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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.

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.

《 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

 ▣ 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

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

【 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

가. 일산화탄소 (CO)

  1) 화재시 흡입된 일산화탄소(CO)의 화학적 작용에 의해 헤모글로빈(Hb)이 #혈액산소 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.

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.

다. 포스겐 (COCl2) ★

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

   2) Halon 104 가 열분해될 때 발생되는 가스

라. 황화수소 (H2S)

   1) 달걀 썩는 냄새가 나는 특성이 있다.

   2) 유황분이 포함되어 있는 물질의 불완전 연소에 의하여 발생하는 가스

   3) 자극성이 있다.

마. 아크로레인 (CH2CHCHO)

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

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

【 참고 】

 가. 고체 가연물 연소시 생성물질

   ▣ CO, CO2, SO2, NH3, HCN, HCl

 나. 연소시 시안화수소 (HCN) 발생 물질

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

 다. 폴리염화비닐(PVC) 의 연소생성물

  ① HCl (염화수소) : #부식성 가스

  ② CO2 (이산화탄소)

  ③ CO (일산화탄소)

 라. 가연성 가스 + 독성가스 ★

 ▣ 황화수소(H2S), 암모니아 (NH3)

【 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.

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.

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.

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

6. #페놀수지, 멜라민수지 등이 연소될 때 발생하며, 눈 · 코 · 인후 및 폐에 매우 자극성이 #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.

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)

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)

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)

10. 가연성 가스이면서 독성 가스인 것은 ? ④

   ① 질소            ② 수소               ③ 메탄                    ④ #황화수소

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

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1. 화재의 분류

A급 일반화재
B급 유류화재
C급 전기화재
D급 금속화재
K급 주방화재
일상에서 가장 많이 존재하는 가연물에서 비롯된 화재 (종이, 나무, 솜
고무, 폴리류 등)
화재발생건수 월등히 높음, 보통화재
유류에서 비롯된
화재(인화성 액체
가연성 액체, 알코올, 인화성 가스 등)
전기가 통하고 있는 (통전중인) 전기기기 등에서 비롯된 화재 (전기에너지로 발생한 화재를 일컫는 것이 아님)
가연성 금속류가 가연물이 되어 비롯된 화재
특히, 가연성이 강한 금속류는 칼륨,
나트륨, 마그네슘,
알루미늄 등
덩어리(괴상) 보다는 분말상 일 때 가연성 증대
주방에서 사용하는 식용류, 동식물성유 등을 취급하는 조리기구에서 비롯된 화재
연소후 재가 남는다.
연소후 재가 남지 않는다.
물을 이용한 소화는 감전의 위험이 있음
대부분 물과 반응해 폭발성이 강한
수소발생
⇒ 수계(물,포,강화액) 사용금지
Tip : 비누는 기름이 달라붙는 것을 막는다 (치킨 먹고 기름진 손 비누로 싹싹)
냉각이 가장 효율적 ⇒ 다량의 물 또는 수용액으로 소화
포(하얀거품)를
덮어 질식 소화
가스소화액제 (이산화탄소) 이용한 질식 소화
금속화재용 분말
소화약제, 건조사
(마른모래) 이용한 질식소화
연소물 표면을 차단하는 비누화 작용 + 식용류 온도 발화점 이하로 냉각 작용

< 전기화재>

  ◈ 전기화재 : 전기가 통하고 있는 전기용품의 화재 (점화원이 전기에너지인 경우)

        ※ 시작이 전기화재이고 일반화재나 가스화재 등으로 전이된다.

          ⊙ 발생원인 : 단락에 의한 발화, 부부하에 의한 발화 등

<금속화재>

  ◈ 가연성 금속 (활성금속) : 1,2족 금속 : 칼륨, 나트륨, 마그네슘(2족), 알루미늄 (제3족)

          ※ 알킬알루미늄 : 운송책임자가 동승해야 하는 위험물

  ◈ 대상장소 : 분말상태의 금속화재 위험물을 보관하는 장소

  ◈ 특징 : 분진상태로 공기중에 부유시 분진폭발을 일으킬 위험이 있음

  ◈ 금속화재시 사용이 금지되는 소화약제 : 물, 이산화탄소(CO2), 포말 소화약제

        * 목재에 불이 붙으면 약 1000[℃] 이나 금속에 불이 붙으면 몇 천 [℃]가 된다.

          물을 뿌리면 온도가 너무 높아 물이 수소와 산소로 분해되고, 이산화탄소도 탄소와 산소로 분해되어 조연성

          물질인 산소가 발생하게 된다.

<가스화재(E)급 화재>

  ◈ 특징 : 작은 에너지로도 착화되어 폭연, 폭굉을 이룰 수 있어 특별히 주의해야 한다.

  ◈ 가스의 분류

 [연소성에 의한 분류]

   ⊙ 가연성 : 하한값이 10[%] 미만이거나 상한값과 하한값의 차이가 20[%] 이상인 가스

   ⊙ 조연성 : 산소 공급원이 될 수 있는 가스 : 공기, 산소, 오존, 할로겐족 원소

          * 할로겐족 원소 : 염소 Cl, 불소 B, 크롬 Cr, 요오드 I

   ⊙ 불연성 가스 : 화학적으로 안정된 가스, 불활성 가스, 흡열반응 가스

 [취급 상태에 따른 분류] 압축가스와 액화가스

  <압축가스와 액화가스>

   ◈ 압축가스

      ⊙ 용기에 저장상태가 기체인 가스

      ⊙ 임계온도가 낮은 가스

      ⊙ 질소, 산소, 아르곤, 수소, 헬륨 (공기의 구성 가스)

   ◈ 액화가스

     ⊙ 용기에 저장상태가 액체인 가스

     ⊙ 임계온도가 높은 가스

     ⊙ 이산화탄소, 할론약제, LPG, LNG

   ※ 임계온도와 임계압력

   ◈ 임계온도

      ⊙ 기체를 액화시킬 수 있는 최고 온도, 즉 기체를 액체로 만들기 위해서는 임계온도 보다 온도를 낮추어야 한다.

         ex) CO2 : 31.25 [℃], N2 : -147.2 [℃]

  ◈ 임계압력

     ⊙ 임계온도에서 기체를 액화 시킬 수 있는 최저 압력

       * 삼중점 : 고체, 액체, 기체가 공존하는 온도와 압력

       * 승화되는 물질의 삼중점의 압력은 대기압 보다 높다.

 <주방화재>

  ◈ 주방화재는 주방에서 동·식물류 유류를 사용하여 조리기구에서 발생하는 화재로 유류화재와 유사한 연소특성을

       가진다. 다만, 프라이팬의 온도가 너무 높아서 불을 끌 때는 온도를 발화점 이하로 떨어 뜨려야 한다.

※ 화재의 분류

 

2. 화재의 현상

가. ' #화염 '의 전달 (확산)

 1) #접염 (接炎)연소 : 화염이 물체에 접촉함으로써 연소가 확산되는 현상 

   ① 화염의 온도가 높을 수록 접염연소가 잘 일어난다.

   ② 화염은 규모가 크고, 접촉되는 범위도 넓어 접염연소가 광범위하게 이루어지며 공포감도 유발한다.

   ③ 주간(밝을 때)에는 완전연소 부분으로 부터 발생하는 고열의 화염이 잘 보이지 않을 경우가 있음

      ※ 완전연소시 화염은 백색, 청색이라 밝은 주간에는 잘 보이지 않음

   ④ 야간 (어두울 때)에는 화염에 면한 부분의 연기가 반사된 빛에 의해 화염으로 보일 수 있다.

