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1. 물 소화 약제

가. 물 소화약제

  ① 물의 #비열 은 1 [cal/g·℃] = 1[kcal/kg·℃] 이다.

  ② 100[℃], 1기압에서 증발잠열은 약 539 [cal/g] 이다.

      * 0 [℃], 1기압에서 융해잠열은 약 80 [cal/g] 이다.

  ③ 물의 비중은 4 [℃] 에서 가장 크다.

  ④ 액체 상태에서 수증기로 바뀌면 체적이 1650 ~ 1,700 배 증가한다.

나. 물이 소화작업에 사용되는 이유

  ① 가격이 저렴하다.

  ② 쉽게 구할 수 있다. (많은 양을 구할 수 있다.)

  ③ 열 흡수가 매우 크다. ( #증발 #잠열 )

  ④ 사용방법이 비교적 간단하다.

다. 물의 소화효과

  ▣ #냉각 효과 (가장 크다), #질식 효과, #희석 효과, #유화 효과

   ① 냉각효과 : 물은 비열 또는 잠열이 크므로 화재면에 방사시 많은 양의 에너지를 흡수하게 되어 가연물의 온도를

                         인화점 또는 발화점 밑으로 낮출 수 있다.

   ② 질식효과 : 물이 기화시 1,700배의 수증기로 변하게 되므로 이로 인하여 상대적으로 주변의 산소 농도를 저하시켜서

                          소화한다.

   ③ 희석효과 (수용성 액체) : 가연물이 수용성 액체일 경우 물이 가연물에 녹아 들어 농도를 약하게 하여 소화한다.

   ④ 유화효과 : 가연물에 고압으로 물을 잘게 뿌리면 물이 가연물에 엉겨 붙어 반고체(에멀젼) 즉, 불연성 고체 (불연성

                         에멀젼)이 되어 소화한다.

 

라. 물의 소화능력

  ① 비열이 크다.

  ② 증발잠열 (기화잠열)이 크다.

  ③ 밀폐된 장소에서 증발 가열하면 수증기에 의해서 #산화 희석 작용을 한다.

  ④ 무상으로 주수하면 중질유 화재에도 사용할 수 있다.

마. 적용 화재

  ▣ A급 (무상일 때 B급, C급), *K급 화재

바. 물의 소화능력 향상을 위한 첨가제의 종류

 ① #침투제 : 계면활성제, 스폰지 침투

   ㉠ 침투성을 높여 주기 위해 첨가하는 계면활성제의 총칭

   ㉡ 물의 소화력을 보강하기 위해 첨가하는 약제로서 물의 표면장력을 낮추어 침투효과를 높이기 위한 첨가제

 ② 중점제 : 접착력 증대

   ⊙ 물의 부착력을 증가시켜 산불 등에 적응성을 높이기 위한 붕산염, 유기질 계통의 셀룰로오스 등이 있다.

 ③ 강화제

   ⊙ 주로 주거용 주방자동소화장치 등에 사용하며, 동결점 (-20[℃]) 및 소화성능을 향상시킨 것으로 탄산칼륨(알칼리

        금속염) 등을 주로 쓴다.

 ④ 유화제 : 에멀젼 형태로 만듬

   ⊙ 고비점 유류에 사용을 가능하게 하기 위한 것

 ⑤ 동결방지제

   ⊙ 부동액을 넣어 동결을 방지하며 에틸렌글리콜( 가장 많이 사용), 프로필렌글리콜, 글리세린 등이 사용된다.

 

   ◈ 적상 주수 : 비가 오는 모양 (스프링클러)

   ◈ 봉상 주수 : 물줄기가 막대 모양 : 많은 양을 주수할 때

   ◈ 무상 주수 : 안개 모양

사. 주수 소화시 위험한 물질

   ① 무기과산화물 : 산소 발생

   ② 금속분, 마그네슘, 알루미늄, 칼륨, 나트륨, 수소화리튬 : 수소 발생

   ③ 가연성 액체의 유류화재 : 연소면 (화재면) 확대

 

 

2. 포 소화약제

  ▣ 90[%] 이상의 물에 일부 약제를 첨가하여 거품(Foam)을 만든 것

  ▣ 물 소화로 인한 연소면이 확대될 우려가 있는 유류화재에 주로 사용한다.

    ① 물에 의한 소화방법으로 효과가 적거나 화재가 확대할 우려가 있는 인화성·가연성 액체 위험물의 화재시 사용하는

         설비이다. 물과 첨가제를 일정한 비율로 혼합한 후 공기를 주입하여 생성된 거품에 의해 소화하는 방법이다.

    ② 일반화재(A급 화재), 유류화재 (B급 화재)에 적용성이 있다.

    ③ 적용화재 : A급, (무상일 때 B급, C급), *K급

가. 화학포 소화약제

   ① 주성분 : #탄산수소나트륨 (외통) + 황산알루미늄 #수용액 (내통)

   ② 반응식

 

   ※ 포는 두 소화약제를 혼합할 때 발생하는 6 이산화탄소을 발생으로 이 기체의 팽창에 의해 포말이 분출되게 된다.

   ※ 혼합할 때 소화기 통을 뒤집어 흔들 듯이 수용액을 내통에 넣어야 외통의 분말과 혼합이 잘 된다.

나. 소화효과 : 주된 효과 질식작용

   ① 냉각작용 : 포에 함유된 수분에 의한 냉각효과를 볼 수 있다.

   ② 질식작용 : 방출된 포가 연소생성물의 유면을 덮어 산소를 차단한다.

   ③ 희석작용 : 포에 함유된 수분에 의한 수용성 액체의 농도를 약하게 한다.

   ④ 유화효과 : 비수용성 액체에 대하여 에멀젼을 형성한다.

다. 포 소화약제 구비 조건

   ① 유동성(빠르게 퍼짐)이 좋아야 한다.

   ② 안정성을 가지고 내열성이 있어야 한다.

   ③ 독성이 적어야 한다.

   ④ 화재면에 부착하는 성질이 커야 한다. (응집성과 안정성이 있을 것)

   ⑤ 바람에 견디는 힘이 커야 한다.

   ⑥ 유면 봉쇄성이 좋아야 한다.

   ⑦ 내유성이 좋아야 한다.

   ⑧ 내연성이 좋아야 한다. (소포성이 적어야 한다)

라. #화학포 소화약제

  ① 1약제 건식설비 : 내약제(B)인 황산알루미늄(Al2(SO4)3)과 외약제(A제)인 탄산 수소나트륨(NaHCO3)을 하나의

                                   저장탱크에 저장했다가 물과 혼합해서 방사는 하는 방식

 

  ② 2약제 건식 설비 : 내약제인 황산알루미늄(Al(SO4)3)과 외약제인 탄산수소나트륨((NaHCO3)을 각각 다른 저장 탱크에

                                    저장했다가 물과 혼합해서 방사하는 방식

 

  ③ 2약제 습식 설비 : 내약제 수용액과 외약제 수용액을 각각 다른 저장탱크에 저장했다가 혼합기로 혼합하여 방사하는

                                    방식

 

라. #기계포 (공기포) 소화약제의 특징

  ▣ 기계포 : 물리적 성질에 의한 거품 형성

 1) 주성분에 의한 분류

 

 2) 사용농도에 따른 분류 (농도와는 반대 고·저)

   ▣ 고팽창포 : 1 [%], 1.5 [%], 2 [%]

   ▣ 저팽창포 : 3 [%], 6[%]

 3) 포소화약제 특징

 ① 특징

   ㉠ 유동성이 크다.

   ㉡ 고체 표면에 적착성이 우수하다.

   ㉢ 넓은 면적의 유류화재에 적합하다.

   ㉣ 약제탱크의 용량이 작아질 수 있다.

   ㉤ 혼합기구가 복잡하다.

   ㉥ 대량의 포를 연속적으로 발생한다.

   ㉦ 장기보관이 가능하다.

 ② 저발포용 소화약제 (3 [%], 6 [%] 형)

   ㉠ 단백포 소화약제

   ㉡ 수성막포 소화약제

   ㉢ 내알코올형포 소화약제

   ㉣ 불화단백포 소화약제

   ㉤ 합성계면활성세포 소화약제

 ③ 고발포용 소화약제 (1 [%], 1.5 [%], 2 [%] 형)

   ⊙ 합성계면활성제포 소화약제

 ④ 팽창비

저발포
고발포
⊙ 20배 이하
⊙ 제1종 기계포 : 80 ~ 250 배 미만
⊙ 제2종 기계포 : 250 ~ 500배 미만
⊙ 제3종 기계포 : 500 ~ 1,000 배 미만

  ※ 팽창비 및 발포배율 산정식

 

라. 포 소화액제의 종류별 특징

 ① 단백포 : 품질이 가장 낮다. (동·식물성 유류) : 단점이 제일 많다.

   ⊙ 동·식물의 가수분해 단백질이기 때문에 냄새가 있고 부패변형(침전물)이 있다.

   ⊙ 다른 포약제에 비해 부식성이 크가.

   ⊙ 포안정제로 제1철염을 첨가하는데 흑갈색을 띤다.

   ⊙ 저온인 경우에는 유동성이 저하된다.

   ⊙ 3[%], 6[%] 저팽창포를 사용한다.

   ⊙ 변질이 잘 되어 재료를 자주 교환해 주어야 한다.

   ⊙ 유류화재에 대한 내성이 약하다.

 ② #수성막포 (AFFF)

   ⊙ B급 화재(유류화재) 에 적합하다.

   ⊙ 안전성이 좋아 장기 보관이 가능하다.

   ⊙ 내약품성이 좋아 분말 소화약제와 겸용 사용이 가능한데 이를 트윈에이전트시스템(Twin agent System)이라 하며,

       소화성능이 향상된다.

   ⊙ 석유류 표면에 신속히 피막을 형성하여 유류증발을 억제한다.

   ⊙ 가격이 비싸고 내열성이 약해 저장탱크의 벽면에만 불이 남아 있게 되는 링파이어 (Ring fire) 현상이 일어나기도 한다.

   ⊙ 유동성 (점성이 작음)이 좋아 가연성 기름의 표면에서 쉽게 피막을 형성한다.

   ⊙ 내유연성(기름에 의해 오염되기 어려운 성질)이 우수하다.

   ⊙ 내한용, 초내한용으로 적합하다.

   ⊙ 적용대상 : 항공기 격납고, 유류저장탱크, 옥내 주차장의 폼헤드용

   ⊙ 질소계 계면활성제의 일종으로 6[%]의 저팽창포에 사용한다.

         ※ 미국 공군이 개발한 것으로 전투기 화재시 사용하려고 개발한 것이다.

 ③ #불화단백포 : 단백포 단점 보완

   ⊙ 단백포의 소화효과를 개선하기 위하여 불소(플로오드)를 첨가한 것이다.

   ⊙ 소화성능이 가장 우수하다.

   ⊙ 단백포와 수성막포의 결점인 열안정성을 보완시킨다.

   ⊙ 내유성으로 유류에 오염되지 않아 표면화 주입방식에도 적합하다.

   ⊙ 가격이 비싸서 국내에서 사용하지 않는다.

   ⊙ 포의 유동성이 우수하여 소화속도가 빠르다.

   ⊙ 약제 보존기간이 길다. (7~10년)

   ⊙ 내화성이 우수하여 대형의 유류저장탱크시설에 적합하다.

  ※표면하 주입방식

 

 ④ 합성계면활성제포

   ⊙ 계면활성제(화학약품)를 주성분으로 하여 안정제를 첨가한 것으로 1[%], 1.5[%], 2[%], 3[%], 6[%] 모든 농도에 사용

        가능하며 차고, 주차장, 지하가, 고층건축물에 사용가능하며, 일반 화재에 적합하지 아니하다.

   ⊙ 저팽창포와 고팽창포 모두 사용 가능하다.

   ⊙ 유동성이 좋고, 저장성이 우수하다.

   ⊙ 카바이트 저장소에는 부적합하다.

   ⊙ 적열(열에 의해 빨갛게 달구어진 상태)된 기름탱크 주위에는 효과가 적다.

   ⊙ 가연물에 양이온이 있을 경우 발포성능이 저하된다.

   ⊙ 타약제와 겸용시 소화효과가 좋지 않응 수 있다.

 ⑤ #내알코올형포 ( #알코올형포 ) : 수용성

   ⊙ 알코올류 위험물(메탄올)의 소화에 사용

   ⊙ 수용성 유휴화재(아세트알데히드, #에스테르류 )에 사용

   ⊙ #가연성 액체에 사용

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1. 소화이론

가. 소화의 정의

  ▣ 물질이 연소할 때 #연소 의 3요소 중 일부 또는 전부를 제거하여 연소가 계속될 수 없도록 하는 것을 말한다.

나. #소화 의 원리

 1) 물리적 소화 : 연소의 4요소중 하나 이상을 감소시키는 방법

   ① 화재를 냉각시켜 소화하는 방법

   ② 화재를 강풍으로 불어 소화하는 방법

   ③ 혼합물성의 조성변화를 시켜 소화하는 방법

 2) 화학적 소화 : 연소의 4요소중 연쇄반응을 낮추어 소화하는 방법

   ① 분말 소화약제로 소화하는 방법

   ② 할론 소화약제로 소화하는 방법

  ※ 물리적 소화 방법

     ① 가연물 (연료) : 제거소화, 희석소화

     ② 산소 (산소공급원) : 질식 소화

     ③ 점화원 (온도) : 냉각 소화, 유화 소화

  ※ 화학적 소화 방법

     ① 연쇄반응 : 억제 소화 (부촉매 소화)

           * 부촉매 : 촉매반응을 억제시키는 역할

다. 소화의 형태

 1) 냉각 소화 : 일반화재

    ① 점화원을 냉각시켜 소화하는 방법

    ② 증발 잠열을 이용하여 열을 빼앗아 가연물의 온도를 떨어 뜨려 화재를 진압하는 소화

    ③ 다량의 물을 뿌려 소화하는 방법

    ④ 가연성 물질을 발화점 · 인하점 이하로 냉각

 2) 질식 소화

   ① 공기중의 산소농도를 16 [%] (10~15%) 이하로 희박하게 하여 소화하는 방법

   ② 산화제의 농도를 낮추어 연소가 지속될 수 없도록 함

   ③ 산소공급을 차단하는 소화방법

 3) 제거 소화

  ① 가연물을 제거하여 소화하는 방법

  ② 제거소화의 예

     ㉠ 산불의 확산방지를 위하여 산림의 일부를 벌채한다.

