아낌없이 주는 나무

나. 시안화수소 (청산가리, HCN)

목재와 종이류의 연소시에도 발생하지만 주로 양모, 명주, 우레탄, 폴리아미드 및 아크릴 등이 연소할 때 발생한다.

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다. 염화수소가스 (HCl)

염화수소가스의 흡입 만큼 인체에 장애가 심한 것은 없다. 이 가스는 전신을 부식시키고 인간의 기도를 상하게 한다. 잠깐 동안 HCl 50 ppm에 노출되면 피난능력을 상실하게 된다. 또한 이 가스는 사람의 축축한 눈에 닿아 염산이 되며, 이로 인해 눈의 통증과 눈물이 심해져 시야를 가릴 만큼 자욱하지는 않더라도 볼 수가 없게 된다.

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라. 질소화합물 (NO3)

인체에 영향이 문제가 되는 것은 많은 질소화합물 중 NO2와 NO이고 양자를 총칭하여

NOx (녹스)라 부르고 있다. 특히, NO2는 대단히 위험도가 높아서 수분이 있으면 질산을 생성하여 강철도 부식시킬 정도이며 고농도의 경우 눈, 코, 목을 강하게 자극하여 기침, 인후통을 일으키고 현기증, 두통, 악심 등의 증상을 나타내며 흡입량이 많으면 5~10시간 후 입술이 파랗게 되고 지아노제 증상을 일으켜 폐수종을 초래한다. 증상의 경우 의식불명, 사망에 이른다.

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마. 이산화탄소 (CO2 : Carbon dioxide)

화재시 다량으로 발생하고 호흡속도를 매우 빠르게 하여 함께 존재하는 독성가스의 흡입 속도를 증가시킨다. 기체인 것은 탄산가스, 고체인 것은 드라이아이스 (dry ice)라고도 하며 공기중에 약 0.03%가 들어있고 천연가스나 광천가스 등에도 섞여 있는 경우가 많다.

순수한 이산화탄소는 무색, 무취, 불연성, 비조연성 가스이다. 1~2%의 공기 중에서는 수시간, 3~4%에서는 1시간 동안 안전하지만 5~7%에서는 30분 ~1시간이 위험하고

20%에서는 단시간 내에 사망한다.

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바. 암모니아 (NH3)

암모니아는 눈, 코, 인후 및 폐에 매우 자극성이 큰 유독성 가스로서 사람들이 그 장소로 부터 본능적으로 피하고자 할 정도로 역학 냄새가 난다. 대체로 0.25 ~ 0.65 %의 농도를 가진 암모니아의 호나경 속에 30분 정도 노출되면 사망하기 쉬우며, 또한 그렇지 않게 될 경우라도 생체의 내부조직이 심한 손상을 입어 매우 위험하다.

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사. 황화수소 (H2S : Hydrogen sulfide)

고무, 동물의 털과 가죽 및 고기 등과 같은 물질에는 황 성분이 포함되어 있어 화재시에 이들의 불완전연소로 인해 황화수소가 발생한다. 황화수소는 유화수소라고도 하며 달걀 썩는 냄새와 같은 특유한 냄새가 있어 쉽게 감지할 수 있으나 0.02% 이상의 농도에서는 후각이 바로 마비되기 때문에 불과 몇 회만 호흡하면 전혀 냄새를 맡을 수 없게 되며, 환원성이 있는 발화온도는 260 ℃ 로 비교적 낮아 착화되기 쉬운 가연성 가스로서 폭발범위는 4.0 ~ 4.4 % 이다.

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아. 이황산가스 (SO2 : Sulfur dioxide)

공기보다 훨씬 무겁고 무색이며 자극성이 있는 냄새를 가진 기체로서 이산화황이라고도 한다. 이황산가스는 자극성이 있어 눈 및 호흡기 등의 점막을 상하게 하기 때문에 약 0.05% 농도에 단시간 노출되어도 위험하다.

