A study on the effects of Friction loss of CPVC pipe according to Roughness coefficient in a sprinkler system

The pipe material is selected according to the physical and chemical properties of the fluid flowing within it. Because the fluid used in fire extinguish systems is water, the various foreign substances dissolved in it cause scale to form on the pipe wall and accelerate the corrosion and aging of the pipe itself. This results in an increase in the friction loss and eventually degrades the efficiency of the pump. The use of CPVC (Chlorinated Poly-Vinyl Chloride) pipes was confirmed to reduce the friction loss compared to conventional steel pipes in the design and construction stages. The friction loss was found to be 76.64MPa with a C-value of 120 for the steel pipe and 50.72 MPa with a C-value of 150 for the CPVC pipe in an actual apartment construction environment. It was confirmed that the friction loss was improved by about 34% when using the CPVC pipe. When the steel and CPVC pipes were employed in the construction, the construction costs were 1,585,158 and 931,842 won, respectively. Therefore, it was shown that the construction cost was reduced by about 41%. We investigated the safety of the fire extinguishing system and the improvement in the economic performance due to the reduction in the total installed capacity by studying practical applications in the field.

스프링클러 시스템에서 조도계수에 따른 CPVC 배관 마찰손실 영향의 연구

배관 내에 유체가 흐를 때 사용되는 유체의 물리 화학적 성질에 따라 배관재질이 선택이 결정된다. 수계소화설비에 사용하는 유체는 대부분 물을 사용하므로 물속에 용해된 각종 이물질들은 관 벽에 스케일을 발생시키고 부식 및 배관 노후화를 촉진하여 마찰손실을 증가시켜 펌프의 효율을 저하시킨다. 이러한 요인을 가져오는 강관의 대체가능한 CPVC 배관은 부식에 강하고, 매끄러운 조도를 가지고 있어서 유체이송능력이 뛰어나고 배관무게가 가볍고 접착제결합 방식의 배관작업으로 시공성이 우수한 점을 들 수 있다. 그래서 설계 및 시공단계에서 마찰손실을 줄이기 위해 Hazen-Williams식을 CPVC(Chlorinated Poly-Vinyl Chloride)배관에 적용하여 조도계수에 따라 마찰손실을 조사하였다. 실제 아파트 현장에서의 적용사례를 통해 조도계수의 차이에 따라 손실수두를 조사한 결과 조도계수의 수치가 120인 강관일 때 마찰손실은 76.64MPa이고 150인 CPVC배관일 때 마찰손실은 50.72 MPa로서 34% 정도의 마찰손실이 개선되었음을 확인하였다. 또한 시공비 절감차원에서는 강관으로 시공할 때 1,585,158원이고 CPVC배관으로 시공 시에는 931,842원으로 41%정도의 시공비가 절감되는 것을 확인하여 전체 설비용량의 감소로 인한 소화시스템의 안정성 향상 및 시공비를 절감할 수 있는 것을 알 수 있었다.