● 목조, 내화건축물 화재
| 목조건축물 | 내화건축물 | |
| 화재시간 | 30~40분 | 2~3시간 |
| 최성기 온도 | 1100 ~ 1300℃ | 900 ~ 1100℃ |
| 화재성상 | 고온단기형 | 저온장기형 |
| 환기 | > | |
| 플래시오버 현상 | 빠름 | 느림 |
1. 목조 건축물의 화재
1) 특징
- 목조 건축물의 화재시 플래시오버 도달시간(F․O․T) 및 최성기에 도달하는 시간이 내화 건축물 화재보다 빠르게 나타난다.
- 목재의 구성성분: 산소, 수분, 탄소, 소량의 질소
- 건조한 목재의 성분: 셀룰로오즈가 주성분이며, 무기물, 수분, 리그닌 등이 있다.
- 수분함량 15% 이상이면 고온에 장시간 노출되도 착화되기 어려움
- 목재의 인화점: 240 ~ 270℃
- 목재의 착화점: 410 ~ 470℃
- 각 지거나 표면이 거칠수록 연소하기 쉽다
- 화재시간: 30~40분
- 온도: 1100 ~ 1300℃
- 화재성상: 고온단기형
2) 목조 건축물의 화재 확대의 주요인
- 비화 : 화염 또는 열의 직접적인 접촉
- 화염의 접촉 : 화재로 인해 불티가 바람에 날아가 발화하는 것
- 복사열 : 매질 없이 전자파 형태로 열전달하는 것, 화재시 가장 크게 작용한다
3) 목재의 연소진행
① 약 100～160℃에서 목재가 가열되기 시작한다. 이때 목재는 갈색이다.
② 약 220～260℃에서 수분이 증발되기 시작하면서 갈색에서 흑갈색으로 변화한다.
③ 약 300～350℃에서 목재의 분해가 급격히 일어나면서 수소, 일산화탄소, 탄화수소 등이 생성된다.
④ 약 420～470℃에서 탄화종료 및 발화가 일어난다.
4) 목재건축물의 화재 진행과정
- 화재원인 - 무염착화 - 발염착화 - 발화 - 최성기 - 연소낙하 - 진화
(1) 화재의 원인 -> 무염 착화
이 단계는 화재의 원인과 종류, 발생 장소에 따라 차이가 있으며 자연 발화의 경우에는 오랜 시간을 요한다. 여기서, 무염 착화란 가연 물질이 연소할 경우 재로 덮인 숯불 모양으로 불꽃 없이 착화하는 현상으로 바람 및 공기가 주어질 때 언제든지 불꽃 발생이 가능한 단계를 말한다.
(2) 무염 착화 -> 발염 착화
화재 발생 장소, 가연물의 종류, 바람의 상태와 연소 속도, 연소 시간, 연소 방향 등이 화재 진행을 좌우한다. 여기서, 발염 착화란 무염 상태의 가연 물질에 바람 및 공기 등을 불어넣어 충 분한 산소의 공급으로 불꽃이 발하여 착화(발화)하는 현상이다.
(3) 발염 착화 -> 발화
이 단계는 착화가 발생한 위치와 가옥의 구조에 따라 달라진다. 여기서, 발화란 가옥의 실내가 연물의 일부가 발화한 상태가 아니라 천정에까지 불이 번져 가옥 전체에 불기가 도는 시기를 말한다.
(4) 발화 -> 최성기
이 단계에서는 화재의 진행은 빨라지게 된다. 연기의 색은 백색에서 흑색으로 변하며, 개구부가 파괴되어 공기가 공급되면서 급격한 연소가 이루어져 연기가 개구부로 분출하게 된다. 이 시기를 플래시오버라 하는데 이때의 실내 온도는 약 800～900℃ 정도가 된다. 그러므로 목재 건축 물 화재 시에는 발화에서 최성기로 넘어가는 단계에서 보통 플래시오버 현상이 발생된다. 이후 최성기로 넘어가면 천정 및 대들보가 내려앉고 화염 및 검은 연기, 강한 불꽃을 유동시키는 복 사열이 발생하는데 이때 실내 온도는 약 1,300℃ 정도가 된다.
(5) 최성기 -> 연소낙하
최성기를 넘어서면 가연물이 연소에 의해 소진되고 화세가 급격히 약해지면서 지붕이나 벽이 무너지고 기둥 등이 허물어져 내리는 시기이다.
(6) 연소낙하 -> 진화
2. 내화 건축물의 화재
1) 특징
- 최성기온도: 900 ~ 1100℃
- 화재시간 : 2~3시간
- 화재성상: 저온장기형
-목재에 비해 연소속도가 완만하며 산소가 감소하며 연소속도가 지연되기도 한다.
- 연료지배형 -> 열대류 -> 열복사 -> 환기지배형화재
2) 내화건축물의 화재 진행단계
(1) 초기
㉠ 목조 건축물에 비해 기밀성이 뛰어나기 때문에 초기에는 연소가 완만하다.
㉡ 산소량이 감소되어 연소가 약해지며 불완전연소도 일어난다.
㉢ 다량의 연기가 발생해 실내에 충만한다.
(2) 성장기
㉠ 개구부가 파괴되어 개구부를 통해 검은 연기 및 화염 등이 분출하게 된다.
㉡ 실내 전체가 한순간에 화염으로 휩싸이는 현상(플래시 오버 현상)이 발생된다.
(3) 최성기
㉠ 실내온도가 약 1000℃로 최고온도에 달하며 화세가 가장 왕성한 시기이다.
㉡ 이 시기는 목조 건축물보다 장시간 계속된다.
㉢ 천정 등이 구조물 재료(콘크리트, 회반죽, 장식물 등)가 무너져 내리는 현상(콘크리트의 폭렬현상)이 발생된다.
(4) 종기
㉠ 화세가 약해지고 연기의 양도 줄어드는 시기이다.
㉡ 실내온도는 높지만 서서히 낮아진다.
⑥ 실내 화재에서는 플래시오버(Flash Over) 현상이 발생되는데 내화건축물 화재시에는 성장기에서 최성기로 넘어가는 단계에서 발생된다.
⑦ 플래시오버 발생시간 (F․O․T)을 보면 가연성 재료는 3～4분, 난연성 재료는 5～6분, 준불연 재료는 7～8분 정도 소요된다.
⑧ 공기의 유입이 불충분하여 발염연소가 억제된다.
⑨ 건물의 구조와 특성상 열이 외부로 방출되는 것보다 축적되는 것이 많기 때문에 대체 적으로 화재 초기부터 발열량이 많다.
⑩ 내화건축물 화재시 연기 등 연소생성물이 계단이나 복도 등을 따라 화염보다 먼저 상층부로 이동하는 경향이 있어 인명피해가 발생하는 경우가 많다.
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