연소생성물과 특성, 열 · 연기의 유동특성

화재시 발생되는 연소생성물은 연소가스 (fire gas), 연기(smoke), 화염 (flame) 및 열(heat) 등이 있다. 그러나 화재발생하면 연소가스와 연기는 혼합되어 확산되므로 이들은 구분없이 통칭하여 사용하기도 한다.

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1. 화재시 인간행동

  ① 불안감으로 인한 행동

  ② 공포 (panic)로 인한 행동

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2. 연소생성물의 유해성

고분자 물질 등 유기물의 구성원소는 일반적으로 탄소, 수소를 중심으로 산소, 질소를 함유하는 경우가 많고 여기에 황, 인, 할로겐 (염소, 불소, 브로민 등) 등을 포함하는 경우가 있다. 완전연소의 경우 생성물의 수는 적으며 탄소는 탄산가스, 수소는 물, 산소는 탄산가스 및 물 등의 산화물, 질소는 질소가스, 황은 이황산가스, 인은 오산화인으로 또한 할로겐은 염화수소 등의 할로겐화수소로 된다. 그러나 불완전연소의 경우 상기 생성물 외에 다수의 산화물이나 분해생성물이 발생한다. 발생가능성이 있는 화합물에는 다음과 같은 것들이 있다.

   ① 시각적 유해성

   ② 심리적 유해성

   ③ 생리적 유해성

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3. 연소가스 (fire gas)

연소생성물 중 기체로 발생되는 것을 총칭하여 연소가스 또는 화재가스라고 한다. 건축 재료 및 일반 건축물 내에서 사용하고 있는 각종 재료의 연소생성 가스 중에서 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 이외의 유해성분으로서 Cyan계 물질, 염화수소계 물질 및 기타 합성수지류 등에서 발생되는 시안화수소 (HCN), 염화수소 (HCl) 및 포스겐 (COCl2) 등 여러가지 유독가스를 들 수 있으며 이들은 그 독성이 상당히 강하여 미량으로도 인체에 위험한 영향을 끼치는 것으로 밝혀졌다. 연소물질에 따라 다음과 같은 생성가스가 발생한다.

 

특히 일산화탄소, 이산화탄소, 황화수소, 아황산가스, 암모니아, 시안화수소, 염화수소, 이산화질소, 아크릴로레인 및 포스겐 등이 인체에 가장 치명적인 연소가스로 알려진 대표적인 예에 속한다.

 

가. 일산화탄소 (CO : Carbon monoxide)

 

일산화탄소는 가장 유독한 연소가스는 아니지만 양에 있어서는 가장 큰 독성가스 성분이다. 무색, 무취, 무미의 환원성을 가진 가연성 기체이다. 비중은 0.97로 공기보다 가벼우며 (분자량 = 28), 폭발범위는 12.5 ~ 74%이고 물에 녹기 어렵고 공기 속에서 점화하면 청색 불꽃을 내면서 타서 이산화탄소가 된다. 일산화탄소는 혈액 중의 산소운반 물질인 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈을 만듦으로써 산소의 혈중농도를 저하시키고 질식을 일으키게 된다. 헤모그로빈의 산소와의 결합력 보다 일산화탄소와의 결합력이 약 250 ~

300 배 높다.

다음표는 일산화탄소의 고기중 농도에 대한 증상이다.

 

나. 시안화수소 (청산가리, HCN)

목재와 종이류의 연소시에도 발생하지만 주로 양모, 명주, 우레탄, 폴리아미드 및 아크릴 등이 연소할 때 발생한다.

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다. 염화수소가스 (HCl)

염화수소가스의 흡입 만큼 인체에 장애가 심한 것은 없다. 이 가스는 전신을 부식시키고 인간의 기도를 상하게 한다. 잠깐 동안 HCl 50 ppm에 노출되면 피난능력을 상실하게 된다. 또한 이 가스는 사람의 축축한 눈에 닿아 염산이 되며, 이로 인해 눈의 통증과 눈물이 심해져 시야를 가릴 만큼 자욱하지는 않더라도 볼 수가 없게 된다.