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자. 아크릴로레인 (CH2CHCHO : acrylolein)

자극성 냄새를 가진 무색의 기체 (또는 액체)로서 아크릴알데하이드라고도 하는데 이는 점막을 침해한다. 아크릴로레인은 석유제품 및 유지류 등이 탈 때 생성되는데, 너무도 자극성이 크고 맹독성이어서 1ppm 정도의 농도만 돼도 견딜 수 없을 뿐만 아니라 10 ppm 이상의 농도에서는 거의 즉사한다. 다만, 일상적인 화재에서는 발생되는 경우가 극히 드물기 때문에 그다지 큰 문제가 되지 않는다.

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차. 포스겐 (COCl2)

2차 세계대전 당시 독일군의 유태인의 대량 학살에 이 가스를 사용한 것으로 알려짐으로써 전시에 사용하는 인명살상용 독가스라면 이를 연상할 정도로 알려져 있다.

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【열 및 연기의 유동 특성】

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1. 열 (Heat)

계의 내부에서 온도 구배가 발생하거나 온도가 서로 다른 두 계가 서로 접촉하고 있을 경우 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 열이 흐르게 된다. 즉, 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전달된다. 이러한 열이 흐르는 과정을 열전달이라고 한다. 열전달의 형태는 전도 (conduction), 대류 (convection) 및 복사 (radiation)의 3가지 형태로 구별되며,

고체나 정지하고 있는 유체 내에 온도구배가 존재할 경우 그 매질을 통하여 이루어지는 열전달의 형태를 전도라고 한다. 대류는 표면과 이와 다른 온도를 가진 유체 사이에서 발생하는 열전달을 말한다. 또한 복사는 서로 다른 온도의 두 표면 사이에서 전자기파의 방식으로 에너지를 방출하면서 일어난다. 일반적으로 3가지 형태의 열전달이 복합적으로 발생한다.

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2. 전도 (conduction)

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물질의 열전도는 다음과 같은 2가지 경우의 현상으로 인해 일어난다.

  ① 물질의 구성분자들이 온도의 상승에 따라 진동이 심해져서 점차로 인접 분자들과 충돌하여 그 온동에너지 (열에너지

       는 분자들의 운동에너지로 보존된다)의 일부를 인접분자에게 전달함으로써 열의 이동이 일어나는 경우로, 일반적으로

       비결정체와 비금속 고체에서의 열전달이 이에 따른다.

  ② 분자들 사이의 공간에 자유전자가 존재하는 물질에서 분자 상호간의 (진동에 의한) 충돌에 의한 열전달은 물론, 온도의

       상승과 더불어 자유전자의 흐름이 일어나면서 이 흐름이 열이동에 동시에 기여하는 경우인데, 일반적으로 결정체 및

       고체 금속의 열전도는 이 현상에 의한 것이다. 어느 경우에 의한 전도이든 그 물질 내의 분자들은 원위치에서 진동한

        다.

        물질의 어느 구간을 통하여 어느 시간 동안 전도에 의해 전달되는 열에너지의 양, 즉, 전도열은 그 구간의 온도차, 그

        구간에 있어서의 열전달 경로의 단면적 및 경로의 길이, 열전달시간, 그리고 그 경로가 갖는 고유한 열전달 능력, 즉,

        열전도율과 함수관계에 있다.

        열전달 경로를 구성하는 물질이 균질성 (homogeneous)의 것이면서 그 경로를 통해 정상열류(steady - state flow of

         heat)가 일어날 경우, 이 물리적인 양들 간에는 다음과 같은 비교적 간단한 관계식이 성립하는데 이것을 "푸리에

         (Fourier)의 방정식"이라고 한다.​

[비고] 1. 주방화재는 유면상의 화염을 제거하여도 유온이 발화점 이상이기 때문에 곧 다시 발화한다. 따라서 유온을

               20 ~ 50℃ 이상 기름의 온도를 낮추어서 발화점 이하로 냉각해야 소화할 수 있다.