     ㉡ 화학반응기의 화재시 원료공급관의 밸브를 잠근다.

     ㉢ 유류 탱크 화재시 옥외 소화전을 사용하여 탱크 외벽에 주수한다.

     ㉣ 급속화재시 불활성 물질로 가연물을 덮어 미연소 부분과 분리한다.

     ㉤ 전기화재시 신속히 전원을 차단한다.

     ㉥ 목재를 방염처리하여 가연성 기체의 생성을 억제·차단한다.

 4) 화학소화 (부촉매효과) = 억제소화

   ① 연쇄반응을 차단하여 소화하는 방법

   ② 화학적인 방법으로 화재 억제

   ③ 화염 (火炎) 억제 작용

 5) 희석 소화

  ① 기체, 고체, 액체에서 나오는 분해 가스나 증기의 농도를 낮 춰 소화하는 방법

  ② 희석 소화의 예

     ㉠ 아세톤에 물을 다량으로 섞는다.

     ㉡ 폭약 등의 폭풍을 이용한다.

     ㉢ 불연성 기체를 화염 속에 투입하여 산소의 농도를 감소시킨다.

 6) 유화소화

  ① 물을 무상(분무)으로 방사하거나 포소화약제를 방사하여 유류 표면에 유화층 막을 형성 시켜 공기의 접촉을 막아

       소화하는 방법

  ② 물의 미립자가 기름과 섞여서 기름의 증발능력을 떨어 뜨려 연소를 억제하는 것

 7) 피복소화

  ▣ 비중이 공기의 1.5배 정도로 무거운 소화약제를 방사하여 가연물의 구석구석까지 침투 · 피복하여 소화하는 방법

라. 물의 주수 형태

구분
봉상주수
(소방호스)
적상주수
(스프링쿨러)
무상주수
정의
대량의 물을 뿌려
소화하는 것
물방울 모양으로
방사하여 소화
안개처럼 분무 상으로
망사하여 소화하는 것
방사형태
막대 모양의 굵은 물줄기
물방울
(직경 0.5 ~6 [㎜])
물방울
(직경 0.1 ~ 1[㎜])
주된 효과
냉각 효과
냉각 효과
질식 효과
적응 화재
일반 화재
일반 화재
일반화재, 유류화재,
전기화재

마. 소화방법

1) 적응 화재

화재의 종류
A급
AB급
BC급
ABC급
적응
화재 기구
산알칼리
이산화탄소
할론
1,2,4종 분말
3종 분말
강화액

2) 소화 액제의 소화작용 ★

소화약제
소화작용
주된 소화작용
⊙ 물 (스프링쿨러)
⊙ 냉각작용
⊙ 희석작용
⊙ 냉각작용(냉각소화)
⊙ 물 (무상)
⊙ 냉각작용
⊙ 질식작용
⊙ 유화작용
⊙ 희석작용
⊙ 질식작용 (질식소화)
⊙ 포
⊙ 냉각작용
⊙ 질식작용
⊙ 분말
⊙ 질식작용
⊙ 부촉매작용 (억제작용)
⊙ 방사열 차단 효과
⊙ 이산화탄소
⊙ 냉각작용
⊙ 질식작용
⊙ 피복작용
⊙ 질식작용 (질식소화)
⊙ 할론
⊙ 질식작용
⊙ 부촉매작용 (억제작용)
⊙ 부촉매 작용
(연쇄반응 차단 소화)

※ 포 : 거품, 무상 : 안개 상태 분무상태, 적상 : 비가 내리는 모양(스프링클러)

바. 소화기의 설치 장소

  ① 통행 또는 피난에 지장을 주지 않는 장소

  ② 사용시 반출이 용이한 장소

  ③ 사람들의 눈에 잘 띄는 장소

  ④ 위험물 등 각 부분으로 부터 규정된 거리 이내의 장소

  ⑤ 소화기는 바닥으로 부터 1.5 [m] 이하의 높이에 설치할 것

사. 대형 소화기의 소화약제 충전량

종별
#분말
할로겐
화합물
이산화탄소
#강화액
충전량
20 ℓ
이상
20 kg
이상
30 kg
이상
50 kg
이상
60 ℓ
이상
80 ℓ
이상

【 출제 예상 문제 】

1. 소화의 원리에 해당하지 않는 것은 ? ③

   ① 산화제의 농도를 낮추어 연소가 지속될 수 없도록 한다.

   ② 가연성 물질을 발화점 이하로 냉각시킨다.

   ③ 가열원을 계속 공급한다.

   ④ 화학적인 방법으로 화재를 억제한다.

 

2. 포말로 연소물을 감싸거나 불연성 기체, 고체 등을 연소물로 감싸 산소공급을 차단하는 소화방법은 ? ①

  ① #질식 소화           ② #냉각소화              ③ 피난소화               ④ #희석소화

[질식소화]

   ① 공기중의 산소농도를 16 [%] (10~15%) 이하로 희박하게 하여 소화하는 방법

   ② 산화제의 농도를 낮추어 연소가 지속될 수 없도록 함

   ③ 산소공급을 차단하는 소화방법

3. 냉각소화시 소화약제로 물을 사용하는 것은 물의 어떤 성질을 이용한 것인가 ? ①

   ① #증발잠열             ② #용해열               ③ 응고열             ④ 응축열

[냉각소화] 냉각소화시 소화약제로 물을 사용하는 것은 물의 증발잠열(기화잠열)이 539 [cal/g] 으로 크기 때문이다.

4. 제거소화법과 전혀 관계가 없는 것은 ? ③

   ① 산불의 확산방지를 위하여 산림의 일부를 벌채한다.

   ② 화학반응의 화재시 원료공급관의 밸브를 잠근다.

   ③ 유류화재시 가연물을 포로 덮는다.

   ④ 유류탱크 화재시 옥외소화전을 사용하여 탱크외벽에 주수(注水)한다.

[ #제거 소화 ]

   ① 산불의 확산방지를 위하여 산림의 일부를 벌채한다.

   ② 화학반응기의 화재시 원료공급관의 밸브를 잠근다.

   ③ 유류탱크 화재시 옥외소화전을 사용하여 탱크외벽에 주수한다.

   ④ 금속화재시 불활성 물질로 가연물을 덮어 미연소 부분과 분리한다.

   ⑤ 전기화재시 신속히 전원을 차단한다.

   ⑥ 목재를 방염처리하여 가연성 기체의 생성을 억제· 차단한다.

5. 희석소화방법에 속하지 아니한 것은 ? ④

   ① 아세톤에 물을 다량으로 섞는다.                                                   ② 폭약 등의 폭풍을 이용한다.

   ③ 불연성 기체를 화염 속에 투입하여 산소의 농도를 감소시킨다.    ④ 팽창진주암으로 피복시킨다.

[ #희석 #소화 ]

   ① 아세톤에 물을 다량으로 섞는다.

   ② #폭약 등의 폭풍을 이용한다.

   ③ #불연성 기체를 화염 속에 투입하여 산소의 농도를 감소시킨다.

6. 물의 소화효과를 크게 하기 위한 방법으로 가장 타당한 것은 ? ③

   ① 강한 압력으로 방사한다.                    ② 대량의 물을 단시간에 방사한다.

   ③ 안개처럼 분무상으로 방사한다.         ④ 분무상과 봉상을 교대로 방사한다.

[무상주수] 안개처럼 #분무 상으로 방사 : 소화효과가 크다.

7. 소화기의 설치장소로 적당하지 않은 곳은 ? ③

  ① 통행 또는 피난에 지장을 주지 않는 장소                          ② 사용시 반출이 용이한 장소

 ③ 장난의 방지를 위하여 사람들의 눈에 띄지 않는 장소        ④ 각 부분으로 부터 규정된 거리 이내의 장소

[ #소화기 의 설치 장소]

   ① 통행 또는 피난에 지장을 주지 않는 장소

   ② 사용시 반출이 용이한 장소

   ③ 사람들의 눈에 잘 띄는 장소

   ④ 위험물 등 각 부분으로 부터 규정된 거리 이내의 장소

   ⑤ 소화기는 바닥으로 부터 1.5 [m] 이하의 높이에 설치할 것

8. 물리적 방법에 의한 소화라고 볼 수 없는 것은 ? ①

  ① 부촉매의 연쇄반응 억제 작용에 의한 방법           ② 냉각에 의한 방법

  ③ 공기와의 접촉차단에 의한 방법                           ④ 가연물 제거에 의한 방법

[물리적 방법에 의한 소화]

   ① 냉각에 의한 방법

   ② 공기와의 접촉 차단에 의한 방법

   ③ #가연물 제거에 의한 방법

9. 화학적 소화방법에 해당하는 것은 ? ③

  ① 모닥불에 물을 뿌려 소화한다.                   ② 모닥불을 모래로 덮어 소화한다.

  ③ 유류화재를 할론 1301로 소화한다.           ④ 지하실 화재를 이산화탄소로 소화한다.

[화학적 소화방법]

  ① #분말 소화약제로 소화하는 방법

  ② #할론 #소화약제 로 소화하는 방법

10. 할론 1301 소화약제와 이산화탄소 소화약제의 주된 소화효과를 순서대로 가장 적합하게 나타낸 것은 ? ①

  ① 억제소화 - 질식소화                    ② 억제소화 - 부촉매 소화

  ③ 냉각소화 - 억제소화                    ④ 질식소화 - 부촉매 소화

[주된 소화 작용]

소화약제
소화작용
주된 소화작용
⊙ #이산화탄소
⊙ 냉각작용
⊙ 질식작용
⊙ 피복작용
⊙ 질식작용 (질식소화)
⊙ #할로겐 #화합물
⊙ #질식작용
⊙ 부촉매작용 (억제작용)
⊙ #부촉매 작용
(연쇄반응차단 소화)

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1. 소화원리

  ▣ 연소의 3요소 또는 4요소 중 일부 또는 전부를 제거하거나 부족하게 하여 화재를 진압하는 것

    ⊙ 가연물 : 제거소화

    ⊙ 산소공급원 : 질식소화

    ⊙ 점화원 : 냉각소화

    ⊙ 연쇄반응 : 억제 (부촉매) 소화

  ▣ 화재는 가연물, 산소, 열의 3요소에 연쇄반응을 포함한 4요소로 구성되며 소화는 이들 화재 요인 중 한가지 이상을

       화원으로 부터 제거하는 것을 말합니다.  소화 원리는 크게 물리적 소화와 화학적 소화로 나눌 수 있습니다.

  ▣ 소화의 원리는 연소의 원리의 반대작용을 하면 된다.

    ⊙ 연소는 가연물이 산소와 작용하여 산화반응을 하고 연쇄반응으로 이어지는데 이들의 작용을 억제하는 것이 소화원리

         라고 할 수 있다.

      ★ 연소 = 가연물 + 산소 ⇒ ( #산화반응 ) ⇒ #생성물 + 열 + 빛

  ▣ 연소의 4요소 : 가연물, 산소, 점화원, (순조로운) 연쇄 반응

【 연소의 4요소에 따른 소화원리】

 

가. 가연물 (제거 소화)

  ▣ 가연물에 대해서는 제거 소화(가장 원시적인 방법)을 한다.

    ⊙ 가연물 자체를 제거하는 것이다.

      ※ 예를 들어, 초의 화재에는 인을 뿌려 초를 없애고 유전화재시 질소 폭탄을 투입하여 유류 증기를 없애는 방법이 있다.

      ※ 제거소화 : 가연물을 없애 주는 것을 제거소화라고 한다.

  <소화 방법 예시>

    ◈ 가스나 유류 화재시 밸브를 폐쇄하는 방법

    ◈ 촛불을 입으로 불어서 끈다.

    ◈ 산불화재시 화재 진행방향의 나무를 벌목한다.

    ◈ 유전화재시 질소폭탄을 투하하는 방법

    ◈ 전기화재시 전원을 차단하는 방법

나. #산소 (질식 소화)

  ▣ 연소는 가연물이 공기중의 산소와 만나 산화반응을 하는 것으로 소화는 거꾸리 공기 중의 산소 농도를 낮추어

       산화반응을 하지 못하게 하는 것이다.

  ▣ 공기중의 산소농도는 20 [%]인데 이를 18 [%]로 낮추면 불완전 연소가 되고 공기농도를 15 [%] 이하로 낮추면 질식

       효과에 의해 소화가 된다.

    ㉠ 탄산가스(CO2)를 연소물에 덮는 방법

    ㉡ 포를 연소물에 덮는 방법

    ㉢ 분말, 할론 약제, 할로겐 화합물 및 불활성 기체 소화약제를 연소물을 덮는 방법

다. #점화원 (냉각 소화)

  ▣ 점화원인 불의 온도를 낮추어 소화하는 방법이다.

  ▣ 불의 온도를 인화점 (액체) 또는 발화점 (고체)이하로 낮춘다.

  ▣ 냉각 소화에는 물이 가장 많이 사용된다. 물은 비열이 크므로 냉각효과가 매우 좋다.

    ㉠ 물을 방사하는 방법

    ㉡ 강화액 소화액을 방사하는 방법

    ㉢ 산알칼리, 탄산가스, 할론 등을 방사하는 방법

라. (순조로운) 연쇄반응 (부촉매 소화, 억제소화)

  ▣ 불꽃연소에 한하여 사용할 수 있는 소화방법으로 화학반응력의 차이를 이용한 연쇄반응을 억제 차단하여 소화하는

       방법이다.

