연소 생성물

 

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1. 연소생성물

  ▣ 연소 생성물 : 연소가스 (이산화탄소, 일산화탄소, #포스겐, 황화수소, 아크로레인, 암모니아 등)

    ※ 가연물 + 산소 → #연소생성물 + Q [kcal]

      ⊙ 불완전 연소의 경우 완전 연소에 비해 #농연 과 독성가스가 많이 발생한다.

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2. 연소 가스의 발생

※ 화재 초기에는 가연물에 수분이 많이 함유되어 있어서 백색 또는 회색의 연기를 발생한다. ↔ 탄소가 많이 함유되어

     있으면 흑색 연기가 많이 포함된다.

  가. 물체의 #열분해 혹은 연소할 때 발생한다.

  나. 주로 이산화탄소 (CO2), 일산화탄소(CO) 등이 발생한다.

  다. 완전연소 · 불완전연소시 모두 발생한다.

  라. 대부분 유독성이다.

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《 연기의 조성에 영향을 주는 인자 》

   ▣ 가연물의 종류, 산소의 농도, 주위 온도 및 연소 속도, 가연성 가스의 농도

《 발연량을 증가시켜 주는 요소 》

   ▣ 탄소의 함량이 많은 경우, 연소가 어려운 조건

《 연기의 유해성 》

   ▣ 생리적 유해성 : 호흡, 고온, 산소 결핍, 일산화탄소 중독 등 유독가스의 #중독 호흡기의 화상, 입자에 의한 자극

   ▣ 시계적 유해성 :

   【 감광계수 및 상황 설명】 ★

     ◈ 0.1 [cs (㎥)] (가시거리 20 ~ 30 [m])

        ⊙ 희미하게 연기가 감도는 정도의 농도

        ⊙ #연기감지기 작동

        ⊙ 건물구조에 익숙하지 않는 사람이 피난에 지장을 받을 수 있는 정도

     ◈ 0.3 [cs (㎥)] (가시거리 5 [m])

        ⊙ 건물의 구조를 잘 아는 사람이 피난에 지장을 받을 수 있는 농도

     ◈ 0.5 [cs (㎥)] (가시거리 3 [m])

        ⊙ 약간 어두운 정도의 농도

     ◈ 1 [cs (㎥)] (가시거리 3 [m])

        ⊙ 전방이 거의 보이지 않을 정도의 농도

    ◈ 10 [cs (㎥)] (가시거리 수십 [㎝])

        ⊙ #최성기 때 화재층의 연기 농도

        ⊙ 유도등도 보이지 않는 암흑상태의 농도

    ◈ 20 [cs (㎥)] (가시거리 없음)

        ⊙ 출화실에서 연기가 배출될 때의 농도

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 ▣ 심리적 #유해성 : 불이 있고 어둡고 나 혼자 있고 패닉 상태

 

  ※ #연기 유도의 요인

    ◈ 저층 건축물 : 열, 대류에 의한 이동, 화재에 의한 압력상승에 의한 이동

    ◈ 고층 건축물 : 온도 상승에 의한 기체의 팽창, 굴뚝 효과, 외부 풍압의 영향 건물내에서 강제적인 공기의 유동

  ※ 연기의 농도 표시

    ◈ 질량 농도, 입자농도, 광학적 농도

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3. 연소가스의 종류 및 특성

【 가연물의 구성 원소에 따른 연소 #생성물 】

   ◈ C : C, CO, CO2

   ◈ H : H2, H2O

   ◈ N : NO, NO2, NO3, (NOx) - 독성가스, 질소산화물

   ◈ P : P2O5

   ◈ S : SO, SO2

   ◈ Cl

       ※ HCl. HCN, H2S, COCl2, NH3

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【 각 물질 ( 독성 #가스 )의 허용 #농도 】

   ◈ 포스겐 (COCl2) : 0.1 PPM

   ◈ 염소 (Cl2) : 1 PPM

   ◈ 염화수소 (HCl) : 5 PPM

   ◈ 시안화수소 (HCN) : 10 PPM

   ◈ 황화수소 (H2S) : 10 PPM

   ◈ 벤젠 (C8H8) : 10 PPM

   ◈ 일산화질소 (NO) : 25 PPM

   ◈ 암모니아 (NH3) : 25 PPM

   ◈ 일산화탄소 (CO) : 50 PPM

   ◈ 이산화탄소 (CO2) : 5,000 PPM

       ※ 독성가스 최고 농도 : 200 PPM

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가. 일산화탄소 (CO)

  1) 화재시 흡입된 일산화탄소(CO)의 화학적 작용에 의해 헤모글로빈(Hb)이 #혈액 의 산소 운반작용을 저해하여

      사람을 질식·사망하게 한다.

