불연성 재료 종류

연소의 요소

물질이 연소한다는 것은 화학반응의 일종으로 발열과 발광을 수반하는 산화 반응을 뜻한다. 이와 같이 연소가 일어나기 위해서는 다음과 같이 4 요소가 필요하다.

• 가연물
불에 탈 수 있는 가연성 물질(산화되기 쉬운 물질)로서, 산소와 화합할 때 발열량이 클 것, 산소와 화합할 때 열전 도율이 적을 것, 산소와 화합할 때 필요한 활성에너지가 적을 것

• 산소 공급원
가연물이 연소하기 위해서는 일부 산소함유물질을 제외 하고는 일정 농도의 산소공급원이 필요하며 산소공급원은 다음의 3가지로 구분한다.
1) 공기 : 산소는 공기중에 체적비로 21%, 중량비로 약 23%가 존재 2) 산화제 : 강산화제인 제1류(염소산류, 질산염류,무기과 산화물류 등) 및 제6류(과염소산,과산화수소, 황산, 질산 등) 위험물 3) 자기 연소성 물질 : 제5류 위험물(니트로화합물, 셀룰 로이드류, 유기과산화물, 질산에스테르류 등)

• 점화원(점화에너지)
연소가 발생하기 위해서는 일정한 온도와 일정한 양의 열이 있어야만 하는데 이를 점화에너지라 하며, 다음과 같이 구분할 수 있다.
1) 전기불꽃 (전기의 단락으로 일어나는 불꽃)

2) 정전기 (부도체가 마찰에 의해 일으키는 미세한 불꽃 방전)

3) 마찰 및 충격의 불꽃

4) 고열물 (불에 달구어진 물질)

5) 단열압축 (디젤엔진)

6) 산화열 (산소와 결합할 때 생성되는 반응열

• 연쇄반응
연소과정에서 산소와 열이 충분히 공급되면 이른바 자유기 연쇄반응이 일어나 불꽃연소의 계속적인 진행이 가능하게 되는 현상을 말한다.

플레쉬 오버 (Flash Over)

발화 원인인 화원이나 착화물의 종류에 따라 시간적 경과는 각기 다르며, 비교적 낮은 온도에서 번져가지만 일단 벽체의 내장재나 내장물 등에 불이 붙어 천정에 이르면 급속도로 수평방향으로 번져 연소면적이 넓어짐과 동시에 복사열에 의해 실내에 있는 가연물의 열분해가 한층 촉진 되어, 가연성 가스와 공기가 혼합되면서, 연소 범위에 들 어가게 되며, 연소 중의 불에 인화하여 급속히 화재가 확대, 실내전체가 불길에 휩싸여 온도는 급상승하기 시작한 다. 이 현상을 플레쉬 오버(Flash Over)라 부른다. 이후 화재 장소의 온도는 상승하여 최고점에 도달하게 된다.

불연성 재료 종류

• 난연재
불에 타지 않는 불연재료를 제외한 방화재료는 화재시 인체에 유해한 가스가 발생될 수 있으므로 이에 대한 성능규제가 필요하다.
난연재는 6분간의 표면가열시험(난연3급시험)과 연소가스 유해성 시험(쥐를 이용한 생체실험)에 합격한 재료이다. 표면가열시험은 재료표면의 발열량, 발연량, 잔염시간 등의 연소성과 열에 의한 변형, 용융, 균열현상 등을 파악한다.

• 준불연재
10분간의 표면가열시험과 재료에 3개의 구멍을 내고 10 분간 가열하여 표면 및 이면의 연소성을 측정하는 부가시 험을 시행하는 난연2급시험과 연소가스 유해성 시험에 합격한 재료이다.

• 불연재
10분간의 표면가열시험과 기본소재의 발열량을 측정하는 기재시험을 시행하는 난연1급시험에 합격한 재료이다.

연소온도

• 인화점
불을 끌어 당기는 온도라는 뜻으로 가연물에 점화원을 접촉하였을 때 연소가 시작되는 최저온도를 말한다.
예) 에테르의 인화점은 -45[℃]로서 -45[℃] 이상에서 가연성 증기를 발생하며 -45[℃] 미만에서는 가연성 증기를 발생하지 않으므로 점화원을 가해도 연소하지 않는다. 따라서 위험물의 인화점은 화재 예방상 매우
중요하다.

• 연소점
연소상태가 계속될 수 있는 온도를 말하며, 인화점보다 10[℃] 정도 높은 온도로서 5초 이상 연소상태를 유지할수 있는 온도이다.

