Manual Hydraulic Calculation Method of the Fire Sprinkler System Design Considering Velocity Pressure

기신 정

doi:10.7731/KIFSE.e1dd302f

요 약

동압을 고려한 스프링클러 설비의 수리계산에 대한 이론적인 계산방법들이 제시되고 있지만 실제로 설계에 적용하는 방법을 구체적으로 제시한 경우는 없다. 마찰손실 계산 시 동압을 고려하는 것이 배관에서 발생하는 실제 상황이므로 동압을 고려한 설계를 이해하는 것은 중요하다. 동압을 설계에 적용하는 경우에도 컴퓨터를 이용한 수리계산 프로그램을 활용하기 때문에 동압이 설계에 어떻게 적용되는지를 설계자가 알 수 없다. 따라서 동압을 고려한 설계가 어떠한 절차로 진행되는지를 설계의 처음부터 끝까지 자세히 설명하였다. 간단하게 동압을 고려한 수리계산 절차를 요약하면 다음 2가지가 된다. 1) 가지배관 상의 헤드 방출유량을 결정할 때에는 정압에 의한 방출유량식에 의해 계산한다. 2) 가지관이 연결되는 교차배관 지점에서 두 가지 압력이 존재할 때에는 유량조정을 해준다. 본 논문에서 제시된 속도수두를 고려한 직접수리계산 절차에 따른 계산값은 펌프요구압력에 있어서는 12.9642 bar로 PIPENET 컴퓨터 프로그램에 의해 동일조건으로 산출된 값인 12.96 bar과 일치한다. 펌프의 요구유량은 저자가 직접수리계산한 값이 3137 lpm이며 PIPENET의 결과값이 3143 lpm으로 컴퓨터 프로그램 값에 99.81% 일치하는 것으로 계산절차는 정확하다 할 것이다.

ABSTRACT

Theoretical calculation methods for hydraulic calculation of fire sprinkler systems considering the velocity pressure have been proposed; however, there has been no specific application method to the design. Understanding the design considering the velocity pressure is important because it is the actual situation that occurs in the pipe when calculating the friction loss. Therefore, the procedure for the design considering the velocity pressure is explained in detail from beginning to end of the design. Two simple points can be summarized for the hydraulic calculation procedure considering the velocity pressure. 1) the sprinklers discharge flow rate on the branch is calculated by the discharge flow rate equation due to normal pressure. 2) Flow is adjusted at the intersection point of the pipe where the branch pipe is connected and two different pressures are present. The calculated value according to the manual hydraulic calculation procedure considering the velocity pressure presented in this paper is 12.9642 bar for pump demand pressure, and it is consistent with the value (12.96 bar) calculated under the same condition by the PIPENET computer program. As for the required flow rate of the pump, the value directly calculated in this study is 3137 lpm, which is 99.81% of the value (3143 lpm) calculated by PIPENET computer program, indicating that the calculation procedure is accurate.

KeyWords: Hydraulic calculation, Velocity pressure, Fire sprinkler system design

1. 서 론

본 저자는 스프링클러설비의 수리계산에 관한 논문을 지속하여 발표해왔다. 1999년에 수리계산의 필요성과 우수성을 제시하는 “스프링클러 시스템의 가지 방식과 격자 방식에 관한 비교연구”(1)를 시작으로 2010년에는 설계면적 즉, 헤드 작동면적의 적절한 선택을 위한 “스프링클러설비의 설계면적에 대한 연구”(2) 2012년에는 동일한 배관부속에 대한 등가길이가 적용하는 표에 따라 2.5배까지 차이가 나는 것을 해결하기 이한 “등가길이에 대한 비교 연구”(3) 2013년에 배관스케줄방식에 따라 설계를 하는 경우의 문제점을 제시하는 “사양위주 스프링클러설비 설계의 압력과 유량의 문제점에 대한 고찰”(4) 2013년에 화재안전기준의 문제점을 제시한 “스프링클러설비 화재안전기준 개정에 대한 고찰”(5) 2014년에는 2013년에 제시한 배관스케줄방식의 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시한 “NFSC 103 스프링클러설비의 배관스케줄방식에 대한 제안”(6) 2015년에는 컴퓨터 프로그램을 이용하여 수리계산할 수밖에 없는 루프형 설비를 엔지니어가 직접 설계하는 방안을 제시한 “loop형 스프링클러 설비의 수리계산 방법에 대한 제시”(7) 그리고 2018년에는 수리계산을 하는데 필요한 요소들을 제시한 “스프링클러설비 설계의 수리계산 절차에 대한 연구”(8)을 발표하였다. 이번 논문은 수리계산에 있어 가장 어려운 문제 중의 하나인 속도수두를 고려한 수리계산방법을 컴퓨터 프로그램이 아닌 직접 엔지니어가 설계할 수 있도록 계산절차를 제시하였다.