 2) #비화 (飛火) : 불티가 바람에 날리거나 튀어 멀리 떨어진 곳에 있는 가연물에 착화되어 연소가 확대되는 현상

   ① 비화에 의해 연소가 확산되면 불이 발생한 화원으로 부터 멀리 떨어진 장소에서 다수의 발화가 발생할 수 있다.

   ② 불티의 크기가 클수록 위험도가 높지만 작은 불티일지라도 바람, 습도 등에 따라 화재로 번질 수 있다.

   ③ 불티가 날아가는 비화거리와 범위는 연소물질의 종류, 발화부위의 화세 (화재의 크기나 강한 정도), 풍력 등에 따라

        달라진다.

   ④ 야간에는 작은 것도 빨갛게 보이지만 주간에는 단순한 검은 물체로 보일 수 있어 주의해야 한다.

나. 열전달

 1) 화염이 확산되기 위해서는 '열'의 전달이 이루어져야 함

 2) 온도가 다른 두 물체가 접촉하고 있거나 내부에 온도 구배(열이 흐르는 방향에 따라 온도차가 있는 것)가 발생한

      경우 상대적으로 온도가 높은 곳과 낮은 곳이 존재하게 되는데 이 때 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로, 즉, 에너지가

      높은 곳에서 낮은 곳으로 열이 전달된다. 이렇게 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 열이 흐르는 과정을 '열전달'

       이라고 한다.

  ① #전도 (Conduction) : 두 물체가 접해 있을 때 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 열이 전달되는 것.

    ▣ 화재시 화염과는 떨어져 있지만, 거리가 인접한 가연물에 불이 옮겨 붙는 것은 전도열에 의한 것이다. 다만, 열전도

         방식에 의해 화염이 확산되는 경우는 흔치 않다.

     ex) 쇠 젓가락의 한쪽 끝을 가열하면 불꽃이 닿지 않은 반대쪽도 이내 열이 전달되어 뜨거워지는 것, 뜨거운 국그릇에

           숟가락을 담가 놓았더니 손잡이 부분이 뜨거워진 것, 손난로를 쥐고 있을 때 손이 따뜻해지는 것 등이 전도현상에

           해당한다.

  ② #대류 (Convection) : 기체 혹은 액체와 같은 유체의 흐름 (뜨거운 공기는 위로, 차가운 공기는 아래로)에 의해 열이

                                          전달되는 것

  ③ #복사 (Radiation, 輻射) : '바퀴살'은 바퀴의 중심에서 테두리로 이어지는 부챗살 모양의 막대같은 것을 말하는데

                                                이러한 부채살 모양으로 쏜다고 해서 복사라 한다.

    ㉠ 보통 화재 현장에서 인접 건물을 연소시키는 주원인이 복사열이다. 가림막이 없는 땅에서 햇볕을 계속 쬐면

         뜨거워지는 것은 태양으로 부터 열에너지가 파장형태로 계속 방사되어 열이 전달되는 복사열의 사례로 볼 수 있다.

    ㉡ 화재에서 화염의 접속없이 연소가 확산되는 것은 복사열에 의한 것

        ⊙ 복사는 파장형태로 열에너지가 전달되는 것이므로 쉽게 말해 그 파장을 방해하는 차단물 (방해물)이 중간에 껴

             있으면 복사가 이루어 지지 않는다. 그래서 화재 현장에서는 보통 바람이 불어 오는 쪽 (풍상)이 바람으로 부터

             보호 받는 쪽(풍하) 보다 공기가 많아 복사에 의한 열전달이 잘 이루어진다 (산에 바람이 불어 맞부딪치고 넘어

             가는 뒤쪽, 바람이 가려지는 쪽) 따라서 화재현장에서는 인접건물이 화염의 접촉 없이도 영향을 받아 연소되는

              것은 이러한 복사열이 주원인으로 작용한다.

3. 화재의 양상

가. 실내화재의 양상

  ▣ 건물화재는 건물내 일부분에서 부터 발화하여 출화(화염이 바닥재 또는 수직으로 된 벽, 칸막이 등의 입장재를 타고

       천장으로 확산되는 단계)를 거쳐 최성기에 이르고 인접 건물과 같은 외부로 연소가 점차 확대된다.

   ① 초기 : 외관상 개구부(창)에서 하얀 연기가 나오고, 실내 가구 등 일부가 독립적으로 연소하는 상황

   ② 성장기 : 외관상 세력이 강한 검은 연기가 분출되고 가구에서 천장면까지 확대되는 상황으로 최성기의 전초단계,

                      근접한 동으로의 연소 확산 가능성이 있음

   ③ 감쇠기(감퇴기) : 외관상 지붕이나 벽체가 타서 떨어지고 곧이어 대들보, 기둥 등이 무너져 내림, 연기는 검은색(흑)에

                                    서 흰색(백)으로 변함, 화세가 쇠퇴하며 연소확산의 위험은 없는 상태이나 바닥이 무너지거나

                                    벽체가 떨어지는 등의 위험성이 있음

  ※ 실내 화재의 양상

 

나. 건축물 종류에 따른 화재 양상

 1) #내화조 건축물

  ▣ 내화조 건축물에는 대표적으로 철근콘크리트 구조가 있다. 천장, 바닥, 벽이 내화구조로 되어 있어 연소로 붕괴되지

       않아 공기의 분포가 거의 일정한 상태를 유지한다.

  ① 내화구조 건축물의 화재 지속시간은 2~3시간에서 수시간 이상 지속되기도 해 800 ~ 1,050 [℃] 정도의 온도가 오래

       유지되는 편 (기본적으로 화재이기 때문에 고온상태이기는 하나 목조 건축물에 비해서는 낮은 온도이므로 '저온장기

       형'이라고도 함

    ※ 오래 버티는 만큼 그을음이 많이 생겨 연기도 많이 발생한다.

  ② 목조에 비해 발연량이 작다. (발연량 : 연기발생량, 연기의 농도)

 2) 목조건축물

  ▣ 보통 목조건축물은 가구 및 내장재가 타기 쉬운 가연물로 되어 있어 순식간에 플래시 오버(Flash over)에 도달하며

       온도가 급상승한다.

  ① 골조(뼈대)도 목재이고 개구부가 많아 공기가 드나들기가 좋기 때문에 격렬히 연소하는 것이 특징이다.

  ② 벽체의 상부와 지붕 일부가 불에 타면서 내려 앉으면 연소는 최성기에 이르고 온도가 1,100 ~ 1,350 [℃] 에 달한다.

  ③ 최성기를 지나 굵은 기둥이나 보 (수직기둥에 연결돼 하중을 지탱하는 부분) 마저 넘어지고, 타고 남은 목재의 부스러

       기에서 연기가 나는 상태가 되며 최성기 이후로는 원활한 공기의 흐름으로 냉각, 온도가 급속저하한다.

  ④ 보통 목조 주택 화재시 출화 ~ 최성기 까지 약 10분, 최성기 ~ 감쇠기까지 약 20분 소요 (고온 단기형)

 

다. #플래시 오버 (Flash over)

  ① 발화에서 출화를 거쳐 수직구조물을 타고 화염이 천장으로 확산, 가연성 가스가 축적되어 일순간에 실내 전체가

       폭발적으로 화염에 휩싸이게 되는 현상

  ② 징후 : 열과 진한 연기가 쌓이고 바닥부터 천장까지 고온상태

  ③ 통상 내화건물의 경우 출화 후 5~10분 후에 발생

라. 백 드래프트 (Back draft)

  ① 실내가 충분히 가열되어 다량의 가연성 가스가 축적되어 있을 때 소화활동을 위해 문을 개방함으로써 공기가 유입되어

       축적된 가스가 폭풍을 동반해 폭발적으로 연소하여 실외로 분출되는 현상

  ② 농연 분출, #파이어볼 형성, 건물 벽체 붕괴 현상 동반

  ③ 연기 폭발이라고도 함

  ④ 화재실 개방전 천장 부근을 개방해 환기(가스 방출) 시킴으로써 폭발력을 억제할 수 있다.