• 착화점
가연물을 가열할 떄 점화원없이 가열된 열만 가지고 스스로 연소가 시작되는 최저온도를 말하며, 보편적으로 인화점보다 수백도 높은 온도이다.
착화점의 중요성은 화재 진압 후 가열된 건축물을 냉각 시키기 위하여 계속적으로 물을 뿌리는 것을 볼 수 있는데 이것은 착화점 이상으로 가열된 건축물이 열로 인하여 다시 연소되는 것을 방지하기 위한 것으로 착화점은 소화 작업시 매우 중요하며, 위험물 취급에 있어서도 위험물을 가열할 때는 착화점 이상으로 가열되지 않도록 주의해야 한다.

연소범위

연소에 필요한 혼합 가스의 농도 범위 즉, 가연성 기체 또는 액체와 산소 또는 공기를 혼합한 혼합 기체에 점화 원을 주었을 때 연소(폭발)가 일어나는 혼합 기체의 농도 범위를 말하며, 낮은 농도를 하한, 높은 농도를 상한이라 한다.

구 분	공기중 %	구 분	공기중 %
프로판	2.1 - 9.5	수 소	4.0 - 75
부 탄	1.8 - 8.4	아세틸렌	2.5 - 81

가솔린의 연소 범위는 1.4～7.6%이며 1.4%를 하한, 7.6%를 상한이라 하며, 이 범위 내에서만 연소가 일어나고 하한 이하이거나 상한 이상에서는 연소하지 않는다.

• 폭발
혼합 가스가 연소 범위에서 점화되었을 때 고온과 빠른 연소 속도로 인해 체적이 급격히 팽창함으로써 음향과 주위에 기계적 파괴력을 미치는 현상이다.

• 폭연과 폭굉
모두 폭발의 일종으로 폭풍압의 파풍 속도가 음속 이하의 경우를 폭연이라 하고, 음속 이상으로 충격파를 수반하고 파괴작용이 생기는 경우를 폭굉이라 한다.

• 가스폭발
혼합 기체의 연소 속도는 대체적으로 0.1～10[cm/sec] 이나 밀폐된 상태에서 착화되면 순간적으로 연소하고 연소가스는 팽창해서 약 7～8[kg/㎠]의 고압을 발생하여 파괴력을 가지게 되는데 이와 같은 현상을 가스 폭발이라 한다.

화재 종류

소화기에 문자( A, B, C )와 색깔을 표시하는 것은 화재의 종류에 따라 알맞은 소화기를 사용하여 소화효과를 높이기 위한 것이다.

화재의 종류

급 별	명칭	주연소물질 및 연소상태
A급화재 (백색)	일반 화재	일반가연물  ( 목재, 섬유, 종이, 고무, 프라스틱 등 )
B급화재 (황색)	유류 화재	가연성 액체, 유류, 타르 (tar), 유성 페인트, 락카, 가연성 가스, 구리스등
C급화재 (청색)	전기 화재	전류가 흐르는 상태하의 전기기구화 재(전류차단시 A급 또는 B급 화재로 된다.)
D급화재	금속 화재	가연성금속  (마그네슘, 티타늄, 지르코늄, 세슘, 리듐 등)

소화 원리

소화란 물질이 연소할 때 연소구역에서 연소의 4 요소중 일부 또는 전부를 제거함으로써 연소를 중단시키는 것을 말한다.

• 제거소화
가연물을 제거하거나 가연성 액체의 농도를 희석시켜 연소를 저지하는 것을 말한다.

• 질식소화
가연물이 연소할 때 공기중의 산소농도 (약 21%)를 1 0～15%로 저하시켜 연소를 중단시키는 방법으로 대부분의 액체는 공기중의 산소함량이 15%이하로 되면 소화되 고, 고체는 6%, 아세틸렌은 4% 이하가 되면 소화된다. 이의 대표적인 소화제가 이산화탄소(CO 2 )이다.
※ 사람도 산소의 농도가 15% 이하가 되면 질식하여 생명을 잃게 된다.

• 냉각소화
액체 또는 고체 소화제를 사용하여 가연물을 냉각시켜 인화점 및 발화점 이하로 떨어 뜨려 소화하는 방법으로 이의 대표적인 소화제는 “물” 이다.

8 소화기 능력단위
A급, B급 화재의 진화에 사용하는 소화기의 소화능력을 뜻하는 것으로 각 화재 종류별로 화재모형을 이용하여 소화실험을 근거로 소화기별로 정한다.
소화기는 소화의 능력단위 및 소화약제의 충전량에서 소형소화기와 대형소화기로 분류된다.

소화약제 충전량

종 별	소화약제의 충전량
물 또 는 화 학 포	80 ℓ
기 계 포	20 ℓ
강 화 액	60 ℓ
할 로 겐 화 물	30 kg
이 산 화 탄 소	50 kg
분 말	20 kg