화재의 종류 및 소화 원리
1. 연소란 무엇일까?
연소란 빛과 열을 수반하는 급격한 산화 반응을 말한다.
2. 연소가 이루어지려면 꼭 필요한 것은 무엇일까?
연소가 이루어지기 위해서는 가연물, 산소(공기), 점화원의 3가지 요소가 필요한데 이들 3가지를 연소의 3요소라 부른다.
이 3가지 중 어느 하나라도 없으면 연소가 이루어질 수 없으므로 이들 3요소 중 하나 이상을 제거하거는 격리시키는 것이 바로 소화의 원리이다
3. 화재의 종류와 화재별 소화원리는?
1) A급 화재 (일반화재)
① 개 념 : 연소 후 재를 남기는 종류의 화재로서 가장 일반적인 화재이며 나무, 종이 섬유 등의 가연
물 화재가 이에 속함
② 소 화 : A급 화재는 보통 물을 함유한 용액으로 냉각, 질식소화의 효과를 이용함
2) B급 화재 (유류화재)
① 개 념 : 연소 후 재를 남기는 종류의 화재로서 유류, 가스 등의 가연성 액체나 기체 등의 화재가
이에 속함
② 소 화 : B급 화재는 포말, 분말약재를 사용하여 주로 질식소화의 효과를 이용함
3) C급 화재 (전기화재)
① 개 념 : 전기설비 등에서 발생하는 화재로서 수변전설비, 전선로(電線路)의 화재가 이에 속함
② 소 화 : C급 화재는 금수성(禁水性)화재이며 전기적 절연성을 갖는 CO2, 할론(Halon), 분말 등의
소화약제를 이용하여 질식, 냉각, 억제 소화의 효과를 이용함
4) D급 화재(금속화재)
① 개 념 : 금속 또는 금속분에서 발생하는 화재로서 이는 다른 화재에 비해 발생빈도는 높지 않으며
단체(單體)금속의 자연 발화, 금속분에 의한 분진 폭발 등의 화재가 이에 속함
② 소 화 : D급 화재는 화재 시 높은 온도가 발생하며 냉각 시 장시간이 소요되기 때문에 일반적으로
소화 작업이 어려운 것이 특징이다. 또한 주수(注水)소화는 물에 의해 발열하므로 적응
성이 없으며 건조사, 건조 규조토 등으로 소화함
4. 소화는 어떤 형태로 이루어질까?
소화의 원리는 연소의 반대 개념으로서 연소의 4요소인 가연물, 산소, 열(점화에너지), 연쇄반응이 성립되지 못하게 제어하는 것으로서 다음의 4가지 방법이 있음. 이들 중 냉각, 질식, 제거소화는 물리적 소화(Physical Extinguish)이나, 억제(연쇄반응차단)소화는 화학적 소화(Chemical Extinguish)가 된다.
1) 냉각소화
① 원 리 : 열의 균형을 깨뜨려서 온도를 낮춤으로서 점화에너지를 제거하여 소화하는 방법임
② 소 화 : 비열이나 증발 잠열이 큰 물질을 이용하여 열을 흡수하거나 기화열에 의해 열을 탈취한다.
냉각 소화약제로는 물, CO2 등을 사용함
2) 질식소화
① 원 리 : 산소를 차단하여 산소농도가 15% 이하가 되면 연소가 지속될 수 없으므로 이를 이용하여
소화하는 방법으로 일명 희석소화라고도 한다. 대표적으로 CO2, 포말, 물 분무설비가 있으
며 이외 수계(水系)소화설비도 보조적으로 수증기에 의한 질식효과가 있음
② 소 화 : 소화방법에는 다음의 3가지 방법이 있다.