마. 롤 오버 (Roll over)

  ① 완전히 성장하지 않은 화재 단계에서 발생한 가연성 증기가 화재구획을 빠져 나갈 때 발생한다.

  ② 화재구획 천장에 가연성 증기층이 형성, 연소되지 않은 (미연소) 가연성 가스를 통해 파도같이 빠른 속도 화염이 확산

       되는 현상

  ③ #폴레임 #오버 (flame over)라고도 하며 가연물 표면에서 일어나는 플래시 오버와 구별됨

4. 연기

가. 연기

  ▣ 공기중에 부유하고 있는 고체 또는 액체의 #미립자 (맨눈으로 볼 수 없는 아주 작은 알갱이)로 그 크기가 #안개 #입자

       보다 작다.

나. 화재에서 '연기'

  ▣ 연기 미립자만을 의미하는 것이 아니라 연소하면서 발생한 가스성분을 포함, 가연물의 열분해로 방출된 #증기 ,

       탄소입자, #그을음 ( 매연 ), 연소되지 않은 (미연소) 증기가 응축된 아주 작은 #액체 #방울 ( #액적 ) 등이 대기중에

       확산 및 부유하고 있는 상태 즉, #열기류 전체를 총칭한다.

다. 복도에서 연기 유동

  ▣ 복도에서는 #연기 가 천장면에 근접해 안정된 형태로 멀리 흐를 수 있다. 복도 위쪽은 화재가 난 화점실에서 부터

       연기가 흘러 나와 확산되고 복도의 아래 쪽은 주위의 공기가 화점실로 유입되는 양상, 이렇듯 복도를 통해 이동하는

       연기의 수평유속 (가로방향 흐르는 속도)은 플래시 오버 이전에는 평균 0.5 [m/sec]이고 플래시 오버 이후에는

        평균 0.75 [m/sec] 이다.

라. 내화건물에서 연기 유동

  ▣ 내화 건물에서 연기의 흐름은 #중성대 (실내와 실외 압력이 같아지는 지점)의 위치에 따라 달라지는데 중성대는

       상·하층의 개구부 크기 및 냉·난방에 의해 위치가 달라질 수 있다. 일반적으로 건축물에서 연기는 #화재 가 발생한

       층 (화점층)을 수평 이동하며 오염 시키고 상층 (윗층)으로 이동 후 계단실 등을 통해 강하한다. (타고 내려 온다)

마. 지하터널 등에서 연기 #유동

  ▣ 지하가 등에서 연기는 1[m/sec] 정도의 속도로 이동하나 제트팬 (도로터널이나 지하차도의 환기를 위해 설치하는

       환풍기)이 설치된 긴 터널에서의 이동속도는 3~5[m/sec]에 달한다. 이 처럼 인공적으로 설치한 공기조화설비와

       배기닥트가 연기의 이동속도를 빠르게 유동시키는 요인이 될 수 있다.

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1. 비중

​  ▣ 유류는 물 보다 비중이 가벼워 주수 소화시 물 위에 떠서 유면이 확대되기 때문에 화재 확대의 우려가 크므로

       위험하다.

  ▣ 유류화재는 포 소화약제 등으로 유면을 덮어 질식소화를 한다.

2. Pool fire (저장고내 석유류화재)

  ▣ 정의

   ① 저장조, #방역제 내부와 같이 액면이 일정한 화재를 말한다.

   ② 액체의 온도가 인화점 이상이 되면 액체 표면에서 많은 양의 증기가 증발되어 액체 표면에서 연소가 진행되는 것

3. 유류화재 재해현상

【 고비점(100[℃]이상) #액체 위험물에서 발생할 수 있는 현상】

 ▣ 보일오버 (Boil-Over)현상

   ◈ 화재발생 이전부터 존재했던 물의 비등에 의해 기름이 분출, 넘쳐서 화재 확산

 ▣ 슬롭오버 (Slop-over) 현상

   ◈ 화재발생 이후 소화 등을 목적으로 방사한 물의 비등에 의해 기름이 넘쳐 화재 확산

▣ 프로스 오버 (Froth Over) 현상

   ◈ 화재 이외의 어떤 원인에 의해 유류 탱크 내부의 물의 비등에 의해 기름이 넘침

가. 보일 오버 (Boil over) ★

  ▣ 점성이 큰 #유류탱크 ( #중질유 ) 화재시 기름하부의 물이 비등하여 불붙은 기름이 분출되어 화재가 확대되는 현상

 

  ① 탱크에 저장되어 있는 다성분 액체에 화재가 발생한다.

  ② 저장 탱크에 화재가 장시간 진행되면 다성분 액체인 중질유는 끓는 점이 달라 유류중 가벼운 성분은 유류 표면층에서

       증발하여 연소되고, 무거운 성분은 화염의 온도에 의해 가열·축적되어 고온의 열류층을 형성하고 이 열류층은 화재가

       진행됨에 따라 점차 하강한다.

  ③ #열류층 이 탱크 바닥으로 도달하게 되는데 이 때 탱크의 하부에 물 또는 에멀건이 존재하면 뜨거운 열류층의 온도에

       의하여 물이 수증기로 변하면서 (비등) 급작스러운 부피팽창에 의해 (물은 1700배 팽창) 다량의 불이 붙은 기름을 탱크

       밖으로 분출시킨다.

 

【보일 오버 발생조건】

   ① 다성분(다비점)이어야 한다.

   ② 화재가 장시간 지속되어야 한다. (염류층 형성될 시간 필요)

   ③ 탱크 저부에 물 또는 에멀전이 있어야 한다.

<발생조건>

   ㉠ 탱크 내부에 수분이 존재할 것

   ㉡ 열파를 형성하는 유류일 것

   ㉢ 적당한 점성과 거품을 가진 유류일 것

   ㉣ 비점이 물보다 높은 유류일 것

【보일오버 진행순서】

  ① 다비점유류 화재 발생 ⇒ ② 가벼운 유류 화재발생 ⇒ ③ 열류층 형성 ⇒ ④ 하부도달 ⇒ ⑤ 수분 증발 ⇒ 유류 화재 분출

 

【보일오버 방지대책】

  ① 하부에 수분층 (에멀젼)을 형성되지 않도록 한다.

  ② 유체를 계속하여 섞어준다.

나. 슬롭 오버 (Slop over)

  ▣ 유류탱크 화재시 소화를 목적으로 공급한 물이 급격히 비등하면서 불붙은 기름과 함께 비산하는 현상

   ① 고온의 액면에 소화를 위해 물분무 또는 포 소화설비를 사용하는 경우 분사된 수분이 급격하게 증발하면서 유면에

        거품이 발생되는 현상을 말한다.

   ② 열류의 교란이 발생하여 고온층 아래의 차가운 기름이 급속히 열 팽창하여 유류가 유류가 불이 붙은 상태로 탱크

        밖으로 분출된다.

【슬롭오버 진행과정】

   ① 소화작업 ⇒    ② 급격히 소화약제 비등 ⇒    ③ 부피 팽창 및 유류 + 화염 분출

 

【 슬롭 오버 방지대책】

   ① 물을 뿌리지 않는다 (주수 금지)

   ② 탱크의 측벽에 주수한다.

