화재 - 화재론 - 소방원론

 

 

1. 화재의 정의

 

▣ 화재(火災)는 불에 의한 재난을 말한다. 인간의 의도에 반하여 혹은 방화에 의해

    발생 또는 확대된 연소현상으로 소화설비를 이용하여 소화할 필요가 있는 연소

    현상, 화학적 폭발을 의미한다.

  ① 자연 또는 인위적인 원인에 의하여 불이 물체를 연소시키고, 인명과 재산의 손해를 주는 현상

  ② 불이 그 사용 목적을 넘어 다른 곳으로 연소하여 사람들에게 예기치 않은 경제적 손해를 발생시키는 현상

  ③ 사람의 의도에 반(反)하여 출화 또는 방화에 의하여 불이 발생하고 확대되는 현상

  ④ 불을 사용하는 사람의 부주의와 불안정한 상태에서 발생되는 것

  ⑤ 실화, 방화로 발생하는 연소현상을 말하며 사람에게 유익하지 못한 해로운 불

  ⑥ 사람의 의사에 반한, 즉 대부분의 사람이 원치 않는 상태의 불

  ⑦ 소화의 필요성이 있는 불

  ⑧ 소화에 효과가 있는 어떤 물건 (소화시설)을 사용할 필요가 있다고 판단되는 불

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2. 화재의 원인

​ ▣ 화재의 발생 원인으로는 크게 실화와 방화로 나뉜다.

  ⊙ 실화의 경우는 사람의 부주의나 실수 또는 관리 소홀로 말미암아 발생하는 화재를 말

       하고, 고의성이 전혀 없는 상태에서 발생하는 화재를 말한다.

  ⊙ 방화의 경우는 사람이 고의로 불을 질러 건조물이나 기타 물건을 소훼하는 행위 또는

       그 자체의 화재를 말한다.

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3. 화재의 발생현황

 

  ① 부주의 요인 > 전기적 요인 > 기계적 요인 > 기타 요인

  ② 원인별 : 전기 > 담배 > 방화 > 불장난

  ③ 장소별 : 주택 > 차량 > 공장 > 식당

  ④ 계절별 : 겨울 > 봄 > 가을 > 여름

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4. 화재의 특성

 

  ① 우발성 : 화재가 돌발적으로 발생

  ② 확대성

  ③ 불안정성

  ④ 비저형성

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5. 화재의 분류 ★

화재 종류	표시색	적응물질
일반화재 (A급)	백색	목재, 고무, 섬유, 종이
유류 및 가스화재 (B급)	황색	등유, 가솔린, 에틸알코올, LPG
전기화재 (C급)	청색	과전류, 지락, 단락
금속화재 (D급)	무색	철분, 마그네슘, 금속분

 

6. 화재의 형태

가. 확산화염

  ▣ 자연화재의 대부분이 확산화염의 형태를 가진다.

 

<참고> 그레이엄의 확산속도의 법칙 [Graham's law]

  ▣ 영국의 화학자 그레이엄이 발표한 기체 확산에 관한 법칙으로, 같은 온도와 압력에서

      두 기체의 확산 속도의 비는 두 기체의 분자량의 제곱근에 비례한다는 법칙이다.

      같은 온도와 압력에서 두 기체의 확산 속도의 비는 두 기체의 분자량의 제곱근에 비례

      한다는 법칙이다.

 

▣ 같은 온도에서 기체 분자의 운동에너지는 일정하다. 그래서 가벼운 분자는 빨리 움직이

   고 무거운 분자는 느리게 운동하게 된다. 또 온도가 같으면 그들의 평균 분자 운동에너

   지도 같게 된다.

 

나. 자연발화

  ① 정의 : 물질이 공기중에서 발화온도 보다 온도에서 스스로 발열하는 것으로 산화, 분해,

                흡착, 증합, 발효 등에 의해 열이 장기간 축적되어 별도의 발화원 없이 발화점에

                도달하여 스스로 연소하는 현상을 말한다.

