L₂/L₁) - 복원된 등가길이비 적용
Q₁/Q₂ = 0.8370
Q₁ = 0.8370Q₂ - 연속방정식
Q₁ + Q₂ = 500
0.8370Q₂ + Q₂ = 500
Q₂ = 272.18 L/min
Q₁ = 500 − 272.18 = 227.82 L/min
유사기출 비교
2021년 유사도면의 등가길이를 그대로 적용하면 Q₁ = 228.26, Q₂ = 271.74 L/min입니다. 이번 복원값과의 차이는 엘보 수 또는 직관길이의 작은 차이로 판단됩니다.
2021년 유사도면의 등가길이를 그대로 적용하면 Q₁ = 228.26, Q₂ = 271.74 L/min입니다. 이번 복원값과의 차이는 엘보 수 또는 직관길이의 작은 차이로 판단됩니다.
조건부 답안
실제 도면의 각 경로 길이와 엘보 수가 확보되면 등가길이비를 다시 계산해야 합니다.
↑ 위로실제 도면의 각 경로 길이와 엘보 수가 확보되면 등가길이비를 다시 계산해야 합니다.
문제 12 [배점 5점]
특별피난계단 출입문 개방력
채택답채택 정답103.62 N, 110 N 이하이므로 적합
F = Fdc + W(WH)ΔP ÷ {2(W−d)}
F = 60 + {0.9×(0.9×2.1)×40} ÷ {2×(0.9−0.12)}
= 60 + 43.615 = 103.62 N
= 60 + 43.615 = 103.62 N
103.62 N ≤ 110 N → 적합
답안 작성 예시
출입문 개방력은 103.62 N이며 기준 110 N 이하이므로 적합하다.
↑ 위로출입문 개방력은 103.62 N이며 기준 110 N 이하이므로 적합하다.
문제 13 [배점 6점]
난류의 관마찰계수와 상당길이
원수치 필요현재 확정 가능한 답Lₑ₁ = 6D/f, Lₑ₂ = 1.5D/f — 평균유속·Re·f의 숫자값은 관경·밀도·점성계수 또는 조도 필요
- 유량 환산
Q = 60 L/min = 0.001 m³/s
- 평균유속
V = Q/A = 4Q/(πD²) = 0.004/(πD²)
- 레이놀즈수
Re = ρVD/μ
Re > 4,000이면 일반적으로 난류로 판정 - 관마찰계수
매끈한 관의 적용조건이면 Blasius식: f = 0.3164/Re0.25
상대조도 ε/D가 주어지면 Colebrook식 또는 Moody선도 사용 - 상당길이
K·V²/(2g) = f(Lₑ/D)·V²/(2g)
Lₑ = KD/f
Lₑ₁ = 6D/f, Lₑ₂ = 1.5D/f
미확정 사유
관경 D, 유체 밀도 ρ, 점성계수 μ 또는 상대조도 ε/D 중 필요한 조건이 복원되지 않았습니다.
↑ 위로관경 D, 유체 밀도 ρ, 점성계수 μ 또는 상대조도 ε/D 중 필요한 조건이 복원되지 않았습니다.
문제 14 [배점 10점]
옥내·옥외소화전설비 겸용 펌프
법 개정 반영수정 정답옥내 260 L/min / 옥외 700 L/min / 저수조 40 m³ / 토출압력 0.94 MPa
풀이
- 옥내소화전 최소 토출량
가장 많이 설치된 층의 소화전은 10개이나, 법 개정에 따른 기준개수는 최대 2개 적용
Qi = 2×130 = 260 L/min - 옥외소화전 최소 토출량
옥외소화전은 최대 2개를 적용
Qo = 2×350 = 700 L/min - 저수조 수원량
35층 고층건축물의 옥내소화전 수원 = 5×5.2 = 26 m³
옥외소화전 수원 = 2×7 = 14 m³
V = 26 + 14 = 40 m³ - 옥내소화전 요구압력
Pi = 0.10 + 0.05 + 0.40 + 0.17 = 0.72 MPa
- 옥외소화전 요구압력
Po = 0.15 + 0.04 + 0.50 + 0.25 = 0.94 MPa
- 겸용펌프 최소 토출압력
두 설비의 요구압력 중 큰 값을 적용 → 0.94 MPa
답안 작성 예시
① 260 L/min ② 700 L/min ③ 40 m³ ④ 0.94 MPa
① 260 L/min ② 700 L/min ③ 40 m³ ④ 0.94 MPa
문제 15 [배점 4점]
스모렌스키 체크밸브
채택답채택 정답명칭: 스모렌스키 체크밸브
기능: 역류 방지, 바이패스에 의한 완폐로 수격작용 완화
기능: 역류 방지, 바이패스에 의한 완폐로 수격작용 완화
기능 ①
유체가 반대방향으로 흐르는 것을 방지한다.
유체가 반대방향으로 흐르는 것을 방지한다.
기능 ②
바이패스 통로를 통해 밸브가 서서히 닫히도록 하여 수격작용을 완화한다.
바이패스 통로를 통해 밸브가 서서히 닫히도록 하여 수격작용을 완화한다.
답안 작성 예시
스모렌스키 체크밸브이며, 역류를 방지하고 완폐작용으로 수격을 완화한다.
↑ 위로스모렌스키 체크밸브이며, 역류를 방지하고 완폐작용으로 수격을 완화한다.
문제 16 [배점 5점]
연결송수관설비의 설치높이·토출량·방수압력
채택답채택 정답70 m 이상 / 3,200 L/min / 0.35 MPa 이상
- 가압송수장치 설치높이
지표면에서 최상층 방수구까지 70 m 이상이유: 소방자동차의 송수압력만으로 최상층 노즐선단의 규정 방수압력을 확보하기 어렵기 때문이다.
- 펌프 최소 토출량
기본 3개 방수구 = 2,400 L/min
4번째 방수구 가산 = 800 L/min
Q = 2,400 + (4−3)×800 = 3,200 L/min - 최상층 노즐선단 압력
0.35 MPa 이상
답안 작성 예시
① 70 m 이상이며 최상층의 규정방수압 확보를 위해 설치한다. ② 3,200 L/min ③ 0.35 MPa 이상
↑ 위로① 70 m 이상이며 최상층의 규정방수압 확보를 위해 설치한다. ② 3,200 L/min ③ 0.35 MPa 이상