● 건축물 화재의 진행단계(실내화재)
: 초기→ 성장기 → flash over → 최성기→ 감쇠기
※ 화재 성장의 3요소 : 점화, 화염확산, 연소속도
● 목조건축물과 내화건축물 화재성상
| 목조건축물 | 내화건축물 | |
| 화재시간 | 30~40분 | 2~3시간 |
| 최성기 온도 | 1100 ~ 1300℃ | 900 ~ 1100℃ |
| 화재성상 | 고온단기형 | 저온장기형 |
| 환기 | > | |
| 플래시오버 현상 | 빠름 | 느림 |
● 목조건축물의 출화
| 옥내 출화 | 가옥구조의 천장 면에서 발염착화 천장 속, 벽 속 등에서 발염착화 불연천장ㆍ벽체는 그 뒷면에서 발염착화 |
| 옥외 출화 | 외부의 벽, 지붕, 추녀 밑에서 발염착화 창, 출입구 등에서 발염착화 |
● 목조건축물의 화재진행과정
● 내화건축물의 화재진행과정
● 플래시오버(Flashover)- 성장기
- 가연물의 착화와 열분해 시 생성된 가연성 가스가 천장아래에 축적되고 천장아래에 축적된 연기층의 온도가 상승하고 이로 인해 바닥면의 복사수열량이 증가될때 순간적으로 방전체가 급격하게 타오르는 화재확대현상
- 실내화재 시 천장류에서 방추되는 복사열에 의해 실내에 있는 모든 가연물이 분해되어 가연성 증기를 발생하게 됨으로써 실내 전체가 순간적으로 연소가 확대된다
- 화염이 확대되는 순발적인 연소확대현상이라고도 한다
- 공간 내 전체 가연물에서 동시에 발화하는 현상
- 일정공간 안에 가연성 가스가 축적된 상태에서 폭발적으로 실 전체가 화염에 휩싸이는 현상
- 성장기와 최성기의 분기점에 발생한다
- 플래시오버발생시간(F.O.T)↑ = 피난허용시간↑
- 연소확대 주요인은 연소물 내 복사열 축적이다.
※ 급격한 산소 공급은 백드래프트이다.
※ 실내 선단으로 복사열이 전달되는 것이 아닌 실내 전체에 복사열이 전달되는 것이다.
● 플래시오버(Flashover) 영향요소
- 개구율이 클수록, 개구율이 1/8일 때 발생속도가 가장 느리고 1/2~1/3일 때 가장 빠름
- 내장재의 종류 : 불연재료 < 난연재료 < 가연재료
- 내장재의 두께가 얇을수록 빨리 발생한다.
- 초기 가연물의 발열량이 클수록 플래시오버는 빨리 발생한다.
- 열전도율이 작을수록
- 연소실이 작을수록, 층고가 낮을수록
- 연소속도가 빠를수록 발생 가능성이 커짐
- 벽보다 천장 재료가 플래시오버에 영향을 더 많이 준다.
- 화원의 크기가 작으면 플래시오버에 이르기까지의 시간이 길어진다.
- 실내 산소분압이 높을수록 연소가 용이하여 플래시오버가 쉽게 발생된다.
- 실내온도, 실내압력이 높을수록 발생 용이
- 화재하중이 클수록 실내에 가연물이 많다는 것을 나타내어 플래시오버의 가능성은 커지게 된다.
● 화재가혹도, 화재하중, 화재강도
● 화재가혹도
① 발생한 화재가 당해 건물과 그 내부의 수용재산 등을 파괴하거나 손상을 입히는 능력의 정도를 말한다.
② 즉, 방호공간 안에서 화재의 세기를 나타낸다.
③ 화재가혹도와 손실은 비례관계로 화재가혹도가 크면 손실은 커진다.
④ 주요요소에는 화재강도와 화재하중이 있다.
● 화재하중(Fire Load)
- 건축물이나 구조물 등의 화재에서 화재실의 단위면적당 가연물질의 양
- 화재 시 예상 가능한 최대 가연물질의 양
- 단위발열량은 휘발유가 목재보다 더 크다
- 주어진 지역내 예상 최대가연물질의 양으로서 일반적으로 건물 내에 있는 가연성구조체와 가연성물품의 양을 말하여 단위 바닥면적에 대한 등가가연물의 값을 말한다.
- 화재시 최고온도와 그 때의 지속시간은 화재의 규모를 판단하는 중요한 요소가 된다.
- 잠재적인 화재가혹도(Fire Severity)를 결정하는 중요한 요소로서 정의한다.