  2) 목재류의 화재시 인명피해를 가장 많이 주며, 연기로 인한 의식불명 또는 질식을 가져 온다.

  3) 인체의 폐에 큰 자극을 준다.

  4) 산소와의 결합력이 극히 강하여 #질식작용 에 의한 독성을 나타낸다.

  5) 일산화탄소의 영향 ★

    ① 0.2 [%] : 1시간 호흡시 생명에 위험을 준다.

    ② 0.4 [%] : 1시간 내에 사망한다.

    ③ 1 [%] : 2 ~ 3 분 내에 실신한다.

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나. 이산화탄소 (CO2)

  1) 연소가스 중 가장 많은 양을 차지하고 있으며, 가스 그 자체의 독성은 거의 없으나 다량이 존재할 경우, 사람의

       호흡속도를 증가시키고, 이로 인하여 화재가스에 혼합된 유해가스의 혼입을 증가시켜 위험을 가중시키는 가스

  2) 이산화탄소의 영향

   ① 1 [%] : 공중위생상의 상한선이다.

   ② 2 [%] : 수 시간의 흡입으로는 증상이 없다.

   ③ 3 [%] : 호흡수가 증가되기 시작한다.

   ④ 4 [%] : 두부에 압박감이 느껴진다.

   ⑤ 6 [%] : 호흡수가 현저하게 증가한다.

   ⑥ 8 [%] : 호흡이 곤란해진다.

   ⑦ 10 [%] : 2 ~ 3분 동안에 의식을 상실한다.

   ⑧ 20 [%] : 사망한다.

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다. 포스겐 (COCl2) ★

   1) 매우 독성이 강한 가스로서 소화제인 사염화탄소 (CCl4)를 화재시에 사용할 때도 발생한다.

   2) Halon 104 가 열분해될 때 발생되는 가스

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라. 황화수소 (H2S)

   1) 달걀 썩는 냄새가 나는 특성이 있다.

   2) 유황분이 포함되어 있는 물질의 불완전 연소에 의하여 발생하는 가스

   3) 자극성이 있다.

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마. 아크로레인 (CH2CHCHO)

   ▣ 독성이 매우 높은 가스로서 석유제품, 유지 등이 연소할 때 생성되는 가스

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바. 암모니아 (NH3)

   1) 나무, 페놀수지, 멜라민수지 등의 질소함유물이 연소할 대 발생하며, 냉동시설의 냉매로 쓰인다.

   2) 눈 · 코 · 폐 등에 매우 자극성이 큰 가연성 가스

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【 참고 】

 가. 고체 가연물 연소시 생성물질

   ▣ CO, CO2, SO2, NH3, HCN, HCl

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 나. 연소시 시안화수소 (HCN) 발생 물질

   ① 요소     ② 멜라민     ③ 아닐린     ④ 폴리우레탄 (Poly urethane)

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 다. 폴리염화비닐(PVC) 의 연소생성물

  ① HCl (염화수소) : #부식성 가스

  ② CO2 (이산화탄소)

  ③ CO (일산화탄소)

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 라. 가연성 가스 + 독성가스 ★

 ▣ 황화수소(H2S), 암모니아 (NH3)

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【 출제 예상 문제 】

​1. 화재시 발생하는 연소가스에 대한 설명으로 가장 옳은 것은 ? ①

   ① 물체가 열분해 또는 연소할 때 발생할 수 있다.

   ② 주로 산소를 발생한다.

   ③ 완전연소 할 때만 발생할 수 있다.

   ④ 대부분 유독성이 없다.

  ※ 연소가스

    ⊙ 물체의 열분해 혹은 연소할 때 발생한다.

    ⊙ 주로 이산화탄소 (CO2) · 일산화탄소 (CO) 등이 발생한다.

    ⊙ 완전연소 · 불완전연소 시에 모두 발생한다.