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 ② 자연발화 조건 (열축적이 원인) ★

   ㉠ 발열량이 클수록 열축적이 용이하다.

   ㉡ 열전도율이 작아야 열축적이 용이하다.

   ㉢ 주위의 온도가 높을 수록 자연발화 가능성이 크다.

   ㉣ 표면이 넓을 수록 산소와의 접촉 면적이 넓어 자연발화 가능성이 크다.

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 ③ 자연발화 방지법 (열축적 방지)

   ㉠ 습도가 높은 곳을 피할 것 (건조하게 유지할 것)

   ㉡ 저장실의 온도를 낮출 것 (주위 온도를 낮게 유지)

   ㉢ 통풍이 잘 되게 할 것

   ㉣ 퇴적 및 수납시 열이 쌓이지 않게 할 것 (열의 축적 방지)

   ㉤ 열전도율을 좋게 할 것

   ㉥ 용기파손에 주의할 것

   ㉦ 촉매역할을 하는 물질과 접촉을 피할 것

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 ④ 자연발화의 형태

   ㉠ 산화열 : 물질이 산소와 화합하여 반응하는 과정에서 생기는 열

                     예) 건성유 및 반건성유, 원면, 석탄, 금속분, 고무분말, 기름걸레(기름종이) 등

   ㉡ 분해열 : 아세틸렌, 에틸렌, 산화에틸렌, 셀룰로이드, 니트로셀룰로오스

   ㉢ 흡착열 : 활성탄, 목탄, 유연탄

   ㉣ 증합열 : 아크릴로니트릴, 스티랜, 초산비닐

   ㉤ 발효열 : 곡물, 건초, 먼지, 퇴비

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다. 훈소 (Ex : 담배)

  ① 착화에너지가 충분하지 않아 가연물이 발화하지 못하고 다량의 연기가 발생되는 연소형태

  ② 불꽃없이 연기만 내면서 타다가 어느 정도 시간이 경과 후 발열될 때의 연소상태

 

라. 예혼합 연소

  ▣ 가연성 기체 등이 공기 중의 산소와 연소범위를 형성한 상태에서의 연소(폭발)이다.

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7. 건축물의 소실 정도에 따른 화재 형태

 

  가. 전소화재 : 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 70[%] 이상이 소실된 상태

  나. 반소화재 : 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 30~70 미만이 소실된 상태

  다. 부분소화재 : 전소화재, 반소화재에 해당하지 않는 것

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8. 열과 화상

 

 가. 1도 화상 : 화상의 부위가 분홍색으로 되고, 가벼운 부음과 통증을 수반하는 현상

 나. 2도 화상 : 화상의 부위가 분홍색으로 되고, 분비액이 많이 분비되는 현상. 피부에 물집이 생기는 정도

 다. 3도 화상 : 화상의 부위가 벗겨지고, 검게 되는 현상

 라. 4도 화상 : 전기화재에서 입은 화상으로서 피부가 탄화되고, 뼈까지 도달되는 화상

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9. 건축물의 화재하중

 

 ▣ 화재하중은 화재실 또는 건물 안에 포함된 모든 가연성 물질의 완전연소에 따른

     전체 발열량이다. 단위 면적당 가연성 물질의 발열량은 화재하중 밀도(Fire Load

     Energy Density)로 정의되나 일반적으로 화재하중 하면 화재하중 밀도를 말한다.

 ▣ 화재하중에서 발열량은 목재의 발열량으로 환산한다. 건축물에 다양한 가연물

     질이 있고 이들은 발열량이 각각 발열량이 다르기 때문에 동일한 발열량을 가진

     목재의 중량값을 화재하중을 계산할 때 표준값으로 사용한다.

 ▣ 화재의 규모를 판단하는 척도로서 방화지역에 있는 모든 가연성 물질의 완전연

    소에 의해 발생되는 방화지역의 단위면적당 열량이다.

 

가. 화재 가혹도

  ▣ 화재가 건축물 및 내부 수용재산 등을 파괴하거나 손상을 입히는 정도를 나타

      내며 그 수치가 클수록 화재손실은 커진다.