  ▣ 표면 연소는 연쇄반응이 없으므로 부촉매 소화방법을 사용하지 않는다.

    ※ 대표적인 소화약제는 할론 소화약제가 있다.

    ※ 목재를 열분해하면 C4+,-, H+, OH- 가 발생하는데 이들이 O2 와 결합하여 연소하게 되는데 7족(할로겐족 원소) F, Cl,

      Br, I를 넣어 주면 가연물이 산소와 결합하지 않고 할로겐족 원소와 결합하여 연소반응을 느리게 해주어 소화하게 된다.

    ※ 증발소화약제 +를 넣어 준다. 즉, Na+, K+, NH4를 넣어주면 이들이 산소와 결합하여 가연물의 산화반응을 늦추어

        준다.

     ◈ 할론 화합물을 방사하는 방법

     ◈ 할론겐 화합물을 방사하는 방법

     ◈ 소화분말(Na+, K+, NH4) 을 방사하는 방법

[ 물리적 소화 방법 ] 제거소화, 질식소화, 냉각소화

[ 화학적 소화 방법 ] 연쇄반응 억제, 부촉매 소화

   ※ 희석소화 : 메탄 CH4 연소범위 5 ~ 15 [%]

                                              공기 95 ~ 85 [%]

   여기에 이산화탄소를 방사하면 메탄 CH4가 4[%]로 줄어 들었다면 이 경우 질식의 개념보다는 희석효과로 보는 것으로

    잘 사용하지는 않는다.

2. 소화약제

가. 수계 약제

1) 물

 <주된 소화효과> 냉각 소화 효과

    ※ 비열 또는 잠열이 크므로 화재면에 방사시 많은 양의 에너지를 흡수하게 되어 가연물의 온도를 인화점, 발화점 이하로

        낮출 수 있다.

 <부수적 소화효과> 질식, 희석, 유화 소화 효과

   ※ 질식효과 : 물의 기화시 1,700배의 수증기로 변하게 되는데 이로 인하여 상대적으로 주변의 산소농도를 저하시켜 소화

                         하게 된다.

   ※ 희석효과 (액체가연물, 수용성 액체, 알코올, 아세톤 )

   ※ 유화효과 (고비점 액체 위험물, 중유(비등점 300[℃] 등) 고압의 물분무를 뿌리면 물과 중유가 불연성 에멀젼이 형성

      되어 소화하게 된다.)

 

  ▣ 냉각 소화에 많이 사용한다. A급 화재에 많이 사용한다. 

  ▣ 살포 방법

    ① #봉상 : A급 화재에 사용한다. 냉각 소화 효과가 있다. 봉(줄, 막대기 모양) 한꺼번에 많은 물을 뿌리는 형태

    ② #적산 : A급 화재에 사용한다. 냉각 소화 효과가 있다. 스프링쿨러

                     cf : 우상 주수 : 비오는 것 처럼 물을 뿌리는 것

    ③ #무상 : A급, B급, C급 화재에 사용한다. 냉각, 질식 효과가 있다. 분무 주수.. 부촉매 효과가 있다.

        ※ 물이 기화하면 부피가 1,700배 커지므로 불꽃을 덮어 질식효과가 발생한다.

        ※ 냉각 효과 : 봉상 < 적산 < 무상

  ▣ 부촉매 효과가 없다.

  ▣ 소화효과 증대를 위한 첨가제 : 부동액, 침투제, 증점제, 유화제, 강화제 등

<물의 특성>

  ◈ 물의 비열 1[kcal/kg ·℃], 증발잠열 539 [kcal/kg], 융해잠열 80 [kcal/kg]

  ◈ 액체의 물이 기화시 1,700배의 수증기가 된다.

  ◈ 겨울철 동결의 우려가 있으므로 동결방지 조치를 해야 한다.

  ◈ 인체에 독성이 없고 쉽게 구할 수 있다.

2) 포 (거품)

  ▣ 거품을 방사하여 가연물을 덮으면 공기를 차단하게 되어 질식 소화를 한다.

        ※ 포는 대부분 물로 구성되어 있다.

   <주된 소화효과> 질식소화

   <부수적 소화효과> 냉각, 희석, 유화 소화효과

   <적용화재> A급, B급 화재이다.

  ▣ #질식, #냉각 효과로 소화하며 열의 이동을 차단한다.

  ▣ #전기화재 에는 사용하지 않는다.

  ▣ #금수성 화재에도 사용하지 않는다.

  ▣ 부촉매 효과가 없다.

<포말의 구비조건>

  ◈ 부착성이 있을 것          ◈ 열에 대한 큰 막을 가지고 유동성이 좋을 것

       ※ 포의 가능 큰 기능은 오랫동안 거품을 유지하는 것이다.

  ◈ 바람등에 잘 견디고 응집성과 안정성이 좋을 것

  ◈ 독성이 적을 것            ◈ 사용이 간편하고 가격이 저렴할 것

<포말의 종류> 화학포, 기계포

 ◈ 화학포 소화약제

   ⊙ 주성분 : 탄산수소나트륨(외통) + 황산알루미늄수용액 (내통)

   ⊙ 반응식

       6 NaHCO3+Al2(So4)3 ·18 H2O     3 Na2 So4+2 Al(OH)3+6 CO2+18 H2O

  ※ 포획 가스 : 반응하면 이산화탄소가 발생하여 이 가스 부피 확장으로 포가 발생하고 밖으로 분출하게 된다.

◈ 기계포 소화약제

 

  ㉠ 주성분에 따른 분류

   ⊙ 단백포 소화액제 (저) : 동·식물성 단백질 가수물이 주성분이며 3%, 6%포 사용

     ※ 포에서 가장 단점이 많음, 변질이 잘 되므로 약제를 자주 교환해야 한다.

         포안정제인 일칼륨 때문에 침전이 생긴다. 다른 포에 비해 유동성이 좋지 않다. 유류화재에 대한 내성이 약하다.

  ⊙ 합성계면활성제포 소화액제 (저·고 팽창포) : 계면활성제를 주성분으로 하여 안정제를 첨가한 것으로 1%, 1.5%, 2%,

       3%, 6% 모든 농도의 포에 사용이 가능하며 화재시 지하가나 고층건축물에 사용 가능하다. 고·저 팽창포에 모두 사용

       이 가능하고 포의 유동성이 우수하고 유류화재에는 부적합하다. 일반화재, 주차장 화재에 적합하다.

   ⊙ 수성막포 소화약제 (저) : 유류화재 (B급 화재)에 적합하다. 불소계 계면활성제의 일종으로 6% 용으로만 사용가능

        하다. 일명 라이트 워터라고 하며 미공군이 전투기 화재 진압용으로 개발했다. 표면하 주입방식으로 사용가능

   ⊙ 불화단백포 소화약제 (저) : 단백포의 단점을 보완하기 위해서 불소(F)를 첨가하여 소화약제의 성능이 개선되었다.

        3%, 6% 사용가능 표면하 주입방식 사용가능

   ⊙ 알코올용포 소화약제 (수용성 액체 가연물 화재) (저)

        내알코올용포 : 수용성 액체 위험물의 소화에 적합하다.

   <알코올용포를 사용해야 하는 액체 위험물의 종류>

       ♠ 알코올류, 아세톤, 초산, 초산에스테르류, 유산에스테르류

 ㉡ 팽창비에 따른 분류

   ⊙ 저팽창포 : 팽창비 20미만

   ⊙ 고팽창포 : 팽창비 80 이상 ~ 1,000 미만

       - 1종 기계포 : 팽창비 80 ~ 250

       - 2종 기계포 : 250 ~ 500

       - 3종 기계포 : 500 ~ 1,000

   ※ 팽창비 = 포말 체적 / 수용액 체적

 ㉢ 사용농도에 따른 분류

   ⊙ 1[%], 1.5[%], 2[%] 수용액 : 고팽창포

   ⊙ 3 [%], 6 [%] 수용액 : 저팽창포

※ 25[%] 환원시간 : 최초의 포의 25[%] 가 환원되는데 소요되는 시간

   * 최초 발포된 포가 터져서 최초 포의 25[%]가 되는데 소요되는 시간으로 이 시간이 길수록 포의 성능이 우수한 것으로

      본다.

※ 검정포 소화약제(단백포, 계면활성제포, 수성막포)의 경우 25[%] 환원시간이 1분 이상, 3분이상, 60초 이상이면

     합격이다.

3) 강화액 (물 + 첨가제)

  ▣ 강화액은 물에 첨가제를 혼합하여 물의 소화 효과를 증대시킨 것이다.

    ※ 첨가제는 ① 부촉매 효과 ② 동결방지 효과 를 증대 시킨다.

  ▣ 첨가제로는 탄산칼륨을 많이 사용한다.

  ▣ 부촉매 효과가 있다.

4) 산 · 알칼리 소화

  ▣ 부촉매 효과가 희소하다.

나. 가스계

1) 이산화탄소 (CO2)

  ▣ 가스계 소화 약제 중에서 가장 냉각 효과가 크다.

   ⊙ CO2는 기압 팽창률이 좋다. 압력이 풀리면 아주 쉽게 기체로 변한다.

      (기화열에 의하여 주위 온도가 급격히 떨어진다)

      따라서 사용할 때 동상에 주의해야 한다.

  ▣ 질식, 냉각, 피복 효과로 소화한다.

      ※ CO2 소화약제는 일반화재에 사용할 수 있고 심부화재에도 사용할 수 있다.

      ※ 동결의 우려가 없다.

 [단점] 재작화 우려가 있다. 따라서 고농도의 이산화탄소를 오래동안 살포한다.

    ▣ 부촉매 효과가 없다.

2) 분말

  ▣ 분말 가루를 살포하여 질식, 냉각, 부촉매 효과로 소화한다.

  ▣ 분말의 종류

     ⊙ 1종 : B,C급 화재 : 비누화 현상 : 재착화를 예방할 수 있다.

     ⊙ 2종 : B,C급 화재

     ⊙ 3종 : A, B,C급 화재 : 탈수화 현상, 잔진 효과

     ⊙ 4종 : B,C급 화재 : 소화 효과가 가장 좋다.

 

3) 할론

  ▣ 부촉매 소화 효과의 끝판왕 : #불꽃 의 연쇄반응을 가장 잘 차단한다.

     ※ 환경오염 ( #오존층 파괴 ) 및 독성 물질이 나와 잘 사용하지 않는다.

4) 할론겐 화합물 및 불활성 기체 소화약제

  ▣ #할로겐 #화합물 #소화약제#지방족 #탄화수소#메탄 , #에탄 등에서 분자 내의 수소 일부 또는 전부가 할로겐

       족 원소 (F, Cl, Br, I)로 치환된 화합물의 말한다.

  ▣ 연소의 4요소 중 연쇄반응 차단시키는 부촉매 소화 또는 억제효과로 소화한다.

    ① 할로겐 화합물 : 할론 소화약제에서 독성과 환경 오염 물질을 제거한 것

  ▣ 불활성 기체 : 원소 주기율표 18족 원소인 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈을 말한다. 이들 원소는 전자의 바깥쪽

                             이 꽉찬 상태여서 다른 원소들과 결합/반응이 쉽게 이뤄지지 않아 상당히 안정적이다.

 

  ⊙ IG 소화약제 : #질소 , #아르곤 , #이산화탄소 를 믹스 시킨 것

    ※ #불활성 기체는 #부촉매 효과가 없다.

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1. 내화구조

가. 내화구조의 성능을 가지는 구조

  ▣ 철근콘크리트조, 철골철근콘크리트조, #연와조, #벽돌조, #석조 등이 있으며 화재시 쉽게 연소되지 않고 상당한 시간         동안 구조상 내력이 감소되지 않아야 한다.

    ※ 철근콘크리트조 등과 같이 화재에 견딜 수 있는 성능을 가진 구조로 쉽게 연소되지 않고 화재시에도 상당 시간 내력의

        저하가 없으며 진화에 의해 재사용이 가능한 구조

나. 내화구조의 기준

  1) #내화구조 의 벽

구 조 내 용
두께
철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조
10 ㎝ 이상
골구를 철골조로 하고 그 양면을 철망 모르타르로 덮은 것
4 ㎝ 이상
골구를 철골조로 하고 그 양면을 콘크리트블록 · 벽돌 또는 석재로 덮은 것
5 ㎝ 이상
철재로 보강된 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은 콘크리트블록
5 ㎝ 이상
벽돌조
19 ㎝ 이상
고온 · 고압의 증기로 양생된 경량기포 콘크리트패널 또는 경량기포 콘크리트 블록조
10 ㎝ 이상

2) 내화구조의 외벽 중 비내력벽

구 조 내 용
두께
철근콘크리트조 또는 철골 철근 콘크리트조
7 ㎝ 이상
골구를 철골조로 하고 그 양면을 철망 모르타르로 덮은 것
3 ㎝ 이상
골구를 철골조로 하고 그 양면을 콘크리트 블록 · 벽돌 또는 석재로 덮은 것
4 ㎝ 이상
철재로 보강된 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조로서 철재로 덮은 콘크리트 블록
4 ㎝ 이상
무근콘크리트조 · 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조
7 ㎝ 이상

3) 내화구조의 기둥

구 조 내 용
두께
기둥의 경우에는 그 작은 지름이 25[㎝] 이상인 것으로서 다음의 기준에 해당하는 것
철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조
-
철골을 콘크리트블록 · 벽돌 또는 석재로 덮은 것
7 ㎝ 이상
철골을 철망 모르타르로 덮은 것
6 ㎝ 이상
철골을 철망 모르타르로 덮은 것 (경량골재를 사용하는 경우)
5 ㎝ 이상
철골을 콘크리트로 덮은 것
5 ㎝ 이상

4) 내화구조의 #바닥

구 조 내 용
두께
철근콘크리트조 또는 철골 철근 콘크리트조
10 ㎝ 이상
철재로 보강된 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은
콘크리트블록
5 ㎝ 이상
철재의 양면을 철망모르타르 또는 콘크리트로 덮은 것
5 ㎝ 이상

5) 내화구조의 #지붕

   ① 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조

   ② 철재로 보강된 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조

   ③ 철재로 보강된 유리블록 또는 망입유리로 된 것

6) 내화구조의 #계단

   ① 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조

   ② 무근콘크리트조 · 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조

   ③ 철재로 보강된 콘크리트블록조 · 벽돌조 또는 석조

   ④ 철골조

다. 주요 구조부 ★ 내 기 바 보 지 주

  ※ 건물의 골격을 구성하는 부분 : 건물의 하중을 지탱하는 부분

   ① 내력벽                              ② 보 (작은 보 제외)

   ③ 지붕틀(차양 제외)            ④ 바닥 (최하층 바닥 제외)

   ⑤ 주계단 (옥외계단 제외)    ⑥ 기둥 (사잇기둥 제외)

       ※ 비내력벽 : 하중을 받지 않는 벽

2. 방화구조

  ◈ 방화구조란 화염의 확산을 막을 수 있는 구조를 가진 것을 말한다.