가. 가연물의 농도를 희석시켜 연소가스를 연소범위 이하로 조정함
나. 공기를 완전히 차단하여 산소의 공급을 제한함
다. 유면에 물 분무를 방사하여 유화층(乳化層)을 형성함
3) 제거소화
① 원 리 : 가연물을 제거함으로서 연소를 차단하는 것으로서 가장 초보적인 소화 방법이라 할 수 있음
② 소 화
가. 고체 가연물 : 가연물을 화재현장으로부터 즉시 제거함
(예 : 산림화재 시 앞쪽에서 벌목하여 진화)
나. 액체 및 기체 : 가연성 물질을 누출시키는 용기의 밸브를 폐쇄, 공급 중단, 다른 장소로 신속히
이송함
다. 전기화재 : 전원을 차단하여 전기의 공급을 단절시킴
라. 수용성 액체 : 다량의 물을 주입하여 농도를 연소범위 이하로 낮춤
4) 억제소화
① 원 리 : 물질의 연소 과정은 Free Radical(화학 반응 시 분해되지 않는 하나의 분자에서 다른 분자
로 이동할 수 있는 원자의 집단)이 계속 생성되면서 이에 의해 연쇄 반응이 성립되는 것으
로, 억제 소화는 연쇄 반응의 원인물질인 Active Free Radical을 불활성화 시켜 연쇄반응을
단절시키는 것임
② 소 화 : 대표적으로 할론(Halon) 및 분말 소화약제가 있으며 할론(Halon) 1301(CF3Br)의 경우 화재
시 고온에서 소화약제가 분해되어 Br등이 연쇄반응의 인자인 Free Radical과 반응하여 연
쇄반응의 전달물질을 불활성화시킴
5. 소화의 방법
연소의 화학반응은 많은 종류의 분자, 원자, 유리기(O*, OH*)가 고온하에서 혼합해 작용하는 고속의 연쇄반응을 포함한 것이라 연쇄반응의 일부를 중단시킬 수 있다면 소화의 목적이 달성된다.
즉 연소의 3 요소 중 어느 하나라도 제거하거나 순조로운 연소 반응을 중단시키기 위한 첨가제(할로겐
화합물 등)를 사용해서 소화시키는 방법을 포함해 소화에는 4가지 방법이 있다.
6. 소화의 방법의 종류
질식, 냉각, 희석, 제거, 유화작용, 부촉매 소화방법 등을 다음과 같이 분류한다.
(1) 물리적 작용에 바탕을 둔 소화방법
열, 가연성 가스 또는 공기의 양적변화에 기인해 연소를 중단시켜 소화의 성과를 거두는 방법
① 연소 에너지 한계에 바탕을 둔 소화방법
연소 시 발생하는 열에 에너지를 흡수하는 매체를 화염 속에 투입해 소화하는 것으로 냉각 소화
라 함(옥내소화전, 스프링클러),
이것은 대부분 증발 잠열(물: 539Kcal)을 이용하는 것으로 분무 주수 (물방울 형태로 주수)가 해
당된다.
② 농도한계에 바탕을 둔 소화방법
혼합기의 조성 변화에 의한 소화 방법으로 가연성 물질 또는 공기의 농도를 연소 범위 밖으로
해 소화하는 방법으로 질식소화(연소에 필요한 공기의 공급차단)와 가연성 혼합기에 불활성물
질을 첨가해 연소범위를 좁혀 소화하는 방법(공기 중 산소농도를 14~15% 이하로)이 있다.
이산화탄소 소화설비(단, 산소 농도 저하로 인체에 질식 등의 장해 발생 가능성에 유의)
③ 물리적소화 방법
촛불을 입으로 불면 꺼지는 것 또는 유정의 화재를 폭약을 이용해 소화하는 방법
(2) 화학적 작용에 바탕을 둔 소화방법
연소반응의 연쇄중단에 의한 소화방법으로 분말소화약제나 할로겐화합물 소화약제를 사용하는
소화방법을 말함.
할로겐 1301(CF3BR)을 소화약제로 사용 시 화재에 의한 열에 의해 분해된 BR(브롬)이 연소 과정
에서 발생하는 활성종(유리기: O*, OH*)와 화합해 연소의 연쇄반응을 차단한다. 단, 할로겐 화합물
소화약제는 연소 반응을 억제하는 소화약제로 솜뭉치, 스폰지 등 심부 화재(연소물 표면에서 불꽃
이 일어나지 않고 그을음이 구름처럼 일어나는 연소)에 사용 시 다량의 소화약제 및 소화약제농도
가 필요함으로 효과적이 아님을 숙지해야 한다.
7. 할론화합물 소화약제의 규제
할론겐 원소중 CL(염소), BR(브롬)이 오존층을 파괴해 선진국에서는 이미 생산(1954년)이 중단됐
고 우리나라도 사용량을 규제받고 있으며 2010년 이후는 사용이 금지된다.
할로겐 화합물 소화약제는 전량 수입에 의존해 값이 비싸다.
8. 오존층 파괴 시 문제점
① 태양으로부터 유해한 자외선이 방출
② 사람에게 백내장, 피부암 발생
③ 가축의 생테계 파괴, 식물의 광합성 방해
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