    ⊙ 대부분 유독성이다.

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2. 다음 가스 중 유독성이 커서 화재시 인명피해 위험성이 높은 가스는 ? ③

   ① N2         ② O2          ③ CO            ④ H2

※ 일산화탄소 (CO)

  ① 화재시 흡입된 일산화탄소 (CO)의 화학적 작용에 의해 헤모글로빈 (Hb)이 혈액의 산소운반작용을 저해하여 사람을

       질식 · 사망하게 한다.

  ② 유독성이 커서 화재 시 인명피해 위험성이 높은 가스이다.

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3. 가연물질이 열분해 되어 생성된 가스 중 독성이 가장 큰 것은 ? ④

   ① 일산화탄소       ② 염화수소        ③ 이산화탄소         ④ 포스겐가스

  ※ 포스겐 가스 : 매우 독성이 강한 가스로서 소화제인 사염화탄소를 화재시 사용할 때도 발생한다.

 

4. 화재시 탄산가스의 농도로 인한 중독 작용의 설명으로 적합하지 않은 것은 ? ④

   ① 농도가 1[%] 인 경우 : 공중위생상의 상한선이다.

   ② 농도가 3 [%] 인 경우 : 호흡수가 증가되기 시작한다.

   ③ 농도가 4 [%]인 경우 : 두부에 압박감이 느껴진다.

   ④ 농도가 6 [%]인 경우 : 의식불명 또는 생명을 잃게 된다.

※ 이산화탄소의 영향

   ① 1 % : 공중위생상의 상한선이다.

   ② 2 % : 수 시간의 흡입으로는 증상이 없다.

   ③ 3 % : 호흡수가 증가되기 시작한다.

   ④ 4 % : 두부에 압박감이 느껴진다.

   ⑤ 6 % : 호흡수가 현저하게 증가한다.

   ⑥ 8 % : 호흡이 곤란해진다.

   ⑦ 10 % : 2~3분 동안에 의식을 상실한다.

   ⑧ 20 % : 사망한다.

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5. 화재시 발생하는 연소 가스 중에서 유황분이 포함되어 있는 물질의 불완전연소에 의하여 발생하는 가스는 ?

   ① H2SO4          ② H2S             ③ SO2               ④ PbSO4

   ※ 황화수소 (H2S) : 유황분이 포함되어 있는 물질의 불완전 연소에 의하여 발생하는 가스

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6. #페놀수지, 멜라민수지 등이 연소될 때 발생하며, 눈 · 코 · 인후 및 폐에 매우 자극성이 큰 #유독성 가스는 ? ④

   ① CO2            ② SO2             ③ HBr               ④ NH3

※ #암모니아 (NH3)

  ① 나무, 페놀수지, 멜라민수지 등의 질소함유물이 연소할 때 발생하며, 냉동시설의 냉매로 쓰인다.

  ② 눈, 코, 폐 등에 매우 자극성이 큰 가연성 가스이다.

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7. 일반 고체 가연성 물질이 연소시 발생하는 가스 중 가장 거리가 먼 것은 어느 것인가 ? ④

   ① NH3             ② HCN                ③ HCl                ④ H2SO4

※ 고체 #가연물 연소시 생성물질

  ▣ 일산화탄소 (CO) , 이산화탄소 (CO2), 이산화황 (SO2), 암모니아 (NH3) #시안화수소 (HCN), #염화수소 (HCl)

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8. 연소생성물 중 시안화 수소를 발생하는 물질은 ? ②

   ① Poly ethylene        ② Poly urethane         ③ PVC                ④ Poly styrene

※ 연소시 시안화수소 (HCN) 발생 물질

   ▣ 요소, 멜라민, 아닐린, Poly uretane (폴리 우레탄)

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9. 폴리염화비닐이 연소할 때 생성되는 연소가스에 해당하지 않는 것은 ? ④

   ① HCl           ② CO2              ③ CO              ④ SO2

※ 폴리염화비닐 (PVC)의 연소생성물

▣ HCl (염화수소), CO2 (이산화탄소), CO (일산화탄소)

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10. 가연성 가스이면서 독성 가스인 것은 ? ④

   ① 질소            ② 수소               ③ 메탄                    ④ #황화수소

※ 가연성 가스 + 독성 가스 : 황화수소 (H2S), 암모니아 (NH3)