분체 화재와 목조화재

 분체란 일반적으로 1,000[㎛] 이하의 크기를 가진 미세한 고체입자의 집단을 말함, 미세 고체가 떠 있는 것은 분진이라 하며, 퇴적된 상태로 있는 것을 분체라 함. 일반적인 고체에 비해 연소하기 쉽고, 휘발분의 발생 정도에 따라 발염 연소 되거나 훈 소 화제가 됨

 

(1) 분체의 특징

 1) 고체가 미분화되어 기체 또는 액체 속에 치밀하게 분산된 상태이므로 가연성 혼합기의 형성이 용이
 2) 분체는 기체나 액체와 달리 입도 등의 성질이 불균일
 - 분체의 물성은 확률적 통계치로만 표현 가능
 3) 분체는 단위 무게당 표면적이 매우 크고, 부착성, 정전기 발생률 등이 큼

(2) 분체의 연소 특정

 1) 표면 연소(휘발성분이 없는 경우)

  - 분체 입자 표면에 산소가 부착되어 이루어진 표면연소가 일반적
 2) 분해 연소(종이, 석단, 플라스틱 등)
  - 휘발분이 충분히 발생, 그을음 속도가 증대되고 분해 연소가 일어남
 3) 증발 연소(나프탈렌, 황, 파라핀 등)
  - 분체가 증발하여 가연성 증기가 발생하여 공기와 혼합되고 점화원에 의해서 연소가 발생
 4) 분체의 영향인자
  ㄱ. 입자 경
  - 입자 경이 크면, 그을음 속도가 더뎌져서 그을음이 오래 지속
  - 입자 경이 작으면, 단위 시간당 연소 반응량이 증대되어 연소가 급격히 진행

 

  ㄴ. 입도 : 연소 시간은 입도의 제곱에 비례함

 

  ㄷ. 분체의 종류 및 성질 : 기화 잠열, 휘발분, 함유량, 융점 등

 

  ㄹ. 점화원의 크기

 

  ㅂ. 공기 공급 조건 : 점화에서 화재 발생까지 시간이 오래 걸림 즉, 화재가 사람이 없는 야간에 확대되거나 점화물의 하역 시 화재가 발견되기도 함

 

(3) 분체 화재의 방지 대책

 1) 소화 방법
  ㄱ. 주 수에 의한 소화
  - 냉각소화 효과로 화재를 진화
  - 분체가 흩날리지 않도록 주의해야 함
  - 다량의 마그네슘 분해에는 물을 물을 넣으면 수소가 발생

  ㄴ. CO2에 의한 소화
  - 실내에서는 효과적, 옥외에는 효과가 없음
  - K, Na 등 CO2와 반응하는 물질에는 사용 못 함

  ㄷ. 분말에 의한 소화
  - 냉각, 질식 및 억제 소화에 의한 진화
  - 분체의 종류에 따라 적합한 분말을 사용

 ㄹ. 탄광에서의 메탄가스 폭발에 의한 화재 확대 방지
  - 갱도 내의 여러 곳에 미세한 석탄을 쌓아둠
  - 이곳은 폭발에 의한 공기 이동 시 석탄이 갱 내에 흩날려 폭풍을 완화, 석탄에 의한 고온 가스의 냉각 효과를 이용

 

 2) 화재의 감지

  - 화재 진행 속도가 매우 느리며, 일반적으로 차동식 감지기는 부적합

  - 열전대형 감지기는 퇴적 분체의 내부 온도 감시에 유효

 3) 불활성화 : 기말 용기 내부에 저장된 분체의 경우에는 불활성 가스를 주입하여 연소를 방지

 4) 예방대책

  ㄱ. 취급 시설에 대한 밀폐 및 습식공법 도입

  ㄴ. 분체는 가급적 적은 양을 운반, 취급

 

(4) 목재 화재

 목재는 건축물의 가구류, 내장재 등으로 사용, 산림을 구성하고 있는 가장 흔한 가연성 물질, 이에 대한 연소 특성을 파악하여 적절한 대책을 수립하는 것이 중요

 

 1) 목재의 구성
  - 보통 셀룰로스 50[%], 리그닌 25[%], 세미 셀룰로스 25[%]로 구성
  - 셀룰로스 : 300℃로 장시간 가열하면, 5[%] 정도만 숯으로 남음
  - 리그닌 : 400~450℃ 이상으로 가열하면 약 15~20[%] 정도의 숯이 남음

 

 2) 목재의 발화 온도
  - 목재의 표면에서 열분해 되어 생성되는 가연성 가스의 양이 연소 범위 농도를 만들 수 있는 온도
  - 고체의 발화 온도는 고체가 발화할 수 있는 만큼 충분한 양의 가연성 가스가 발생하는 온도, 열분해 속도는 온도에 비례하므로 고체의 온도 상승을 지연시키면 발화점이 높아짐
  - 자연 발화온도 : 500℃ 이상
  - 인화점 : 250~400℃ 

 

 3) 목재의 발화에 영향을 주는 인자

  ㄱ. 밀도 : 고밀도의 목재는 탄화율이 낮고 발화점은 높음

  ㄴ. 수분 함량 : 수분 함량이 낮으면 발화점이 낮아짐 

  ㄷ. 결 방향 : 결과 평행한 방향이 수직인 방향에 비해 열전도율이 1.5~3배 높으므로 결에 평행한 방향으로 연소가 촉진

  ㄹ. 화학적 조성

  - 리그닌 함량 : 침엽수는 23~33% 활엽수 : 16~25%

  - 리그닌 함량이 많을수록 발화가 촉진되므로 침엽수가 발화되기 쉬움

  

 5) 목재의 외형

  -비표면적이 클수록 열 흡수나 공기 접촉이 쉽고 방열이 적어 발화되기 쉬움