#내화구조#방화구조

  ◈ 내화구조 : 화재에 견딜 수 있는 성능을 가진 구조로 쉽게 연소되지 않고 화재시 상당시간 내력의 저하가 없으며

                        진화 후 재사용이 가능한 구조

  ◈ 방화구조 : 화염의 확산을 막을 수 있는 성능을 가진 구조

가. 방화구조의 대상 ( #목조건축물 )

  ▣ 건축법 시행령 제57조 (대규모 건축물의 방화벽 등)에 의한 방화구조에서 연면적 1,000 [㎡] 이상인 목조건축물의

       구조는 국토교통부령으로 정하는 바에 따라 방화구조로 하거나 불연재료로 하여야 한다.

 

나. 방화구조의 기준

구 조 내 용
기 준
⊙ 철망 모르타르 바르기
바름 두께가 2 ㎝ 이상인 것
⊙ 석고판 위에 시멘트모르타르 또는 회반죽을 바른 것
⊙ 시멘트모르타르 위에 타일을 붙인 것
두께의 합계가 2.5 ㎝ 이상인 것
⊙ 심벽에 흙으로 맞벽치기 한 것
모두 해당
⊙ 기타
방화2급에 해당하는 것

다. 건축물의 방화문과 방화벽

1) #방화문

  ▣ 화재시 상당한 시간동안 연소를 차단할 수 있도록 하기위하여 방화구획선상 또는 방화벽의 개구부 부분에 설치하는 것

    ① 직접 손으로 열 수 있을 것

    ② 자동으로 닫히는 구조 (자동폐쇄장치)일 것

      ※ 방화문의 문틀 또는 다른 방화문과 접하는 부분은 방화문을 닫은 경우에 방화에 지장이 있는 틈이 생기지 않는

           구조일 것

2) 방화문의 구조 (피난 · 방화구획 26)

갑종 방화문
을종 방화문
⊙ #비차열 1시간 이상의 확보될 것
⊙ #차열 30분 이상
(아파트 발코니에 설치하는 대피공간의경우 비차열 1시간과 차열 시험 병행)
⊙ 비차열 30분 이상의 성능을 확보할 것
(특별피난 계단 중 로데, 부속실로 부터
계단실로 통하는 출입구)

   ※ 비차열시험 : 불꽃시험 O, 차열시험 X

      차열시험 : 불꽃시험 O, 차열시험 O

【 방화구획 】

  ◈ 화재로 인한 피해를 최소화하기 위하여 건축구조적 측면에서 화염의 전파방지를 위해 내화구조의 벽, 내화구조의

       바닥, 방화문, 방화셔터, 방화댐퍼 등을 설치하여 화재의 확대를 방지하기 위함이다.

       ※ 방화구획은 내화구조로 한다 (방화구조 x)

 

[방화구획의 구분]

  ◈ 주요 구조부가 내화구조 또는 불연재료로 구획된 건축물로서 연면적 1,000 [㎡]를 넘는 것은 다음 기준에 의한

        내화구조의 벽, 내화구조의 바닥, 갑종 방화문(자동방화셔터 포함)으로 구획해야 된다.

< #방화구획 > : 수평구획 (벽), 수직구획, 용도별 구획

  ◈ #수평구획 : 각 층에 대하여 다음 면적이하가 되도록 내화구조벽으로 구획해야 한다.

     ⊙ 10층 이하의 건축물 : 1,000 [㎡] 이하가 되도록 구획

     ⊙ 11층 이상의 건축물 : 200 [㎡] 이하가 되도록 구획

     ⊙ 11층 이상의 건축물 중 벽 및 반자 등 실내에 접하는 부분 중 마감이 불연재료라면 500 [㎡] 이하가 되도록 구획

        ※ 자동식 소화설비가 설치된 경우에는 방화구획을 3배로 확대할 수 있다.

  ◈ #수직구획 : 3층 이상의 층과 지하층은 각 층마다 내화구조의 바닥으로 구획해야 한다.

  ◈ #용도별 구획

     ⊙ 내화구조 부분과 니내화구조 부분이 동일 건물에 공존하는 경우 이를 경계부분을 상호 방화구획한다.

3) 방화벽의 구조

  ※ 연면적 1,000[㎡] 이상인 건축물로서 그 주요구조부가 내화구조 또는 불연재료구조가 아닌 건축물에는 1,000[㎡] 미만

      마다 방화벽을 설치한다.

     * 목조건축물은 방화구조로 하거나 불연재료로 한다. 외벽 및 처마 밑에 연소할 우려가 있는 부분은 방화구조로 하되

        지붕은 불연재료로 한다.

   ① 내화구조로서 홀로 설 수 있는 구조일 것

   ② 방화벽의 양 쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면 및 지붕면으로 부터 0.5[m] 이상 튀어 나오게 할 것

   ③ 방화벽에 설치하는 출입문의 너비 및 높이는 각각 2.5 [m] 이하로 하고, 당해 출입문에는 갑종방화문을 설치할 것

  ※ 개구부는 갑종 방화문으로 언제나 닫힌 상태를 유지하거나 화재로 인한 연기 또는 온도 상승에 의하여 자동으로

       닫히는 구조일 것

  ※ 관이 방화구획을 관통하는 경우 틈이 있으면 안되고 틈이 있으면 내화 충전 성능이 있는 것으로 인정되는 재료로

      채울 것

  ※ 환기, 냉방 또는 난방 환풍구가 방화구획을 관통하는 경우

    ⊙ 틈은 내화 충전 성능 재료로 채우고 방화댐퍼를 설치해야 한다.

    ⊙ 방화댐퍼는 철재로서 철판두께는 1.5 [㎜] 이상으로 하고 화재가 발생한 경우에는 연기발생 또는 온도상승에 의하여

         자동으로 닫혀야 한다. 닫힌 경우에는 방화에 지장을 주는 틈이 생기면 안된다.

 

라. 불연 · 준불연재료 · 난연재료

구분
불연재료(난연1급)
준불연재료 (난연2급)
나연재료 (난연3급)
정의
불에 타지 않는 재료
불연재료에 준하는 방화성
능을 가진 재료
불에 잘 타지 아니하는
성능을 가진 재료
종류
⊙ 콘크리트
⊙ 석재
⊙ 벽돌
⊙ 유리(그라스울)
⊙ 철강
⊙ 알루미늄
⊙ 모르타르
⊙ 회
⊙ 석고보드
⊙ 목모시멘트판
⊙ 난연 합판
⊙ 난연 섬유판
⊙ 난연 플라스틱판

  ◈ #불연재료 : 불에 타지 않는 성질을 가진 재료로서 불연성 시험 및 가스유해성 시험결과 기준을 만족한 것, 콘크리트,

                          석재, 벽돌, 기와, 석면판, 철강, 알루미늄, 유리, 시멘트, 모르타르, 회, 기타 난연 1급 재료로 된 것

  ◈ 준불연재료 : 불연재료에 준하는 성질을 가진 것으로서 열 방출율 시험 및 가스유해성 시험을 만족한 것,

                           석고 보드, 목모시멘트판 기타 난연 2급 재료로 된 것

  ◈ #난연재료 : 불에 잘 타지 않는 성질을 가진 재료로 열방출율 시험 및 가스유해성시험을 만족한 것,

                           난연합판, 난연플라스틱, 기타 난연3급 재료로 된 것

3. 기타

가. #지하층 의 정의

  ▣ 건축물의 바닥이 지표면 아래에 있는 층으로서 바닥에서 지표면까지 평균 높이가 해당층 높이의 2분의 1 이상인 것을

       말한다.

나. 건축방재의 기본적인 사항

 1) 공간적 대응

   ① #대항성 : 내화성능 · 방연성능 · 초기 소화대응 등의 화재사상의 저항 능력

   ② #회피성 : 불연화 · 나연화 · 내장제한 · 구획의 세분화 · 방화훈련(소방훈련) · 불조심등 출화유발 · 확대 등을 저감시키

                        는 예방조치 강구

   ③ #도피성 : 화재가 발생한 경우 안전하게 피난할 수 있는 시스템

 2) 설비적 대응

   ⊙ 공간적 대응을 보완하는 것으로서 대항성에 대하여 스프링쿨러, 제연설비, 방화문, 방화셔터 등을, 도피성으로는 유도

        등, 피난설비 등을 설치하여 보조하는 것

다. 화재확대 방지를 위한 방화계획

  ▣ 화재가 확대되는 것을 방지하기 위해 내화구조로 하고 방화구획을 하고 경계벽이나 칸막이 벽에 대해서는 돌출벽을

       설치한다. 내장재는 불연재료, 준불연재료를 사용한다.

   ① 수평구획 (면적단위)

   ② 수직구획 (층단위)

   ③ 용도구획 (용도단위)

<건축방화 계획시 검토 사항>

   ㉠ 배기계획    ㉡ 평면단면계획    ㉢ 피난계획    ㉣ 소방활동계획    ㉤ 내장재 계획   ㉥ 설비계획    ㉦ 구조계획

<구획의 종류> ★

   ㉠ #방화구획 : 화염의 확대방지를 목적으로 하는 구획으로 내화성이나 차염성이 요구됨 

                            내화구조의 벽, 내화바닥, 방화문 등으로 구성

   ㉡ #방연구획 : 연기의 확산방지를 목적으로 하는 구획으로 차연성이 요구되며 기밀구조가 요구된다.

                            글라스스크린 그밖에 기밀성이 있는 불연재료

   ㉢ #안전구획 : 피난시 안전확보를 목적으로 불꽃이나 연기로 부터 안전확보를 위한 구획 내화성으로 구획된 구역과 기

                           밀성이 있는 불연성 구획 구역으로서 열과 연기를 막아 주어야 한다.

#피난계획 의 기본 원칙】 ★

   ▣ 피난수단은 원시적인 방법으로 하여야 한다. (누구도 쉽게 할 수 있는 방법)

   ▣ 피난통로는 양방향 통로를 원칙으로 한다.

   ▣ 피난설비는 고정적인 설비이어야 한다.

   ▣ 피난설비는 분산배치하여야 한다.

   ▣ 피난통로의 종단에는 충분한 공간을 확보해 주어야 한다.

   ▣ 피난 경로는 간단 명료해야 한다 (최단거리여야 한다)

   ▣ 인간의 피난 특성을 고려하여야 한다.

   ▣ 풀프로프(foolproof)와 페일시에프의 원칙에 따라야 한다.

< #피난 계획시 고려사항> ★

  ㉠ 귀소 본능   ㉡ 회피 본능 (가장 먼 곳)    ㉢ 지광본능 (피난구역 밝게)   ㉣ 좌회본능 (좌측으로 간다)   ㉤ 추종본능

<화재에 대한 인간의 대응> ★

  ㉠ 공간적인 대응

     ⊙ 대항성          ⊙ 회피성              ⊙ 도피성

  ㉡ 소비적인 대응

라. 피난계단의 구조

  ① 계단실은 창문 · 출입구, 기타 개구부를 제외한 해당 건축물의 다른 부분과 내화구조의 벽으로 구획할 것

  ② 계단실의 실내에 접하는 부분의 마감은 불연 재료로 할 것

  ③ 계단실에는 예비전원에 의한 조명 설비를 할 것

  ④ 계단은 피난 층 또는 지상까지 직접 연결되도록 할 것

마. 건축물의 바깥쪽에 설치하는 피난 계단의 구조

  ① 계단은 그 계단으로 통하는 출입구 외의 창문 등으로 부터 2 [m] 이상의 거리를 두고 설치

  ② 건축물의 내부에서 계단으로 통하는 출입구에는 갑종 방화문 설치

  ③ 계단의 유효너비 : 0.9[m] 이상

  ④ 계단의 내화구조로 하고 피난층 또는 지상까지 직접 연결되도록 할 것

【 안전계획 】

  ▣ 1차 안전계획 : 복도

  ▣ 2차 안전계획 : 계단 전실, 부속실

  ▣ 3차 안전계획 : 계단

        ◈ 안전성 : 복도 < 계단전실, 부속실 < 계단

바. 제연방식

  [제연의 종류]

   ▣ 제연[배출]

       ⊙ 자연 제연 (배출) 방식

       ⊙ 기계 제연 (배출) 방식

       ⊙ #스모크타워 제연 (배출) 방식

  ▣ 방연 [차연]

     ⊙ #밀폐 제연방식

     ⊙ 급기 가압 제연방식

1) 자연제연방식 : 개구부 (건물에 설치된 창)를 통하여 연기를 자연적으로 배출하는 방식

2) 스모크타워 제연방식 : 루프 모니터를 설치하여 제연하는 방식

   ① 스모크 타워는 급기와 제연의 균형이 이루어져야 한다.

