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C-PVC 소방용 합성수지란?

C-PVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride)파이프는 폴리염화비닐(Polyvinyl Chloride)의 뛰어난 내약품성, 내식성, 시공성을 그대로 살리고 단점인 내열성을 획기적으로 향상시킨 내열성 경질 염화비닐 파이프입니다.

  • 특성 및 기술
  • 타 배관재와 특성비교
  • 경제성 비교
  • 시공 매뉴얼
C-PVC 일반적 성질
성질 단위 시험방법 C-PVC
물리적성질 비중 g/㎤ ASTM D 792 1.53
경도 D Scale ASTM D 785 1.40
흡수율 mg/㎠ ASTM D 570 0.04 ~ 0.06
기계적 성질 인장강도 kgf/㎠ ASTM D 638 500 ~ 550
굽힘강도 kgf/㎠ ASTM D 790 900
압축강도 kgf/㎠ ASTM D 695 700
전단강도 kgf/㎠ ASTM D 732 420
신장률 % - 40~80
종단계수 kgf/㎠ ASTM D 747 3-104
포아슨비 - - 0.38
충격강도 kgf-cm/㎠ ASTM D 256 8.0
열적성질 선팽장계수 ℃-1 ASTM D 696 6~8-10-5
비열 cal/(g·℃) - 0.2~0.3
열전도율 kcal/(h·m·℃) - 0.095~0.12
비카트연화온도 ℃ JIS K 6742 110 ~ 117
열가공온도 ℃ - 150~160
전기적성질 체적고유저향 Ω·cm ASTM D 257 5.5*1015
내전압 KV/mm ASTM D 149 40이하
유전율 - ASTM D 150 3.2
온도 변화와 기계적 강도

C-PVC 파이프는 일반 PVC에 비하여 고온에서 인장강도 및 탄성계수가 우수하나 온도변화에 따라 기계적 성질이 변화하므로 주의하십시오.

자기소화성

C-PVC가 연소하려면 지구상에 함유된 공기 중의 산소량(21%)보다 훨씬 많은 양의 산소(한계 산소율 : 60%)가 필요하며 자체적으로 타지 않으며, 화염이 확산되는 것을 방지합니다.

[한계 산소율 비교(L.O.I)]

재질 C-PVC 면 PE PP PS PB 자작나무
L.O.I 60 17 18 18 18 18 20

※대기중 산소 함유량(21%)의 3배 이상 필요(불에 타지 않는 성질)

낮은 마찰손실

타 배관재보다 유체흐름에 대한 표면 저항 정도가 낮아 스프링클러용 배관재로 아주 효과적입니다.

[재질별 유체흐름계수]

성질 C-Factor(유체흐름계수)
C-PVC 150
동관, 주철관, 강관(new) 130~140
목재 120
석조 120
유리질 110
주철관(4~12년 사용) 120
주철관(13~20년 사용) 100
벽돌 100
열 전도율

열 전도율이 극히 적어 열 손실 양이 감소되고 항상 일정한 공정 온도의 유지가 가능하여 보온과 보냉을 요구하는 배관 계통에 사용할 수 있으며, 또한 응축을 방지하여 벽이나 구조물에 손상을 방지하는 역할을 합니다.

[재질별 열 전도율 계수]

재료명 열 전도율(kcal/m·h·℃)
탄소강관 51
스테인리스강관 22
동관 333
C-PVC 0.12
전기전열성 및 우수한 시공성

전기 절연이 양호하여 금속 배관과는 달리 전식의 염려가 없으며 파이프를 따라 누전되는 일이 없습니다. 또한 가벼워서 다루기가 쉽고 절관, 접합 등이 간편하며 좁은 공간에서도 배관을 쉽게 할 수 있습니다.

내열성·내약품성

C-PVC 파이프는 일반 PVC파이프의 사용온도 60°C의 벽을 넘어 고온인 95°C에도 훌륭히 사용할 수 있는 내열성 파이프입니다. 목욕탕의 온수와 온천수 배관용 및 내약품성이 뛰어나 고온의 화학약품 배관용으로 사용하는데 매우 적합한 파이프입니다.