다. 프로스 오버 (Froth over)

 

   ① 화재 외에도 물이 고점도 유류와 접촉하면 급속히 비등하여 거품과 같은 형태로 넘치는 현상이다.

   ② 전형적인 예로 뜨거운 #아스팔트 가 물이 약간 고여 있는 무개 탱크차에 주입될 때 발생 한다.

   ③ 발생횟수는 많으나 화재를 직접 발생시키지는 않는다.

   ④ Boil over, Oil over 보다 위험성이 적다.

라. 오일오버 (Oil over)

 

   ① 제4류 위험물이 탱크 내에 1/2 이하로 충전되었을 대

   ② 화재로 인한 증기 압력 상승으로 저장 탱크 내의 유류를 외분하면서 탱크가 파열되는 현상

   ③ Boil over, Slop over, Froth over 보다 위험성이 크다.

【출제예상문제】

1. 휘발유 화재 시 물을 사용하여 소화할 수 없는 이유로 가장 옳은 것은 ? ②

   ① 인화점이 물보다 낮기 때문이다.

   ② 비중이 물보다 작아 연소면이 확대되기 때문이다.

   ③ 수용성이므로 물에 녹아 폭발이 일어나기 때문이다.

   ④ 물과 반응하여 수소가스를 발생하기 때문이다.

[비중] 유류는 물 보다 비중이 가벼워 주수 소화시 물 위에 떠서 유면이 확대되기 때문에 화재확대의 우려가 크므로

           위험하다. 그러므로 포 소화약제 등으로 유면을 덮어 질식소화를 한다.

2. 보일오버 (Boil Over) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은 ? ④

   ① 아래층에서 발생한 화재가 위층으로 급격히 옮겨 가는 현상

   ② 연소유의 표면이 급격히 증발하는 현상

   ③ 기름이 뜨거운 물표면 아래에서 끓는 현상

   ④ 탱크 저부의 물이 급격히 증발하여 기름이 탱크 밖으로 화재를 동반하여 방출되는 현상

[보일오버]

   ㉠ 중질유의 탱크에서 장시간 조용히 연소하다 탱크내의 잔존기름이 갑자기 분출하는 현상

   ㉡ 유류 탱크에서 탱크 바닥에 물과 기름의 #에멀전 (emulsion)이 섞여 있을 때 이로 인하여 화재가 발생하는 현상

   ㉢ 연소 유면으로 부터 100[℃] 이상의 열파가 탱크 저부에 고여 있는 물을 비등하게 하면서 연소유를 탱크 밖으로

        비산시키며 연소하는 현상

   ㉣ 유류 탱크의 화재시 탱크 저부의 물이 뜨거운 열류층에 의하여 수증기로 변하면서 급작스런 부피 팽창을 일으켜

        유류가 탱크 외부로 분출하는 현상

   ㉤ 탱크 내부의 물이 급격히 증발하여 탱크 밖으로 화재를 동반하며 방출하는 현상

3. 유류 저장 탱크에 화재 발생시 열류층에 의해 탱크 하부에 고인 물 또는 에멀전이 비점 이상으로 가열되어 부피가 팽창

     하면서 유류를 탱크 외부로 분출시켜 화재를 확대시키는 현상은 ? ①

   ① #보일오버           ② #롤오버               ③ #백드래프트                ④ #플래시오버

[ #보일 #오버 ] 중질유 저장탱크 내에서 화재발생시 고온층의 표면 (유면)에서 열파가 탱크 저부의 수층에 전달되게

    되었을 때 물이 끓어 팽창하면서 유류와 함께 분출되는 현상을 말한다.

4. 유류 탱크 화재시의 슬롭 오버 현상이 아닌 것은 ? ②

   ① 연소면의 온도가 100 [℃] 이상일 때 발생

   ② 폭발로 인한 유류 탱크 파괴 후 유출된 연소유에서 발생

   ③ 연소면의 폭발적 연소로 탱크 외부까지 화재가 확산

   ④ 소화시 외부에서 뿌려지는 물에 의하여 발생

[ #슬롭오버 ] 중질유 저장탱크 화재시 고온층의 표면에서 부터 소화작업 등에 의한 포수용액이 주입되면 급격히 수분이

      증발하여 유면에 거품이 일거나, 열류의 교란에 의하여 고온층 아래의 차가운 기름이 급격히 열팽창하여 유면을 밀어

      올려 불이 붙은 채 탱크벽 을 타고 넘게 되는 현상을 말한다.

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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

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.

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

4. 화재의 특성

   ① 우발성 : 화재가 돌발적으로 발생 ② 확대성 ③ 불안정성 ④ 비정형성

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.

[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

【 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.

  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.

  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

  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

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.

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

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

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.

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.

【 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.

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.

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.

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.

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

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.

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

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

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

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【아보가드로의 법칙】

  ▣ 표준상태 (0[℃], 1기압)에서 모든 기체 1 [mol (1kmol)] 이 차지하는 부피는 22.4 [ℓ (㎥)] 이다.

   ⊙ mol → g → ℓ

   ⊙ kmol → ㎏ → ㎥

  ▣ 1 [mol]의 #질량 = #분자량 [g]

  ▣ 1 [kmol]의 질량 = 분자량 [㎏]

1. 보일의 법칙 (Boyle's law)

   ※ 보일의 법칙은 온도를 일정하게 한 후에 압력과 부피와의 관계를 나타낸다.

  ▣ 보일의 법칙은 기체의 온도가 일정하면 기체의 압력과 부피는 반비례한다는 법칙으로, 영국의 자연철학자, #화학자

       이자 물리학자인 보일(R. Boyle, 1627-1691)이 1662년에 발견하였다.

  ▣ 보일의 법칙을 좀 더 엄밀하게 표현하자면, 닫힌계에서 온도와 질량이 일정한 이상기체가 가지는 압력은 그 기체의

       부피에 반비례한다는 법칙이다

 

  ⊙ 이를 그래프로 나타내면 다음과 같다.

 

2. 샤를의 법칙 (Charl's law)

  ※ 압력이 일정할 때 기체의 #부피 는 온도에 비례한다는 법칙이다.

    ▣ 샤를의 법칙은 기체의 부피가 기체의 온도에 비례한다는 법칙으로 #프랑스 의 과학자인 샤를 (J. Charles, 1746-

        1823)이 발견하였다.

 

  ▣ 샤를의 법칙은, 좀더 엄밀하게 표현하자면, 기체의 #압력 이 일정할 때 기체의 부피가 기체의 절대온도에 비례한다는

       법칙이며, 수학적으로 표현하면 다음과 같다.

 

   ⊙ 이를 그래프로 나타내면 다음과 같다.

 

3. 보일 - 샤를의 법칙 (Boyle-Charl's law)

  ▣ #보일 · #샤를 의 법칙은 기체의 부피는 압력에 반비례하고 #절대온도 에 비례한다는 법칙으로, #보일 의 법칙과

      샤를의 법칙을 종합한 것이다.

 

   이를 수식으로 나타내면 다음과 같다. 

이를 그래프로 나타내면 다음과 같다.

 

4. 이상기체 상태방정식 ★

  ▣ 1834년 프랑스의 물리학자이자 공학자였던 클라페롱(B. P. E. Clapeyron, 1799- 1864)이 보일의 법칙(Boyle's law)과

       #샤를 의 법칙(Charles's law)를 조합하여 고안하였다. 이 방정식은 #동역학적 이론(kinetic theory)를 이용해서도

      유도할 수 있으며, 1856년에 독일 #물리학자 이자 화학자였던 크뢰니히(K. A. Krönig, 1822-1879)와 1857년에 독일

      물리학자이자 #수학자 였던 클라우지우스(R. J. E. Clausius, 1822- 1888)가 서로 독립적으로 발견했다.