  ▣ 화재시 최고온도와 지속시간은 화재의 규모를 판단하는 중요한 요소이다.

     ⊙ 화재 가혹도 = 최고온도 × 지속시간

 

나. 화재하중 산정 및 의미

 

 

  ① 가연물 등의 연소시 건축물의 붕괴 등을 고려하여 설계하는 하중

  ② 화재실 또는 화재구획의 단위면적당 가연물의 양

  ③ 일반건축물에서 가연성의 건축구조재와 가연성 수용물의 양으로서 건물화재시 발

       열량 및 화재위험성을 나타내는 용어

  ④ 건물화재에서 가열온도의 정도를 의미한다.

  ⑤ 건물의 내화설계시 고려되어야 할 사항이다.

  ⑥ 단위면적당 건물의 가연성 구조를 포함한 양으로 정한다.

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【 출제 예상 문제 】

 

1. 화재에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ①

  ① 인간이 제어하여 인류의 문화, 문명의 발달을 가져오게 한 근본적인 존재를 말한다.

  ② 불을 사용하는 사람의 부주의와 불안정한 상태에서 발생되는 것을 말한다.

  ③ 불로 인하여 사람의 신체, 생명 및 재산상의 손실을 가져다 주는 재앙을 말한다.

  ④ 실화, 방화로 발생하는 연소현상을 말하며 사람에게 유익하지 못한 해로운 불을 말한다.

[화재의 정의]

  ① 화재란 일반적으로 사용자의 의도에 반해 피해를 입히는 것으로 소화의 필요성이 있는 불을 말한다.

  ② 화재란 인간의 의도에 반하여 발생하는 불을 말한다.

  ③ 화재란 그 사용목적을 넘어 다른 곳으로 연소하여 사람들에게 예기치 않은 경제상의 손해를 발생시키는

       현상을 말한다.

  ④ 화재란 사람 또는 자연에 의하여 불이 건물, 가옥 등을 연소시키는 현상을 말한다.

  ⑤ 실화, 방화 등 인간에 의해 발생한 유익하지 못한 해로운 불을 말한다.

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2. 화재의 분류방법 중 유류 화재를 나타내는 것은 ? ②

   ① A급 화재             ② B급 화재                ③ C급 화재              ④ D급 화재

※ 화재의 분류

화재 종류	표시색	적응물질
일반화재 (A급)	백색	목재, 고무, 섬유, 종이
유류 및 가스화재 (B급)	황색	등유, 가솔린, 에틸알코올, LPG
전기화재 (C급)	청색	과전류, 지락, 단락
금속화재 (D급)	무색	철분, 마그네슘, 금속분

3. 화재의 종류에서 급수는 C급이며 화재의 종류는 전기화재이다. 표시색은 ? ④

   ① 백색          ② 황색         ③ 무색               ④ 청색

 

※ 화재의 종류

화재 종류	표시색	적응물질
일반화재 (A급)	백색	목재, 고무, 섬유, 종이
유류 및 가스화재 (B급)	황색	등유, 가솔린, 에틸알코올, LPG
전기화재 (C급)	청색	과전류, 지락, 단락
금속화재 (D급)	무색	철분, 마그네슘, 금속분

 

4. 공기와 할론 1301의 혼합기체에서 할론 1301에 비해 공기의 확산속도는 약 몇 배인가 ?

    (단, 공기의 평균분자량은 29, 할론 1301의 분자량은 149이다)

   ① 2.27배       ② 3.85배        ③ 5.17배          ④ 6.46배

 

※ 그레이엄의 확산 속도 법칙

 

5. 화재의 일반적인 특성이 아닌 것은 ? ②

   ①확산성             ② 정형성             ③ 우발성                ④ 불안정성

[화재의 특성] 화재는 우발적(돌발적)으로 일어나서 불안정성을 가지며 확대한다.

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6. 자연발화의 방지방법이 아닌 것은 ? ③

  ① 통풍이 잘 되도록 한다.                ② 퇴적 및 수납시 열이 쌓이지 않게 한다.