   ② 제연통의 제연구는 바닥에서 위쪽에 설치하고, 급기통의 급기구는 바닥부분에 설치한다.

   ③ 배기와 급기는 자연 급배기식과 기계식이 있다.

   ④ 제연통과 급기통은 피난계단 전실에서 연기와 와류하지 아니하고 유효하게 제연될수 있도록 배치되어야 한다.

3) 기계제연방식 (강제제연방식)

   ① 제1종 기계제연방식 : 송풍기와 배연기(배풍기)를 설치하여 급기와 배기를 하는 방식으로 장치가 복잡하다.

   ② 제2종 기계제연방식 : 송풍기만 설치하여 급기와 배기를 하는 방식으로 역류의 우려가 있다.

   ③ 제3종 기계제연방식 : 배연기(배풍기)만 설치하여 급기와 배기를 하는 방식으로 가장 많이 사용한다.

구 분
송풍기
(급기 송풍기)
배출기
(배기 송풍기)
1종 기계 제연
O
O
2종 기계 제연
O
X
3종 기계 제연
X
O

【 출제 예상문제 】

1. 건축물 내부에 설치하는 피난 계단의 구조로서 옳지 않은 것은 ? ④

  ① 계단실은 창문 · 출입구 , 기타 개구부를 제외한 해당 건축물의 다른 부분과의 내화구조의 벽으로 구획할 것

  ② 계단실의 실내에 접하는 부분의 마감은 불연 재료로 할 것

  ③ 계단실에는 예비전원에 의한 조명 설비를 할 것

  ④ 계단은 피난 층 또는 지상까지 직접 연결되지 않도록 할 것

 

[해설] 피난 계단의 구조

  ① 계단실은 창문 · 출입구 · 기타 개구부를 제외한 해당 건축물의 다른 부분과의 내화구조의 벽으로 구획할 것

  ② 계단실의 실내에 접하는 부분의 마감은 불연 재료로 할 것

  ③ 계단실에는 예비전원에 의한 조명 설비를 할 것

  ④ 계단은 피난 층 또는 지상까지 직접 연결되도록 할 것

2. 내화구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ④

   ① 철근콘크리트조, 연와조, 기타 이와 유사한 구조

   ② 화재시 쉽게 연소가 되지 않는 구조를 말한다.

   ③ 화재에 대하여 상당한 시간동안 구조상 내력이 감소되지 않아야 한다.

   ④ 보통 방화구획 밖에서 진화되어 인접 부분에 화기의 전달이 되어야 한다.

 

[해설] #내화 구조

  가. 정의

     ① 수리하여 재사용할 수 있는 구조

     ② 화재시 쉽게 연소되지 않는 구조

     ③ 화재에 대하여 상당한 시간동안 구조상 내력이 감소되지 않는 구조

  나. 종류

     ① 철근 콘크리트조     ② 연와조           ③ 석조

3. 건축물의 피난 · 방화구조 등의 기준에 관한 규칙에서 건축물의 바깥쪽에 설치하는 피난계단의 유효너비는 몇 [m] 이상

     으로 하여야 하는가 ? ③

   ① 0.6                  ② 0.7                 ③ 0.9                 ④ 1.2

 

[해설] 건축물의 바깥쪽에 설치하는 피난계단의 구조

  ① 계단은 그 계단으로 통하는 출입구 외의 창문 등으로 부터 2[m] 이상의 거리를 두고 설치

  ② 건축물의 내부에서 계단으로 통하는 출입구에는 갑종방화문 설치

  ③ 계단의 유효 너비 : 0.9 [m] 이상

  ④ 계단은 내화구조로 하고 지상까지 직접 연결되도록 할 것

4. 건축물에 화재가 발생할 때 연소 확대를 방지하기 위한 계획에 해당되지 않는 것은 ? ②

   ① 수직계획            ② 입면계획          ③ 수평계획               ④ 용도계획

 

[해설] 연소 확대 방지를 위한 방화계획

   ① 수평구획 (면적 단위)

   ② 수직구획 (층단위)

   ③ 용도구획 (용도단위)

5. 다음중 #내화구조 로 옳은 것은 ? ②

   ① 두께 1.2 [㎝] 이상의 석고판 위에 석면 시멘트판을 붙인 것

   ② 철근 콘크리트조의 벽으로서 두께가 10 [㎝] 이상일 것

   ③ 철망모르타르 바르기로서 두께 2 [㎝] 이상인 것

   ④ 심벽에 흙으로 맞벽치기 한 것

 

[해설] 내화구조의 기준

   ① 철근콘크리트조로서 두께 10 [㎝] 이상의 벽

   ② 철근콘크리트조로서 두께 10 [㎝] 이상인 바닥

   ③ 두께 5 [㎝] 이상의 콘크리트로 덮은 보

   ④ 철물을 두께 5 [㎝] 이상의 콘크리트로 덮은 기둥

6. 방화문에 관한 설명 중 옳지 않은 것은 어느 것인가 ? ④

   ① 방화문은 직접 손으로 열 수 있어야 한다.

   ② 갑종 방화문은 비차열 1시간 이상의 성능이 확보될 것

   ③ 을종 방화문은 비차열 30분 이상의 성능이 확보될 것

   ④ 피난계단에 설치하는 방화문에 한해 자동폐쇄장치가 된다.

 

[해설] #방화문 구조

   ① 직접 손으로 열 수 있을 것

   ② 자동으로 닫히는 구조 (자동폐쇄장치)일 것

   ③ 방화문의 구조

갑종 방화문
을종 방화문
⊙ 비차열 1시간 이상의 성능이 확보될 것
⊙ 차열 30분 이상
(아파트 발코니에 설치하는 대피공간의 경우)
⊙ 비차열 30분 이상의 성능을 확보할 것

7. 다음 중 불연 재료에 해당하지 않는 것은 ? ②

   ① 기와               ② 아크릴               ③ 유리                    ④ 콘크리트

 

[해설] 불연재료 · 난연재료

구분
불연재료(난연1급)
준불연재료 (난연2급)
난연재료 (난연3급)
정의
불에 타지 않는 재료
불연재료에 준하는 방화성 능을 가진 재료
불에 잘 타지 아니하는 성능을 가진 재료
종류
⊙ 콘크리트
⊙ 석재
⊙ 벽돌
⊙ 유리(그라스울)
⊙ 철강
⊙ 알루미늄
⊙ 모르타르
⊙ 회
⊙ 석고보드
⊙ 목모시멘트판
⊙ 난연 합판
⊙ 난연 섬유판
⊙ 난연 플라스틱판

8. 목조건축물에 설치하는 방화벽의 구조로서 적당치 않은 것은 ? ①

   ① 방화구조이어야 한다.

   ② 자립할 수 있는 구조이어야 한다.

   ③ 방화벽의 상단은 지붕면으로 부터 0.5 [m] 이상 튀어 나오게 한다.

   ④ 방화벽을 관통하는 틈은 불연 재료로 메워야 한다.

 

[해설] 방화벽 기준

   ① 내화구조로서 홀로 설 수 있는 구조일 것

   ② 방화벽의 양쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면 및 지붕면으로 부터 0.5 [m] 이상 튀어 나오게 할 것

   ③ 방화벽에 설치하는 출입문의 너비 및 높이는 각각 2.5 [m] 이하로 하고, 이에 갑종 방화문을 설치할 것

   ④ 방화벽을 관통하는 틈은 불연재료로 메워야 한다.

9. 방화구조를 바르게 나타낸 것은 ? ①

   ① 철망 모르타르 바르기로서 두께가 2[㎝] 이상인 것

   ② 석고판 위에 시멘트모르타르를 바른 것으로서 두께 2 [㎝] 이상일 것

   ③ 두께 1 [㎝] 이상의 석고판 위에 석면 시멘트판을 붙인 것

   ④ 두께 2 [㎝] 이상의 암면보온판을 붙인 것

 

[해설] 방화구조의 기준

   ① 철망 모르타르 바르기로서 두께 2 [㎝] 이상인 것

   ② 석고판 위에 시멘트모르타르를 바른 것으로서 두께 2.5 [㎝] 이상인 것

   ③ 심벽에 흙으로 맞벽치기 한 것

10. 화재시 상당한 시간 동안 연소를 차단할 수 있도록 하기 위하여 방화구획선상 또는 방화벽의 개구부 부분에

      설치하는 것은 ? ④

   ① 덕트                ② 경계벽              ③ 셔터                   ④ 방화문

 

[해설] 방화문

  ▣ 방화문 : 화재시 상당한 시간 동안 연소를 차단할 수 있도록 하기 위하여 방화구획선상 또는 방화벽의 개구부 부분에

                    설치하는 것

11. 연면적이 몇 [㎡] 이상인 목조의 건축물은 그 구조를 방화구조로 하거나 불연재료로 하여야 하는가 ? ③

      ① 300 [㎡]                  ② 500 [㎡]                  ③ 1,000 [㎡]                   ④ 1,500 [㎡]

[해설] 건축령 57조 제3항

 

▣ 연면적이 1,000 [㎡] 이상인 목조의 건축물은 국토교통부령이 정하는 바에 따라  그 구조를 방화구조로 하거나

     불연재료로 하여야 한다.

12. 건축물의 주요 구조부가 아닌 것은 어느 것인가 ? ④

   ① 바닥              ② 보              ③ 주계단              ④ 사잇기둥

 

[해설] 건축물 주요 구조부

   ① #내력벽     ② 보 (작은 보 제외)        ③ 지붕틀 (차양제외)            ④ 바닥 (최하층 바닥 제외)

   ⑤ #주계단 (옥외계단 제외)          ⑥ #기둥 (사잇기둥 제외)

13. 지하층이라 함은 건축물의 바닥이 지표면 아래에 있는 층으로서 바닥에서 지표면까지의 평균 높이가 해당 층 높이의

       얼마 이상인 것을 말하는가 ? ①

   ① 1/2                  ② 1/3                   ③ 1/4             ④ 1/5

[해설] 지하층 : 건축물의 바닥이 지표면 아래에 있는 층으로서 그 바닥으로 부터 지표면까지의 평균 높이가 해당 층 높이의

                         1/2 이상인 것

14. 제연방식의 종류가 아닌 것은 ? ②

   ① 자연 제연방식         ② 흡입 제연방식                ③ 기계 제연방식             ④ 스모크타워 제연방식

 

[해설] 제연방식의 종류

   (1) 자연 제연방식 : 건물에 설치된 창

   (2) 스모크 타워 제연방식

   (3) 기계 제연방식

         ① 제1종 : 송풍기 + 배연기

         ② 제2종 : 송풍기

         ③ 제3종 : 배연기

15. 다음 스모크 타워 (Smoke Tower)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은 ? ②

   ① Smoke Tower는 급기와 제연의 균형이 이루어져야 한다.

   ② 제연통의 제연구는 바닥부분에 설치하고, 급기통의 급기구는 천장 부분에 설치한다.

   ③ 배기와 급기는 자연 급배기식과 기계식이 있다.

   ④ 제연통과 급기통은 피난계단 전실에서 연기와 와류하지 아니하고 유효하게 제연될 수 있도록 배치되어야 한다.

 

[해설] 스모크 타워

   ▣ 제연통의 제연구는 바닥에서 위쪽에 설치하고, 급기통의 급기구는 바닥부분에 설치

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1. 목재 건축물

가. 목재건축물 화재 특징

   ① 목재의 주성분 : 섬유소

   ② 수분함량 15% 이상이면 고온에 장시간 노출되어도 착화되기 어려움

   ③ 목재의 인화점 : 240 ~ 270 [℃]

   ④ 목재의 착화점 : 410 ~ 470 [℃]

   ⑤ 각지거나 표면이 거칠수록 연소하기 쉽다.

   ⑤ 화재시간 : 30 ~ 40분

   ⑥ 온도 : 1,100 ~ 1,300 [℃]

   ⑦ 화재성상 : 고온단기형 ★

   ⑧ 연료지배형

나. 목조 건축물의 화재 확대 주요인

   ① 비화 : 화염 또는 열의 직접적인 접촉, 불티, 바람

   ② 화염의 접촉 : 화재로 인해 불티가 바람에 날아가 발화하는 것

   ③ 복사열 : 매질없이 전자기파 형태로 열전달하는 것,  화재시 가장 크게 작용

다. 목재의 화재 상태와 연소속도

목재형태
연소가 빠르다.
연소가 느리다.
형상
사각인 것
둥근 것
건조상태
수분이 적은 것
수분이 많은 것
표 면
거친 것
매끄러운 것
외형 (두께,크기)
얇고 가는 것
두껍고 큰 것
검정색
백색
내화성, 방화성
없는 것
있는 것
기름, 페인트
페인트 칠한 것
칠하지 않은 것

라. 목조건축물의 화재성상

   ① 평면적 연소보다 천장, 계단을 통한 수직방향의 연소확대가 빠름

   ② 건물의 규모가 클수록 창, 출입구의 개구부가 많고 넓을 수록 연소열이 높고 화재성상이 빠르다.

   ③ 습도가 낮고 바람세기가 강할 수록 연소확대가 빠르다.

   ④ 수분이 적은 상태일 수록 연소가 더 잘되고 수분함량이 15 [%] 이상이면 고온을 장시간 접촉해도 착화하기 어렵다.

   ⑤ 화재 후 약 7~8분 후 최성기에 도달하는데 온도가 약 1,100~1,300 [℃]로 내화건축물 화재의 온도보다 높고 화세가

        강하다.

   ⑥ 최성기 이후 비화에 의해 화재 확대 위험이 높다.

   ⑦ 화염의 분출면적, 복사열이 커서 접근이 어렵다.

마. 목재건축물의 화재 진행과정

 

<참고 : 용어>

   ① 무염착화 : 가연물이 재로 덮인 숯불모양으로 불꽃 없이 착화하는 현상

   ② 발염착화 : 가연물이 불꽃이 발생하면서 착화되는 현상

   ③ 맹화 : 화재의 최성기를 말한다.