스프링클러를 설계 시 가장 많이 사용하는 컴퓨터 설계프로그램인 PIPENET(9)과 같은 프로그램을 이용하여 설계를 하기 때문에 정확하게 어떠한 과정을 통하여 계산되어 가는지 알지 못하고 결과값 만을 알게 된다. 수리계산에 있어 공학적으로 가장 정확한 방법은 속도수두를 고려하는 방법이다. 가지배관 내를 수평으로 달리는 소화수가 헤드가 연결된 배관부속인 티를 통해 수직으로 방출되는 경우 총압에서 동압을 제외한 정압에 의해서만 방출된다. 따라서 속도수두를 고려하라는 말은 소화수방출에 영향을 주지 못하는 속도수두인 동압을 빼고 정압만으로 수리계산을 하라는 것이다. 누구나 이론적으로는 알고 있지만 실제로 설계가 어떠한 식들을 사용하여 설계되는지 확인해본적이 없어 이를 알아보고자 하였다. 어떠한 방식으로 설계가 되는지 알게 되면 엔지니어가 설계에 있어 다양한 상황이 발생할 때 쉽게 적응할 수 있을 것이다.

속도수두를 고려한 수리계산 방식을 적용 시 Figure 1과 같이 이웃한 2개의 헤드를 계산하는 방법은 제시되었으나 최말단헤드로부터 펌프까지 속도수두를 고려하여 마찰손실을 계산하는 수리계산방법은 제시된 적이 없기 때문에 본 논문에서는 이 절차를 제시하였다. 또한 이를 PIPENET을 이용하여 계산한 것과 비교하여 직접 계산한 수리계산의 정확도를 확인하였다.

Figure 1

Terminal sprinkler heads for discharge flow rate equation by normal pressure.

2. 본 론

2.1 사용한 자료

계산에 사용한 배관부속 및 밸브류의 등가길이는 Table 1을 사용하였다. 이표는 NFPA13에서 제시한 표를 실내경에 따라 변경한 것이다.

Table 1

Equivalent Steel Pipe Length Chart According to KSD3507

Fittings & Valves Nominal Dia. Inside Dia.	Equivalent Steel Pipe Length Chart according to KSD3507 Diameter [mm] Length [m]
	25	32	40	50	65	80	90	100	125	150	200
	27.5	36.2	42.1	53.2	69	81		105.3	130.1	155.5	204.6
45 Elbow	0.3558	0.3552	0.6985	0.6514	1.4599	1.1044		1.4062	1.6372	2.2311	2.7159
90 Standard Elbow	0.7116	1.0656	1.3969	1.6286	2.9197	2.5769		3.5154	3.9293	4.4622	5.4319
90 long-turn Elbow	0.7116	0.7104	0.6985	0.9771	1.9465	1.8407		2.1092	2.6195	2.8685	3.923
Tee, Cross (flow turned 90)	1.779	2.1313	2.7938	3.2571	5.8395	5.522		7.0308	8.186	9.5618	10.562
Butterfly Valve	0	0	0	1.9543	3.4064	3.6813		4.2185	2.947	3.1873	3.6213
Gate Valve	0	0	0	0.3257	0.4866	0.3681		0.7031	0.6549	0.9562	1.2071
Swing Check Valve	1.779	2.4865	3.1431	3.5828	6.8127	5.8902		7.7339	8.8409	10.199	13.58

정압에 의해 스프링클러 헤드에서 방출되는 유량 산출식은 아래의 식(1)에서 식(10)에 이르는 과정을 통해 유도된 식을 사용하였다.

