화재 - 소방학 개론

 

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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 #폭발 을 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

 < 화재 정의>

   ◈ 인간의 통제를 벗어난 광적인 연소현상

   ◈ 인간의 의도에 벗어난 연소현상

   ◈ 인적 · 물적 피해를 주는 연소현상

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2. 화재의 원인

 ▣ 화재의 발생 원인으로는 크게 실화와 방화로 나뉜다.

   ⊙ #실화 의 경우는 사람의 부주의나 실수 또는 관리 소홀로 말미암아 발생하는 화재를 말하고, 고의성이 전혀 없는

       상태에서 발생하는 화재를 말한다.

  ⊙ #방화 의 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 비정형성

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5. 화재의 분류 ★

화재 종류	표시색	적응물질	특성
일반화재 (A급)	백색	목재, 고무, 섬유, 종이	백색연기, 재를 남김
유류 및 가스화재 (B급)	황색	등유, 가솔린, 에틸알코올, LPG	검은연기, 재를 남기지 않음
전기화재 (C급)	청색	과전류, 지락, 단락	​
금속화재 (D급)	무색	철분, 마그네슘, 금속분	​
가스화재 (E급)	​	프로탄, 부탄	​
주방화재 (K급)	​	식용류	​

   ※ 일반화재는 일반적으로 고체 가연물로서 기체 화재 보다 큰 착화에너지가 필요하다.

       소화시 물을 사용할 수 있으므로 기포에 의한 냉각효과를 기할 수 있다.

 

 < 일반화재 가연물 : 목재, 합성수지 등 >

  ◈ 합성수지의 종류

    ⊙ 열가소성 수지 : 가열하면 녹는 수지 ex) PE, PP, PS, PVC 등

    ⊙ 열경화성 수지 : 가열하면 녹지 않는 수지 ex)★ 페놀수지, 요소수지, 멜라민 수지 등

    ⊙ 산소경화성 수지 : 산소를 가하면 단단해지는 수지

  ◈ 연소의 위험성 : 열가소성 수지 > 열경화성 수지

    ※ 유류화재나 가스화재는 정전기에 의해 인화될 수 있으므로 주의해야 한다.

      ⊙ 정전기는 전기가 통하지 않는 부도체에서 마찰에 의해 전하가 축적되어 발생한다.

[정전기 방지법]

  ◈ 상대습도를 70[%] 이상으로 한다.

  ◈ 공기를 이온화한다.

  ◈ 접지를 한다.

  ◈ 도체 (양도체)를 사용한다.

  ◈ 유류수송관의 유속을 낮춘다.

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[4류 위험물의 분류]

  ◈ 특수인화물

     ⊙ 이황화탄소, 디에틸에테르 [지정 품목]

     ⊙ 발화점 100[℃] 이하, 인화점 -20[℃] 이하 AND 비점 40[℃] 이하 [성상품목]

  ◈ 제1석유류

     ⊙ 아세톤, 휘발유

     ⊙ 인화점 21 [℃] 미만

  ◈ 알코올류

     ⊙ 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜, 변성알코올

  ◈ 제2석유류

     ⊙ 등유, 경유

     ⊙ 인화점 21 [℃] 이상, 70[℃] 미만

  ◈ 제3석유류

     ⊙ 중유, 클래오소오트유

     ⊙ 인화점 70 [℃] 이상, 200[℃] 미만

  ◈ 제4석유류

     ⊙ 기계유, 실린더유

     ⊙ 인화점 200[℃] 이상, 250[℃] 미만

  ◈ 동식물유류

     ⊙ 동물성·식물성 기름으로 인화점 250 [℃] 미만

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【 불꽃의 온도별 색깔 】

저 온	고 온
적색	백색
어두운 색	밝은 색

  ◈ 불꽃 온도별 색깔 순서

     ⊙ 암적색 < 적색 < 휘적색 < 황적색 < 백적색 < 휘백색

  ◈ 불꽃의 온도별 색깔

암적색	적색	휘적색	황적색	백적색	휘백색
700 [℃]	850 [℃]	950 [℃]	1,100 [℃]	1,300 [℃]	1,500 [℃]

6. 화재의 형태

가. 확산화염

  ▣ 자연화재의 대부분이 확산화염의 형태를 가진다.

 

  <참고> #그레이엄 의 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 움직이고 무거운 분자는 느리게

       운동하게 된다. 또 온도가 같으면 그들의 평균 분자 운동에너지도 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 ( #열축적 이 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

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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 가연물질이 있고 이들은 발열량이 각각 발열량

       이 다르기 때문에 동일한 발열량을 가진 목재의 중량값을 화재하중을 계산할 때 표준값으로 사용한다.

  ▣ 화재의 규모를 판단하는 척도로서 방화지역에 있는 모든 가연성 물질의 완전연소에 의해 발생되는 방화지역의

       단위면적당 열량이다.

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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 발열량 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 ? ③

    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 #산화열 의 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 클수록 실내 #발열량 이 높아지며

                                 연소시간이 길어짐을 의미하므로 성능위주설계 등에서 고려 되어야 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 몇도 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 ? ④

   ① 확산연소           ② 표면연소            ③ 분해연소            ④ 예혼합연소

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