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소방

화재론 - 불 및 연기의 이동과 특성(플래시오버, 훈소, 굴뚝효과, 드래프트 효과)

by Universe and Astronaut 2025. 7. 1.
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1. 불의 성상

1) 플래시오버(Flash over)
ⓐ 정의 : 화재로 인하여 실내의 온도가 급격히 상승하여 화재가 순간적으로 실내 전체에 확산되어 연소되는 현상으로 일반적으로 순발연소라고 한다
ⓑ 발생시간 : 화재 발생 후 5~6분경
ⓒ 발생시점 : 성장기~최성기(성장기에서 최성기로 넘어가는 분기점에 해당)
ⓓ 실내온도 : 약 800~900℃

▷ 플래시오버 포인트 : 내화건축물에서 최성기로 보는 시점
 플래시오버 추가설명
폭발적인 착화현상
순발적인 연소확대현상
옥내화재가 서서히 진행하여 열이 축적되었다가 일시에 화염이 크게 발생하는 형태
가연성 가스가 동시에 연소되면서 급격한 온도상승 유발
가연성가스가 일시에 인화하여 화염이 충만하는 단계

2) 플래시오버에 영향을 미치는 것
ⓐ 개구율
ⓑ 내장재료(내장재료의 제성상, 실내의 내장재료0
ⓒ 화원의 크기
ⓓ 실의 내표면적(실의 넓이, 모양)

3) 플래시오버의 발생시간과 내장재의 관계
ⓐ 벽보다 천장재가 크게 영향을 받는다
ⓑ 가연재료가 난연재료보다 빨리 발생한다
ⓒ 열전도율이 적은 내장재가 빨리 발생한다
ⓓ 내장재의 두께가 얇은 쪽이 빨리 발생한다

4) 플래시오버 시간(FOT)
ⓐ 열의 발생속도가 빠르면 FOT는 짧아진다
ⓑ 개구율이 크면 FOT는 짧아진다
ⓒ 개구율이 너무 크게 되면 FOT는 길어진다
ⓓ 실내부의 FOT가 짧은 순서는 천장, 벽, 바닥의 순이다
ⓔ 열전도율이 작은 내장재가 발생시각을 빠르게 한다.

▷ 가연재료 : 불에 잘 타는 성능을 가진 건축재료
▷ 난연재료 : 불에 잘 타지 않는 성능을 가진 건축재료
▷ '플래시오버'현상과 관계 있는 것 : 복사열, 분해연소, 화재성장기

5) 화재의 성장-온도곡선



2. 연기의 성상

1) 연기
ⓐ 정의
* 가연물 중 완전 연소되지 않은 고체 또는 액체의 미립자가 떠돌아 다니는 상태
탄소 및 타르입자에 의해 연소가스가 눈에 보이는 것

ⓑ 입자크기 : 0.01~99㎛[미크론=마이크로 미터]

ⓒ 연기의 형태 
고체 미립자계(일반적인 연기) : 무독성
액체 미립자계(담배연기, 훈소연기) : 유독성

2) 연기의 이동속도



▷ 피난 한계거리 : 연기로부터 2~3m 거리 유지
▷ 화재초기의 연소속도는 평균 0.75~1m/min씩 원형의 모양을 그리면서 확대해 나간다

<훈소>
* 느리다, 저온이다
* 다공성 연료의 무염연소
* 연소현상의 가장 지속적 형태
* 고체 표면에서 일어나며, 불꽃없이 작열하고 숯이 생성되며 온도는 1000℃ 이상

3) 연기의 전달현상
ⓐ 연기의 유동확산은 벽 및 천장을 따라서 진행한다
ⓑ 연기의 농도는 상층으로부터 점차적으로 하층으로 미친다
ⓒ 연기의 유동은 건물 내외의 온도차에 영향을 받는다
ⓓ 연기는 공기보다 고온이므로 천장의 하면을 따라 이동한다
ⓔ 수직공간에서 확산속도가 빠르고 그 흐름에 따라 화재 최상층부터 차례로 충만해 간다
 화재초기의 연기량은 화재 성숙기의 발열량보다 많다

 연기의 발생속도 = 연소속도 x 발연계수
▷ 일산화탄소의 증가와 산소의 감소
: 연기가 인체에 영향을 미치는 요인 중 가장 중요한 요인임

4) 연기의 농도와 가시거리



▷ 감광계수 : 연기의 농도에 의해 빛이 감해지는 계수
▷ 가시거리 : 방해를 받지 않고 눈으로 어떤 물체를 볼 수 있는 거리
▷ 출화실 : 화재가 발생한 장소, 방, 집

5) 연기로 인한 사람의 투시거리에 영향을 주는 요인
ⓐ 연기농도(주된 요인)
ⓑ 연기의 흐름속도
ⓒ 보는 표시의 휘도, 형상, 색

<연기=Smoke>
* 연소생성물이 눈에 보이는 것
* 수직으로 연기가 이동하는 속도는 수평으로 이동하는 속도보다 빠르다
* 연기 중 액체미립자계만 유독성
* 연기는 대류에 의하여 전파

6) 연기를 이동시키는 요인
ⓐ 연돌(굴뚝)효과
ⓑ 외부에서의 풍력의 영향
ⓒ 온도상승에 의한 증기 팽창(온도상승에 따른 기체의 팽창)
ⓓ 건물내에서의 강제적인 공기 이동(공조설비)
ⓔ 건물내외의 온도차(기후조건)
ⓕ 비중차
ⓖ 부력

▷ 연기의 이동과 관계 있는 것 : 굴뚝효과 / 비중차 / 공조설비
▷ 굴뚝효과와 관계 있는 것 : 화재실의 온도 / 건물의 높이 / 건물 내외의 온도차
 연돌(굴뚝) 효과(Stack effect)
* 건물 내의 연기가 압력차에 의하여 순식간에 이동하여 상층부로 상승하거나 외부로 배출되는 현상
* 실내외 공기사이의 온도와 밀도의 차이에 의해 공기가 건물의 수직방향으로 이동하는 현상
(중성대 : 건물내의 기류는 중성대의 하부에서 상부 또는 상부에서 하부로 이동)

7) 연기를 이동시키지 않는 방호조치
ⓐ 계단에는 반드시 전실을 만든다
ⓑ 고층부의 드래프트 효과를 감소시킨다
ⓒ 전용실내에 에스컬레이터를 설치
ⓓ 가능한 한 각층의 엘리베이터 홀은 구획한다

▷ 드래프트 효과(draft effect)
화재시 열에 의해 공기가 상승하며 연소가스가 건물 외부로 빠져나가고 신선한 공기가 흡입되어 순환하는 것

8) 연기가 인체에 미치는 영향 : 질식사 / 시력장애 / 인지능력감소
▷ 공기의 양이 부족할 경우 짙은 연기가 생성됨
▷ 탄소를 많이 함유한 경우 검은 연기생성

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