(1)

Pt=Pn+Pv

(2)

Pv=2.3q32×d−4

(3)

Pn=Pt−2.3q32×d−4

(4)

q2=kPn

(5)

q3=q1+q2

(6)

q3−q1=kPn

(7)

q32−2q3q1+q12=k2Pn

(8)

q32−2q3q1+q12=k2(Pt−2·3q32d−4)

(9)

(1+2.3k2d−4)q32−2q1q3+q12−k2Pt=0

(10)

q3=q1+kPt+2.3d−4(k2Pt−q12)1+2.3k2d−4

where,

P_t total pressure, P_n normal pressure, P_v velocity pressure,

k: discharge coefficient of sprinkler head

2.2 도 면

계산을 실시한 도면은 Figure 2와 같다. 설계면적은 가지관 5개로 가지관당 6개의 헤드가 설치된 점선의 면적으로 하였다. 배관의 관경은 설계면적내는 배관스케줄방식에 의해 배관경을 결정하였고 가지관상의 티와 엘보를 계산에 포함하였으며 기타 수리계산에 포함된 관부속품과 밸브류는 도면에 표기를 하였다.

Figure 2

Design drawing.

2.3 계산절차

배관은 KSD3507을 사용하였으며 배관의 C값은 120을 사용하였다. 유량과 양정을 계산하는데 소수점 네자리까지 기록을 하였고 excel 프로그램을 사용하여 해당 값을 지정하여 계산한 관계로 소수점 이하의 끝자리들이 개별적으로 계산한 값과 차이가 있을 수 있으나 결과에 영향을 미치지 못할 정도이다. 배관의 관부속품과 밸브류의 등가길이는 Table 1을 사용하였고 펌프 상단에 설치된 플렉서블 조인트의 등가길이를 PIPENET에서 제시하는 20 m로 하였다. Table 2의 계산과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

Table 2

Manual Hydraulic Calculation Sheet

Section	Norminal Diameter	Inside Diameter	Pipe Length	Fittings &Valves	Total Length	Friction Loss	Pressure	Vertical LengthPre.	Passing FlowRate	Discharge FlowRate
A	25						1			80	Q = K(P)^0.5
A~B	25	27.5	3	L1	3.712	0.1038			80
B	25						1.1038			80.0304	Normal Pressure
B~C	25	27.5	3	T1	4.779	0.4818			160.0304		Normal Pressure
C	32						1.5855			97.8631	Normal Pressure
C~D	32	36.2	3	T1	5.131	0.3279			257.8935		Normal Pressure
D	40						1.9134			107.7928	Normal Pressure
D~E	40	42.1	3	T1	5.794	0.3386			365.6863		Normal Pressure
E	40						2.2521			115.4492	Normal Pressure
E~F	40	42.1	3	T1	5.794	0.5626			481.1355		Normal Pressure
F	50						2.8147			131.6199	Normal Pressure
F~G	50	53.2	1.5	T2	8.014	0.3894			612.7554		Normal Pressure
G~H	65	69	0.3	T1	6.14	0.1141		0.0294	612.7554		Normal Pressure
H							3.3476		612.7554	334.9063	Branch k Value
H~I	80	81	3		3	0.0188			612.7554
I							3.3664			614.4778	*Q = K(P)^0.5
I~J	80	81	3		3	0.0680			1227.2332
J							3.4344			620.6529	Q = K(P)^0.5
J~K	80	81	3		3	0.1450			1847.8861
K							3.5794			633.6194	Q = K(P)^0.5
K~L	80	81	3		3	0.2502			2481.5055
L							3.8296			655.3903	Q = K(P)^0.5
L~M	100	105.3	17.5	L4, T1, GV2, AV1	44	1.5778			3137
M							5.4074
M~N	150	155.5	40	L1	44.46	0.2388		3.9200	3137
N~O	150	155.5	170	L2, T1	188.5	1.0125	10.5787	1.9600	3137
O~P	150	155.5	2	T1, GV1, SCV1, FJ1	42.72	0.2295	12.7682	0.1960	3137
							12.9642