 

   이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

 

[기체 상수 (R)]

 < 특정 기체 상태 방정식 >

【 출제 예상 문제】

1. 실내에서 화재가 발생했을 경우, 처음 실내의 온도가 21 [℃]에서 화재시 실내의 온도가 650 [℃]가 되었다면 이로 인하여

     팽창된 공기의 부피는 처음의 약 몇 배가 되는가 ? 

      [단, 대기압은 공기가 유통하여 화재 전이나 후가 거의 같다고 한다.) ①

   ① 3             ② 6                ③ 9                    ④ 12

 

2. #표준상태 11.2[ℓ]의 기체질량이 22[g] 이었다면 이 기체의 #분자량 은 얼마인가 ? ③

     ① 22              ② 35                   ③ 44                     ④56

 

3. #위험물 탱크에 압력이 0.3[Mpa]이고, 온도가 0[℃]인 가스가 들어 있을 때 화재로 인하여 100 [℃] 까지 가열되었다면

     압력은 약 몇 [Mpa]인가 ? (단, #이상기체 로 가정 한다) ①

   ① 0.41                ② 0.52                   ③ 0.63                    ④ 0.74

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1. #발화점 (Ignition point) = #착화점 = 착화온도

  ▣ 점화원을 가하지 않아도 스스로 착화될 수 있는 최저 온도 발화점이 낮을 수록 위험하다.

   ① 가연성 물질에 불꽃을 접하지 아니하였을 때 연소가 가능한 최저온도

   ② 공기중에서 스스로 타기 시작하는 온도

   ③ 점화원이 없이 가연물에 가열된 열에 의하여 스스로 연소가 시작되는 최저온도

        ※ 고체물질 중 발화온도가 가장 높은 물질 : 인견

        ※ 발화점, 인화점, 폭발범위는 아무런 연관성이 없다.

        ※ 식용류는 발화점이 450[℃] 정도된다. 후라이팬에 달구어 놓고 식용류를 뿌리면 불이 붙는다.

            발화점은 가연물이 스스로 불이 붙는 온도를 말한다.

        ※ 황린은 제3류 위험물이다. 발화점이 34[℃]이다. 일반적인 위험물 중에서 발화점이 가장 낮은 물질이다.

            황린은 고체이다. 일반적으로 기온은 공기의 온도인데 고체는 햇볕을 받으면 쉽게 기온이 상승한다.

            기온이 낮더라도 발화점에 도달할 수 있다.

       ※ 발화점에 영향을 주는 인자

            ㉠ 가연성 가스와 공기의 혼합비          ㉡ 공간의 형태와 크기

            ㉢ 가열속도와 지속시간                       ㉣ 기벽의 구조와 촉매효과

            ㉤ 점화원의 종류와 에너지 수열 방법

       ※ 발화점이 낮아질 수 있는 조건

            ㉠ 산소와의 친화력이 클수록              ㉡ 압력이 높을 수록

            ㉢ 탄소수가 많을 수록 (인화점과 발화점은 반대방향으로 움직인다. )

        ⊙ 탄소수가 많으면

           ◈ 발화점이 낮다.  ◈ 발열량이 크다.  ◈ 분자구조가 복잡하다.  ◈ 증기압이 낮다.  ◈ 분자량이 크다.

             ※ 발화점 가솔린 300℃, 등유 220℃ 경유 200℃

2. #인화점 (Flash point)

  ▣ 가연성 기체와 공기가 혼합된 상태에서 외부의 직접적인 점화원에 의해 불이 붙을 수 있는 최저 온도, 인화점이

       낮을 수록 위험성이 크다. 그러므로 인화점 아래에서는 불씨, 불꽃 등을 가하여도 연소현상이 진행되지 않는다.

   ① 휘발성 물질에 불꽃을 접하여 연소가 가능한 최저 온도

   ② 가연성 증기 발생시 연소범위의 하한계에 이르는 최저온도

   ③ 가연성 증기를 발생하는 액체가 공기와 혼합하여 기상부에 다른 불꽃이 닿았을 때 연소가 일어나는 최저 온도

   ④ 액체 가연물의 화재 위험성 기준의 척도

   ⑤ 가연성 액체의 발화와 깊은 관계가 있다.

   ⑥ 연료의 조성, 점도, 비중에 따라 달라진다.

       ◈ 점화원에 의해 불이 붙을 수 있는 최저 온도

         ⊙ 탄소수가 적은 물질 < 탄소수가 많은 물질

              ∴ 탄소수가 적을 수록 인화의 위험이 크다.

         ⊙ 인화점은 최저온도 이므로 보통의 경우 인화점에서는 인화되지 않는다.

    ※ 가솔린 인화점 : -43[℃] ~ -20[℃], 연소범위 1.4 ~ 9.6 [%]

           등유 인화점 : 50 ~ 60 [℃]

           벤젠 인화점 : - 11 [℃]

※ 물질의 #인화점#착화점

물 질
인화점 [℃]
착화점 [℃]
프로필렌
- 107
497
에틸에테르, 디에틸에테르
- 45
180
가솔린 (휘발유)
- 43
300
산화프로필렌
- 37
465
이황화탄소
- 30
100
아세틸렌
- 18
335
아세톤
- 18
560
벤젠
- 11
562
메틸에틸케톤
- 9
404
톨루엔
4.4
480
메틸알코올
11
464
에틸알코올
13
423
아세트산
40
-
등유
43 ~ 72
210
경유
50 ~ 70
200
적린
-
260

 

3. #연소점 (Fire point)

  ▣ 연소상태를 5초 이상 유지하기 위한 최저 온도로 인화점보다 10[℃] 정도 높다.

   ① 인화점 보다 5 ~ 10 [℃] 높으며 연소를 5초 이상 지속할 수 있는 온도

   ② 어떤 인화성 액체가 공기 중에서 열을 받아 점화원의 존재하에 지속적인 연소를 일으 킬 수 있는 온도

   ③ 가연성 액체에 점화원을 가져 가서 인화된 후 점화원을 제거하여도 가연물에 계속 연소되는 최저 온도

 

【 연소범위(연소한계 】 = 폭발범위 (폭발한계)

   ▣ 1기압, 25[℃] 공기중에서 측정

   ▣ 연소가 가능한 폭발성 혼합가스 (가연성 기체 + 공기) 중 가연성 기체의 체적 %

   ▣ 하한값이 낮을 수록, 범위가 넓을 수록 위험하다.

   ▣ 주변의 변화에 따라 연소범위는 변화한다.

 <연소범위의 변화>

   ㉠ 온도가 높아지면 넓어진다.

   ㉡ 압력이 높아지면 넓어진다. (수소와 일산화탄소는 좁아진다)

   ㉢ 공기중의 산소의 농도가 높아지면 넓어진다.

   ㉣ 불활성기체를 투입하면 연소범위는 좁아진다.

 

4. 위험도

  ▣ 위험도는 폭발범위를 활용하여 가연물의 연소위험성을 가름할 수 있는 계산값으로 위험도가 클수록 가연물의

      연소 위험성이 커진다.

    ◈ 아세틸렌 (C2H2)의 연소범위 : 2.5 ~ 81 [%]

         * 지구상에서 아세틸렌이 폭발범위가 가장 넓다.