관경선정

- 배관의 관경은 모든 헤드가 1kgf/㎠의 방수압력 기준으로 80ℓ/min 이상의 방수량을 충족시킬 수 있도록 수리 계산하여 선정하거나 (가지 배관 유속 6m/sec, 그 밖의 배관 유속 10m/sec 이하로 계산)
- 스프링클러 설비의 화재안전기준에 따라 배관 관경 산출함

가 : 폐쇄형 스프링클러헤드를 설치하는 경우의 헤드 수
나 : 폐쇄형 스프링클러헤드를 설치하고 반자 아래 헤드와 반자 속의 헤드를 병설하는 경우
다 : 무대부, 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소에 설치

구분/관경 25A 32A 40A 50A 65A 80A 90A 100A 125A 150A
가 2 3 5 10 30 60 80 100 160 161이상
나 2 4 7 15 30 60 65 100 160 161이상
다 1 2 5 8 15 27 40 55 90 91이상
결로 성능검토

①공동주택 스프링클러 소화배관의 시공현황
   ㉠ 보온재 시공에 관한 소방법 관련 규정
      - 규정 : 스프링클러 설비의 화재 안전기준 제8조(배관)
      - 내용 : 동결방지 조치를 하거나 동결의 우려가 있는 장소에 설치하여야 한다.
   ㉡ 보온재 시공사례 조사

구분 스프링클러 배관재 보온재 시방 비고
공동주택 B건설 C-PVC + SP Joingt 발포 PE 10t
D건설 C-PVC + SP Joingt 무보온
G건설 C-PVC, 강관 + SP Joingt 발포 PE 10t
H개발 C-PVC + SP Joingt 발포 PE 10t
H건설 C-PVC + SP Joingt 무보온
HR건설 C-PVC + SP Joingt 발포 PE 10t
J건설 C-PVC + SP Joingt 발포 PE 10t
S건설 C-PVC + SP Joingt 무보온
P건설 C-PVC, 강관 + SP Joingt 무보온

② 주요 배관재별 결로여부 검토
   ㉠결로 여부 판정공식

   ㉡주요 배관재별 결로여부 검토
      - 배관재별 제원비교 (관경 Ø25mm 기준)

구분 강관 동관 C-PVC관 비고
λ 열전도율(W/mk) 51 333 0.12
α 표면대류계수(W/㎡k) 8 8 5.7
Di 내경(mm) 27.5 26.04 25
Do 외경(mm) 34.0 28.58 32

      - 배관재별 결로 여부 검토

Ti 실내 온·습도 실내 온·습도 결로여부
건구온도(Ta) 노점온도(T") (상대습도 70%) 강관 동관 C-PVC관
5 0 -4.2 2.7 3.6 0.0
5 10 4.8 7.3 6.4 10.0
5 20 14.4 11.9 9.1 19.9 강관, 동관
10 5 0 7.7 8.6 5.0
10 10 4.8 10.0 10.0 10.0
10 20 14.4 14.6 12.7 19.9 동관
10 30 23.9 19.2 15.4 29.8 강관, 동관
15 10 4.8 12.7 13.6 10.0
15 20 14.4 17.3 16.4 20.0
15 30 23.9 21.9 19.1 29.9 강관, 동관
20 10 4.8 15.4 17.3 10.0
20 20 14.4 20.0 20.0 20.0
20 30 23.9 24.6 22.7 29.9 동관

② 동파 및 결로의 시사점

강관이나 동관은 주위 온도와 관내 유체의 온도 차가 많이 나는 경우 결로가 발생할 수 있으나, C-PVC관의 경우는 어떠한 실내 온ᆞ습도 조건에서도 결로가 발생하지 않을 것으로 판단되었음. 그리고 주택 실내에서는 관내유체가 정지되어 있기 때문에 특수한 경우를 제외하고는 결로가 발생하지 않을 것으로 사료됨. 다만, 발코니 확장구간에 설치되는 스프링클러 소화배관의 경우에는 동파방지용 보온이 필요하다는 의견이 제시되었음.