바. 출화의 구분

  1) 옥내 출화

    ① 천장 속 · 벽 속 등에서 발염착화한 때

    ② 가옥 구조 시에는 천장 판에 발염착화한 때

    ③ 불연 벽체나 칸막이의 불연천장인 경우 실내에서는 그 뒤판에 발염착화한 때

  2) 옥외출화

    ① 창·출입구 등에 발염착화한 때

    ② 목재 사용 가옥에서는 벽 · 추녀 밑의 판자나 목재에 발염착화한 때

사. 목재건축물의 표준온도곡선

 

   ① 화재성상 : 고온 단기형

   ② 최고온도 (최성기 온도) : 1,300 [℃]

아. 출화부 추정의 원칙

   ① 되괴방향법 : 출화가옥의 기둥 등은 발화부를 향하여 되괴되는 경향이 있으므로 이곳을 출화부로 추정하는 원칙

   ② 탄화심도비교법 : 탄화심도는 발화부에 가까울 수록 깊어지는 경향이 있으므로 이곳을 출화부로 추정하는 원칙

자. 최성기의 상태

   ① 온도는 국부적으로 1,200 ~ 1,300 [℃] 정도가 된다.

   ② 상층으로 완전히 연소되고 농연은 건물전체에 충만된다.

   ③ 유리가 타서 녹아 떨어지는 상태가 목격된다.

차. 연소확대 ★

   ① 접염 : 화염 또는 열의 접촉에 의하여 불이 다른 곳으로 옮겨 붙는 것

   ② 비화 : 불티가 바람에 날리거나 화재현장에서 상승하는 열기류 중심에 휩쓸려 원거리 가연물에 착화하는 현상

   ③ 복사열 : 복사파에 의하여 열이 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 것

카. 훈소

  ① #훈소

     ㉠ 불꽃 없이 연기만 내면서 타다가 어느 정도 시간이 경과 후 발열될 때의 연소상태

     ㉡ 착화에너지가 충분하지 않아 가연물이 발화하지 못하고 다량의 연기가 발생되는 연소상태

  ② 훈소흔 : 목재에 남겨진 흔적

타. 목재의 균열흔

완소흔
700~800[℃] 삼각 또는 사각 형태 수열흔
강소흔
900 [℃] 깊은 요철 형성된 수열흔
열소흔
가연물이 1,100[℃] 정도의 고온 상태에 접하여 일시에 연소하게 되면 홈이 아주 깊은 상태가 되는데 맹렬한 확산
중심부분 등에서 나타남
주염흔
일반화재에서 연기를 왕성하게 내면서 타는 상태가 지나치게 되면 가연성 물질에 따라 차이는 있으나 활활 타오르는
단계를 지나 연기가 줄고 불꽃의 
양이 커지는 것 같은 상태로 바뀌면서 건물 등 불연성 구조물이나 재질에
불꽃흔적을 남김

2. 내화건축물

가. 내화건축물의 내화 진행과정

 

   ① 성장기 : 공기의 유통구가 생기면 연소속도는 급격히 진행되어 실내에 순간적으로 화염이 가득하게 되는 시기

   ② 최성기 : 실내의 온도가 800 ~ 1,100[℃] 의 고온상태를 계속할 때의 상태

나. 내화건축물의 표준온도곡선

 

   ① 화재성상 : 저온 장기형

   ② 최고온도(최성기 온도) : 900 ~ 1,100 [℃]

   ③ 시간 경과시의 온도

      ㉠ 30분 후 : 840 [℃]

      ㉡ 1시간 후 : 925 ~ 950 [℃]

      ㉢ 2시간 후 : 1,100 [℃]

【 실내화재와 실외화재】

  ▣ 실내화재는 실외화재에 비해 화재로 인한 연소열을 외부로 방출하기 어렴다.

     ◈ 실내화재는 구획이 되어 있어 공기(산소) 공급이 충분하지 않다.

     ◈ 에너지 축적이 용이하고 공기공급이 충분하지 않을 수 있다.

  ▣ 이런 이유로 실내의 온도가 급격히 상승하여 가연물의 열분해 또는 증발을 촉진하게 된다. 어느 순간 화재실 전체의

       가연성 혼합기가 형성되면 실전체로 화염이 확산되는데 이를 #플래시 #오버 현상이라고 한다.

  ▣ 플래시 오버는 화재 성장기에 발생되며 플래시 오버 이후를 최성기라고 한다.

  ▣ 플래시 오버 발생까지의 시간을 피난 허용시간이라고 한다.

         ※ 플래시 오버 : 순간적인 화재 확대 현상

[플래시 오버 (Flash over) 현상]

   ◈ 실내(구획)화재의 특징적 현상

   ◈ 순간적인 화재 확대 현상

   ◈ 에너지의 축적에 의해 발생

   ◈ 성장기에서 발생, 발생 이후는 최성기

   ◈ 연료지배화재에서 환기지배화재로 전환

   ◈ 피난허용시간

<플래시 오버 발생시간에 영향을 주는 인자>

   ◈ 내장재의 재질 및 두께, 화원의 크기, 개구부의 크기

<플래시 오버 발생시간이 짧아지는 조건>

   ◈ 내장재가 열분해되기 쉽고, 열전도율이 적을 수록, 내장재의 두께가 얇고 표면적이 클수록, 화원의 크기가 클수록,

        개구부의 크기가 작을 수록 불에 잘 타는 재질일 수록

   ◈ 가연성 재료 : 3~4분

   ◈ 준불연성 재료 : 5~6분

   ◈ 불연성 재료 : 7 ~8분

[ #백드래프 (Back draft 현상]

  ▣ #실내화재#실외화재 에 비하여 공기의 유통이 자유롭지 못하다.

       화재가 최성기로 접어 들면 많은 양의 공기를 필요로 하지만 개구부가 폐쇄되어 있는 실내라면 공기 공급이 어렵게

       되어 연소현상이 원활하지 못하게 된다. 이때 문을 열거나 공기공급을 하게 되면 실내에 축적되어 있는 가연성 가스가

       폭발적으로 연소하게 되는데 이를 백드래프 현상이라고 한다.

   ◈ 백드래프트 현상은 최성기 이후에 발생한다.

   ◈ 개방된 개구부를 통해서 화염이 외부로 분출된다.

   ◈ 급격한 압력상승으로 건물이 붕괴될 수 있다.

 

<백드래프트가 되기 쉬운 조건>

   ◈ 밀폐된 공간에서 연소가 일어날 때

   ◈ 실내에 다량의 가연성 가스가 존재할 때

   ◈ 실내온도가 매우 높을 때

【 출제예상문제】

1. 목재건물의 화재성상은 내화 건물에 비하여 어떠한가 ? ④

   ① 저온 장기형이다.               ② 저온 단기형이다.

   ③ 고온 장기형이다.               ④ 고온 단기형이다.

[목조건물의 화재성상] ① 화재성상 : 고온 단기형

  ② 최고온도(최성기 온도) : 1,300 [℃]

2. 가연물질이 재로 덮인 숯불모양으로 불꽃없이 착화하는 것을 나타내고 있는 것은 ? ①

  ① 무염착화           ② 발염착화               ③ 맹화                 ④ 진화

[해설] ① #무염착화 : 가연물이 재로 덮인 숯불모양으로 불꽃 없이 착화하는 현상

          ② #발염착화 : 가연물이 불꽃이 발생되면서 착화되는 현상

          ③ #맹화 : 화재의 최성기를 말한다.

3. 목조 건축물의 화재진행상황에 관한 설명으로 알맞은 것은 ? ③

   ① 화원 - 무염착화 - 출화 - 소화

   ② 화원 - 발염착화 - 출화 - 소화

   ③ 화원 - 무염착화 - 발염착화 - 출화 - 성기 - 소화

   ④ 화원 - 무염착화 - 출화 - 성기 - 소화

[목조건축물의 화재진행상황]

   화원 - 무염착화 - 발염착화 - 출화(발화) - 최성기 - 연소낙하 - 소화

4. 목조 건축물의 화재가 발생하여 최성기에 도달할 때 연소온도는 대략 몇 [℃] 인가 ? ③

   ① 300            ② 800                 ③ 1,300                 ④ 1,800

[목조건물의 화재 성상] ① 화재성상 : 고온단기형 ② 최고온도(최성기 온도) : 1,300[℃]

5. 출화란 화재를 뜻하는 말로서 옥내출화, 옥외출화로 구분한다. 이 중 옥외출화 시기를 나타낸 것은 ? ② 

   ① 천장 속, 벽 속 등에서 발염 착화된 경우

   ② 창, 출입구 등에 발염 착화한 경우

   ③ 가옥구조시에는 천장 판에 발염 착화한 경우

   ④ 불연천장인 경우 실내의 그 뒷면에 발염 착화한 경우

[옥외 #출화 시기]

   ① 창·출입구 등에 발염착화한 때

   ② 목재사용 가옥에서는 벽 ·추녀 밑의 판자나 목재에 발염착화한 때

6. 출화부 추정의 원칙 중 탄화심도에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ④

   ① 탄화심도는 발화부와 상관관계가 없다.

   ② 탄화심도는 발화부에서 멀리 있을 수록 깊어지는 경향이 있다.

   ③ 탄화심도는 황린을 발화부에 근접시켜 측정한다.

   ④ 탄화심도는 발화부에 가까울수록 깊어지는 경향이 있다.

[ #탄화심도법 ] 탄화심도는 발화부에 가까울 수록 깊어지는 경향이 있으므로 이곳을 출화부로 추정하는 원칙

7. 내화 건물 화재의 표준시간 온도곡선에 있어서 화재발생후 1시간이 경과할 경우 내부 온도는 대략 어느 정도인가 ? ① 

  ① 950 [℃]          ② 1,200 [℃]             ③ 800 [℃]            ④ 600 [℃]

[시간경과시의 온도]

   ① 30분 후 : 840 [℃]         ② 1시간 후 : 925~950 [℃]             ② 2시간 후 : 1,010 [℃]

8. 내화 건축물의 화재에서 공기의 유통이 원활하면 연소는 급격히 진행되어 개구부에 진한 매연과 화염이 분출하고

     실내는 순간적으로 화염이 충만하는 시기는 ? ②

   ① 초기               ② 성장기                ③ 최성기                  ④ 중기

[성장기] 공기의 유통구가 생기면 연소속도는 급격히 진행되어 실내는 순간적으로 화염이 가득하게 되는 시기

9. 목조건축물에서 발생하는 옥내출화시기를 나타낸 것으로 옳지 않은 것은 ? ②

   ① 천장 속, 벽 속 등에서 발염 착화한 경우

   ② 창, 출입구 등에 발염 착화한 경우

   ③ 가옥의 구조에는 천장 판에 발염 착화한 경우

   ④ 불연 벽체나 불연천장인 경우 실내의 그 뒷면에 발염 착화할 때

[옥내 출화시기]

   ① 천장 속 · 벽 속 등에서 발염착화한 때

   ② 가옥 구조시에는 천장 판에 발염착화한 때

   ③ 불연 벽체나 칸막이의 불연천장인 경우 실내에서는 그 뒤판에 발염착화한 때

10. 화재발생시 건축물의 화재를 확대시키는 주요인이 아닌 것은 ? ④

   ① 비화          ② 복사열          ③ 화염의 접촉(접염)           ④ 흡착열에 의한 발화

 ​

[목조건축물의 #화재원인 ]

  ① #접염 : 화염 또는 열의 접촉에 의하여 불이 다른 곳으로 옮겨 붙는 것

  ② #비화 : 불티가 바람에 날리거나 화재현장에서 상승하는 열기류 중심에 휩쓸려 원거리 가연물에 착화하는 현상

  ③ #복사열 : 복사파에 의하여 열이 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하는 것

11. 착화 #에너지 가 충분하지 않아 가연물이 발화되지 못하고 다량의 연기가 발생되는 연소형태는 ? ①

   ① 훈소           ② 표면연소           ③ 분해연소                 ④ 증발연소

[ #훈소 ]

  ① 착화에너지가 충분하지 않아 가연물이 발화되지 못하고 다량의 연기가 발생되는 연소 형태

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

12. 내화건축물 화재의 진행과정으로 가장 옳은 것은 ? ③

  ① 화원 - 최성기 - 성장기 - 감퇴기

  ② 화원 - 감퇴기 - 성장기 - 최성기

  ③ 초기 - 성장기 - 최성기 - 감퇴기 - 종기

  ④ 초기 - 감퇴기 - 최성기 - 성장기 - 종기

[ #내화건축물 의 화재진행과정]

   초기 → 성장기 → #최성기 → 감퇴기 → 종기

13. 화재시 불티가 바람에 날리거나 상승하는 열기류에 휩쓸려 멀리 있는 가연물에 착화하는 현상은 ? ①

   ① 비화             ② 전도               ③ 대류                     ④ 복사

[ #비화 ] 불티가 바람에 날리거나 화재현자에서 상승하는 열기류 중심에 휩쓸려 원거리 가연물에 착화하는 현상

14. 목재의 상태를 기준으로 했을 때 다음 중 연소속도가 가장 느린 것은 ? ③

   ① 거칠고 얇은 것     ② 각이 있고 얇은 것     ③ 매끄럽고 둥근 것          ④ 수분이 적고 거친 것

[ #목재 의 상태와 #연소속도 ]

목재형태
연소가 빠르다.
연소가 느리다.
형상
사각인 것
둥근 것
건조상태
수분이 적은 것
수분이 많은 것
표 면
거친 것
매끄러운 것
외형 (두께,크기)
얇고 가는 것
두껍고 큰 것
검정색
백색
내화성, 방화성
없는 것
있는 것
기름, 페인트
페인트 칠한 것
칠하지 않은 것

15. 출화가옥의 기둥, 벽 등은 발화부를 향하여 도괴되는 경향이 있으므로 이곳을 출화부로 추정하는 것을 무엇이라

     하는가 ? ③

   ① 접염비교법            ② 탄화심도비교법             ③ 도괴방향법              ④ 연소비교법

[ #도괴방향법 ] 탄화심도와 마찬가지로 발화부 근처가 연소의 강도 및 시간 등이 더 크거나 길게 되므로 #발화부 방향으로

                            도괴되어 이를 추정하여 발화부를 찾는 방법을 말한다.

