제76회 소방 기술사 제4교시
<문1>
화재사고의 원인조사를 실시하기 위해 필요한 기초지식, 사고조사 진행순서 및 발화원의 존재유무에 따른 검토사항을 기술하시오
<해설>
(1) 화재원인 조사를 실시하기 위해 필요한 기초지식
① 화재의 종류에 따른 발화원인과 화재성장 메커니즘
⑴ 화재에는 전기화재, 가스화재, 유류화재, 건물화재, 산림화재, 차량화재, 선박화재, 담뱃불에 의한 화재, 방화에 의한 화재 등 여러가지가 있겠는데
⑵ 화재조사에 임하기 위해서는 이들 화재 종류에 따른 발화원인과 화재성장 메커니즘에 대한 지식이 있어야 한다
② 화재조사의 특성
⑴ 화재조사의 주요 정보는 현장에서 얻어진다
⑵ 화재조사는 신속히 진행되어야 한다
⑶ 화재조사는 정밀한 과학성을 요구한다
⑷ 증거물을 보존해야 한다
⑸ 안전성이 반드시 확보되어야 한다
⑹ 화재조사에 있어 피해자는 피해자대로, 보험사는 보험사대로, 배상책임자는 배상책임자대로 각각 손해책임과 배상 등의 문제를 생각한 나머지 자기 입장에 유리하게 화재상황을 말하려고 하므로 현명한 판단으로 진실을 맑히도록 노력해야 한다
③ 화재조사의 구분 및 범위
⑴ 화재 원인조사
발화원인 조사, 초기 소화상황 조사, 연소상황 조사, 피난상황 조사, 소방시설상황 조사 등
⑵ 화재 피해조사
인명피해 및 재산피해 조사
④ 화재조사 방법
화재조사는 화재의 각지와 동시에 개시되어 소방활동과 병행 실시되며 ⑴ 출동시의 조사와 ⑵ 화재현장에서 조사 및 ⑶ 진화 후의 조사로 구분되어 실시되는 바 조사자는 이들 각 단계에서 어떤 내용을 어떻게 조사해야 하는지에 대한 지식을 가지고 있어야 한다
(2) 화재조사 진행순서
① 출동시의 조사
⑴ 카메라 담당자는 승차후 즉시 촬영이 가능토록 준비한 후 화재의 상황 등 현장 도착시의 제반 상황을 촬영한다
⑵ 무선정보에 유의하고 화재의 추이를 파악한다
⑶ 바람의 방향, 풍속 등에 따른 화염의 상황과 이상한 냄새, 소리에 유의한다
② 화재현장에서 조사
⑴ 화염의 분출, 범위, 양 등 화재의 진전 상황
⑵ 현장주변의 건물 상황, 거주자, 근무자의 동향
⑶ 이상한 연소, 급격히 연소 확대된 연소의 상황
⑷ 건물의 창, 셔터의 개폐, 시정의 상황
⑸ 누전의 유무, 가스누설 유무, 가스 밸브류의 개폐상황
⑹ 소화활동중에 나타나는 특이한 연소상황과 주수효과의 상황
⑺ 인명피해가 발생한 장소의 상황
⑻ 잔화정리와 병행하여 출화장소 부근 물건의 이동, 도괴, 손상의 상황
⑼ 관계자 목격자들로부터의 정보수집
③ 진화후의 조사
진화 후의 조사는 화재현장의 연소상황에 따라 발화원, 과정, 착화물을 명확히 하고 발화원인을 규명하는 때에는 연소확대의 요인 등을 명확히 한다. 여기에서는 선입감을 배제하고 합리적인 판단, 과학적인 방법으로 진실을 규명한다. 진화후의 조사순서는 다음과 같다
⑴ 발굴전의 현장관찰
현장관찰은 어떤 원인으로 해서 발화되었고 어떤 경로로 어떻게 연소상황이 전개되었는가를 관찰하고 발화 장소를 판정하기 위한 것이다
⑵ 발화장소의 판정
발화장소의 판정은 화재출동중의 조사내용, 발굴 전의 현장관찰 상황을 검토하고 들은 상황 등을 종합적으로 고찰하여 발화장소를 판정한다
⑶ 현장발굴
발굴작업은 추정된 발화원인, 착화물, 연소매체인 가연물을 관찰과 노력으로 원형에 가까운 상태로 행하는 것으로서 연소경로에 따른 복원이 가능하게 하는 것이 목적이다
⑷ 복원
복원은 연소물을 화재발생 직전의 상태로 조립하는 작업으로서 추정된 발화원에서 여러 가지 연소된 물건을 관찰한다
⑸ 발화원인 입증