    ◈ 이산황화탄소 (CS2)의 연소범위 : 1.2 ~ 44 [%]

        ※지구상에서 가장 위험도가 큰 물질

5. 비중 (Specific gravity)

  ▣ 물 4 [℃]를 기준으로 했을 때의 물체의 무게 (고체, 액체)

    ※ 기체 : 표준상태 0 [℃], 1기압 공기의 비중 1

                   프로판, 부탄 > 1, 메탄 < 1

6. 비점 (Boiling point), 끓는 점, 비등점

  ▣ 액체가 끓으면서 증발이 일어날 때의 온도

     ※ 적은 양의 액체가 기체로 되는 것을 증발이라고 하고 대량으로 되는 것을 비등, 끓는다고 한다.

  ▣ 어떤 물질의 증기압이 대기압과 같아질 때의 온도를 #비점 · 비등점이라고 한다.

  ▣ 비등점은 물질의 물리적인 특성값으로 고유의 값을 갖는다.

  ▣ 물의 비점이 100[℃] 인 것은 주변압력이 대기압일 때이며 주변압력이 다를 경우 비점은 달라 진다.

  ▣ 비등점이 낮은 가연물은 증기압이 커서 기체가 되기 쉬우므로 화재위험이 크다고 볼 수 있다.

7. 비열 (Specific heat)

  ▣ #비열 이란 어떤 물질의 단위 질량을 1[℃] 높이는데 필요한 열량이다.

     ⊙ 가연물에 비열이 크면 온도 상승이 어려워 화재 위험성이 감소한다. 또한 비열이 큰 소화액제는 소화효과가 크다.

          (에너지 흡수가 크다)

     ⊙ 비열 : [kcal / kg · ℃], [cal / g · ℃]

       ◈ 물 : 1 [cal / g · ℃] , 수증기 : 0.44 [cal / g · ℃] , 얼음 : 0.5 [cal / g · ℃] ,  사안화탄소 0.2 [cal / g · ℃]

    ① 1 [cal] : 1 [g]의 물을 1 [℃] 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량

    ② 1 [BTU] : 1 [lb]의 물을 1 [°F] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

    ③ 1 [chu] : 1 [lb]의 물을 1 [℃] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

        ※ 1 파운드 [lb] = 0.452592 [kg]

        ※ 1 [kcal] = 4.184 [kJ], 1[cal] = 4.184 [J]

        ※ 열용량은 어떤 물질을 1[℃] 높이는데 필요한 열량을 말하며 단위는 [kcal/℃]이다.

              #열용량 = 비열 × 무게 [㎏]

8. #융점 (Melting point)

   ▣ 대기압 하에서 고체가 용융하여 액체가 되는 온도

9. #용해도

  ▣ 용해도란 용매 100[g]에 녹을 수 있는 용질의 [g] 수를 말한다.

  ▣ 고체, 액체, 기체의 용해도가 있다.

    ① 기체의 용해도는 기체가 액체가 되는 것을 말한다.

        ⊙ 액체 → (고온, 저압) → 기체 * 이상 기체 상태로 되는 것

            기체 → (저온, 고압) → 액체 * 응축한다고 한다.

    ② 액체의 용해도는 용매와 섞이는 것을 말한다.

       ⊙ 액체의 용해도는 온도, 압력과는 무관하다.

       ⊙ 액체는 극성이 같을 때 용해가 일어난다.

     ③ 고체의 용해도는 압력에는 무관하고 온도에 비례한다.

        ※ 소금(NaCl)의 용해도는 온도와 무관하다.

10. 잠열 (Latent heat)

   ※ latent [ leɪtnt ] 잠재하는, 잠복해 있는 latent disease 잠복중인 병

  ▣ 잠열이란 온도의 변화없이 상태 변화에 필요한 열량

  ▣ 어떤 물질이 고체, 액체, 기체로 상태를 변화하기 위해 필요로 하는 열

       ◈ 고체 → 액체 (융해잠열) : 얼음 0[℃] → 물 0[℃] : 80 [kcal/kg]

       ◈ 액체 → 기체 (기화잠열) : 물 100[℃] → 수증기 100[℃] : 539 [kcal/kg]

      ※ 잠열 Q = kcal / kg × kg = kcal

【 물의 #잠열

① 80 [cal / g] : 융해 잠열
② 539 [cal / g] : 기화(증발) 잠열
③ 639 [cal] : 0 [℃]의 물 1 [g]이 100 [℃]의 수증기로 되는데 필요한 열량
④ 719 [cal] : 0 [℃]의 얼음 1 [g]이 100 [℃]의 수증기로 되는데 필요한 열량

[ex] -5[℃]의 얼음 10 [kg]을 150[℃]의 수증기로 만들기 위해 필요한 열량은 몇 [kcal] 인가 ?

  <풀이> 0.5×10×5 + 80×10 +10×100 + 10×539 + 0.44×50×10 = 7,435 [kcal]

11. #현열 : 감열

  ▣ 상태의 변화없이 물질의 온도변화에 필요한 열

     ◈  -5 [℃]의 얼음 → - 2 [℃]의 얼음

     ◈  20 [℃]의 물 → 50 [℃] 의 물

     ◈  100 [℃]의 수증기 → 150 [℃]의 수증기

         ※ 현열 Q = kcal / kg·℃ × kg = kcal

12. #점도 (Viscosity)

  ▣ 액체의 점착과 응집력의 효과로 인한 흐름에 대한 저항을 측정하는 기준

     ※ 점도가 크다는 것은 탄소수가 많다는 것으로 쉽게 연소하지 않는다.

         점도가 큰 물질은 화재안전도 면에서 좋다.

13. 증기압 (Vaper pressure) = #대기압

 가. 정의

    ① 어떤 물질이 일정한 온도에서 열평형 상태가 되는 증기의 압력

    ② 증기가 액체와 평형상태에 있을 때 증기가 새어 나가려는 압력

 나. 증기압의 특성

    ① 기압계에 수은을 이용하는 것이 적합한 이유는 증기압이 낮기 때문

    ② 쉽게 증발하는 휘발성 액체는 증기압이 높다.

    ③ #증기압 은 밀폐된 용기 내의 액체 표면을 탈출하는 증기의 양이 액체 속으로 재 침투하는 증기의 양과 같은 때의

         압력

    ④ 유동하는 액체 내부에서 압력이 증기압 보다 낮아지면 액체가 기화하는 공동현상 (cavitation) 발생

    ⑤ 증기분자의 질량이 작을 수록 큰 증기압이 나타난다.

    ⑥ 분자운동이 커지면 증기압이 증가한다.

    ⑦ 액체의 온도가 상승하면 증기압이 증가한다.

    ⑧ 증발과 응축이 평형상태일 때의 압력을 포화증기압이라 한다.

    ⑨ 증기압의 단위

        atm, ㎜Hg, kg/㎠, mH2O, mAq, PSI, lb/in2, kPa, N/㎠, mbar

14. 증기비중 (Vaper Specfic Gravity)

  【 비중 (Specific Gravity)】

  ▣ 공기분자량 (29 [g])에 대한 가스 #분자량 의 비

     ⊙ 화재의 위험성을 판단하는 매우 중요한 요소이다.

 

【 밀도 (Density)】

   ⊙ 물의 밀도 : 1 [㎏/ℓ]

   ⊙ 수은의 밀도 : 13.6 [㎏/ℓ]

 ② 표준상태 기체의 밀도 (0[℃], 1기압)인 경우

15. #아보가드로 의 법칙

  ▣ 표준상태 (0[℃], 1기압)에서 모든 기체 1 [mol (1kmol)] 이 차지하는 부피는 22.4 [ℓ (㎥)] 이다.

