[해설]

분말소화약제는 종별로 주성분이 달라 적응화재와 소화효과가 다르므로, 화학식으로 종을 구분하는 것이 이 문제의 핵심이다.

제1종은 NaHCO3(중탄산나트륨), 제2종은 KHCO3(중탄산칼륨)로 각각 B·C급 화재에 적응한다.

제3종은 NH4H2PO4(제일인산암모늄)로 A·B·C급 모두에 적응하며, 제4종은 KHCO3에 요소((NH2)2CO)를 결합시켜 소화력을 높인 약제다.

[해설]

기타 소화설비의 능력단위는 위험물안전관리법 시행규칙에 정한 수량 기준에 따라 정해지며, 수량이 많을수록 능력단위도 커진다.

소화전용물통은 8L당 0.3단위이고, 수조는 물통 3개를 포함한 80L가 1.5단위, 물통 6개를 포함한 190L가 2.5단위다.

마른모래는 삽 1개를 포함해 50L당 0.5단위, 팽창질석·팽창진주암은 삽 1개를 포함해 160L당 1.0단위로 정해진다.

[해설]

소요단위는 소화설비 설치 규모를 정하는 기준 단위로, 건축물은 용도(제조소·취급소 / 저장소)와 외벽 구조에 따라 1소요단위에 해당하는 연면적이 달라진다.

제조소·취급소는 외벽이 내화구조이면 100㎡, 내화구조가 아니면 그 절반인 50㎡가 1소요단위이고, 저장소는 내화구조 150㎡(내화구조가 아니면 75㎡)가 1소요단위이다.

①$\dfrac{300}{100}=3$
②$\dfrac{300}{50}=6$
③$\dfrac{300}{150}=2$

[해설]

소요단위는 대상이 위험물이면 지정수량의 10배를 1단위로, 건축물이면 용도·구조별 기준면적을 1단위로 삼는다.

①다이에틸에터는 지정수량이 50L이므로 $\dfrac{2000}{50\times10}=4$

②외벽이 내화구조가 아닌 저장소는 75㎡가 1단위이므로 $\dfrac{1500}{75}=20$
③외벽이 내화구조인 제조소는 100㎡가 1단위이므로 $\dfrac{1500}{100}=15$

[해설]

옥외소화전설비의 수원은 설치개수에 13.5㎥를 곱해 산정하되, 설치개수가 4개 이상이면 4개로 보아 상한을 둔다.

①$13.5\times3=40.5\,\mathrm{m^3}$
②설치개수가 6개라도 4개로 적용하므로 $13.5\times4=54\,\mathrm{m^3}$

[해설]

위험물제조소등의 옥내소화전설비는 도달거리·수원량·방수성능 기준이 법령상 수치로 정해져 있다.

①방호대상물 각 부분에서 호스접속구까지의 수평거리는 25m 이하여야 하고, ②수원은 설치개수가 가장 많은 층의 개수(5개 이상이면 5개)에 7.8㎥를 곱한 양 이상이어야 한다.

③동시 사용 시 각 노즐선단의 방수압력은 350kPa 이상, ④방수량은 260L/min 이상을 만족해야 화재 진압에 충분한 성능으로 본다.

[해설]

소화방법은 연소의 3요소(가연물·산소·점화원)와 연쇄반응 중 무엇을 없애느냐에 따라 냉각·질식·억제·제거소화로 구분된다.

• 냉각소화: 물의 큰 증발잠열로 열을 빼앗아 온도를 발화점 아래로 낮춘다.
• 질식소화: 산소 공급을 차단해(공기 중 산소농도를 낮춰) 연소를 정지시킨다.
• 억제(부촉매)소화: 연쇄반응을 화학적으로 방해한다.
• 제거소화: 밸브를 잠가 가연물 공급 자체를 끊는다.

[해설]

탄산수소염계 분말약제(제1·2종)는 가열되면 탄산염 + 이산화탄소 + 물로 1차 열분해되며, 이때 나오는 CO₂와 수증기가 질식·냉각 효과를 낸다.

①제1종(탄산수소나트륨): $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$
②제2종(탄산수소칼륨): $2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

[해설]

옥외탱크저장소가 소화난이도등급 I이 되는 기준은 ⓐ액표면적 40㎡ 이상, ⓑ지반면에서 탱크 옆판 상단까지 높이 6m 이상, ⓒ지중탱크·해상탱크로서 지정수량 100배 이상, ⓓ고체위험물을 저장하는 것으로서 지정수량 100배 이상이다(ⓐ·ⓑ는 제6류 위험물만 저장하는 것 등을 제외).