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라. 질소화합물 (NO3)

인체에 영향이 문제가 되는 것은 많은 질소화합물 중 NO2와 NO이고 양자를 총칭하여

NOx (녹스)라 부르고 있다. 특히, NO2는 대단히 위험도가 높아서 수분이 있으면 질산을 생성하여 강철도 부식시킬 정도이며 고농도의 경우 눈, 코, 목을 강하게 자극하여 기침, 인후통을 일으키고 현기증, 두통, 악심 등의 증상을 나타내며 흡입량이 많으면 5~10시간 후 입술이 파랗게 되고 지아노제 증상을 일으켜 폐수종을 초래한다. 증상의 경우 의식불명, 사망에 이른다.

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마. 이산화탄소 (CO2 : Carbon dioxide)

화재시 다량으로 발생하고 호흡속도를 매우 빠르게 하여 함께 존재하는 독성가스의 흡입 속도를 증가시킨다. 기체인 것은 탄산가스, 고체인 것은 드라이아이스 (dry ice)라고도 하며 공기중에 약 0.03%가 들어있고 천연가스나 광천가스 등에도 섞여 있는 경우가 많다.

순수한 이산화탄소는 무색, 무취, 불연성, 비조연성 가스이다. 1~2%의 공기 중에서는 수시간, 3~4%에서는 1시간 동안 안전하지만 5~7%에서는 30분 ~1시간이 위험하고

20%에서는 단시간 내에 사망한다.

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바. 암모니아 (NH3)

암모니아는 눈, 코, 인후 및 폐에 매우 자극성이 큰 유독성 가스로서 사람들이 그 장소로 부터 본능적으로 피하고자 할 정도로 역학 냄새가 난다. 대체로 0.25 ~ 0.65 %의 농도를 가진 암모니아의 호나경 속에 30분 정도 노출되면 사망하기 쉬우며, 또한 그렇지 않게 될 경우라도 생체의 내부조직이 심한 손상을 입어 매우 위험하다.

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사. 황화수소 (H2S : Hydrogen sulfide)

고무, 동물의 털과 가죽 및 고기 등과 같은 물질에는 황 성분이 포함되어 있어 화재시에 이들의 불완전연소로 인해 황화수소가 발생한다. 황화수소는 유화수소라고도 하며 달걀 썩는 냄새와 같은 특유한 냄새가 있어 쉽게 감지할 수 있으나 0.02% 이상의 농도에서는 후각이 바로 마비되기 때문에 불과 몇 회만 호흡하면 전혀 냄새를 맡을 수 없게 되며, 환원성이 있는 발화온도는 260 ℃ 로 비교적 낮아 착화되기 쉬운 가연성 가스로서 폭발범위는 4.0 ~ 4.4 % 이다.

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아. 이황산가스 (SO2 : Sulfur dioxide)

공기보다 훨씬 무겁고 무색이며 자극성이 있는 냄새를 가진 기체로서 이산화황이라고도 한다. 이황산가스는 자극성이 있어 눈 및 호흡기 등의 점막을 상하게 하기 때문에 약 0.05% 농도에 단시간 노출되어도 위험하다.

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자. 아크릴로레인 (CH2CHCHO : acrylolein)

자극성 냄새를 가진 무색의 기체 (또는 액체)로서 아크릴알데하이드라고도 하는데 이는 점막을 침해한다. 아크릴로레인은 석유제품 및 유지류 등이 탈 때 생성되는데, 너무도 자극성이 크고 맹독성이어서 1ppm 정도의 농도만 돼도 견딜 수 없을 뿐만 아니라 10 ppm 이상의 농도에서는 거의 즉사한다. 다만, 일상적인 화재에서는 발생되는 경우가 극히 드물기 때문에 그다지 큰 문제가 되지 않는다.

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차. 포스겐 (COCl2)

2차 세계대전 당시 독일군의 유태인의 대량 학살에 이 가스를 사용한 것으로 알려짐으로써 전시에 사용하는 인명살상용 독가스라면 이를 연상할 정도로 알려져 있다.

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【열 및 연기의 유동 특성】

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1. 열 (Heat)

계의 내부에서 온도 구배가 발생하거나 온도가 서로 다른 두 계가 서로 접촉하고 있을 경우 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열이 흐르게 된다. 즉, 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전달된다. 이러한 열이 흐르는 과정을 열전달이라고 한다. 열전달의 형태는 전도 (conduction), 대류 (convection) 및 복사 (radiation)의 3가지 형태로 구별되며,

고체나 정지하고 있는 유체 내에 온도구배가 존재할 경우 그 매질을 통하여 이루어지는 열전달의 형태를 전도라고 한다. 대류는 표면과 이와 다른 온도를 가진 유체 사이에서 발생하는 열전달을 말한다. 또한 복사는 서로 다른 온도의 두 표면 사이에서 전자기파의 방식으로 에너지를 방출하면서 일어난다. 일반적으로 3가지 형태의 열전달이 복합적으로 발생한다.