           2. 소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준 (NFSC 101)에서는 D급 (금속화재)과 E급 (가스화재)에 대한 분류

                기준은 없으며, 또한 각 화재에 대한 색상기준도 없다.

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6. 건축물의 화재 성상

건축물 내에서의 화재는 발화원의 불씨가 가연물에 착화하여 서서히 진행되다 세워져 있는 가연물에 착화가 되면서 천장으로 옮겨 붙어 본격적인 화재가 진행된다.

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가. 목조 건축물

   ① 화재 성상 : 고온 단기형

   ② 최고 온도 : 약 1,300 ℃

나. 내화건축물

   ① 화재 성상 : 저온 장기형

   ② 최고 온도 : 약 900 ~ 1,000 ℃

다. 성장기 (초기 ~ 성장기)

내부 공간 화재에서의 성장기는 제1성장기 (초기 단계)와 제2성장기 (성장기 단계)로 나눌 수 있다. 초기 단계에서는 가연물이 열분해되어 가연성 가스를 발생하는 시기이며 실내온도가 아직 크게 상승하지 않은 발화단계로서 화원이나 착화물의 종류들에 따라 달라지기 때문에 조건에 따라 일정하지 않은 단계이고 제2성장기 (성장기 단계)는 실내에 있는 내장재에 착화하여 flash over 에 이르는 단계이다.

라. 최성기

flash over 현상 이후 실내에 있는 가연물 또는 내장재가 격렬하게 연소되는 단계로서 화염이 개구부를 통하여 출화되고 실내 온도가 화재 중 최고 온도에 이르는 시기이다.

마. 감쇠기

쇠퇴기, 종기, 말기라고도 하며 실내에 있는 내장재가 대부분 소실되어 화재가 약해지는 시기이며 완전히 타지 않은 연소물들이 실내에 남아 있을 경우 실내온도는 200 ~ 300 ℃ 정도를 나타내기도 한다.

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7. 건축물의 화재

가. 플래시 오버 (flash over = 순발연소, 순간연소)

화재로 인하여 실내의 온도가 급격히 상승하여 가연물이 일시에 폭발적으로 착화현상을 일으켜 화재가 순간적으로 실내 전체에 확산되는 현상이다.

※ 실내온도 : 약 400 ~ 500 ℃

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나. 백 드래프트 (back draft)

밀폐된 공간에서 화재가 발생하면 산소농도 저하로 불꽃을 내지 못하고 가연성 물질의 열분해로 인하여 발생한 가연성 가스가 축적되게 된다. 이 때 진화를 위해 출입문 등이 개방되면 개구부가 생겨 신선한 공기의 유입으로 폭발적인 연소가 다시 시작되는 현상을 말한다.

   ※ 플래시 백 : 환기가 잘 되지 않는 곳

       백 드래프트 : 밀폐된 공간

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다. 롤 오버 (roll over)

연소의 과정에서 천장 부근에서 산발적으로 연소가 확대되는 것을 말하며, 불덩이가 천장을 굴러다니는 것처럼 뿜어져 나오는 현상이다.

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라. 플레임 오버 (flame over)

벽체, 천장 또는 마루의 표면이 과열하여 발생하는 가연성 증기에 점화원이 급속히 착화하여 그 물체의 표면상에 불꽃을 전파하는 현상이다.

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8. 유류 탱크 및 가스탱크에서 발생하는 폭발 현상

가. 보일 오버 (Boil - over)

  ① 중질유의 탱크에서 장시간 조용히 연소하다가 탱크 내의 잔존 기름이 갑자기 분출하는 현상을 말한다.

  ② 유류탱크에서 탱크 바닥에 물과 기름의 에멀션이 섞여 있을 때 이로 인하여 화재가 발생하는 현상이다.