C-PVC와 백강관의 특성비교
구분 배관용 탄소강관 C-PVC 배관
배관방식 철 소재인 탄소강관을 이용하여 설치하는 배관방식 염소화염화 비닐수지를 이용하여 설치하는 배관방식
성분 Fe가 주성분 Chlorinated Polyvinyl Chloride
위생 배관이 오래되면 산화철이나 전이부식 등이 발생할 수 있으며, 인체에 유해할 수 있으나 흡입의 경우는 없음 위생적
재료 자체적으로 박테리아 생성을 억제해 NSF(국제공중위생재단)에서 식수용 배관승인
시공 용접, 나사이음 등에 숙련공이 필요하며 작업 시간이 길고, 용접기 등 장비 필요 설치가 간편
재료의 경량성 본드 접착식으로 작업 시간이 짧으며 전문 공구 불필요
열전도성 및 소음 열전도율이 높아 결로현상이 생기며 소음 투과(열전도율 51.12 Kcal/m·h·°C → C-PVC 대비 약 426배 高) 열전도율이 낮아 일정한 고정온도를 유지하며, 소음방지 탁월(열전도율 0.095~0.12Kcal/m·h·°C)
자기소화성 유(有) 유(有) : 기존 PVC에 비해 탁월
내구성 부식 유(有) 무(無)
녹 유(有) : 파이프 내외면 및 용접부위서에 발생 무(無)
스케일 유(有) : 산화철에 의해 내부 구경 좁아집 무(無)
수명 단(短) : 부식 속도가 빱ㄹ라 배관 수명 짧음 장(長) : 배관의 교체가 불필요
경제성 설치비용의 상대적인 부담이 크고, 배관의 부식으로 인해 배관의 내구성 저하 및 리모델링 시 교체 불가피함 간편한 설치로 설치비가 저렴하고 배관의 영구성으로 추가 교체 비용이 발생하지 않음
C Factor(유체흐름계수) : 150
유체흐름 C Factor 강관, 주철관, 동관(New) : 130~140
주철관(4~12년) : 120
주철관(13~20년) : 100		 내식성, 내마모성이 우수하여 스케일이나 부식이 형성되지 않아 수십년 이상 사용해도 타 배관재보다 유속의 변화가 거의 없음
스프링클러(습식)용 소화배관재별 특성비교
구분 특성 강관(KS D3507) 동관 L형(KS D5301) C-PVC관(ASTM F442) 비고
내압성 사용압력 12.3Kgf/㎠ 12.3Kgf/㎠ 12.3Kgf/㎠ 시험압력 : 1.5배
내열성 용융점 1,427~1,538℃ 1,082℃ 0.3℃ 한계산소율 60
열전도율 51(kcal/m·h·℃) 333(kcal/m·h·℃) 0.12(kcal/m·h·℃) 보온 및 결로 영향없음
적용범위 제한 없음 습식 매설, 내화구조, 준불열재
내식성 부식도 높음 약간높음 없음 산화, 전이 외
잔류염소 약함 보통 강함 소화용수(상수도)
유량계수(C)값 120(사용년수에 따라 감소) 120(사용년수에 따라 감소) 150(변화없음) 조도(부식 및 스케일)
시공성 중량(Kg/m) 2.46 0.97 0.49 D25mm기준
접합방법 나사, 용접, 그루브, 플랜지 용접(연납, 경납) 접착제, 나사, 플랜지 접착
작업안정성 위험(화기, 기계작업) 위험(화기작업) 우수 접착제 화기필요
외부충격 강함 보통 보통 자외선에 유의
공구/장비 필요(파이프머싱, 용접기) 필요(용접기, 산소용기 외) 불필요 절단 및 체결
경제성 초기투자비 100% 215% 89.5% 자재비, 인건비, 경비
내구성 수명 10년 ~ 20년 40년 ~ 60년 반영구적 염산 및 약산에 강함
단위세대당(2세대+공동) - 33평형기준(109㎡)
품명 자재비 인건비 금액 비율(%) 비고
동관 3,362,700 1,368,400 4,731,100 215% 강관대비
백강관 1,013,100 1,186,900 2,200,000 100%
C-PVC 1,328,800 639,100 1,967,900 89.5% 강관대비
차감금액 315,700 -547,800 -232,100 -10.6% 강관 vs C-PVC