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2. 전도 (conduction)

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물질의 열전도는 다음과 같은 2가지 경우의 현상으로 인해 일어난다.

  ① 물질의 구성분자들이 온도의 상승에 따라 진동이 심해져서 점차로 인접 분자들과 충돌하여 그 온동에너지 (열에너지

       는 분자들의 운동에너지로 보존된다)의 일부를 인접분자에게 전달함으로써 열의 이동이 일어나는 경우로, 일반적으로

       비결정체와 비금속 고체에서의 열전달이 이에 따른다.

  ② 분자들 사이의 공간에 자유전자가 존재하는 물질에서 분자 상호간의 (진동에 의한) 충돌에 의한 열전달은 물론, 온도의

       상승과 더불어 자유전자의 흐름이 일어나면서 이 흐름이 열이동에 동시에 기여하는 경우인데, 일반적으로 결정체 및

       고체 금속의 열전도는 이 현상에 의한 것이다. 어느 경우에 의한 전도이든 그 물질 내의 분자들은 원위치에서 진동한

        다.

        물질의 어느 구간을 통하여 어느 시간 동안 전도에 의해 전달되는 열에너지의 양, 즉, 전도열은 그 구간의 온도차, 그

        구간에 있어서의 열전달 경로의 단면적 및 경로의 길이, 열전달시간, 그리고 그 경로가 갖는 고유한 열전달 능력, 즉,

        열전도율과 함수관계에 있다.

        열전달 경로를 구성하는 물질이 균질성 (homogeneous)의 것이면서 그 경로를 통해 정상열류(steady - state flow of

         heat)가 일어날 경우, 이 물리적인 양들 간에는 다음과 같은 비교적 간단한 관계식이 성립하는데 이것을 "푸리에

         (Fourier)의 방정식"이라고 한다.​

             여기서, Q : 전도열 [cal]

                           t : 전도시간 [sec]

                           k : 열전도율 [cal/sec · ㎝ · ℃]

                           A : 열전달경로의 단면적 [㎠]

                           T : 경로 양단간의 온도차 [℃]

                           x : 경로의 길이 [㎝]

                           dT/dx : 열전달 경로의 온도 구배 [℃/㎝]

어떤 물질의 특성 가운데에 열전도와 가장 밀접한 관계가 있는 것은 그 물질의 열전도율, 밀도 및 비열이다. 이들을 각각 K, ρ 및 C라고 할 때 ρC는 열전도에서 특히 흥미있는 물리적 양이 된다. ρC는 어떤 물질의 단위체적을 단위온도로 상승시키는데 필요한 열량이 된다. 즉, 단위체적당의 열용량이 된다.

열전도가 교량 역할을 한 화재는 화재발생시까지 상당히 장시간이 경과되는 경우도 흔해서 사전에 발생 위험성을 알아차리지 못하는 경우가 잦다.

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3. 대류 (Convection)

증기를 포함한 기체류, 안개와 같이 공간에 분산되어 농무상태를 형성하고 있는 액체상태의 미세입자들, 그리고 액체류에 있어서 고온의 분자 (또는 응축입자)들이 한 장소에서 다른 장소로 움직임으로써 열을 이동시키는 것을 대류라고 한다.

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가. 자연대류

물질의 밀도 차로 인해 고온의 이동성 분자들 (또는 응축입자들)이 별도의 기계적 도움없이도 중력에 의하여 위치를 변화함으로써 일어나는 경우이다.

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나. 강제대류

송풍기나 펌프를 사용하여 고온의 물질을 강제로 이동시켜 대류가 일어나게 하는 것이다.

대규모 건물의 공조설비들은 대부분 강제대류에 의한 열전달 방식을 활용하고 있다. 반면에 난로에 의하여 방안의 공기가 더워지는 현상은 자연대류의 일례로, 난로에 가까운 공기가 전도에 의하여 더워져서 팽창하여 상승하기 때문에 열을 받는 물질이 이동, 순환하는 이른바 자연대류에 의해 열이 실내의 공간에 전달되는 것이다.