발화부분을 복원한 물건에는 발화원이 될 수 있는 각종 기구, 설비가 존재한다. 담배․성냥 등 소실되어 없어진 경우에는 그것이 발화원이라고 긍정적으로 관찰되었다 하더라도 이를 입증하지 않으면 발화원으로 결정할 수가 없다. 여기에는 발화장소에 존재하고 있는 발화원, 존재하고 있지 않는 발화원을 충분히 고려하여 입증할 필요가 있다
⑹ 발화원인 판정
발화원인의 판정은 현장관찰의 상황, 관계하고 있는 자에 대한 질문 등으로 종합적인 원인을 입증하고 판정하여 과학적 타당성에 기초하여 결과를 내리는 것이 필요하다
(3) 발화원의 존재유무에 따른 검토사항
① 발화장소 부근의 연소물중에 발화원이 있는 경우
⑴ 전기 관계에서는 스위치, 휴즈, 서모스타트, 배선의 단락흔, 발열체의 변화 등의 상황에서 통전상태, 축열상태에서 착화물의 연소상황을 검증한다. 누전화재에는 누전점, 발열점, 접지점 등 여러 가지를 입증한다
⑵ 기기 관계에서는 금속의 변색, 용융, 변형, 파손, 이물질의 혼입 등의 상황에서 발열 또는 발화 가능성을 검토한다
② 발화장소 부근의 연소물중에 발화원이 존재하고 있지 않은 경우
⑴ 조그마한 불씨에서도 용이하게 착화할 가능성이 있는 물건이 존재하고 있는가를 검토한다
⑵ 발화원과 착화물과의 관계에서 시간적으로 타당성이 있는가를 검토한다
⑶ 건물의 상황, 작업상황, 기상상황에 조그마한 불씨에서 화재로 발전할 환경조건이 있는가를 검토한다
⑷ 흡연, 불씨 발생작업의 사실이 있는가를 확인한다
⑸ 발화원, 과정, 착화물, 발화장소에 따라 발화원에서 연소상황까지 전체의 연소상황이 전개될 수 있었는가를 검토한다
⑹ 발화장소의 연소상황을 중심으로 다른 발화원의 존재가능성도 검토한다
<문2>
위험물저장탱크의 포소화설비에 사용되는 고정포 방출방식에서 포 방출구의 5가지 종류를 각각 설명하시오 -그림첨부
<해설>
(1) 포소화설비의 방출방식
포의 방출방식에 따라 분류하면 고정포 방출방식, 폼워터 스프링클러 설비 (Foam Water Sprinkler), 폼헤드 설비 (Foam Head), 호스릴 설비 (Hose Reel), 포 소화전 설비 방식으로 나뉘고, 고정포 방출방식은 또 I형 방출구, II형 방출구, 특형 방출구, 표면하 주입방식 및 반 표면하 주입방식으로 구분되는데 고정포 방출방식의 5가지에 대해 설명하면 다음과 같다
(2) 고정포 방출방식에서 포 방출구의 5가지 종류에 대한 설명
① I형 방출구
방출된 포가 위험물과 섞이지 않고 탱크의 액면위로 흘러 들어가서 소화작용을 하도록 통 계단 등을 설치한 방출구로, 위험물 표면에 요동을 주지 않기 때문에 위험물이 Over Flow하는 것을 막을 수 있다. Cone Roof Tank에 사용된다
② II형 방출구
방출된 포가 반사판 (Deflector)에 의해서 탱크벽면을 따라 흘러내려가서 소화하도록 한 것으로 Cone Roof Tank에 사용된다
③ 특형 방출구
Floating Roof Tank (부상식 탱크)의 측면과 포 방지턱 (Foam Dam)에 의해 형성된 환상 부분에 포를 방출하여 소화한다
④ 표면하 주입방식
포를 탱크하부에서 주입하여 포가 탱크내의 유류를 통해 표면으로 떠올라 소화하도록 한 것이다. 이 방식은 탱크하부에서 유압으로 거품을 밀어 넣어 주입하므로 고배압형 포 발생기를 사용해야 한다. 여기에 사용되는 포약제는 포가 기름 속을 부상하므로 내유염성이 좋은 불화 단백포 또는 수성막포 소화약제로 제한된다. 또한 이 방식은 수용성 위험물 탱크에는 적용할 수 없다
⑤ 반 표면하 주입방식
