목조건물(외) 화재시 연소생성물 1.개 요 ① 목조는 천연고분자의 일종으로 유기물에 해당 ② 대부분의 유기물은 열분해에 의해 열분해 생성물과 이 생성물이 산소와 반응하여 연소생성물을 만듬 ③ 완전연소시: CO2와 H2O, 여러 가지 산화물 생성 ④ 불완전연소시 : CO2와 H2O외에 아크롤레인, 알데히드류등
2. 목조화재시 연소생성물 (1) 일산화탄소 (CO) ① 무색, 무취의 가스 ② 연기흡입시 가장 일반적인 중독의 주요 원인 물질 ③ 폐에서 혈액 중의 헤모글로빈과 결합해서 세포로의 산소 공급을 방해하여 질식사 ④ 중독증상이 가벼울 경우 두통, 현기증 유발 ⑤ 중독될 경우 의식상실, 경련 사망에 이르고 회복되어도 정신신경장애의 휴유증 유발 ⑥ 화재시 실내의 수천 ppm농도, 허용농도 100ppm, 1000ppm의 농도로 1시간 미만 흡입시 치사 ⑦ 완전연소에 필요한 산소량의 최대 25 % 까지 발생한다는 통계치
(2) 이산화탄소 (CO₂) ① 탄산가스라고도 하며 무색, 무취의 가스 ② 유기물이 연소할 때는 반드시 발생(왜냐하면 유기물의 탄소(C)를 함유하기 때문) ③ 일반적으로 이 가스의 발생은 일산화탄소와 역의 관계에 있고 공기중의 산소를 소비해서 생성되지 때문에 그 농도가 증가하면 산소농도는 감소. |
④ 독성작용은 적지만 호흡 작용을 활발하게 하기 때문에 유독물이나 자극물의 흡입을 증가시키는 효과 ⑤ ACGIH허용농도는 5,000ppm
(3) 아크롤레인(CH₂=CHCHO) ① 강 자극성, 무색의 가스로서 눈, 호흡기계 및 피부를 자극한다. ② 모든 유기물의 연소에 의해서 발생할 가능성이 있지만 분자구조에 따라 발생량의 차이는 크다. ③ 고분자물질중 폴리에틸렌, 폴리프로핀렌, 비닐론, 셀롤로우스계물질 등 에서 발생이 많으며, ④ 연소나 비교적 저온도의 산소 부족 상태에서의 연소시에 많이 발생
(4) 포름알데히드 (HCHO) ① 강 자극성, 무색의 가스 ② 점막의 자극과 중추신경계의 마취 작용, 또는 단백질을 침전시켜 폐조직에 염증을 일으키는 작용. ③ 모든 유기물 연소에 의해서 발생할 가능성이 있는데 분자구조에 따라 발생량이 매우 다르다. ④ 고분자물질중에는 아크롤레인과 같이 셀룰로우스, 폴리에틸렌 물질에서 많이 발생 ⑤연소나 비교적 저온도의 산소 부족 상태에서의 연소시에 많이 발생
3. 목조건물외 (기타)
(1) 시안화수소(HCN) ① 시안화수소는 작용이 가장 급격한 독극물의 하나 ② 세포 내에서 산화반응의 촉매작용을 행하는 산화요소의 활성을 저해 하는 데에 있으며, 그로 인해서 세포호흡의 정지를 초래한다. |
③ 일산화탄소보다도 급성으로 고농도의 가스를 흡입하면 거의 순간 적으로 허탈하여지고 호흡이 정지된다.
(2) 자극성 가스 ① 대표적인 자극성 가스인 염화수소 (HCl) ② PVC가 탈 때 생성 ③ 체내에 들러가면 수분과 결합하여 염산이 되고 호흡기에 염증을 일으켜 기도를 파괴하고 기계적인 질식사를 초래
(3) 산소결핍 ① 폐로부터 혈액 중으로의 산소 이행량이 적어져 생체 조직으로의 산소 공급량이 감소한다. ② 산소결핍 만으로 치사에 이르는 예는 적지만 뇌의 기능을 저하시킴으 로써 정확한 판달력과 행동을 저해
(4)황화수소 (H2S) ① 황이 들어 있는 물질이 불완전 연소시 ② 냄새감각이 마바되고 현기증, 장기혼란 증상이 나타나고 호흡기가 건조해지며 통증 유발
(5) 이산화황(SO2) ① 황이 들어 있는 물질이 완전 연소시 ② 눈, 호흡기 계통에 자극성이 매우큼
|