^* The flow rate is adjusted by the pressure difference in the overlapping part between the pressure calculated from the end of the first branch and the pressure calculated from the end of the second branch.

• A 헤드: 최말단으로 압력과 유량은 최소값 1 bar, 80 lpm

• 구간 A~B: 통과유량 80 lpm, 지름 25 mm 직관3 m와 엘보1로 총등가길이가 3.7116 m이고 Hazen-Williams식을 적용하면 다음과 같다.

마찰손실 ΔPA~B=6.05×105×801.85×3.71161201.85×27.54.87=0.1038 bar

• B 헤드: 압력 1.1038 bar B 헤드에서의 방출유량q₂는 식(10)에 의해q₃를 산출한 후 여기서q₁을 제하여 산출한다.

• 구간 B~C의 유량은

q3=80+801.1038+2.3×27.5−4(802×1.1038−802)1+2.3×802×27.5−4=160.0304 lpm

• B 헤드에서의 정압에 의한 방출유량q₂는 160.0304 ‒ 80 = 80.0304 lpm

• 구간 B~C: 유량 160.0304 lpm, 지름 25 mm 티1와 직관 3 m로 총등가길이 4.779 m

마찰손실 ΔPB~ C=6.05×105×160.03041.85×4.7791201.85×27.54.87=0.4818 bar

• C 헤드에서의 압력은 1.1038 + 0.4818 = 1.5855 bar

• 동일한 방법으로 C 헤드에서의 유량은 먼저 구간C~D의 유량을 식(10)에 의해 구하고 구한 유량에서 A헤드와 B헤드에서의 방출유량을 제하면 C 헤드에서의 정압에 의한 방출유량이 된다.

qC~ D =160.0304+801.5855+2.3×36.2−4(802×1.5855−160.03042)1+2.3×802×36.2−4=257.8935 lpm

• C 헤드의 정압에 의한 방출유량 = 257.8935 ‒ 160.0304 = 97.8631 lpm

• 구간C~D: 유량 257.8935 lpm, 지름 32 mm 직관 3 m와 티1로 총등가길이는 5.1313 m

마찰손실 ΔPC−D=6.05×105×257.89351.85×5.13131201.85×36.24.87=0.3279 bar

• D 헤드에서의 압력 1.5855 + 0.3279 = 1.9134 bar

• 구간 D~E의 유량

qD~ E =257.8935+801.9134+2.3×42.1−4(802×1.9134−257.89352)1+2.3×802×42.1−4=365.6863 lpm

• D 헤드의 정압에 의한 방출유량 365.6863 ‒ 257.8935 = 107.7928 lpm

• 구간 D~E: 유량 365.6863 lpm, 지름 40 mm 직관 3 m와 티1로 총등가길이는 5.794 m

마찰손실∣ΔPD~ E=6.05×105×365.68631.85×5.7941201.85×42.14.87=0.3386 lpm

• E 헤드에서의 압력 1.9134 + 0.3386 = 2.2521 bar

• 구간 E~F의 유량

qE~ F =365.6863+802.2521+2.3×42.1−4(802×2.2521−365.68632)1+2.3×802×42.1−4=481.1355 lpm