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4. 복사 (radiation)

전도와 대류에 의한 열전달에 있어서는 반드시 물질이 열전달매체로 작용하기 때문에 물질의 존재없이는 전도와 대류는 일어나지 않는다. 다시 말해 절대진공에서는 전도와 대류에 의한 열전달은 이루어지지 않는다. 그럼에도 불구하고 열에너지는 절대 진공상태의 공간을 가로질러 이동할 수 있을 뿐 아니라 때로는 물질을 통하여 전달될 수 있는데 그것은 열에너지가 전자파의 한 형태로 이동되기 때문이다. 이러한 에너지 전달의 유형을 복사라고 부른다. 태양으로 부터 오는 복사열은 진공상태의 공간을 아무런 손실없이 진행한다. 그러므로 지상의 물체에 닿아 흡수된다. 복사열은 분자구조가 대칭인 기체, 예를 들면 수소, 산소, 질소 등의 기체 속을 통과할 때는 손실이 없다. 그러므로 공기중을 통과할 때는 수증기, 탄산가스, 이황산가스, 탄화수소와 같은 비대칭성 구조의 분자들, 그리고 기타 오염물질 (연기 등)에 의한 것 외에는 손실없이 진행한다. 그러나 이들 오염물질들이 공기중에서 차지하는 농도는 매우 낮으므로 이것에 의해 흡수되는 열은 무시할 수 있을 정도이다. 그러나 대기중에서 수증기와 탄산가스의 농도가 매우 커지면 복사열의 흡수량은 무시 못할 정도로 현저히 증가한다. 습도가 높은 날의 삼림화재 (森林火災)나 대형의 액화천연가스(LNG) 화재가 습도가 낮은 날에 비하여 상대적으로 위험성이 보다 덜한 것은 이런 이유 때문이다.

분무상태의 미세한 물방울들은 복사열을 거의 대부분 흡수할 수 있기 때문에 물분무를 사용한 복사열의 차단은 매우 효과적인 방법이 될 수 있다. 대형 화재에서 대량의 복사열이 발산되면 호스를 사용하여 방수함으로써 열을 제거하지 않으면 주위의 가연물로 불이 급속히 확대될 것인데 이 때 분무노즐을 사용하여 방수하면 열복사를 차단하는데 탁월한 효과를 얻을 수 있다. 물분무는 복사열의 차단 및 흡수뿐만 아니라 표면에서 반사하는 효과도 있어 복사열을 주위의 공간으로 분산시켜 열에너지를 희석시켜 주기도 한다.

복사체로 부터 방사되는 복사열은 복사체의 단위표면적당 방사열로 정의하여 정량적으로 파악하게 되는데, 그 양은 복사표면의 절대온도의 4승에 비례한다. 이것을 슈테판-볼츠만 (Stefan-Boltzman)의 법칙이라고 하며, 다음과 같은 식으로 나타낸다.​

          여기서, q : 복사체의 단위표면적으로 부터 단위시간당 방사되는 복사에너지 (Watts/㎠)

                       ε : 보정계수 (적외선 파장범위에서 비금속 물질의 경우에는 거의 1에 가까운 값이므로 무시할 수 있음)

                       σ : 슈테판-볼츠만 상수 (≒ 5.67 × 10-12 Watts/㎠ · K4)

                       T : 절대온도 [K]

                       A : 단면적 [㎠]

                       F : 기하학적 factor

 

5. 화상

1도 화상 (홍반성)	최외각 피부의 손상으로 분홍색이 되어 심한 통증을 느끼는 상태
2도 화상 (수포성)	화상 부위가 분홍색을 띠고 분비액이 많이 분비되는 화상의 정도
3도 화상 (괴사성)	화상 부위가 벗겨지고 열이 깊숙이 침투되어 검게 되는 현상
4도 화상 (탄화성)	피부의 전 층과 함께 근육, 힘줄, 신경 또는 골조직까지 손상되는 정도

6. 공기 온도와 생존 한계시간

공기온도 [℃]	143	120	100	65
생존한계 시간 [분]	5 이하	15 이하	25 이하	60 이하

 

