연소확대방지용 스프링클러 추가 설치 시, 콜드솔더링 우려… 역할 분리 해석 가능할까?

 

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🔥 [성능위주설계 실무 해설]

연소확대방지용 스프링클러 추가 설치 시, 콜드솔더링 우려… 역할 분리 해석 가능할까?

고층 건축물에 설치된 스프링클러 시스템에서, 화재 확산을 막기 위한 연소확대방지용 스프링클러 헤드가 추가로 설치되는 사례가 많아지고 있습니다.
그런데 문제는, 기존 헤드와의 간격이 너무 가까워지면 ‘콜드솔더링(Cold Soldering)’ 현상이 발생해 인접 헤드가 개방되지 않는 문제가 생길 수 있다는 점입니다.

이번 글에서는 실제 성능위주설계 평가단의 시뮬레이션 해석 사례를 기반으로,
“이럴 경우 기존 스프링클러와 연소확대방지용 스프링클러를 기능적으로 분리해서 해석해도 되는가?”에 대한 실무적 해답을 제시합니다.

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🔎 콜드솔더링 현상이란?

스프링클러 시스템에서 가장 주의해야 할 현상 중 하나가 바로 콜드솔더링입니다.

💧 콜드솔더링(Cold Soldering):
하나의 스프링클러가 먼저 개방되어 방출한 물이,
인접 스프링클러의 감열체를 냉각시켜,
정상적인 화재 온도에 도달해도 개방이 지연되거나 되지 않는 현상입니다.

⚠️ 일반적인 발생 조건

조건 설명

헤드 간 거리	1.5m 이하일 때 가장 빈번하게 발생
분사각도	물방사가 인접 감열부에 직접 닿거나 유속으로 냉각 유도
천장 형상	Ceiling Jet 흐름이 왜곡되면 온도 분포에 이상 발생
감열체 위치	RTI가 낮거나 예민한 감열체일 경우 영향↑

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💡 그럼에도 역할 분리 해석은 가능할까?

👉 결론부터 말하면,

역할 분리 해석은 조건부로 가능합니다.
단, ‘콜드솔더링에 의한 개방 간섭이 없음’을 FDS 시뮬레이션 등으로 과학적으로 입증해야 합니다.

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✅ 역할 분리 가능 조건 (성능위주설계 평가 기준)

구분 조건 설명

1. 설치 목적 명확화	✅ 필수	연소확대방지용 헤드는 외벽 인접 연소 확산 차단용 / 일반 헤드는 실내 방호용
2. 감열특성 차별화	✅ 필수	RTI 차등 설정 (예: 33 vs 100), 감열 온도 차별
3. 개방 온도 차이 확보	✅ 필수	연소확대방지용 57℃ / 일반헤드 74℃ 등
4. 분사방향 조정	✅ 권장	인접 감열체에 직접 분사되지 않도록 설계
5. 스키핑 검증	✅ 필수	FDS 등 시뮬레이션으로 개방 순서 및 냉각영향 확인
6. 설계문서 명시	✅ 필수	도면, 성능기술서, 수리계산서 등에서 기능 구분 명확히 기술

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🧪 FDS 시뮬레이션 적용 예시

FDS(Fire Dynamics Simulator) 를 통해 다음 사항들을 분석할 수 있습니다:

분석 항목 목적

DEVC	감열체 주변 온도 추적 (스프링클러 개방 여부 확인)
SPRAY	방사 각도, 패턴이 인접 헤드에 영향을 주는지 확인
SLCF	Ceiling Jet 열기류 흐름 분석
비교 시나리오	연소확대방지 헤드만 있는 경우 / 둘 다 설치된 경우 비교

👉 특히 헤드 간격이 1.5m 이하라면 시뮬레이션을 통해 냉각 유도 영향을 반드시 분석해야 합니다.

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📄 실사례 요약 – 평가단 보고서 발췌

고층 복도 구간에 설치된 연소확대방지용 헤드(빠른 개방형 RTI 33, 57℃)와 기존 헤드(RTI 100, 74℃)의 개방 순서를 FDS로 검토한 결과,

연소확대방지용 헤드가 49초에 먼저 개방되고,
기존 헤드는 65초에 개방되었으며,
콜드솔더링으로 인한 미개방은 발생하지 않음이 확인됨.

따라서 본 사례에서는 기능적 역할 분리가 가능하다고 판단.

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🧾 성능위주설계 평가단 공식 입장 요약

본 건은 헤드 간 거리 축소로 인한 콜드솔더링 우려가 있었으나,
감열특성 차별, 분사방향 조정, FDS 분석 등 과학적 근거에 의해 상호 간섭이 없음을 입증함.

이에 따라 두 스프링클러는 기능적으로 분리하여 해석 가능하며,
전체 시스템이 아닌 역할별로 개별 개방이 허용됨.

단, 실제 시공 시 해당 조건들이 철저히 반영되어야 하며, 감리단 확인이 필수적임.

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✍️ 마무리 정리

항목 해석 방향

스키핑(콜드솔더링) 우려	헤드 간 1.5m 이내시 발생 가능성 ↑
역할 분리 해석 가능 여부	✅ 가능 (FDS 등으로 간섭 없음 입증 시)
실무적 제언	RTI·개방온도 차등 설정, 분사방향 조정, 시뮬레이션 수행
감리·설계 유의사항	설계서, 수리해석서, 성능설계서 등에 역할 분리 명확화

 

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현장에선 하나의 간격이, 하나의 시뮬레이션이 큰 사고를 막는 결정적 열쇠가 되니까요. 🔥

👉 다음 글에서는 “RTI 값과 감열속도 반응 관계”를 좀 더 심층적으로 다뤄보겠습니다.
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