• E헤드의 정압에 의한 방출유량 481.1355 ‒ 365.6863 = 115.4492 lpm

• 구간 E~F: 유량 481.1355 lpm, 지름 40 mm 직관 3 m와 티1로 총등가길이는 5.794 m

마찰손실 ΔPE~ F =6.05×105×481.13551.85×5.7941201.85×42.14.87=0.5626 bar

• F 헤드에서의 압력 2.2521 + 0.5626 = 2.8147 bar

• 구간 F~G의 유량

qF~ G=481.1355+802.8147+2.3×53.2−4(802×2.8147−481.13552)1+2.3×802×53.2−4=612.7554 lpm

• 구간 F~G: 유량 612.7554 lpm, 지름 50 mm 직관1.5 m와 티2로 총등가길이는 8.0142 m

마찰손실 ΔPE~ F =6.05×105×612.75541.85×8.01421201.85×45.24.87=0.3894 bar

• 구간 G~H: 유량 612.7554 lpm, 지름 65 mm 직관0.3 m와 티1로 총등가길이는 6.1395 m

마찰손실 ΔPG~ H =6.05×105×612.75541.85×6.13951201.85×694.87=0.1141bar

0.3 m 자연낙차 환산압 0.03×0.98=0.0294 bar

• H점에서의 압력 2.8147 + 0.3894 + 0.1141 + 0.0294 = 3.3476 bar

• 본 논문에서 제시한 설계면적은 각 6개의 헤드로 구성된 5개의 가지관의 방출유량을 계산하기 때문에 모든 가지관의 형태가 동일하다. 이러한 경우에는 가지관을 하나의 큰 헤드로 보고 가지관의 k값을 산출하여 5개의 큰 헤드가 소화수를 방출하는 것으로 계산한다.

만일 가지관의 형태가 다를 경우에는 첫 번째 가지관 말단으로부터 계산해온 압력과 두 번째 가지관 말단으로부터 계산해온 압력이 중복되는 곳에서 식(11)에 의해 두 번째 가지관의 유량을 조정해야 한다.

(11)

유량조정값 lpm=두번째가지관 유량×첫번째가지관에서계산해온압력 bar두번째가지관에서계산해온압력 bar

실제 현장의 경우 대부분 가지관의 형태가 다르기 때문에 후자를 사용하게 된다.

• H점에서 가지관의 k값

k=Q/P=612.7554/3.3476=334.9063

• 구간 H~I: 유량 612.7554 lpm, 지름 80 mm 직관3 m로 총등가길이 3 m

• 마찰손실 ΔPH~ I=6.05×105×612.75541.85×31201.85×814.87=0.0188 bar

• I점에서의 압력 3.3476 + 0.0188 = 3.3664 bar

• I점에서의 방출유량 즉, 두 번째 가지관 전체의 방출유량은

Q=kP=334.9063×3.3664=614.4778 lpm

• 구간 I~J: 유량 612.7554 + 614.4778 = 1227.2332 lpm, 지름 80 mm 직관 3 m로

• 마찰손실 ΔPI~ J=6.05×105×1227.23321.85×31201.85×814.87=0.0680 bar

• J 점에서의 압력 3.3664 + 0.0680 = 3.4344 bar

• J 점에서의 방출유량, 세 번째 가지관의 전체 방출유량

334.9063×3.4344=620.6529 lpm

• 구간 J~K: 유량 1227.2332 + 620.6529 = 1847.8861 lpm, 지름 80 mm 직관 3 m로

• 마찰손실 ΔPJ~ K=6.05×105×1847.88611.85×31201.85×814.87=0.1450 bar

• K 점에서의 압력 3.4344 + 0.1450 = 3.5794 bar

• K 점에서의 방출유량, 네 번째 가지관 전체 방출유량

334.9063×3.5794=633.6194 lpm

• 구간 K~L: 유량 1847.8861 + 633.6194 = 2481.5055 lpm, 지름 80 mm 직관 3 m로

• 마찰손실 ΔPK~ L=6.05×105×2481.50551.85×31201.85×814.87=0.2502 bar

• L 점에서의 압력 3.5794 + 0.2502 = 3.8296 bar

• L 점에서의 방출유량, 다섯 번째 가지관 전체방출유량

334.9063×3.8296=655.3903 lpm

• 구간 L~M: 유량 2481.5055 + 655.3903 = 3137 lpm, 지름 100 mm 직관 17.5 m와 엘보4, 티1, 게이트밸브2, 알람밸브1로 총 등가길이는 44 m