참고 먼지 (dust) 특 징 : 직경 1~100㎛ 정도의 비교적 큰 입자로서 정전기에 의해서만 응집 발 생 : 석탄, 재, 시멘트와 같은 물질의 운송, 처리과정에서 방출 톱밥, 모래, 흙과같이 기계적 작동 및 분쇄에 의해 발생 매연(smoke) 특 징 : 직경 0.01~1.0㎛의 검은색 탄소입자로 공장주변지대의 대표적 오염물질 발 생 : 탄소의 불완전 연소시 생성 연무(mist) 특 징 : 직경 0.5-3.0㎛의 액체입자로서 주성분이 물 발 생 : 증기(vapor)의 응축(condensation) 또는 화학반응에 의해 생성되는 입자 안개(fog) 특 징 : 아주 미세한 물방울이 공기 중에 떠 있는 현상 발 생 : 증기의 응축 또는 화학반응에 의해 생성되는 입자 훈연(fume) 특 징 : 시야를 방해하는 입자상 물질(입자크기 1㎛ 이하)이며 수분, 오염물질 및 먼지로 구성 발 생 : 승화, 휘발, 연소 또는 화학반응 등으로 생성된 기체가 응축할 때 형성 검댕(soot) 특 징 : 타르(tar)에 젖은 탄소입자가 뭉쳐서 생성된 알갱이 (직경 1㎛ 이상) 발 생 : 탄소화합물이 불완전 연소할 때 생성 분진(particle) 부유분진(suspended particle) : 0.1㎛ 이하 |
연기가 인간 행동에 미치는 영향 및 화재시의 인간 행동 1. 연기의 유해성 ① 일산화탄소의 증가와 산소의 감소가 치명적인 영향을 준다. ② 연소 생성물의 각 요소가 상승작용할 때 인체에 더욱 악영향 ③ 일산화탄소 및 탄산가스 이외의 시안화수소, 염화수소 및 포스겐 등 유독가스 - 독성이 상당히 강하여 극히 미량으로도 인체에 위험한 영향 ④ 유해가스 성분이라고는 할 수 없지만 연기 중의 미립자가 주는 영향 도 무시할 수 없으며 치명적인 지의 여부는 현재로서는 명확하게 밝혀져 있지 않다.
2. 연기가 인간 행동에 미치는 영향 (1) 연기로 인한 영향 ① 연기의 물리적 영향은 인간 행동에 제약을 준다. ② 연기 흡입시 자극성 알데히드나 산에 의해 구토증세를 일으킬 수도 있다. (2) 화재발생시 생성된 가스로 인한 영향 비교적 무해한 가스가 또다른 제 2의 가스와 결합하였을 때 인체에 치명적일 수 있다. (3) 폐에 대한 자극물로 인한 영향 ① 염화수소가스의 흡입만큼 인체에 장해가 심한 것은 없다. ② 주요 방염제인 불화물은 유리를 부식시킬 정도로 사람의 눈에 미치는 영향이 크다 (4) 최면, 마취, 마비성 가스로 인한 영향 케톤, NEK,MIBK, H₂S와 할로겐이 이에 해당된다. (5) 확인이 안되는 물질로 인한 영향 (6) 산소부족으로 인한 영향 산소가 부족하면 사람은 실제로 이성적인 행위를 하지 못한다 |
3. 화재시의 인간 행동
(1) 불안감으로 인한 행동 불안감은 화재시의 인간 행동에 대하여 유익한 면과 불리한 면을 함께 가지고 있다. (2) 공포(Panic)로 인한 행동
4. 화재시의 유해성
(1) 시각적 유해성 연기 등에 의한 가시도 약화로 유도표지, 유도등에 인한 피난방향의 확인이 어려워 심리적 및 생리적인 해에 의해 사상하기에 이른다.
(2) 심리적 유해성 연기를 보거나 생리적, 시각적 피해를 입음으로 인해 극도의 불안감 및 공포심(Panic현상)으로 이성 및 자유로운 행동을 상실한다.
(3) 생리적 유행성 CO₂에 의한 중독, 산소질식, 연기입자에 의한 호흡장애, 심신기능장애가 있다.
5. 연기로부터의 인명 보호 (1) 연기 발생을 억제하고 (2) 발생된 연기는 환기를 통해 희석시키고 (3) 연기로부터 탈출할 수 있는 피난로를 확보한다.
|
화재시 열적손상과 비열적손상
1.열적손상 - 높은 온도의 대류와 복사 전열을 통해 인체에 손상을 초래 - 고온에 의한 열적손상에는 비교적 긴시간동안의 노출에 의한 열응력과 즉각적으로 발생하는 화상이 있다 - 열응력은 신체의 내부온도가 41℃에 달할 때 발생하며 비교적 짧은 시간내에 발생하는 화상은 4kw/m2의 열류가 필요하고 태양열과 같은 1kw/m2의 열에 장기 노출하면 약한 화상을 입는다 - 피부는 45℃에 도달하면 통증을 느끼게 되며 사람이 통증을 느끼게되는 한계온도는 약200℃정도이다. - 피부에 대한 복사가열의 영향평가는 피부에 수포화상이 발생하는 응답시간으로 평가한다.