포는 표면하 주입방식에서와 같이 탱크의 저부에서 공급되지만 호스를 이용해서 탱크의 액면에서 포를 방출하도록 함으로써 포의 오염을 방지하고 배압 (Back Pressure) 을 적게 하여 표면하 주입방식의 단점을 보완한 방식이다. 작동원리는 호스입구와 출구에 Shock Pipe가 By-pass되어 있어서 화재시 포가 공급되면 배관내에 차 있던 공기가 압축되어 Shock Pipe를 통해서 캡을 밀어 열고 포의 압력에 의해 호스가 표면으로 떠올라 포를 방출한다
<문3>
가스계 소화설비에서 소화약제 방출시 각 분사노즐로부터 방사되는 가스량이 불균등 하게 되는 원인 및 설계시 고려사항에 대해 설명하시오
<해설>
1. 분사노즐로부터 방사되는 가스량이 불균등 하게 되는 원인
1) 저장용기 근처의 배관의 유체는 대부분 액체 상태이나 배관내를 흐르면서 점차 기화되어 액체와 기체가 혼합된 2상유체 유동상태가 되어 배관내 마찰손실이 일정치 않고 배관거리에도 비례되지 않아 관경 계산을 수계에 의한 방법이나 테이블을 이용하는 방법보다 기 개발된 소프트웨어를 이용하여 마찰손실을 구하고 관경을 결정해야 하는 것이 바람직하다
2) 가스계설비는 관경이 너무 적으면 압력손실이 크게 되며, 관경이 너무 크면 유출이 작게되어 약제가 제대로 방출되지 못한다
2. 설계시 고려사항
1) 규정된 짧은 시간에 그 방호구역에 필요한 약제량을 모두 방출하고 방출시간내에 완전소화해야 하므로 가스의 균등한 확산을 위하여 방호별 별도의 배관을 하고 토너먼트배관으로 설계한다
2) 배관내 마찰손실을 작게하기 위하여 배관길이를 짭게하고 굴곡 개소를 적게 한다
3) 관경 결정시 부차적 손실과 배관 마찰손실의 정확한 계산이 요구되므로 액체, 기체의 2상 유동의 계산은 수 계산보다 공인된 소프트 웨어의 활용이 바람직
4) 노즐속의 분구면적(오리피스면적)의 가공정도에 따라 유량이 달라지므로 노즐구경과 함께 오리피스구경을 제조회사 자료를 참조하여 도면에 명기한다 또한 배관부속, 장치류등이 상세히 표기된 도면과 입체배관도를 작성한다
3. 결론
가스계 소화약제의 배관설계는 컴퓨터 프로그램으로 하는 경우가 많다. 그런데 아무리 설계가 잘 되었다고 해도 실제 현장에서의 시공에서 예기치 않은 장해물을 만나 이를 피해 가다 보면 설계보다 관로가 다르게 되고 엘보우 등의 부속을 더 쓰게 되어 관로저항을 증가시키게 되므로 시공전 사전에 검토되어야 하며 변경시는 재 계산하여야 한다
<문4>
내화설계에 있어서 현행의 사양설계에 대한 문제점을 설명하고, 새로운 성능내화설계법의 경향에 대하여 기술하시오 - 재검토
<해설>
(1) 서론
① 내화는 화재발생 초기단계에서 구조물 및 장치가 손상되어 발생하는 2차 사고로 인해 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 수단이다
② 내화설계 방법에는 건축법이나 산업안전보건법에서 규정하는 내용대로 행하는 규정을 중심으로 실시하는 사양설계와, 법의 내화관련 규정에 의하지 않고 건축물에서의 실제 화재성상을 예측하여 그에 따른 구조체의 열적, 역학적 성상을 예측하고 평가기준에 따라 내화성능평가를 실시하는 성능 내화설계의 두 가지가 있다
(2) 현행의 사양설계에 대한 문제점
① 규정을 중심으로 한 사양설계는 설계회사별로 각 회사의 설계, 운전 및 사고 경험 등을 바탕으로 하고 있기 때문에 자세한 설계기준이 서로 다를 수가 있다
② 최근에는 플랜트의 대형화와 신기술 및 신공법 개발에 따라 기존의 경험에 근거한 안전설계기준의 획일적인 적용이 실제 위험상황 발생시 효과적이지 않다는 사실이 밝혀졌다