【화재의 분류 및 특성】

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1. 화재의 정의

   ① 실화 도는 방화 등 사람의 의도와는 반대로 발생한 연소현상

   ② 사회 공익 · 인명 및 물적 피해를 수반하기 때문에 소화해야 할 연소 현상

   ③ 소화시설이나 그 정도의 효과가 있는 것을 사용해야 할 연소 현상

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2. 화재 성장

가. 일반적인 화재 확대 현상

   ① 발생된 증기가 산소와 발열반응을 하여 고온의 연소생성물을 생성

   ② 고온의 연소생성물은 자연대류에 의해 위로 상승하고 주위로 부터 공기가 유입

   ③ 유입된 공기는 연료와 혼합되어 가연성 증기가 생성

   ④ 가연성 증기가 주위의 열에 의해 다시 발열 반응

나. 건물내에서의 화재 확대 현상

   ① 일반화재에 의해 형성된 고온의 연소생성물이 온도 차이에 의해 천장면으로 부상

   ② 수평면에 도달 후 천장면을 따라 이동

   ③ 이런 유동현상이 개구부가 있으면 연기 및 불기둥이 대기로 방출되거나 화재가 상층으로 확대

   ④ 만일 밀폐되어 있을 경우 불기둥 또는 연기가 아랫부분으로 모임

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3. 화재 발생원인

가. 화재 발생의 직접적인 원인

발화원 · 가연물의 사용 부주의, 방화 등 인위적인 것, 자연발화 (천둥, 벼락 등)

 

나. 통계에 의한 원인 유형

전기, 마찰, 과열물질, 과열기계, 버너화염, 스파크, 자연발화, 절단 및 용접, 연소 (인접 건물로 부터의 인화), 방화, 화학적 작용, 기타 (정전기, 낙뢰 등)

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4. 화재의 발생 단계

 가. 발화 조건의 형성

       물질 조건과 에너지 조건

나. 발화가 일어나기 위한 이상한 사상의 생성

       물질이나 에너지의 불안전한 상태 + 인간의 불안전한 행동

다. 이를 뒷바침하는 지배적 요인의 존재

       재료나 장치의 결함 · 고장 + 설계 · 시공 불량

라. 이들의 배경이 되는 사회 요인

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5. 화재의 분류

화재 분류	명칭	비 고	소화
A급 화재	일반화재	연소후 재를 남기는 화재	냉각소화
B급 화재	유류화재	연소 후 재를 남기지 않는 화재	질식소화
C급 화재	전기화재	전기에 의한 발열체가 발화원이 되는 화재	질식소화
D급 화재	금속화재	금속 및 금속의 분, 박, 리본 등에 의해서 발생하는 화재	피복소화
K급 화재 (또는 F급 화재)	주방화재	가연성 튀김기름을 포함한 조리로 인한 화재	냉각 · 질식 소화

[비고] 1. 주방화재는 유면상의 화염을 제거하여도 유온이 발화점 이상이기 때문에 곧 다시 발화한다. 따라서 유온을

               20 ~ 50℃ 이상 기름의 온도를 낮추어서 발화점 이하로 냉각해야 소화할 수 있다.

           2. 소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준 (NFSC 101)에서는 D급 (금속화재)과 E급 (가스화재)에 대한 분류

                기준은 없으며, 또한 각 화재에 대한 색상기준도 없다.

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6. 건축물의 화재 성상

건축물 내에서의 화재는 발화원의 불씨가 가연물에 착화하여 서서히 진행되다 세워져 있는 가연물에 착화가 되면서 천장으로 옮겨 붙어 본격적인 화재가 진행된다.

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가. 목조 건축물

   ① 화재 성상 : 고온 단기형

   ② 최고 온도 : 약 1,300 ℃

나. 내화건축물

   ① 화재 성상 : 저온 장기형

   ② 최고 온도 : 약 900 ~ 1,000 ℃

다. 성장기 (초기 ~ 성장기)

내부 공간 화재에서의 성장기는 제1성장기 (초기 단계)와 제2성장기 (성장기 단계)로 나눌 수 있다. 초기 단계에서는 가연물이 열분해되어 가연성 가스를 발생하는 시기이며 실내온도가 아직 크게 상승하지 않은 발화단계로서 화원이나 착화물의 종류들에 따라 달라지기 때문에 조건에 따라 일정하지 않은 단계이고 제2성장기 (성장기 단계)는 실내에 있는 내장재에 착화하여 flash over 에 이르는 단계이다.

라. 최성기

flash over 현상 이후 실내에 있는 가연물 또는 내장재가 격렬하게 연소되는 단계로서 화염이 개구부를 통하여 출화되고 실내 온도가 화재 중 최고 온도에 이르는 시기이다.