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【 열역학 (Thermodynamics】

  ▣ 물질의 #상태 변화에 따라 발생하는 열과 일의 양은 열역할 법칙으로 정의되는 에너지와 엔트로피 등의 열역학적

      변수들을 이용하여 분석하는 학문

   ※ 일 ↔ 열 : #물리적 #현상

1. 열역학 제0법칙 [열평형, 온도평형의 법칙]

   ▣ #온도 가 서로 다른 물체를 접촉시켜 놓으면 얼마 후 온도가 같아진다. (열평형상태)

 

    ◈ 고온체와 저온체를 함께 놓으면 열이 고온에서 저온으로 이동하여 온도가 같아지려는 성향을 갖는다.

       (온도계의 원리)

2. 열역학 제1법칙 : 에너지 보존법칙

▣ 어떤 고립된 계의 총에너지는 일정하다는 법칙

   ⊙ 내부에너지 변화가 계에 가해진 열과 계가 한일 사이의 차가 같다는 것을 의미한다.

   ⊙ #에너지 는 생성되지도 소멸되지도 않는다.

 

   ◈ 에너지의 양적관계

   ◈ 열 = 에너지 = 일

   ◈ 가역적인 법칙

     ⊙ 열 ↔ 일, 1[kcal] = 4.184 [kJ]

                        4.184[kJ/kcal] : 열의 일당량

 

     이를 그림으로 표현하면 다음과 같다.

 

    열과 운동의 관계로 정리를 하면..

 

 

3. 열역학 제2법칙

  ▣ 고립계에서 총 엔트로피의 변화는 항상 증가하거나 일정하며 절대로 감소하지 않는다.

 

   ① 열은 자연적으로 저열원에서 고열원으로 이동할 수 없다.

   ② #효율 100%의 열기관은 존재할 수 없다.

 

※ 열역학 제2법칙 (에너지 흐름의 법칙)

   ◈ 자연적 · #경험적 법칙

   ◈ 일 → #열

   ◈ #열효율 100 [%]는 없다. * 인위적으로 가야 하므로 효율이 떨어진다.

   ◈ #비가역적 법칙이다.

4. #열역학 제3법칙

  ▣ #절대온도 에 가까워질수록 엔트로피의 변화량은 0에 수렴한다.

      그리고 계는 절대온도 0도에 이를 수 없다.

 

          1종 영구기관 및 2종 영구기관
  ▣ 1종 영구기관 : 열역학 1법칙에 위배되는 기관
  ▣ 2종 영구기관 : 열역학 2법칙에 위배되는 기관

【 열량의 단위】

   ◈ 1 [kcal] : 표준 대기압에서 순수한 물 1[㎏]을 1[℃] 올리는데 필요한 열량

   ◈ 1[btu] : 1파운드의 물을 1[°F] 만큼 올리는데 필요한 열량

   ◈ 1[CHU] : 1파운드의 물을 1[℃] 올리는데 필요한 열량

          섭씨 : 14.5 ⇒ 15.5 [℃] 화씨 : 60 ⇒ 61 [°F]

 【 비열 】

   ◈ 비열이란 어떤 물질의 단위 질량을 1[℃] 만큼 올리는데 필요한 열량

   ◈ 단위질량을 단위 온도만큼 올리는데 필요한 열량

      * 기체의 비열에는 2가지가 있다. : 정합비열과 정적비열로 나뉜다.

       ⊙ 정합비열 : 압력이 일정할 때 (CP: constant pressure)

       ⊙ 정적비열 : 체적이 일정할 때 (CP : constant volume)

         Cp > Cv

         Cp - Cv = R (기체상수)

         Cp / Cv > 1

           ★ #수증기 #비열 0.44 [cal/g ℃]

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1. 열전달

가. #열전달 의 개념

  ▣ 열전달은 두 물체 사이에서 열에너지가 이동하는 것을 말한다.

  ▣ 열은 항상 온도가 높은 곳에서 온도가 낮은 곳으로 이동한다.

  ▣ 온도가 높은 곳에서 빠져나온 에너지가 온도가 낮은 곳으로 전달되는데, 이 과정에서 에너지는 보존된다.

  ▣ 두 물체의 온도가 같아지면, 더 이상 열이 이동하지 않는다. 이 상태를 평형이라 한다.

  ▣ 열이 전달되는 주 경로는 전도, 대류, 복사다.

 

나. 전도 (Conduction)

 

  ① 정의 : 물체를 이루고 있는 원자나 전자들의 충돌에 의해 에너지가 확산되는 과정이다. 전도는 온도가 다른 두 물체가

                  접촉해 있을 때 높은 온도의 물체에서 낮은 온도의 물체로 일어나기도 하고, 한 물체 내에서도 온도 차이가

                  생기면 일어나기도 한다.

    ※ 고체간의 직접적인 접촉에 의해 열이 전달되는 것. 고온 → 저온으로 열전달

  ② 전도의 예 : 티스푼을 통해 커피의 열이 손에 전달되는 것, 끓는 국자의 손잡이에 열이 전달 되는 것

 

  [참고] 열전도와 관계 있는 것

  ① 열전도율 [kcal/(m·hr·K)]           ② 배열 [cal/(g·℃)]         ③ 밀도 [kg/㎥] ④ 온도 [℃]

 

다. 대류 (Convection)

 

 

① 정의 : 높은 에너지를 가진 물질 자체가 이동하면서 에너지를 전달하는 과정이다. 대류는 기체나 액체에서 일어난다.

               높은 온도의 기체나 액체는 분자의 운동이 활발하고 밀도가 낮다. 낮은 밀도의 기체나 액체가 상승하면서

               위쪽으로 에너지가 전달된다.

   ※ 일정공간에 있는 기체는 온도가 균일해지는 경향이 있다.

        뜨거운 공기는 위로 차가운 공기는 밑으로 내려 온다.

 ② 대류의 예 : 난로에 의해 방안의 열이 이동하는 현상

          ※ 대류열 Q = hA (T2 - T1)

             Q : 대류열 [W/㎡], h : 대류열전달계수 [W/(㎡·K)]

              T2 - T1 : 온도차 [k], A : 대류면적 [㎡]

 

라. 복사 (Radiation)

 

 

① 정의 : 열에너지를 가진 물체가 전자기파를 방출하면서 공간적으로 떨어진 곳에 에너지를 전달하는 과정이다.

               일반적으로 높은 온도를 가진 물체는 짧은 파장의 전자기파를 방출하고, 낮은 온도를 가진 물체는 긴 파장의

               전자기파를 방출한다.

               표면 온도가 6000 K에 달하는 태양에서는 자외선, 가시광선, 적외선이 모두 방출된다. 일상생활에서 쉽게 접하는

               몇백 도 정도의 물체에서는 적외선이 주로 나온다. 눈으로는 볼 수 없지만, 우리 피부는 적외선을 감지하여

               따뜻함을 느낀다.

 

  ※ 절대 0[˚K] 보다 높은 온도를 갖는 모든 물체는 그 온도에 따라 수면에서 부터 든 방향으로 전자파 형태로 열에너지를

       발산한다.

  ◈ 모든 물체는 자기 온도에 걸맞는 전자파 형태로 열을 사방으로 발산한다. 그로 인해 열의 전달형태를 복사라고 말한다.

 

② 복사의 예 : 태양의 열이 지구에 전달되어 따뜻함을 느끼는 것

   ※ 복사열 Q = σ AT4

        Q : 복사열 [W], σ : 스테판-볼츠만 상수 [W/(㎡·K4)], A : 단면적 [㎡], T : 절대온도 [K]

③ 빈의 변위법칙 : 온도에 따라 전자기파는 빈의 변위법칙을 따릅니다.

 

  ▣ 온도가 높을 수록 파장이 짧은 전자기파(고주파)를 상대적으로 더 많이 내뿜습니다.

      예를 들어 쇳물의 온도는 약 2,000[°K] 정도로 '빨간색 가시광선'을 가장 많이 내뿜으며 태양의 온도는 약 6,000[°K]

      정도로 '노란색~푸른색 가시광선'을 가장 많이 내뿜으며 태양의 색은 모든 스펙트럼의 빛이 섞여 하얀색이며

      노랑 ~ 푸른색의 가시광선이 조금 더 많으므로 노란색과 푸른색이 섞인 하얀색입니다.

 

 ※ 같은 온도에서 서로 다른 물체에서 방사되는 전자기파

  ▣ 서로 다른 어떤 물질을 '흑체(black body)'라고 가정한다면 동일한 온도에서 발생하는 전자기파는 동일합니다.

       즉, 돌맹이든 쇠붙이든 동일 온도에서는 같은 전자기파를 내뿜습니다.

 

【 전열현상】

  ◈ 전도 : #고체 간 직접적인 접촉에 의한 열전달

  ◈ 대류 : #유체 간의 열전달

  ◈ 복사 : #전자파 형태의 에너지 발산에 의한 열 전달

     <화재와 관련된 열전달 현상>

       복사 > 대류 > 전도

 

<참고> 스테판-볼츠만의 법칙 : 복사에 관한 법칙

  ▣ 어떤 물체의 면적 'A'에서 발생하는 전자기파의 에너지의 합계는 절대온도의 4제곱에 비례(스테판이 발견)하며,

       볼츠만이 유도해 낸 볼츠만 상수를 곱한 것과 같습니다.

 

[ 스테판 - 볼츠만의 법칙]

    Q = 4.88 A ε [(T1/100)4 - (T2/100)4]

         Q : 복사열 [kcal/hr], A : 단면적 [㎡], ε : 계수

         T1 : 고온체의 절대온도 [°K]

        T2 : 저온체의 절대온도 [°K]

        즉, 복사에너지는 면적에 비례하고 절대온도의 4승에 비례한다.

 

  ◈ 단원자 · 이원자 분자 : 복사에너지를 #흡수 · #투과

  ◈ #삼원자 분자 이상 : 복사에너지 흡수

      ※ 단원자 분자 : He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

      ※ 이원자 분자 : H2, N2, O2, CO

      ※ 삼원자 분자 : H2O, CO2, SO2

 

【출제예상문제】

 

1. 열의 3대 전달방법이 아닌 것은 ? ①

   ① 흡수           ② 전도              ③ 복사             ④ 대류

 

[열전달의 방법] 복사, 전도, 대류 모두 복합적으로 작용한다.

  ① 전도 : 고체에서의 발생

  ② 대류 : 유체에서의 열전달 (유동을 동반한다)

  ③ 복사 : 전자기파에 의한 열전달로 매질 (고체, 액체, 기체)이 없어도 전달되며, 본격 화재시 가장 크게 작용을 한다.

 

2. 열전도율이 가장 작은 것은 ? ④

  ① #알루미늄          ② 철재         ③ 은               ④ #암면 (광물섬유)

 

[열전도율] ① 알루미늄 : 237 [W/(m·K)]          ② 철재 : 80.3 [W/(m·K)]

                 ③ 은 : 427 [W/(m·K)]                    ④ 암면 : 0.046 [W/(m·K)]

 

3. #열전도율 을 표시하는 단위에 해당하는 것은 ? ③

  ① kcal/(㎡·hr·℃)      ② kcal·㎡/(hr·℃)          ③ W/(m·K)             ④ J/(㎥·K)

 

[열전도율의 단위]

  ▣ 어떤 물질에 열전도에 의해 열이 전달되는 수치를 말한다.

       단위 : [kcal/(m·h·℃)] , [W/(m·K)]

 

4. 열에너지가 물질을 매개로 하지 않고 전자파의 형태로 옮겨지는 현상은 ? ①

   ① #복사             ② #대류             ③ 승화               ④ #전도

 

[열전달의 방법 (복사)]

  ▣ 전자파에 의한 열전달로 매질(고체, 액체, 기체)이 없이도 전달되며, 본격 화재 시 가장 크게 작용을 한다.

 

5. 스테판-볼츠만의 법칙에 따르면 복사열은 절대온도와 어떤 관계에 있는가 ? ②

  ① 절대온도의 제곱에 비례한다.                 ② 절대온도의 4제곱에 비례한다.

  ③ 절대온도의 제곱에 반비례한다.             ④ 절대온도의 4제곱에 반비례한다.

 

[해설] 스테판-볼츠만의 법칙 : #복사열 은 #절대온도 의 4제곱에 비례한다.

 

6. 물체의 표면온도가 250 [℃]에서 650 [℃]로 상승하면 열복사량은 약 몇 배 정도 상승하는가 ? ④

     ① 2.5                 ② 5.7                 ③ 7.5                   ④ 10.0

 

[스테판-볼츠만의 법칙]

 

 

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1. #연기 (Smoke)

가. 정의

    ① 가연물 중 완전 연소되지 않은 #고체 또는 액체의 #미립자 가 떠돌아다니는 상태

    ② 연소생성물이 눈에 보이는 것을 연기라고 한다.

나. 수직으로 연기가 이동하는 속도는 수평으로 이동하는 속도 보다 빠르다.

다. 연기 중 액체 미립자계만 유독성이다.

라. 연기는 대류에 의하여 전파된다.