  ③ 높은 습도를 유지한다.                 ④ 저장실의 온도를 낮게 한다.

[자연발화 방지법]

   ① 습도를 낮게 하여 정촉매로서의 역할을 하지 못하도록 하여야 한다.

   ② 통풍이 잘 되게 하여 열의 축적을 막는다.

   ③ 저장실의 온도를 낮추어 열의 축적을 막는다.

   ④ 퇴적 및 수납시 열의 축적이 없도록 하여야 한다.

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7. 자연발화가 일어나기 쉬운 조건이 아닌 것은 ? ①

  ① 열전도율이 클 것                  ② 적당량의 수분이 존재할 것

  ③ 주위의 온도가 높을 것          ④ 표면적이 넓을 것

[자연발화 조건]

   ① 발열량이 클수록 열축적이 용이하다.

   ② 열전도율이 작아야 열축적이 용이하다.

   ③ 주위의 온도가 높을 수록 자연발화 가능성이 크다.

   ④ 표면적이 넓을 수록 산소와의 접촉 면적이 넓어 자연발화 가능성이 크다.

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8. 햇볕에 장시간 노출된 기름걸레가 자연발화하였다. 그 원인으로서 가장 적당한 것은 ? ②

   ① 산소의 결핍          ② 산화열의 축적            ③ 단열 압축            ④ 정전기 발생

[산화열 발생 물질] 건성유 및 반건성유, 원면, 석탄, 금속분, 고무분말, 기름걸레 등

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9. 화재하중을 나타내는 단위는 ? ③

   ① kcal / kg        ② ℃ / ㎡               ③ kg / ㎡                 ④ kg / kcal

※ 화재하중 [kg/㎡] : 건축물 내 단위면적당 가연물의 양을 말하는데, 화재하중이 클수록실내발열량이 높아지며

                                 연소시간이 길어짐을 의미하므로 성능위주설계 등에서 고려되어야 한다.

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10. 화재에 대한 건축물의 소실 정도에 따른 화재형태를 설명한 것으로 옳지 않은 것은 ? ④ 

  ① 부분소화재란 전소화재, 반소화재에 해당하지 않는 것을 말한다.

  ② 반소화재란 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 30[%] 이상 70[%] 미만 소실된 상태를 말한다.

  ③ 전소화재란 건축물에 화재가 발생하여 70[%] 이상 소실된 상태를 말한다.

  ④ 훈소화재란 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 10[%] 이하가 소실된 상태를 말한다.

[건축물의 소실정도에 따른 화재형태]

   ① 전소화재 : 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 70[%] 이상이 소실된 상태

   ② 반소화재 : 건축물에 화재가 발생하여 건축물의 30~70 [%] 미만이 소실된 상태

   ③ 부분소화재 : 전소화재, 반소화재에 해당하지 않는 것

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11. 화상의 종류 중 전기화재에 입은 화상으로서 피부가 탄화되는 현상이 발생하였다면 몇 도 화상인가 ? ④

   ① 1도 화상               ② 2도 화상                     ③ 3도 화상                  ④ 4도 화상

[열과 화상]

  ① 1도 화상 : 화상의 부위가 분홍색으로 되고, 가벼운 부음과 통증을 수반하는 현상

  ② 2도 화상 : 화상의 부위가 분홍색으로 되고, 분비액이 많이 분비되는 현상, 피부에 물집이 생기는 정도

  ③ 3도 화상 : 화상의 부위가 벗겨지고, 검게 되는 현상

  ④ 4도 화상 : 전기화재에서 입은 화상으로서 피부가 탄화되고, 뼈까지 도달되는 현상

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12. 가연성 기체와 공기를 미리 혼합시킨 후에 연소시키는 연소형태는 ?

   ① 확산연소             ② 표면연소              ③ 분해연소                 ④ 예혼합연소

  [예혼합연소] 기체연료에 공기 중의 산소를 미리 혼합한 상태에서 연소하는 현상