[소방학개론] 2. 연소론 - 연기

1. 연기

- 공기 중 부유하는 0.01 ~ 10μm 크기의 고체 또는 액체의 미립자 ☆

- 연기생성물 중에 고체나 액체의 미립자가 들어 있어 눈으로 볼 수 있는 상태

- 기체 가운데 완전 연소되지 않은 가연물이 고체 미립자가 되어 떠돌아다니는 상태

- 탄소함유량이 많은 가연성 물질이 산소부족 상태에서 연소할 경우 다량의 탄소입자가 생성되는 것

- 연기는 독성이 있다 ☆

- 공기보다 고온이기 때문에 일반적으로 천장의 하면을 따라 순방향으로 이동한다 ☆

- 유동속도: 수평방향(0.5~1m/s) < 수직방향(2~3m/s) < 계단실내(3~5m/s) ☆☆☆☆

- 피난활동 중 인체 시각의 제약요인이 가장 큰 것이다 ☆

 

2. 연기의 유동 ☆

① 바람 ☆☆

- 외부의 바람이 건물 내로 유입하여 연기를 이동시킬 수 있다

- 바람에 의한 압력차에 의해 연기를 이동시킬 수 있다 

 

② 팽창

- 화재 시 온도상승으로 인한 가스의 팽창으로 연기를 이동시킬 수 있다

 

③ 부력 ☆☆

- 화재 시 온도상승으로 인한 부피는 팽창하고 밀도와 무게가 감소하므로 연기를 이동시킬 수 있다

 

④ 공조설비 ☆

- 건축물 내부에 있는 냉난방, 통풍, 공기조화설비의 영향으로 연기를 이동시킬 수 있다

 

⑤ 피스톤효과

- 승강기 수직이동으로 인한 교란이 발생할 수 있다 

 

⑥ 연돌효과(굴뚝효과) ☆☆☆☆☆

 

 

- 건축물 상, 하층의 내부와 외부의 온도, 압력차 때문에 건축물 하부에서 외부의 찬 공기가 유입되고 건물 내부의 더운 공기가 천장 위쪽으로 올라가 빠져나가는 현상 ☆☆☆☆

- 주로 고층건물에서 일어난다 ☆

- 개구부에 방풍실 설치는 연돌효과 방지에 도움이 된다. 외기가 건물 내부로 들어오는 것을 최소화 시켜주는 방풍실은 연돌효과를 방지한다 ☆

- 뜨거워진 공기가 굴뚝처럼 긴 통로를 따라 강한 통풍을 일으키며 올라가는 현상으로 고층 빌딩 비상계단이나 엘리베이터 등 긴 수직통로가 있는 곳에서 주로 발생한다 ☆☆

- 건물화재 시 실내 공기의 무게와 밀도는 작아진다

- 건물화재 시 온도가 상승하면 공기의 부피는 팽창한다

- 영향요소: 건물의 높이, 외벽의 기밀도, 건물 내외의 온도차, 층간 공기누설 ☆

- 역굴뚝효과: 건축물 외부의 공기가 내부의 공기보다 따뜻할 때 건축물 내부의 공기가 위에서 아래로 이동하는 것 ☆☆

 

- 중성대: 건물화재 시 실내와 실외 정압이 같아지는 경계면 ☆

• 건물 내부의 압력이 외부의 압력과 일치하는 수직적인 위치가 생기는데, 이 위치를 중성대라 한다. ☆
• 중성대 상부는 기체가 실내에서 외부로 유출되고 중성대 하부는 외부에서 실내로 기체가 유입된다. ☆
• 중성대 상부는 열과 연기로부터 생존이 어려운 지역이고 중성대 하부는 신선한 공기로 인해 생존 가능성이 높은 지역이다. ☆
• 현장 도착 시 하부 출입문으로 짙은 연기가 배출 된다면 상부 개구부 개방을 강구하고, 하부 개구부에서 연기가 배출되고 있지 않다면 상부 개구부가 개방되어 있다고 판단한다. ☆
• 밀폐된 내부에서 화재 발생시 중성대 상부를 개방했을 때 연소확대되지만 연기가 빠른 속도로 상승하여 외부로 배출되고 중성대 하층 면적이 커져 시야확보와 소화활동이 용이해진다. 반대로 중성대 하부를 개방한다면 연소확대와 동시 연기량이 증가하게 된다. ☆

- 불연속선: 실내천장 쪽의 고온가스와 바닥쪽의 찬 공기의 경계선  

 

※ 공기 중 산소농도는 연기의 유동과 관련 없다  ☆

※ 저층 건축물 연기유동: 열, 대류의 흐름, 화재압력과 같은 방향으로 연기가 유동한다 ☆

 

3. 연기농도에 따른 가시거리 

감광계수	가시거리	연 기
0.1	20~40	ㆍ화재초기 ㆍ연기감지기 작동점
0.3	5	ㆍ건물 내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느낄 정도의 농도 ☆
0.5	3	ㆍ어두침침한 것을 느낄 정도 ☆ ㆍ불특정다수 출입장소의 피난한계
1.0	1~2	ㆍ거의 앞이 보이지 않을 정도 ㆍ비발광체 사용시 2[m] 정도 보임
10	0.2~0.5	ㆍ화재 최성기 ㆍ유도등이 보이지 않을 정도
30		ㆍ출화실에서 연기가 분출될 때의 연기농도

- 감광계수와 가시거리는 반비례한다 ☆

 

4. 연기 제어방법 ☆

- 배기 : 건물 내 압력차에 의해 연기를 외부로 배출시키는 방법

- 희석 : 외부로부터 다량의 신선한 공기를 공급해 연기의 농도를 낮추는 방법

- 차단 : 일정한 장소 내로 들어오지 못하도록 막는 방법