※백강관대비 10.6% 절감

솔벤트 시멘트 용접 시공

(표-1) 각 구간별 삽입길이

구경(호칭) 삽입길이 구경(호칭) 삽입길이
25A 각 도면(C)참고 50A 각 도면(C)참고
32A 65A
40A 80A
솔벤트 시멘트 경화시간

파이프 사이즈, 삽입 시 뻑뻑한 정도, 온도와 습도는 작업과 보양시간에 영향을 끼친다. 건조시간은 작은 사이즈, 뻑뻑한 결합, 높은 온도 그리고 건조한 조건에서 더 짧아진다. 건조시간은 반대의 경우 길어진다. 접합 시 파이프의 사이즈와 온 도에 의거하여, 약 1~5분간 접합부 위에 어떠한 충격(스트레스)도 받으면 안된다. 아래의 시작/셋팅/조립 시간은 반드시 아래의 보양시간을 준수해야 한다.

평균 경화 시간(수압테스트 압력 15kg·f/㎠)
호칭 주위 온도별 경화시간(Hr)
15℃ ~ 38℃ 4℃ ~ 15℃ -17℃ ~ 4℃
25 6시간 12시간 48시간
32 6시간 12시간 48시간
40 12시간 24시간 48시간
50 12시간 24시간 96시간
65 72시간 144시간(6일) 336시간(14일)
80 72시간 144시간(6일) 336시간(14일)
주의사항 : 솔벤트 시멘트(본드)

스프링클러 시스템은 영상 4°C 이하일 때와 26°C 이상에서 사용시 주의가 필요하다. 높은 온도에서는 파이프와 피팅이 촉촉한 상태인지 확인하고, 낮은 온도에서는 "젤"상태가 아닌지 확인하여야 한다.

  • PVC전용 접착제를 사용한다.
  • 품은 항상 청결하고 수분을 제거한 상태에서 솔벤트 시멘트를 도포한다.
  • 업하기 전 솔벤트 시멘트(본드)를 흔들어 보고 작업한다. (상태확인 / 침전물 침하방지)
  • 거나 젤리 상태의 솔벤트 시멘트 사용을 금지한다.
  • 발성으로 열 주의에서 사용 및 보관을 금지한다.
  • 적당한 환기가 필요하고 피부와 눈의 접촉을 피한다.
  • 용 후 용기 덮개를 닫아서 보관한다.
  • 합 후 최소 경화시간을 준수 후 수압 테스트를 한다.
접착제 소요량 산출표(1kg/can 기준)
관경 25A 32A 40A 50A 60A 80A 100A 125A 150A 200A
소요량(g) 8 11 14.1 20.3 28.4 35.7 50 62.3 125 249.9
접합개소 125 91 71 50 35 28 20 16 8 4

※상기 data는 참고자료입니다.

파이프의 지지

작업요령 : 관의 지지는 접속 후 바로 시행해도 무방합니다.

스프링클러 재료 규격크기*(mm)
DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80
강관(용접접합)
강관(나사접합)
동관
C-PVC관		 지지간격*(미터)
N/A 3.7 3.7 4.6 4.6 4.6 4.6
N/A 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7
2.4 2.4 3.0 3.0 3.7 3.7 3.7
1.2 1.5 2.0 2.1 2.7 2.7 3.0

※ 상기 지지간격은 최소 지지간격으로 실제 시공시에는 배관 상태에 따라 추가로 행거를 설치하여야 합니다.(특히, 연결부위는 중점보강 필요)

스프링클러헤드 연결방법(SP 플렉시블 조인트 연결시)