  ③ 연소 유면으로 부터 100 ℃ 이상의 열파가 탱크 저부에 고여 있는 물을 비등하게 하면서 연소유를 탱크밖으로 배산

        시키며 연소하는 현상이다.

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나. 슬롭 오버 (slop - over)

  ① 물이 연소유의 뜨거운 표면에 들어갈 때, 기름 표면에서 화재가 발생하는 현상이다.

  ② 유화제로 소화하기 위한 물이 수분의 급격한 증발에 의하여 액면이 거품을 일으키면서 열유층 밑의 냉유가 급격히

       열팽창하여 기름의 일부가 불이 붙은 채 탱크 벽을 넘어서 일출하는 현상이다.

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다. 블레비 (BLEVE : Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) 현상

가연성 액체 저장 탱크 주위에서 화재 등이 발생하여 기상부의 탱크 강판이 국부적으로 가열되면 그 부분의 강도가 약해져 그로 인해 탱크가 파열된다. 이 때 내부에서 가열된 액화가스가 급격히 유출, 팽창되어 화구 (fire ball)를 형성하며 폭발하는 형태를 말한다.

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라. 증기운 폭발 (UVCE : Unconfined Vapor Cloud Exposion)

개방된 대기 중에서 발생하기 때문에 자유공간 중의 증기운 폭발 (Unconfined Vapor Cloud Explosin)이라고 부르며 UVCE 라 한다. 대기 중에 대량의 가연성 가스나 인화성 액체가 유출되어 그것으로 부터 발생되는 증기가 대기 중의 공기와 혼합하여 폭발성인 증기운 (vapor cloud)을 형성하고 이 때 착화원에 의해 화구 (fire ball) 형태로 착화, 폭발하는 형태이다.

마. 프로스 오버 (froth - over)

탱크 속의 물이 점성을 가진 뜨거운 기름의 표면 아래에서 끓을 때 기름이 넘쳐 흐르는 현상으로 이는 화재 이외의 경우에도 물이 고점도 유류 아래에서 비등할 때 탱크 밖으로 물과 기름이 거품과 같은 상태로 넘치는 현상이다. 전형적인 예는 뜨거운 아스팔트가 물이 약간 채워진 무게 탱크차에 옮겨질 때 일어난다. 고온의 아스팔트에 의해서 탱크차 속의 물이 가열되고 끓기 시작하면 아스팔트는 탱크차 밖으로 넘치게 된다. 비슷한 경우가 유류탱크의 아래 쪽에 물이나 물 - 기름 혼합물이 있을 때 폐유 등이 물의 비점 이상의 온도로 상당량 주입될 때도 froth over가 일어난다.

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바. 오일 오버 (oil over)

저장 탱크 내에 저장된 유류 저장량이 내용적의 50% 이하로 충전되어 있을 때 화재로 인하여 탱크가 폭발하는 현상이다.

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사. 파이어 볼 (fire ball)

증기가 공기와 혼합하여 연소범위가 형성되어서 공모양의 대형화염이 상승하는 현상이다.

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아. 액면 화재 (pool fire)

개방된 용기에 탄화수소계 위험물이 저장된 상태에서 증발되는 연료에 착화되어 난류 확산 화염을 발생하는 화재로서 화재 초기에 진화하지 않으면 진화가 어려워 보일 오비 또는 스롭 오비 등의 탱크 화재 이상현상이 발생한다.

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자. 분출화재 (jet fire)

탄화수소계 위험물의 이송배관이나 용기로 부터 위험물이 고속으로 누출될 때 점화되어 발생하는 난류 확산형 화재로 복사열에 의한 막대한 피해가 발생하는 화재의 유형이다.

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【 피뢰설비 】

1. 설치대상

지정수량의 10배 이상의 위험물을 취급하는 제조소 (제6류 위험물을 취급하는 위험물 제조소를 제외한다)

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2. 설치기준

낙뢰의 우려가 있는 건축물 또는 높이 20 m 이상의 건축물에는 피뢰설비를 설치해야 한다.