Q: 화재하중(kg/㎡)
G: 가연물량(kg)
Ht: 가연물 단위 발열량(㎉/㎏)
Ho: 목재의 단위 발열량(㎉/㎏) ≒ 4500(㎉/㎏)
A : 화재실, 화재구획의 바닥면적(㎡)
Σ : 화재실, 화재구획내의 가연물 전체 발열량 (㎉)
● 화재하중 감소대책
① 건물의 불연화
㈎ 주요구조부 : 불연재료 사용(콘크리트, 석재, 벽돌, 기와, 석면, 유리 등)
㈏ 내장재 : 불연재, 난연재(벽, 천장 등)
② 가연물 제한과 수납
㈎ 가구, 집기 등은 불연재료화
㈏ 서류보관함, 금고 등 설치
- 화재하중의 주요소는 화재실내에 존재하는 가연물의 양 한가지 뿐이다. 가연물 양이 많을수록 연소 지속시간이 길고 최고온도 지속시간도 길어진다.
● 화재강도 주요요소
- 화재시 최고온도 → 열축적률(단위시간당 축적되는 열의 양)이 크다 → 화재 강도가 크다.
- 화재실의 열방출률이 클수록 화재강도는 증가한다
- 화재실내 연소열이 큰 물질이 존재할수록 발열량도 커지므로 화재강도가 커진다.
- 공기공급이 원활할수록 소진율 및 열발생률이 커져 화재강도가 커진다. 공기의 유입은 창문 등 개구부의 크기, 개수, 위치에 좌우된다.
- 비표면적이 크면 공기(산소)와의 접촉면적이 크게 되어 가연물의 타는 속도, 소진율이 커지므로 화재강도가 커짐.
● 건축물의 방화 및 방재 계획 시 기본사항[공대도회]
① 공간적 대응 - 대항성, 도피성, 회피성
② 설비적 대응 - 제연설비, 자탐, S/P 등
● 내화구조
① 화재 시 일정시간동안 건물의 강도ㆍ성능 유지가능 구조
② 내장재가 전소되더라도 다시 수리 사용할 수 있는 구조
③ 철근콘크리트조, 철골철근콘크리트조, 연화조, 석조
④ 화재 최성기의 화재저항을 나타낸다.
● 건축물의 주요구조부(=건물의 구조내력상 주요한 부분)[내,기.바.보.주.지]
① 내력벽
② 기둥(사이기둥 제외)
③ 바닥(최하층 바닥 제외)
④ 보(작은 보 제외)
⑤ 주계단(옥외계단 제외)
⑥ 지붕틀( 차양 제외)
● 내화구조의 기준
| 모든 벽 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 (두께 10cm이상) ㆍ골구-철골조(그 양면을 두께 4cm 이상의 철망모르타르 또는 5cm 이상의 콘크리트블록ㆍ벽돌ㆍ석재로 덮은 것) ㆍ철재로 보강된 콘크리트블록조 ㆍ벽돌조ㆍ석조 (두께 5cm이상) ㆍ벽돌조(두께 19cm 이상) ㆍ고온ㆍ고압의 증기로 양생된 콘크리트패널 또는 경량기포 콘크리트블록조(두께10cm 이상) |
| 외벽 중 비내력벽 |
ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 (두께 7cm이상) ㆍ골구-철골조(그 양면을 두께 3cm 이상의 철망모르타르 또는 4cm 이상의 콘크리트블록ㆍ벽돌ㆍ석재로 덮은 것) ㆍ철재로 보강된 콘크리트블록조ㆍ벽돌조ㆍ석조 (두께 4cm이상) ㆍ무근콘크리트조ㆍ콘크리트블록조ㆍ벽돌조ㆍ석조(두께 4cm이상) |
| 지붕 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 ㆍ철재로 보강된 콘크리트블록조 ㆍ벽돌조ㆍ석조 ㆍ철재로 보강된 유리블록 또는 망입유리로 된 것 |
| 계단 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 ㆍ무근콘크리트조ㆍ콘크리트블록조ㆍ벽돌조ㆍ석조 ㆍ철재로 보강된 콘크리트블록조 ㆍ벽돌조ㆍ석조 ㆍ철골조 |
| 기둥 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 ㆍ철골을 두께 5cm이상의 콘크리트로 덮은 것 ㆍ철골을 두께 6cm(경량골재 5cm)이상의 철망모르타르 또는 두께 7cm 이상의 콘크리트블록ㆍ벽돌 또는 석재로 덮은 것 |
| 바닥 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 (두께 10cm이상) ㆍ철재로 보강된 콘크리트블록조ㆍ벽돌조ㆍ석조 (두께 5cm이상) ㆍ철재의 양면을 두께 5cm 이상의 철망모르타르 또는 콘크리트로 덮은 것 |
| 보 | ㆍ철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조 ㆍ철골을 두께 6cm(경량골재 5cm)이상의 철망모르타르 또는 두께 5cm 이상의 콘크리트로 덮은 것 ㆍ철골조의 지붕틀(바닥으로부터 높이가 4m 이상인 것에 한함)로, 그 바로 아래에 반자가 없거나 불연재료로 된 반자가 있는 것 |
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