마. 감쇠기

쇠퇴기, 종기, 말기라고도 하며 실내에 있는 내장재가 대부분 소실되어 화재가 약해지는 시기이며 완전히 타지 않은 연소물들이 실내에 남아 있을 경우 실내온도는 200 ~ 300 ℃ 정도를 나타내기도 한다.

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7. 건축물의 화재

가. 플래시 오버 (flash over = 순발연소, 순간연소)

화재로 인하여 실내의 온도가 급격히 상승하여 가연물이 일시에 폭발적으로 착화현상을 일으켜 화재가 순간적으로 실내 전체에 확산되는 현상이다.

※ 실내온도 : 약 400 ~ 500 ℃

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나. 백 드래프트 (back draft)

밀폐된 공간에서 화재가 발생하면 산소농도 저하로 불꽃을 내지 못하고 가연성 물질의 열분해로 인하여 발생한 가연성 가스가 축적되게 된다. 이 때 진화를 위해 출입문 등이 개방되면 개구부가 생겨 신선한 공기의 유입으로 폭발적인 연소가 다시 시작되는 현상을 말한다.

   ※ 플래시 백 : 환기가 잘 되지 않는 곳

       백 드래프트 : 밀폐된 공간

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다. 롤 오버 (roll over)

연소의 과정에서 천장 부근에서 산발적으로 연소가 확대되는 것을 말하며, 불덩이가 천장을 굴러다니는 것처럼 뿜어져 나오는 현상이다.

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라. 플레임 오버 (flame over)

벽체, 천장 또는 마루의 표면이 과열하여 발생하는 가연성 증기에 점화원이 급속히 착화하여 그 물체의 표면상에 불꽃을 전파하는 현상이다.

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8. 유류 탱크 및 가스탱크에서 발생하는 폭발 현상

가. 보일 오버 (Boil - over)

  ① 중질유의 탱크에서 장시간 조용히 연소하다가 탱크 내의 잔존 기름이 갑자기 분출하는 현상을 말한다.

  ② 유류탱크에서 탱크 바닥에 물과 기름의 에멀션이 섞여 있을 때 이로 인하여 화재가 발생하는 현상이다.

  ③ 연소 유면으로 부터 100 ℃ 이상의 열파가 탱크 저부에 고여 있는 물을 비등하게 하면서 연소유를 탱크밖으로 배산

        시키며 연소하는 현상이다.

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나. 슬롭 오버 (slop - over)

  ① 물이 연소유의 뜨거운 표면에 들어갈 때, 기름 표면에서 화재가 발생하는 현상이다.

  ② 유화제로 소화하기 위한 물이 수분의 급격한 증발에 의하여 액면이 거품을 일으키면서 열유층 밑의 냉유가 급격히

       열팽창하여 기름의 일부가 불이 붙은 채 탱크 벽을 넘어서 일출하는 현상이다.

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다. 블레비 (BLEVE : Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) 현상

가연성 액체 저장 탱크 주위에서 화재 등이 발생하여 기상부의 탱크 강판이 국부적으로 가열되면 그 부분의 강도가 약해져 그로 인해 탱크가 파열된다. 이 때 내부에서 가열된 액화가스가 급격히 유출, 팽창되어 화구 (fire ball)를 형성하며 폭발하는 형태를 말한다.

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라. 증기운 폭발 (UVCE : Unconfined Vapor Cloud Exposion)

개방된 대기 중에서 발생하기 때문에 자유공간 중의 증기운 폭발 (Unconfined Vapor Cloud Explosin)이라고 부르며 UVCE 라 한다. 대기 중에 대량의 가연성 가스나 인화성 액체가 유출되어 그것으로 부터 발생되는 증기가 대기 중의 공기와 혼합하여 폭발성인 증기운 (vapor cloud)을 형성하고 이 때 착화원에 의해 화구 (fire ball) 형태로 착화, 폭발하는 형태이다.