2.비열적손상
가.마취성가스 - 수면상태로 유도하며 피난능력을 감퇴시키고 결국에는 사망에 이르게 한다. - CO, HCN, 고농도의 CO2, 저농도의 O2에 의해 마취상태 초래 - Hemoglobin이 인체에 필요한 산소를 O2Hb(oxyhemoglobin)상태로 전달하나 폐에 CO가 들어가면 O2보다 CO가 210배나 Hb와 결합하기 쉽기 때문에 COHb(carbohemoglobin)을 형성하여 산소와의 결합 및 공급을 방해하여 혈중의 산소농도를 저하시키고 인체에 산소결핍을 초래한다
|
- Carbohemoglobin의 농도% COHb%=0.33RMV × XCO% × t RMV(respiration minute volume)분당흡입량 또는 흡입속도[ℓ/min] XCO%: CO의 농도%(vol) t: 노출시간[min]
나. 자극성 가스 - HF, HCℓ, HBr, 아크로레인, 포름알데히드 등이 있다. - 감각기관인 눈과 기도, 폐에 자극을 주어 통증 및 무의식화를 초래 - 자극성가스의 무의식화 작용은 노출기간과 노출기간후로 구분되어 작용한다.
다. 연기에 의한 가시도 악화 - 빛은 연기중에 있는 검댕과 같은 입자, 타르성의 응축성분에 의해 감소되어 가시도가 떨어진다. - 연기에 의한 가시도 악화는 화재의 첫 번째 영향으로 열적손상이 문제되기 이전에 발생한다. - 가시도(LV)는 어떤 물체를 연기를 통해 보고 인식할 수 있는 최대거리로 물체의 조명도계수와 감광계수에 의해 결정된다. 가시도=물체조명도계수/감광계수[m-1]
|
인간에 대한 열적 효과
1. 개요
① 인간은 고온 분위기나 강한 방사열에 노출되면 신진대사가 촉진되어 혈액순환이나 호흡이 빨라지고 열로 인한 통증이나 화상을 입는다. ② 인간과 환경사이 열적 교환 경로 - 신체는 방사열을 직접 흡수. - 신체는 대류에 의해 분위기와 열 교환. - 신체는 고열부와 직접 접촉에 의해 전도로 열교환. - 흡수된 열은 호흡이나 피부로부터의 땀의 발산 등으로 방출하지만 나머지는 신체, 조직 및 체액에 열로서 저장
2. 고온환경과의 관계
바람이 없고 습도가 낮은 경우, - 50℃에는 수시간, - 130℃에는 15분, - 200-250℃에 5분정도 견딤
3. 방사열과 관계
인간이 방사열을 받았을 때의 내용 시간은 방사열의 제곱에 반비례하며 열관성에 비례하고 온도차의 제곱에 비례한다.
4. 열과 화상
(1) 1도화상 : 홍반성화상, 변화가 피부의 표층에 국한되는 것 환부가 빨갛게 되며, 가벼운 부음과 통증을 수반한다. (2) 2도화상 : 수포성화상, 화상 직후 혹은 하루 이내에 물집이 생김 |
(3) 3도화상 : 괴사성 화상, 피부의 전체층이 죽어 궤양화 하는 것 (4) 4도화상 : 흑색화상, 더욱 깊은 피하지방 근육 또는 뼈까지 도달하는 화상
5. 인간의 내열한계
석유화학 탱크화재 실험 보통의 작업복을 착용하고 있을 때 2.400 kcal/m₂h
6. 의복화재
(1) 의복에 착화할 경우 착화하지 않은 경우에 비하여 인체에 손상을 주는 정도가 높아진다. (2) 착화한 경우 - 진신의 70%가 2도 이상의 화상 (3) 착화하지 않은 경우 - 2%의 화상으로 끝날 수도 있다.
Smoke Hatch. ① 쇼핑몰과 같은 단층의 대규모 건물의 지붕에 설치된다. ② 대규모의 구획되지 않은 단층건물에서는연기가 건물내부로 쉽게 확산 ③ 화재시 소방대가 현장에 도착하여 첫 번째 취할 행동은 지붕의 Smoke Hatch를 열어 연기를 배출시켜 바닥층 위의 가시도를 향상시켜야 한다. ④ 자동배출구가 용융링크방법 또는 연기감지기에 의해 작동되는 시스템으로 하면 쉽게 연기가 배출되어 소방대의 화원부로의 진입이 용이해진다. ⑤ 자동배출구와 함께 천장 아래에 연기저장소를 만드는 Smoke Curtain을 조합하여 설치하면 두꺼운 연기층이 배출구 아래에 형성되어 연기배출이 더욱 쉽게 된다.
|
|
|
|
K급화재 1. 화재분류
2. 식용유화재 연소메카니즘 (1) 일반 석유류화재 석유의 온도가 발화점보다 훨씬 낮은 비점에서 유면상의 증기가 연소 따라서 화염이 제거되면 재착화 가능성이 없다 (2) 식용유화재 ① 넓은 발화온도 :288℃(550 °F) - 385℃(725°F) ② 인화점과 발화점 차이가 적고 바로 발화점이 비점이하인 기름이 착화되면 유온이 상승 바로 발화점 이상이 된다 ③ 이 때 유면상의 화염을 제거하여도 기름의 온도가 발화점 이상이기 때문에 재발화 ④ 식용유화재는 자체발화온도보다 50 °F 이상 낮아지지 않으면 재발화
3.소화대책 ① 중탄산나트륨의 비누화 현상을 이용 소화 ② 거품형태의 폼 방사 ③ 강화액 소화기인 K급소화기 |