거주중인 아파트, 혹은 쇼핑중인 상가나 공부하러 온 학교 등 일상에서 중대형 건물에 있다보면 가끔씩 벽이나 천장의 스피커로 방송실에서 내보내는 그때그때의 알림 방송을 들어봤을 것입니다.
이것을 전관방송(PA:Public Address System) 이라 하고 이를 위한 장치는 특정지역 내 사람들에게 선별적으로 메세지를 전달하는데 목적이 있습니다.
우리나라에선 대개 중대형 건물의 관리사무소나 방재실에 이런 전관방송 시스템이 들어가 있는데 건물에 화재가 발생했을 때 싸이렌 및 대피 유도 방송 (이하 화재방송 이라 함) 을 자동으로 해주는 기능을 겸하고 있습니다.
이것은 같이 설치된 소방경보설비 장치로부터 화재신호를 받아 전관방송 시스템에서 자동으로 방송을 해주기 때문인데요 전관방송 시스템의 이 기능에 대해 아래와 같은 항목으로 다뤄볼까 합니다.
- 화재 신호를 받는 기술적 방식과
- 화재 신호 수신 프로토콜 (R형)
- 화재 시 법적으로 화재 방송이 되어야 하는 지역
- 비상방송설비로서 전관방송 시스템 개발 시 화재신호 처리 및 화재방송을 위해 고려할 사항
1. 화재 신호를 받는 방식
전관방송 시스템이 들어가 있지 않은 건물이라도 일정 이상 규모의 건축물이면 준공 시 의무적으로 소방 경보장치를 설치하게끔 소방법으로 규정돼 있는데, 소방경보장치는 각 지역에서 화재를 감지하는 장치(센서) 들과 이것들로부터 온 신호를 취합하는 화재수신반, 벨소리를 내는 경보 장치 및 기타 장치들로 구성돼 있습니다.
아파트나 학교에서 천장에 동그란 화재감지기가 설치돼 있고 각 층 소화전에 램프와 경보벨이 같이 달린것이 그것입니다.
하지만 연면적 3500㎡ 이상, 지하층 제외 층수가 11층 이상, 지하 3층 이상 규모 건축물에는 화재 시 비상유도방송을 위해 비상방송설비를 의무적으로 설치해야 하는데 비상방송설비의 개념이 전관방송(PA) 에 부합하므로 관리자 멘트나 음악방송을 위한 좀더 다기능의 전관방송 시스템이 이 비상방송설비 기능을 겸하여 설치되고 있습니다.
이렇게 전관방송 시스템이 소방 장치(화재 수신반) 로 부터 발생되는 화재 발생 신호(데이터) 를 수신하여 비상방송설비로서 동작하여 자동으로 화재 방송을 하기위해 서로간 연결되는 통신의 결선 방식은 크게 2가지로 업계에선 P형과 R형으로 구분하여 불립니다.
P형 방식: 접지와 같은 공통 단자를 두고 1층, 2층 등 각 지역별 신호를 한 개씩의 전기적 접점 방식으로 신호를 발생시켜 화재수신반의 외부기기(전관방송시스템 등)가 감지할 수 있게 하며 한개의 수신반에서 나오는 신호는 몇개로 한정되므로 경보 방송되는 단위가 한개 빌딩 전체 혹은 많지않은 층 등 예전에 지어진 현장에 많이 쓰이고 있습니다.
수신반에서 오는 지역신호의 결선 개수는 [공통단자 1개 + 지역 개수] 이므로 2개 지역의 신호를 받으려면 3개 회선을 결선해야 합니다.
공통 단자의 전위는 oV 이며 설비간 접지의 목적이 있고, 각 지역 화재신호선의 전위는 평상시 12~24V 이고 화재 시 0V 로 떨어진 후 화재 복구 시 다시 평상시의 12~24V 로 올라갑니다.
전관방송 시스템에서는 화재수신반으로 부터 온 P형 신호를 받기위해 대개 Fire Interface 라고 네이밍 된 부속 장치에 한 장치에 몇십회선까지 연결 가능하게끔 설계돼 있으며 화재 인터페이스 한개 장치의 수신회선수가 초과하는 현장을 고려하여 이를 여러대로 늘려 구성할 수 있게 돼있습니다.
하지만 위에 설명했듯이 요새 건축되는 현장은 R형을 많이 사용하는데다 P형을 쓰는 현장은 대개 회선수가 적어 이렇게 여러대의 Fire Interface 를 사용하는 현장은 보질 못했네요.
R형 방식: RS-485 통신으로 정의된 반이중 프로토콜을 사용하며 우리나라 업계에선 이 패킷길이가 12바이트형과 10 바이트형 두가지가 쓰이고 있습니다.
몇동 몇층 화재발생(혹은 복구) 과 식으로 한번의 패킷 발생 시 그 안에 동과 층번호가 특정된 데이터가 담겨있으므로 건물 혹은 층수가 많은 현장이나 아무래도 디지털 방식이니 요근래 설치되는 소방 장치들에 많습니다.