    ⊙ mol → g → ℓ

    ⊙ kmol → ㎏ → ㎥

  ▣ 1 [mol]의 질량 = 분자량 [g]

  ▣ 1 [kmol]의 질량 = 분자량 [㎏]

 ▣ 표준상태가 아닌 기체의 밀도

              ρ : 밀도 [㎏/㎥], P : 압력 [N/㎡], M : 분자량 [㎏/kmol], K : 절대온도 [K],  R : 기체상수 [N·m/kmol,K]

16. 증기 - 공기 밀도 (Vaper-Air Density)

  ▣ 어떤 온도에서 액체와 평형상태에 있는 증기와 공기의 혼합가스의 밀도이다.

    ⊙ 증기- 공기 밀도가 1보다 크면 공기보다 무거우므로 대기중에서는 낮은 곳에 표류하여 인화될 위험이 증대된다.

      ※ 기체 액체 #평형 상태

 
 
 

17. 증기 #밀도 (Vaper Density)

   ▣ 액체나 고체에서 발생된 증기가 일정한 체적에서 차지하는 증기의 #질량

 

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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 연소현상, 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

2. 화재의 원인

  ▣ 화재의 발생 원인으로는 크게 실화와 방화로 나뉜다.

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

         상태에서 발생하는 화재를 말한다.

    ⊙ 방화의 경우는 사람이 고의로 불을 질러 건조물이나 기타 물건을 소훼하는 행위 또는 그 자체의 화재를 말한다.

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

4. 화재의 특성

   ① 우발성 : 화재가 돌발적으로 발생

   ② 확대성

   ③ 불안정성

   ④ 비저형성

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 비례한다는 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 발화점 보다 높은 온도에서 스스로 발열하는 것으로 산화, 분해, 흡착, 증합, 발효 등에

                 의해 열이 장기간 축적되어 별도의 발화원 없이 발화점에 도달하여 스스로 연소하는 현상을 말한다.

  【 정의 】 외부에서의 인위적인 에너지 공급이 없이 물질 스스로 서서히 산화되면서 열을 축적하여 온도가 발화점에

                이르게 되면 스스로 발화하는 현상

   ※ 산화열의 축적 : 에너지의 축적

  ② 자연발화 조건 (열축적이 원인) ★

     ◈ 열축적 원인 : 산화열, 분해열, 흡착열, 증합열, 발효열에 의한 발열

     ◈ 자연발화하기 쉬운 조건

        ㉠ 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.

        ㉤ 습도가 높을 수록 자연발화 가능성이 크다. (가연물의 열발산이 안되고 축적이 된다)

        ㉥ 공기유통이 적을 수록 자연발화 가능성이 크다.

  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

  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

   【 자연발화의 우려가 있는 물질 】

      ▣ 발화점이 낮은 물질 (예 : 황린)

      ▣ 공기 중 습기와 반응을 잘하는 물질 (예 : 칼륨, 나트륨)

      ▣ 공기중 산소와 반응을 잘하는 물질 (예 : 불포화도가 큰 동 · 식물성 기름)

     ※ 석유류는 자연적인 조건에서 산소와 반응하지 않기 때문에 자연발화 우려가 없다.

     ※ 해,동,아, 들, 정 : 해바리기, 동백, 아마인류, 들, 정어리 기름

 

다. 준자연발화

  ▣ 가연물이 공기 또는 물과 접촉시 급격하게 자연발화하는 것을 준자연발화라고 함

      ⊙ 알킬알루미늄(액체 위험물) : 공기와 만나도 물기와 만나도 바로 불이 붙음

 

라. 혼합발화 : 함께 운반하면 안되는 위험물

   ⊙ 1류, 6류 위험물 : 산소 공급원

   ⊙ 1 ~ 5류 위험물 : 가연물

     ※ 4 2 3, 5 2 4, 6 1

     ※ 1/10, 10% 이내에서는 혼재 가능하다.

라. 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

마. 예혼합 연소

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

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

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

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

       발열량이 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.

가. 화재 #가혹도

  ▣ 화재가 건축물 및 내부 수용재산 등을 파괴하거나 손상을 입히는 정도를 나타내며 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 #가열온도 의 정도를 의미한다.

   ⑤ 건물의 내화설계시 고려되어야 할 사항이다.

   ⑥ 단위면적당 건물의 #가연성 구조를 포함한 양으로 정한다.

【 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.

[ #화재 의 정의]

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

  ㉡ 화재란 인간의 의도에 반하여 발생하는 불을 말한다.

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

       현상을 말한다.

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

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

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

  ① 확산성            ② 정형성              ③ 우발성                 ④ 불안정성

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

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]

   ㉠ 습도를 낮게 하여 정촉매로서의 역할을 하지 못하도록 하여야 한다.

   ㉡ 통풍이 잘 되게 하여 열의 축적을 막는다.

   ㉢ 저장실의 온도를 낮추어 열의 축적을 막는다.

   ㉣ 퇴적 및 수납시 열의 축적이 없도록 하여야 한다.

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]

   발열량이 클수록 열축적이 용이하다.

   열전도율이 작아야 열축적이 용이하다.

   주위의 온도가 높을 수록 자연발화 가능성이 크다.

   표면적이 넓을 수록 산소와의 접촉 면적이 넓어 자연발화 가능성이 크다.

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

9. #화재하중 을 나타내는 단위는 ? ②

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

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

                                 연소시간이 길어짐을 의미하므로 성능위주설계 등에서 고려되어야 한다.

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]

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

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

   #부분소화재 : 전소화재, 반소화재에 해당하지 않는 것

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 ]

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

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

   3도 화상 : 화상의 부위가 벗겨지고, 검게 되는 현상

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

12. 가연성 기체와 공기를 미리 혼합시킨 후에 연소시키는 연소형태는 ? ④

      ① #확산연소        #표면연소            ③ #분해연소              ④ #예혼합연소

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

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1. 산소공급원으로서 가능한 물질 = 산소를 함유하고 있는 물질

   가. 제1류 위험물 (산화성 고체 : 질산나트륨)

   나. 제5류 위험물 (자기반응성 물질)

   다. 제6류 위험물 (산화성 액체 : 과산화 수소)

   라. 지연성(조연성) 가스 : 자신은 연소하지 않고 연소를 도와주는 가스 (산소, 불소, 염소, 온존 등)

   마. 공기 (압축공기)

※ 위험물의 종류 (위험물안전관리법 시행령 [별표 1])