• 마찰손실 ΔPL~ M=6.05×105×31371.85×441201.85×105.34.87=1.5778 bar

• M 점에서의 압력 3.8296 + 1.5778 = 5.4074 bar

• 구간 M~N: 유량 3137 lpm, 지름 150 mm 직관 40 m와 엘보1로 총등가길이 44.462 m

• 마찰손실 ΔPM~ N =6.05×105×31371.85×44.4621201.85×155.54.87=0.2388 bar

• 40 m 자연낙차 환산압 4 × 0.98 = 3.92 bar

• 구간 N~O: 유량 3137 lpm, 지름 150 mm 직관 170 m와 엘보2, 티1로 총등가길이는 188.49 m

• 마찰손실 ΔPN~O=6.05×105×31371.85×188.491201.85×155.54.8=1.0125 bar

• 20 m 자연낙차 환산압 2 × 0.98 = 1.96 bar

• 구간 O~P: 유량 3137 lpm, 지름 150 mm 직관 2 m와 티1, 게이트밸브1, 체크밸브1, 플렉서블조인트1로 총등가길이는 42.72 m

• 마찰손실 ΔPO~ P =6.05×105×31371.85×42.721201.85×155.54.87=0.2295 bar

• 2 m 자연낙차 환산압 0.2 × 0.98 = 0.196 bar

• O 점 펌프에서의 압력 5.4074 + 0.2388 + 3.92 + 1.0125 + 1.96 + 0.2295 + 0.196 = 12.9642 bar

• 펌프의 요구압력과 유량: 12.9642 bar, 3137 lpm

2.4 동압을 고려한 수리계산 절차

1) 말단 가지관의 말단 헤드의 유량과 압력을 결정한다.
2) 첫 번째 헤드와 두 번째 헤드 사이의 마찰손실을 결정한다.
3) 두 번째 헤드에서의 압력을 결정한다.
4) 두 번째 헤드에서의 압력과 첫 번째 헤드에서의 소화수 방출량, 배관의 실내경으로 두 번째 헤드와 세 번째 헤드 사이의 배관을 흐르는 유량을 결정한다.
5) 두 번째 헤드에서의 유량을 결정한다.
6) 두 번째 헤드와 세 번째 헤드 사이의 마찰손실을 계산한다.
7) 세 번째 헤드에서의 압력을 결정한다.
8) 세 번째 헤드에서의 압력, 두 번째 헤드와 세 번째 헤드 사이를 흐르는 유량과 관경으로 세 번째와 네 번째 헤드 사이를 흐르는 유량을 결정한다.
9) 세 번째 헤드에서의 유량을 결정한다.
10) 이러한 계산을 설계면적 내에 있는 말단 가지관에 포함된 모든 헤드에 대하여 계산한다.
11) 두 번째 가지관이 연결되는 교차배관까지 유량과 압력을 계산해 온다.
12) 두 번째 가지관의 헤드에 대하여 동일한 방법으로 유량과 압력을 계산해 온다.
13) 최 말단 가지관의 말단 헤드로부터 계산해온 압력과 두 번째 가지관의 말단 헤드로부터 계산해온 압력이 두 번째 가지관이 연결되는 교차배관에서 만나게 된다.
14) 두 번째 가지관의 유량을 한 점에서 존재하는 큰 압력과 작은 압력을 이용해 조정한다.
15) 이러한 방법을 모든 가지관에 대하여 반복한다.