2. R형 화재 신호 수신 프로토콜
디지털방식의 통신을 위한 연결로써 RS485 통신방식을 사용하며 반이중 통신으로 화재수신반에서 온 그때그때의 화재 및 복구 데이터를 받으면 한개 바이트의 ACK 혹은 NACK 데이터로 응답합니다.
간혹 응답이 필요치 않는 화재수신반도 있으므로 화재 데이터를 받았을 때 버퍼링하여 꼭 수신한 패킷에 대해 처리해서 NACK 로 응답하는 상황을 만들지 말고 ACK 로 응답하게끔 해야 여러 현장에 대응할 수 있을것입니다.
12바이트 패킷의 구조를 살펴보면 동, 층, 계단(라인) 정보와 각 지역에 대해 화재 발생/복구 를 구분하는 코드, 전체복구 명령, 그리고 비상방송설비에 화재방송을 연동/중지 할 것인지에 대한 명령이 전부입니다.
10 바이트 프로토콜에서에서 12바이트 방식과의 큰 차이점은 층, 지하, 주차장 등 지역형태를 구분하는 코드가 들어간다는 것인데, 12바이트 장비가 설치된 현장의 경우 지하층에 대한 구분이 없으므로 그 건물의 최상층 이후의 층 숫자를 지하층들의 층데이터로 정의하여 사용하는 경우가 많습니다.
위 두가지 프로토콜 명세서는 아래 링크에서 다운로드 받으세요.
3. 화재 시 화재 방송이 되어야 하는 지역
우리나라에서 전관방송 시스템은 그 용도 자체를 좇아서 흔히 학교에서 처럼 특정 구역에 음성 메세지나 음향을 들려주기 위해서 쓰이는 것도 있겠지만 , 비상방송설비의 화재안전기준(NFSC202) 에 의해 화재 시의 비상방송시스템 설비로써 설치되는것이 큰 목적입니다.
화재감지장치로 부터 발생한 신호가 화재수신반에서 취합되어 비상방송설비(전관방송) 가 이를 받으면, 위 법령에 따라 화재 시 비상방송(자동 화재 경보) 되는 지역을 규정하고 있는데
4조 7항에 보면
7. 층수가 5층 이상으로서 연면적이 3,000㎡를 초과하는 특정소방대상물은 다음 각 목에 따라 경보를 발할 수 있도록 하여야 한다. ＜개정 2008. 12. 15., 2012. 2. 15.＞
가. 2층 이상의 층에서 발화한 때에는 발화층 및 그 직상층에 경보를 발할 것
나. 1층에서 발화한 때에는 발화층·그 직상층 및 지하층에 경보를 발할 것
다. 지하층에서 발화한 때에는 발화층·그 직상층 및 기타의 지하층에 경보를 발할 것
위를 정리하면, 화재 시 그 층과 바로 위 직상층도 화재 방송을 하되 1층 이하 화재시는 지하층도 화재방송 하라고 정의돼 있습니다.
그리고 30층 이상 혹은 120m 이상의 고층건물의 경우 고층건축물의 화재안전기준(NFSC604) 에 의해 아래 규정이 적용되는데요.
고층이 아닌 위 규정과 비교하면 직상층 부분을 4개층 까지 방송하라는 것이 다르군요.
① 비상방송설비의 음향장치는 다음 각 호의 기준에 따라 경보를 발할 수 있도록 하여야 한다.
1. 2층 이상의 층에서 발화한 때에는 발화층 및 그 직상 4개층에 경보 를 발할 것
2. 1층에서 발화한 때에는 발화층·그 직상 4개층 및 지하층에 경보를 발할 것
3. 지하층에서 발화한 때에는 발화층·그 직상층 및 기타의 지하층에 경보를 발할 것
4. 전관방송 시스템 개발 시 화재신호 처리를 위해 고려해야 할 사항
마지막으로 전관방송 시스템을 각 층별 화재 신호를 받아 화재안전기준에 따른 직상방송등을 고려한 비상방송설비로써의 동작을 위해 설계 및 개발할 때 고려해야 할 사항을 정리해 보았습니다.
① P형 화재신호와 R형 화재신호 두가지 방식의 현장별 선택적 수신을 위해 시스템 구성을 어떻게 할 것인가에 대한 문제
② 각각의 P형 화재신호 혹은 R형 화재데이터 수신 시 비상방송할 방송지역을 프로그램 설정 등으로 정의하고 변경할 수 있는 기능
③ 화재 시 자동 실행된 화재 방송 중 긴급히 관리자에 의한 수동 방송으로 전환하여 방송 할 수 있는지, 이렇게 수동방송 시 기존 비상방송지역에 더해 다른지역을 추가 선택하여 방송할 수 있는지, 수동방송 후 다시 자동 화재 방송으로 복귀할 수 있는지 그리고 이 절차가 수행되는 중에 변경된 화재신호가 적용되어지는지 여부
④ 최초 화재신호 수신 시점에서 기존 방송(일반 방송) 을 중지할지 혹은 취소 처리할지 여부
⑤ 여러개의 방송 입력원을 갖고 지역별로 출력을 다르게 할 수 있는 다원화 방송을 하는 장치라면 이를 고려해 화재복구 시 기존 일반 방송을 하고 있던 상태로 복귀할 수 있는지 여부
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