유형
성 질
품 명
제1류
산화성 물질
▣ 산화성 고체로 무색 결정, 백색 분말, 비중은 1보다 큼,  대부분 물에 녹음, 불연성 물질, 산소를
     함유한 강산화제
반응성 풍부, 가열 · 충격 · 마찰에 의한 산소발생, 조연성 물질 · 가연성 물질과
     혼합하면 연소 또는 폭발 위험
⊙ 아염소산류, 염소산 염류, 과염소산염류, 무기과산화물, 브룸산 염류, 진산염류, 요오드산염류,
     과망간산염류,
중크롬산 염류
제2류
#가연성 물질
▣ 낮은 온도에 착화하는 가연성 물질, 강한 환원성을 가진 고체, 비중이 1보다 큼, 산화제와
     접촉·마찰로 인해 착화
되면 급격히 연소, 철분, 마크네슘, 금속분류, 물과 산의  접속시 발열하고
     유독가스 발생, 가능한 한 점화원으로
부터 멀리 보관 필요, 가열금지
유황, 철분, 금속분 (알칼리금속, 알칼리로류 금속, 철 및 마그네슘 외의 금속분말), 마그네슘,
     인화성 고체
제3류
자연발화성물질
금수성 물질
▣ 자연발화성 물질 (공기와 접촉시 연소 또는 가연성 가스 발생), 금수성 물질은 물과 접촉하여
     가연성 가스를 발생
하는 물질, 발화의 위험이 굉장히 높음, 대부분 고체
칼륨, 나트륨, 알킬나트륨, 알킬리튬, 황린
제4류
#인화성 액체
▣ 불꽃, 스파크, 정전기 등에 의해 인화되기 쉬움, 착화온도가 낮음, 증기는 공기보다 무거움
     (HCN) 제외, 증기는
공기와 약간의 혼합에 의해 연소 가능, 일반적으로 상온에서 액체
제1석유류(아세톤, 휘발유), 알코올류, 제2석유류 (등유·경유), 제3석유류 (중류, 클레오소르유),
     제4석유류(
기어류, 실린더유), 동식물유류
제5류
#자기반응성
물질
▣ 산소를 함유한 물질로 자기연소가능, 연소속도가 매우 빠르며 폭발성 있음, 가열·마찰·충격 등에
     의해 폭발할
수 있음, 장시간 노출에 의한 산화반응, 산화반응에 의한 열분해로 자연발화 위험
유기과산화물, 질산에스테르류, 니트로화합물, 니트로소화합물, 아조화합물, 디아조화합물,
     히드라진유도체,
히드록실아민, 히드록실아민염류, 금속의 아지화합물, 질산구아니딘
제6류
산화성 액체
▣ 불연성 물질, 강산화제, 산소함유 (할로겐 간 화합물 제외), 비중 1보다 크고 물에 잘 녹음, 물과
     접촉하면 발열
반응, 가연물·유기물과 반응 산화 및 착화로 인해 유독 가스 발생, 부식성을 가진
     물질
과염소산, 과산화수소, 질산, 할로겐 화합물, 삼불화브롬 (BrF3), 오블화브롬 (BrF5),
     오블화요오드(BrF
5)

 

2. 연소범위 = 연소한계 = 폭발범위

 가. 가연성 기체라 하더라도 점화원의 존재 하에 산소와 연소 범위 내에 있을 때 발화하며 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

    ① 연소하한계 : 연소가 일어나는 하한

    ② 연소상한계 : 연소가 일어나는 상한

  【 연소범위(연소한계 】 = 폭발범위 (폭발한계)

    ▣ 1기압, 25[℃] 공기중에서 측정

    ▣ 연소가 가능한 폭발성 혼합가스 (가연성 기체 + 공기) 중 가연성 기체의 체적 %

    ▣ 하한값이 낮을 수록, 범위가 넓을 수록 위험하다.

    ▣ 주변의 변화에 따라 연소범위는 변화한다.

  <연소범위의 변화>

     ㉠ 온도가 높아지면 넓어진다.

     ㉡ 압력이 높아지면 넓어진다. (수소와 일산화탄소는 좁아진다)

     ㉢ 공기중의 산소의 농도가 높아지면 넓어진다.

     ㉣ 불활성기체를 투입하면 연소범위는 좁아진다.

 

  【위험도】

   ▣ 위험도는 폭발범위를 활용하여 가연물의 연소위험성을 가름할 수 있는 계산값으로 위험도가 클수록

        가연물의 연소 위험성이 커진다.

     ◈ 아세틸렌 (C2H2)의 연소범위 : 2.5 ~ 81 [%]

         * 지구상에서 아세틸렌이 폭발범위가 가장 넓다.

     ◈ 이산황화탄소 (CS2)의 연소범위 : 1.2 ~ 44 [%]

     ※ 이산황화탄소는 지구상에서 가장 위험도가 큰 물질

나. 물질별 연소 범위

가 스
하한계 [vol%]
상한계 [vol%]
아세틸렌 (C2H2)
2.5
81
수소 (H2)
4
75
일산화탄소 (CO)
12.5
74
에테르 (C2H5OC2H5)
1.9
48
이황화탄소 (CS2)
1.2
44
에틸렌 (C2H4)
2.7
36
암모니아 (NH3)
15
28
메탄 (CH4)
5
15
에탄 (C2H6)
3
12.4
프로판 (C3H8)
2.1
9.5
부탄 (C4H10)
1.8
8.4
휘발유 (C5H12~C9H20)
1.4
7.6

다. 폭발 한계와 위험성

    ① 하한계가 낮을 수록 위험하다.

    ② 상한계가 높을 수록 위험하다.

    ③ 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

    ④ 연소범위의 하한계는 그 물질의 인화점에 해당한다.

    ⑤ 연소범위는 주위온도와 관계가 깊다.

    ⑥ 압력상승시 하한계는 불변, 상한계만 상승한다.

3. 위험도 (Degree of hazards)

   ▣ U - L을 폭발하한계(L)로 나누는 것이므로 하한이 낮거나 연소범위가 넓을 수록 위험도는 커진다.

 

4. 혼합가스의 폭발하한계

   ▣ 가연성 가스와 혼합되었을 때 폭발하한계는 르 샤틀리에 법칙에 의하여 다음과 같이 계산된다.

 

   ▣ 혼합가스의 폭발범위의 계산에는 한계가 있다.

     ⊙ 성질이 비슷한 혼합 가스의 혼합계에만 적용이 가능하다.

     ⊙ 각 성분간에 반응이 일어나면 적용이 곤란하다.

     ⊙ 냉연현상을 수반하는 경우에는 적용이 불가능하다.

【르 샤틀리의 폭발범위 계산】

  예제1) ⊙ 혼합가스 조성 : 메탄 30%, 에탄 25%, 프로판 45%

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산

  예제2) ⊙ #혼합가스 조성 : 메탄 120ℓ, 에탄 100ℓ, 프로판 180ℓ

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산

 

【 출제예상문제 】

1. 물질의 연소시 산소 공급원이 될 수 없는 것은 ? ①

     ① 탄화칼슘          ② 과산화나트륨            ③ 질산나트륨            ④ 압축공기

  ※ 산소공급원

    ① 제1류 위험물 ( #산화성 고체 : #질산나트륨 )

    ② 제5류 위험물 ( #자기반응성 물질)

    ③ 제6류 위험물 (산화성 액체 : #과산화수소 )

    ④ #지연성 ( #조연성 ) 가스 : 자신은 연소하지 않고 연소를 도와주는 가스 (산소, 불소, 염소, 오존 등)

    ⑤ 공기 (압축공기)

2. 다음 가스에서 공기 중 연소범위가 가장 넓은 것은 ? ④

   ① 메탄            ② 프로판            ③ 에탄                  ④ #아세틸렌

※ 연소범위

가스
하한계 [vol %]
상한계 [vol %]
아세틸렌(C2H2)
2.5
81
메탄 (CH4)
5
15
에탄 (C2H6)
3
12.4
프로판 (C3H8)
2.1
9.5

3. 메탄 80 [vol %], 에탄 15 [vol %], 프로판 5 [vol %]인 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 몇 [vol %]인가 ?

     (단, 메탄, 에탄, 프로판의 공기중 폭발하한계는 각각 5.0 [vol %], 3.0 [vol %], 2.1 [vol %] 이다.) ④

   ① 3.23          ② 3.61                ③ 4.02                  ④ 4.28

 

4. 다음 물질 중 공기에서의 위험도 (H)값이 가장 큰 것은 ? ①

   ① #에테르         ② 수소              ③ 에틸렌                 ④ #프로판

※ 위험도

 

5. 화재의 위험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ③

   ① 인화점 및 착화점이 낮을 수록 위험하다.

   ② 착화에너지가 작을 수록 위험하다.

   ③ 비점 및 융점이 높을 수록 위험하다.

   ④ #연소범위 는 넓을 수록 위험하다.

※ 위험도는 증기압이 클수록, #비점#융점 이 낮을 수록 위험하다.

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