2.5 PIPENET 프로그램 결과와의 비교

동일한 조건으로 PIPENET 프로그램에 의한 계산값은 아래 Figure 3에서 보이듯 12.96 bar, 3143 lpm이 도출되었다. 요구압력은 일치하지만 요구유량은 PIPENET의 99.81%에 이른다. 본 논문의 계산방법은 Excel 프로그램으로 cell값을 지정하여 연속적으로 계산하게 하여 제시한 수치가 소수이하는 정확하게 맞지 않는 경우도 있지만 이러한 것이 1 lpm 이하의 오차를 가져옴을 확인할 수 있어 계산절차상의 오류는 없다 할 것이다. 정압에 의한 직접계산과정이 PIPENET 프로그램보다 1~2 lpm씩 적게 계산되었다. 왜 그런지 알 수는 없었다. 하지만 이렇게 산출된 값을 펌프용량으로 직접 사용하는 것이 아니라 어느정도의 여유율을 두기 때문에 이정도의 오차는 큰 문제없이 수용할 수 있을 것이다.

Figure 3

Result of the PIPENET program.

3. 결 론

저자는 2015년에 컴퓨터 프로그램을 이용하여 수리계산할 수밖에 없는 루프형 설비를 엔지니어가 직접 설계하는 방안을 제시한 “loop형 스프링클러 설비의 수리계산 방법에 대한 제시” 그리고 2018년에는 수리계산을 하는데 필요한 요소들을 제시한 “스프링클러설비 설계의 수리계산 절차에 대한 연구” 등 20여 년 동안 수리계산에 필요한 논문들을 발표하였다. 이번 논문은 수리계산에 있어 가장 어려운 문제 중의 하나인 속도수두를 고려한 수리계산방법을 컴퓨터 프로그램이 아닌 직접 엔지니어가 설계할 수 있도록 계산절차를 제시하였다. 수리계산에 있어 공학적으로 가장 정확한 방법은 속도수두를 고려하는 방법이다. 가지배관 내를 수평으로 달리는 소화수가 배관부속인 티를 통해 수직으로 방출되는 경우 총압에서 동압을 제외한 정압에 의해서만 방출된다. 따라서 속도수두를 고려하라는 말은 소화수방출에 영향을 주지 못하는 속도수두인 동압을 빼고 정압만으로 헤드에서의 소화수방출량을 계산을 하라는 것이다. 누구나 이론적으로는 알고 있지만 실제로 설계가 어떠한 식들을 사용하여 설계되는지 확인해본적이 없어 이를 알아보고자 하였다. 어떠한 방식으로 설계가 되는지 알게 되면 엔지니어가 설계에 있어 다양한 상황이 발생할 때 쉽게 적응할 수 있을 것이다. 좀 더 간단하게 동압을 고려한 수리계산 절차를 요약하면 다음 2가지가 된다.

1) 가지배관 상의 헤드 방출유량을 결정할 때에는 정압에 의한 방출유량식에 의해 계산한다.
2) 가지관이 연결되는 교차배관 지점에서 두 가지 압력이 존재할 때에는 유량조정을 해준다.

본 논문에서 제시된 속도수두를 고려한 직접수리계산 절차에 따른 계산값은 펌프요구압력에 있어서는 12.9642 bar로 PIPENET 컴퓨터 프로그램에 의해 동일조건으로 산출된 값인 12.96 bar과 일치하고 펌프의 요구유량은 저자가 직접수리계산한 값이 3137 lpm이고 PIPENET의 결과값이 3143 lpm으로 컴퓨터 프로그램 값에 99.81% 일치하는 것으로 계산절차는 정확하다 할 것이다.

앞으로는 특별히 예외적인 경우만을 제외하고 거의 모든 설계가 컴퓨터 수리계산 프로그램에 의해 설계요구값들을 산출하여 진행될 것이다. 속도수두를 고려한 설계 시 본 논문을 근거로 설계자가 어떠한 과정을 통하여 설계되는지를 알고 발생되는 문제들에 대응하여야 할 것이다.