  ① 피뢰설비는 한국산업표준이 정하는 피뢰레벨 등급에 적합한 피뢰설비일 것. 다만, 위험물 저장 및 처리시설에 설치하

       는 피뢰설비는 한국산업표준이 정하는 피뢰시스템 레벨Ⅱ 이상이어야 한다.

  ② 돌침은 건축물의 맨 윗부분으로 부터 25 ㎝ 이상 돌출시켜 설치하되, 건축물 구조기준에 따른 설계하중에 견딜 수 있는

       구조일 것

  ③ 피뢰설비의 재료는 최소 단면적이 피복이 없는 동선을 기준으로 수뢰부, 인하도선 및 접지극은 50 ㎡ 이상이거나 이와

       동등 이상의 성능을 갖출 것

  ④ 피뢰설비의 인하도선을 대신하여 철골조의 철골구조물과 철근콘크리트조의 철근구조체 등을 사용하는 경우에는 전기

       적 연속성이 보장될 것. 이 경우 전기적 연속성이 있다고 판단되기 위해서는 건축물 금속 구조체의 최상단부와 지표레

       벨 사이의 전기저항이 0.2 Ω 이하이어야 한다.

  ⑤ 측면 낙뢰를 방지하기 위하여 높이가 60 m 미터를 초과하는 건축물 등에는 지면에서 건축물 높이의 5분의 4가 되는 지

       점 부터 최상단 부분까지의 측면에 수뢰부를 설치하여야 하며, 지표 레벨에서 최상단부의 높이가 150 m 를 초과하는

       건축물은 120 m 지점부터 최상단 부분까지의 측면에 수뢰부를 설치할 것. 다만, 건축물의 외벽이 금속부재 (部材)로

       마감되고 금속부재 상호간에 ④ 후단에 적합한 전기적 연속성이 보장되며 피뢰시스템 레벨 등급에 적합하게 설치하여

       인하도선에 연결한 경우에는 측면 수뢰부가 설치된 것으로 본다.

  ⑥ 접지 (接地)는 환경오염을 일으킬 수 있는 시공방법이나 화학 첨가물 등을 사용하지 아니할 것

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【 위험장소의 분류 】

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가. 0종 장소

정상상태에서 폭발성 분위기가 연속적으로 또는 장시간 생성되는 장소

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나. 1종 장소

정상상태에서 폭발성 분위기가 주기적 또는 간헐적으로 생성될 우려가 있는 장소

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다. 2종 장소

이상상태에서 폭발성 분위기가 생성될 우려가 있는 장소

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#연소생성물 #연소가스 #염화수소 #황화수소 #전도 #대류 #복사 #포스겐 #최성기 #감쇠기 #성장기 #플래시오버 #보일오버 #블레비 #프로스오버 #증기운폭발

< 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.

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※ 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.

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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.

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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

1. 열전달

​ 가. 열전달의 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 : 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.

 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)

▣ 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 내뿜

     으며 태양의 온도는 약 6,000[°K] 정도로 '노란색~푸른색 가시광선'을 가장 많이

     내뿜으며 태양의 색은 모든 스펙트럼의 빛이 섞여 하얀색이며 노랑 ~ 푸른색의 가시

      광선이 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 발생하

       는 전자기파는 동일합니다. 즉, 돌맹이든 쇠붙이든 동일 온도에서는 같은 전자기파를 내뿜습니다.

【출제예상문제】

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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. 열전도율을 표시하는 단위에 해당하는 것은 ? ③

   ① kcal/(㎡·h·℃)         ② kcal·㎡/(h·℃)         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.

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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 : 복사열은 절대온도의 4제곱에 비례한다.

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

  ① 2.5          ② 5.7            ③ 7.5            ④ 10.0

 [스테판-볼츠만의 법칙]