(3) 성능 내화설계법의 경향
① 획일적인 사양설계가 효과적이지 못하다는 사실이 밝혀짐에 따라 잠재적 위험요소를 정량 평가하여 위험정도가 크며 가능성이 높은 장치에 선별적으로 내화조치를 강화하는 것이 동일 비용으로 보다 큰 방호효과를 얻을 수 결론에 이르게 되었다
② 이에 따라 영국을 중심으로 한 구미 선진국 및 영연방 국가들에서는 이미 기존의 규정중심의 내화설계를 탈피하여 성능위주의 설계를 통한 내화설계가 법제화 되고 있는 추세이고, 최근 발주되고 있는 사업들도 점차 규정중심이 아닌 성능위주의 내화설계를 요구하는 추세이다
(4) 성능 내화설계의 순서
① 내화성능 목표수준 설정
⑴ 피난 안전확보
피난Simulation을 통해 얻은 피난시간에 안전계수를 곱해 피난설계 화재시간을 구한다. 안전계수는 건축물의 용도, 건축지역, 방화대책 등을 근거로 안전계수를 설정한다
⑵ 연소확대방지, 도괴방지
각각의 안전계수에 화재하중을 곱해 설계 화재시간을 구한다.
② 화재성장예측
⑴ 가장 격렬한 Flashover이후 최성기 화재를 대상으로 한다
⑵ 구획내의 최성기 화재형태는 화재구획의 형상, 치수, 사양 개구부의 형상, 치수설계 화재하중에 의해 결정된다.
⑶ 설계화재하중은 내장 등으로 정해진 고정화재하중과 가구나 수납물 등으로 정해진 적재화재하중의 합계이다.
⑷ 구조체에 영향을 미치는 화재Plume과 분출화염의 온도를 예측한다
⑸ 화재성장 예측결과로 화재구획내의 화재시간, 온도곡선이 구해지며 그 곡선상의 어느 시점까지 내화성능을 확보해야 하는 설계화재시간이 각각의 기능에 대해 정해진다.
③ 부재의 온도예측
⑴ 벽, 바닥 등 구획부재의 온도예측
구획부재의 내부온도와 화재구획의 이면온도를 산정한다. 부재의 내부온도는 구획부재의 역학성상 예측으로, 이면온도는 구획부재의 연소(延燒)확대 가능성 평가에 이용된다.
⑵ 기둥, 보 등 가구부재의 온도예측
가구부재의 온도예측은 화재시간-온도곡선이나 화재plume온도 등과 부재 단면 치수나 사양에 의한다.
⑶ 부재의 온도예측 결과로 부재단면 내 각 부분의 온도 또는 부재 평균온도의 시간변화를 알 수 있다.
④ 역학성상 예측
⑴ 역학성상의 예측은 가구 조건이나 건축 부재의 단면치수, 작용하중에 대해 구조역학적 분석을 하는 것이다
⑵ 역학성상의 예측결과로 가구부재의 응력이나 변형이 구해져 구조 안전성평가에 이용된다
⑤ 내화성능평가
⑴ 평가기준에는 기능별 평가기준(피난안전 확보, 연소확대방지, 도괴방지)과 부재별 평가기준(구획부재, 가구부재별)이 있다
⑵ 평가항목에는 차열성, 차연성, 차염성, 구조안전성이 있다
⑥ 평가기준을 만족하지 않을 경우
부재사양을 변경하거나 화재구획 위치를 변경하여 다시 화재성상예측, 부재온도의 예측 등을 분석하여 평가기준을 만족할 때까지 이 작업을 반복한다.
<문5>
소방시설설치유지 및 안전관리에 관한 법률시행령에 나와 있는 "소방시설을 설치하지 아니할 수 있는 특정소방대상물 및 소방시설의 범위"에 대해 기술하시오
<해설>
(1) 소방시설설치유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령
제18조 (소방시설을 설치하지 아니하는 특정소방대상물의 범위)
법 제11조제4항의 규정에 의하여 특정 소방대상물에 따라 소방시설을 설치하지 아니할 수 있는 특정 소방대상물 및 소방시설의 범위는 별표 6과 같다.
(2) 별표6
첫댓글 고맙습니다. 잘 읽었습니다.