2. 연기의 이동속도 ★

  ① 수평방향 : 0.5 ~ 1 [m/sec]

  ② 수직방향 : 2~3 [m/sec]

  ③ 계단실 내의 수직이동속도 : 3 ~ 5 [m/sec]

3. 연기의 농도표시법

가. 절대 농도

  ① 중량 농도법

     ▣ 단위체적 중에 포함되어 있는 입자의 중량 [kg/㎥], [g/㎤]

  ② 입자 농도법

     ▣ 단위체적 중에 포함되어 있는 입자의 개수 [개/㎥]

나. 상대 농도

  ① 감광계수법

     ▣ 빛을 투과하였을 경우 빛의 감쇄에 따른 가시거리의 감소를 측정하는 것

  ② 감광계수와 가시거리 ★

감광계수[m-1]
가시거리 [m]
상 황
0.1
20~30
연기감지기가 작동할 때의 농도
0.3
5
건물내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느낄 정도의 농도
0.5
3
어두운 것을 느낄 정도의 농도
1
1~2
거의 앞이 보이지 않을 정도의 농도
10
0.2 ~ 0.5
화재 최성기 때의 농도, 유도등이 보이지 않음
30
-
출화실에서 연기가 분출할 때의 농도

4. 연기를 이동시키는 요인

  ① 팽창력 : 화재실 내 온도상승에 따른 체적의 팽창(샤를의 법칙)으로 압력이 높아져 연기 유동의 원인이 된다.

  ② 부력 : 화재실 내 온도가 상승하므로 상하부의 밀도차 (비중차)가 발생하여 연기가 상부로 이동하는 현상이다.

  ③ #연돌 (굴뚝)효과 (Stack effect) : 건물 내의 온도차 (기후조건 등)에 의한 밀도차 (비중차)의 발생은 기류 이동의 원인이

       되며, 고층일 수록 연돌효과가 크게 나타난다.

  ④ 바람의 효과 : 건축물 외부의 바람이 건축물 내로 유입되어 연기 이동에 영향을 미치는 경우

  ⑤ 공조설비 : 건축물 내부에 있는 냉·난방용 공기조화설비에 의한 연기의 유동

  ⑥ 피스톤 효과 : 건축물 내부의 승강기가 피스톤과 같이 이동하며 연기의 유동이 발생

5. 연돌( #굴뚝 ) 효과 (Stack effect) ★

  ① 건물 내·외부의 온도차에 따른 공기의 흐름현상이다.

  ② 굴뚝효과는 고층 건물에서 주로 나타난다.

  ③ 평상시 건물 내의 기류분포를 지배하는 중요 요소이며 화재시 연기의 이동에 큰 영향을 미친다.

  ④ 건물외부의 온도가 내부의 온도 보다 높은 경우 저층부에서는 내부에서 외부로 공기의 흐름이 생긴다.

[참고] 연기거동 중 굴뚝효과와 관계 있는 것

   ① 건물 내외의 온도차
   ② 화재실의 온도
   ③ 건물의 높이 (고층건물에서 발생)

6. 제연방법

제연방법
설 명
희석 (Dilution)
외부로 부터 신선한 공기를 대량 불어 넣어 연기의 양을 일정
농도 이하로 낮추는 것
배기 (Exhaust)
건물 내의 압력차에 의하여 연기를 외부로 배출시키는 것
차단 (Confinement)
연기가 일정한 장소내로 들어오지 못하도록 하는 것

【 출제 예상 문제 】

1. 건물화재 시 연기가 건물밖으로 이동하는 주된 요인이 아닌 것은 ? ④

  ① 굴뚝 효과                                              ② 건물 내부의 #공조설비

  ③ 온도상승에 따른 기체의 팽창               ④ 적설량

[연기를 이동시키는 요인]

  ① #팽창력 : 화재실 내 온도상승에 따른 체적의 팽창 (샤를의 법칙)으로 압력이 높아져 연기유동의 원인이 된다.

  ② #부력 : 화재실 내의 온도가 상승하므로 상하부의 밀도차(비중차)가 발생하여 연기가 상부로 이동하는 현상이다.

  ③ 연돌(굴뚝) 효과 (Stack effect) : 건물내의 온도차 (기후조건 등)에 의한 밀도차 (비중차)의 발생은 기류이동의 원인이

       되며, 고층일 수록 연돌효과가 크게 나타난다.

    ※ 연동효과의 영향 요인 : 실내외의 온도차, 외벽의 기밀성, 층간 공기누설

  ④ 바람의 효과 : 건축물 외부의 바람이 건축물 내로 유입되어 연기 이동에 영향을 미치는 경우

  ⑤ 공조설비 : 건축물 내부에 있는 냉·난방용 공기조화설비에 의한 연기의 유동

  ⑥ #피스톤 효과 : 건축물 내부의 승강기가 피스톤과 같이 이동하며 연기의 유동이 발생

2. 감광계수 [m-1]에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ②

  ① 0.5는 거의 앞이 보이지 않을 정도이다.            ② 10은 화재 최성기 때의 농도이다.

  ③ 0.5는 가시거리가 20~30 [m] 정도이다.            ④ 10은 연기감지기가 작동하기 직전의 농도이다.

[감광계수]

감광계수[m-1]
가시거리[m]
상 황
0.5
3
어두운 것을 느낄 정도의 농도
10
0.2 ~ 0.5
화재 최성기 때의 농도, 유도등이 보이지 않음

3. 고층건축물에서 연기의 제어 및 차단은 중요한 문제이다. 연기제어의 기본방법이 아닌 것은 ? ④

     ① 희석         ② 차단            ③ 배기               ④ 복사

[제연방법]

제연방법
설 명
희석 (Dilution)
외부로 부터 신선한 공기를 대량 불어 넣어 연기의 양을 일정 농도 이하로 낮추는 것
배기 (Exhaust)
건물 내의 압력차에 의하여 연기를 외부로 배출시키는 것
차단 (Confinement)
연기가 일정한 장소내로 들어오지 못하도록 하는 것

4. 고층건물 내의 연기 거동 중 굴뚝효과 (Stack effect)와 관계가 없는 것은 ? ④

    ① 건물 내외의 온도차                    ② 화재실의 온도

     ③ 건물의 높이                               ④ 층의 면적

[해설] 연돌(굴뚝)효과의 영향요인

  ▣ 건물 내외의 온도차, 화재실의 온도, 건물의 높이 (고층건물에서 발생)

5. 화재시 계단실 내 수직방향의 연기 상승 속도범위는 일반적으로 몇 [m/sec]의 범위에 있는가 ? ③

   ① 0.05 ~ 0.1           ② 0.8 ~ 1.0               ③ 3 ~ 5                   ④ 10 ~ 20

[해설] 연기의 이동속도

  ① 수평방향 : 0.5 ~ 1.0 [m/sec]

  ② 수직방향 : 2 ~ 3 [m/sec]

  ③ 계단실 내의 수직이동속도 : 3 ~ 5 [m/sec]

6. 연기의 농도 표시방법 중 단위체적당 연기입자의 개수를 나타내는 것은 ? ②

  ① 중량농도법          ② 입자농도법            ③ 투과율법               ④ 상대녿도법

[연기의 농도표시법]

   ① 중량농도법 : 단위체적 중에 포함되어 있는 입자의 중량

   ② 입자농도법 : 단위체적 중에 포함되어 있는 입자의 개수

7. 굴뚝효과에 관한 설명으로 틀린 것은 ? ②

   ① 건물 내·외의 온도차에 따른 공기의 흐름 현상이다.

   ② 굴뚝효과는 고층건물에서는 잘 나타나지 않고 저층건물에서 주로 나타난다.

   ③ 평상시 건물 내의 기류 분포를 지배하는 중요요소이며 화재시 연기의 이동에 큰 영향을 미친다.

   ④ 건물 외부의 온도가 내부의 온도보다 높은 경우 저층부에서는 내부에서 외부로 공기의 흐름이 생긴다.

[연돌(굴뚝)효과]

   ① 건물 내 · 외부의 온도차에 따른 공기의 흐름현상이다.

   ② 굴뚝 효과는 고층건물에서 주로 나타난다.

   ③ 평상시 건물 내의 기류분포를 지배하는 중요 요소이며 화재시 연기의 이동에 큰 영향을 미친다.

   ④ 건물외부의 온도가 내부의 온도보다 높은 경우 저층부에서는 내부에서 외부로 공기의 흐름이 생긴다.

【 연돌(굴뚝)효과 (Stack effect)의 개요 및 방지대책】

1. 연돌효과의 정의

  ▣ 연돌효과란 굴뚝으로 연기를 내보내는원리로,고층건물의 최하부층에서 최상층으로향하는 강한기류의 형성을 말한다.

2. 연돌효과의 발생원리 (Mechanism]

  ▣ 연돌효과는 건물 내외부 공기의 상태 (온습도, 공기밀도) 차이로 인하여 실내외 공기간의 압력차가 발생하고 이로 인해

       건물의 내부와 외부, 건물 내에서 상층부와 하층부 간의 공기흐름이 발생한다.

  ▣ 연돌현상은 실내외 공기밀도 차이가 있는 모든 건물에서 발생할 수 있으나 건물의 층고가 높은 건물에서 연돌효과의

       발현 정도가 커서 일반적으로 고층 건물에서만 발생하는 것으로 인식되고 있다.

 

  ▣ 연돌현상은 실내의 온도차이가 현저한 겨울철에 주로 나타나며, 여름철의 경우 겨울철과 반대로 공기흐름이 발생하여

       역연돌 현상이 발생하나 여름철의 경우 겨울철에 비해 상대적으로 실내외 온도차가 크지 않아 문제 되고 있지 않다.

3. 연돌효과의 주요 영향 요인 및 고려사항

  ① 실내외 온도차           ② 건물의 높이           ③ 외부 풍환경             ④ 건물의 기밀성

  ⑤ 실내구획의 유무       ⑥ 코어의 배치           ⑦ 평면형태 및 공조시스템 등 건축적, 설비적 요인

  ▣ 연돌효과는 실내외 온도차 이외에도 건물의 높이, 외부 풍환경, 건물의 기밀성, 실내 구획의 유무, 코어의 배치, 평면의

       형태 및 공조시스템 등 건축적, 설비적인 요인들에 의해 다양한 양상으로 나타난다.

 

가. 기후적 요인

  ▣ 연돌효과에 가장 지배적인 영향을 미치는 것은 실내외 온도차이기 때문에 같은 건물이라고 해도 그 건물이 위치한

        지역의 기후에 따라 연돌현상으로 인한 공기 유동이 달라진다.

  ▣ 외부 풍향 및 풍속 조건에 따라 건물의 벽체에 작용하는 압력이 달라지고, 건물의 공기 유동량에도 영향을 미치기

       때문에 연돌효과를 분석하는데 있어서 외기온도 및 습도, 외부 풍환경과 같은 기후적인 조건의 검토가 필요하다.

나. 건축적 요인

  ▣ 건물의 높이, 실내구획의 유무, 공기 유동 경로의 기밀성, 엘리베이터 샤프트의 수직구획과 같은 건물의 건축적 요인에

       의하여 건물의 공기유도의 양상이 달라진다.  건물의 높이와 연돌효과로 인한 공기 유동 및 압력차는 비례하며 또한

       비슷한 높이의 건물이라도 실내 구획의 차이에 따라 건물의 연돌특성은 다르게 나타난다.

다. 설비적 요인

  ▣ 공조시스템에 의해서 실내의 가압 및 감압 여부에 따라 연돌효과로 인한 공기 유동 역전 현상이 관찰되는 만큼 건물의

       설비적 요소가 연돌효과에 미치는 영향이 크다.

4. 연돌효과 (Stack effect)에 따른 문제점

   ① 공기 유출입에 따른 건물내 에너지 손실

   ② 엘리베이터 도어 및 출입문 개폐 불량

   ③ 환기 및 배기의 어려움

   ④ 화재발생시 연기 및 화염의 급속한 확산

가. 침기와 누기로 인한 문제점

  ▣ 연돌효과로 인해 겨울철 건물의 저층부의 온도는 낮아지고, 고층부는 온도가 높아서 에너지 손실이 발생됨에 따라

       저층 로비 공간의 난방에너지가 증가되고, 상층부에서는 온도 상승 및 오염된 공기가 확산되어 공기질 저하 현상 발생

  ▣ 또한 온도가 높은 공기가 상층부를 통해 외부로 유출되면서 벽에 결로 현상이 발생하여 결로수가 결빙되거나 외부면에

      백화현상 발생

나. 엘리베이터 (E/V)와 출입문에서의 문제점

  ▣ 연돌효과로 인한 강한 공기유도(기류)의 영향으로 사무소 건물에서는 로비 출입문, 자동문 및 엘리베이터 도어의 개폐

       불량 현상이 나타나며 풍절음으로 인해 사용자의 불쾌감을 초래한다.

다. 환기 및 배기설비에서의 문제점

  ▣ 연돌 효과로 인하여 저층부의 냄새와 지하주차장의 배기가스 등이 확산될 수 있으며 실내의 화장실 및 주방의 배기에

       어려움

라. 화재발생시 문제점

  ▣ 연돌효과에 의한 공기 유동으로 인해 화재 발생시 유독성 연기 및 #화염 이 계단, 엘리베이터, #샤프트, 공조 #덕트

       을 통하여 급속히 확산될 수 있음

5. 연돌효과 (Stack effect) 대책방안

  ① 로비 현관에 #회전문 설치

    ⊙ #로비 현관에 회전문을 설치하여 출입 개폐에 따른 공기유입 최소화

  ② 지하출입구에 방풍실 설치

    ⊙ 지하출입구에 방풍실을 설치하여 출입문에 작용하는 압력을 분담

    ⊙ 출입문 이중 설치로 출입문 개폐에 따른 공기 유입 최소화

  ③ 공기 유동 경로의 기밀성 강화시키는 방안

    ⊙ 외피의 기밀성 강화

    ⊙ #엘리베이터 샤프트 기밀성능 강화

    ⊙ 출입문 기밀 성능 강화

    ⊙ 실내 추가구획 설치

    ⊙ 주차장 #램프 입구 방풍 셔터 설치 등

 

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