  • 1세대 내 SP 플렉시블 조인트 연결시 C-PVC와의 접합은 나사식으로 동일 재질을 연결
  • 2C-PVC PF 밸브소켓(25mm)은 SP 플렉시블 조인트의 닛쁠을 제거 후 C-PVC PF 밸브소켓과 직접 연결
  • 3P 플렉시블 조인트의 나사 방식은 inch 규격으로 시공
    -P 플렉시블 조인트 inch규격 + C-PVC PF 밸브소켓 (25mm) 연결작업
  • 4SP 플렉시블 조인트와 결합 시에는 테프론 테이프 및 화학접착제(ex.록타이틀) 사용금지
    -테프론 테이프 사용시 PF 밸브소켓이 SP조인트의 오링까지 밀착되지 않아 누수발생의 가능성 있음
    - 화학접착제가 SP 플렉시블 조인트의 오링과 반응하여 손상 시 누수발생의 가능성 있음
시공 시 주의사항 및 대책
발생할 수 있는 문제점 원인 대책 비고
접합부 누설 및 탈관 접착제 도포량 부족 - 파이프 외경의 표면에 골고루 접착제를 바른다.
- 파이프 끝 부분은 두껍게 바른다.
- 이음관 내면은 얇게 골고루 바른다.
삽입불량 파이프를 이음관의 스토퍼 부위에 걸릴때 까지 삽입한다.
바리제거 파이프의 바리를 제거한다.
파이프의 흠집 및 이물질 파이프의 접합부에 흠집 및 이물질 등이 없는지 확인한다.
접착제 도포한 제품 재사용 접착제를 이용하여 시공 후 접합부 시공 불량으로 수리한 제품은 재사용이 불가능하며 폐기 처리하여야 한다.
SP 플렉시블 조인트 연결 시 누수발생 밸브소켓(25mm) 연결 PF 밸브소켓 25mm 연결 - inch나사 (평행나사) 나사산에 테프론이나 접착제(ex.록타이틀) 사용을 금지한다.
C-PVC 주의사항
1. 보관 및 운반
  • 1C-PVC 배관재를 옥외에 보관할 경우 직사광선을 피하고 열기를 받지 않도록 천막을 덮는 등의 대책을 마련하여야 한다.
  • 2외부의 충격에 손상이 될 수 있으므로, 충격을 피하고 중량물을 올려 놓지 말아야 한다.
  • 3배관은 반드시 받침대 위에 적재하고 하단부에 고정용 쐐기로 고정한다.
  • 4부속품들은 사용하기 전까지 품목별 포장박스에 보관을 하고 포장박스를 높게 적재하지 않도록 한다.
  • 5높은 온도에 의하여 변형이 될 수 있으므로, 고온의 장소 및 화기 작업이 없는 곳에 보관한다.
  • 6배관을 운반 중에는 떨어뜨리거나 바닥에 끌리지 않게 하고 표면에 흠이 나지 않도록 취급 시 주의한다. (특히, 동절기에는 충격강도가 약해지므로 주의를 하여야 한다. )
  • 7C-PVC 접착제는 직사광선을 피하고 적정한 온도(4°C~38°C)의 장소에 보관한다.
  • 8제조 / 공급자가 제공하는 취급 및 사용설명서를 충분히 숙지한 상태에서 배관 시공한다.
2.일반 시공 사항
  • 1C-PVC 배관재에 대한 열 가공은 물성에 변화를 초래할 수 있으므로 절대 삼가해야 한다.
  • 2각종 화학물(아세톤, 신나, 크레오소트, 살충제, 유성페인트 등)은 C-PVC 배관재의 물성에 변화가 발생할 수 있으므로, 접촉 및 사용을 금한다.
  • 3C-PVC 배관에 나사 및 홈 가공을 금한다
  • 4C-PVC 배관에 대한 절단은 강관 및 동관의 절단공구를 사용하되 무디거나 손상된 날의 사용은 금한다.
  • 5C-PVC 파이프 절단 시 절단면의 바리(Burr)를 제거한다.
  • 6철제 나사부와 체결되는 밸브소켓의 나사 부에는 필히 고순도의 테프론 테이프를 사용하고, 과도한 조임이 발생되지 않도록 주의한다.
  • 7-PVC PF 밸브 소켓(25mm)와 SP조인트 접합 시 나사산에 테프론 테이프 사용이나 접착제(ex.록타이틀) 사용을 금한다.
  • 8나사부 체결은 동일 재질을 사용하여야 한다.
  • 9 금속타입 부속을 연결할 때는 반드시 금속부를 공구로 잡고 나사를 체결하여야 한다.