 

마. 프로스 오버 (froth - over)

탱크 속의 물이 점성을 가진 뜨거운 기름의 표면 아래에서 끓을 때 기름이 넘쳐 흐르는 현상으로 이는 화재 이외의 경우에도 물이 고점도 유류 아래에서 비등할 때 탱크 밖으로 물과 기름이 거품과 같은 상태로 넘치는 현상이다. 전형적인 예는 뜨거운 아스팔트가 물이 약간 채워진 무게 탱크차에 옮겨질 때 일어난다. 고온의 아스팔트에 의해서 탱크차 속의 물이 가열되고 끓기 시작하면 아스팔트는 탱크차 밖으로 넘치게 된다. 비슷한 경우가 유류탱크의 아래 쪽에 물이나 물 - 기름 혼합물이 있을 때 폐유 등이 물의 비점 이상의 온도로 상당량 주입될 때도 froth over가 일어난다.

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바. 오일 오버 (oil over)

저장 탱크 내에 저장된 유류 저장량이 내용적의 50% 이하로 충전되어 있을 때 화재로 인하여 탱크가 폭발하는 현상이다.

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사. 파이어 볼 (fire ball)

증기가 공기와 혼합하여 연소범위가 형성되어서 공모양의 대형화염이 상승하는 현상이다.

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아. 액면 화재 (pool fire)

개방된 용기에 탄화수소계 위험물이 저장된 상태에서 증발되는 연료에 착화되어 난류 확산 화염을 발생하는 화재로서 화재 초기에 진화하지 않으면 진화가 어려워 보일 오비 또는 스롭 오비 등의 탱크 화재 이상현상이 발생한다.

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자. 분출화재 (jet fire)

탄화수소계 위험물의 이송배관이나 용기로 부터 위험물이 고속으로 누출될 때 점화되어 발생하는 난류 확산형 화재로 복사열에 의한 막대한 피해가 발생하는 화재의 유형이다.

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【 피뢰설비 】

1. 설치대상

지정수량의 10배 이상의 위험물을 취급하는 제조소 (제6류 위험물을 취급하는 위험물 제조소를 제외한다)

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2. 설치기준

낙뢰의 우려가 있는 건축물 또는 높이 20 m 이상의 건축물에는 피뢰설비를 설치해야 한다.

  ① 피뢰설비는 한국산업표준이 정하는 피뢰레벨 등급에 적합한 피뢰설비일 것. 다만, 위험물 저장 및 처리시설에 설치하

       는 피뢰설비는 한국산업표준이 정하는 피뢰시스템 레벨Ⅱ 이상이어야 한다.

  ② 돌침은 건축물의 맨 윗부분으로 부터 25 ㎝ 이상 돌출시켜 설치하되, 건축물 구조기준에 따른 설계하중에 견딜 수 있는

       구조일 것

  ③ 피뢰설비의 재료는 최소 단면적이 피복이 없는 동선을 기준으로 수뢰부, 인하도선 및 접지극은 50 ㎡ 이상이거나 이와

       동등 이상의 성능을 갖출 것

  ④ 피뢰설비의 인하도선을 대신하여 철골조의 철골구조물과 철근콘크리트조의 철근구조체 등을 사용하는 경우에는 전기

       적 연속성이 보장될 것. 이 경우 전기적 연속성이 있다고 판단되기 위해서는 건축물 금속 구조체의 최상단부와 지표레

       벨 사이의 전기저항이 0.2 Ω 이하이어야 한다.

  ⑤ 측면 낙뢰를 방지하기 위하여 높이가 60 m 미터를 초과하는 건축물 등에는 지면에서 건축물 높이의 5분의 4가 되는 지

       점 부터 최상단 부분까지의 측면에 수뢰부를 설치하여야 하며, 지표 레벨에서 최상단부의 높이가 150 m 를 초과하는

       건축물은 120 m 지점부터 최상단 부분까지의 측면에 수뢰부를 설치할 것. 다만, 건축물의 외벽이 금속부재 (部材)로

       마감되고 금속부재 상호간에 ④ 후단에 적합한 전기적 연속성이 보장되며 피뢰시스템 레벨 등급에 적합하게 설치하여

       인하도선에 연결한 경우에는 측면 수뢰부가 설치된 것으로 본다.

  ⑥ 접지 (接地)는 환경오염을 일으킬 수 있는 시공방법이나 화학 첨가물 등을 사용하지 아니할 것

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【 위험장소의 분류 】

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가. 0종 장소

정상상태에서 폭발성 분위기가 연속적으로 또는 장시간 생성되는 장소

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나. 1종 장소

정상상태에서 폭발성 분위기가 주기적 또는 간헐적으로 생성될 우려가 있는 장소

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다. 2종 장소

이상상태에서 폭발성 분위기가 생성될 우려가 있는 장소

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