④황(지정수량 100kg) 14,000kg은 140배인 지중탱크, ⑤휘발유(지정수량 200L) 100,000L는 500배인 해상탱크로 모두 100배 이상이므로 등급 I에 해당한다.

①질산과 ③이황화탄소는 지중·해상탱크도 고체위험물 저장도 아니어서 배수 기준 자체가 적용되지 않고 액표면적·높이 조건도 제시되지 않았으며, ②과산화수소는 액표면적이 40㎡여도 제6류 위험물이라 액표면적 기준에서 제외된다.

[해설]

이산화탄소를 쓰는 불활성가스소화설비는 저장방식에 따라 고압식(상온 충전)과 저압식(냉각해 저압으로 충전)으로 나뉘며, 저압식은 저장압력이 낮은 만큼 방사압력 기준도 절반 수준이다.

분사헤드 방사압력은 고압식 2.1MPa 이상, 저압식 1.05MPa 이상이어야 한다.

저압식 저장용기에는 2.3MPa 이상 1.9MPa 이하의 압력에서 작동하는 압력경보장치를 설치하고, 용기 내부를 영하 20℃ 이상 영하 18℃ 이하로 유지할 수 있는 자동냉동기를 갖추어야 한다.

[해설]

소화설비의 적응성은 그 소화원리가 대상 위험물의 성질과 맞는지로 정해진다.

불활성가스소화설비는 질식효과 위주이므로 산소 차단이 유효한 제2류 중 인화성고체와 제4류에만 적응성이 있고, 스스로 산소를 내놓는 제1류·제5류·제6류에는 쓰지 못한다.

옥외소화전설비는 주수(注水) 방식이라 유증기 확산·연소면 확대 우려가 있는 제4류에는 적응성이 없지만, 포소화설비는 질식과 냉각을 겸해 제4류를 포함한 넓은 범위(알칼리금속과산화물·금수성물질은 제외)에 적응한다.

[해설]

같은 장소라도 건축물과 저장 위험물의 소요단위를 따로 구한다. 건축물은 기준면적 대비 연면적으로, 위험물은 지정수량 배수의 합을 10으로 나눠 산정한다.

①외벽이 내화구조인 저장소는 150㎡가 1소요단위이므로 $\dfrac{150}{150}=1$소요단위이다.

②지정수량 배수는 특수인화물 $\dfrac{500}{50}=10$, 에탄올 $\dfrac{1000}{400}=2.5$, 등유 $\dfrac{1500}{1000}=1.5$, 동식물유류 $\dfrac{20000}{10000}=2$로 합이 16배이고, $\dfrac{16}{10}=1.6$이므로 올림하여 2소요단위가 된다.

[해설]

옥내소화전 수원은 층별 개수를 모두 더하는 것이 아니라 설치개수가 가장 많은 층의 개수(5개 이상이면 5개)에 7.8㎥를 곱해 구한다.

①총 4개라도 최다층인 2층이 3개이므로 $3\times7.8=23.4\,\mathrm{m^3}$
②총 7개이고 최다층이 6개지만 상한 5개를 적용해 $5\times7.8=39\,\mathrm{m^3}$

[해설]

나트륨은 물과 격렬히 반응해 수소를 내는 제3류 금수성물질이라 물·포처럼 주수하는 설비는 물론, 이산화탄소와도 반응하므로 불활성가스소화설비도 쓸 수 없다.

인산염류(제3종) 분말 역시 금수성물질에는 적응성이 없고, 수분·공기를 물리적으로 덮어 차단하는 팽창질석(팽창진주암)과 건조사(마른모래)로 질식소화하는 방법만 적응성이 인정된다.

[해설]

압력수조 방식은 수조 내부 압력만으로 물을 밀어내므로, 필요압력은 도중에 잃는 손실과 규정 방수압력을 모두 더해 산정한다.

$P = p_1 + p_2 + p_3 + 0.35\,\mathrm{MPa}$이며, 보기에서는 호스 마찰손실수두압 C, 배관 마찰손실수두압 D, 낙차 환산수두압 F, 그리고 0.35MPa인 H가 각각 이에 해당한다.

단위가 m인 A·B·E·G나 값이 35MPa인 I는 MPa 단위의 압력식에 그대로 더할 수 없으므로 답이 되지 않는다.

[해설]

하론 번호는 앞자리부터 탄소·불소·염소·브로민의 원자 수를 뜻하므로, 1301은 C 1개·F 3개·Cl 0개·Br 1개가 된다.

①$\mathrm{CF_3Br}$
②IG-100은 질소 100%인 불활성가스이므로 $\mathrm{N_2}$
③제2종 분말소화약제는 탄산수소칼륨이므로 $\mathrm{KHCO_3}$(제1종은 $\mathrm{NaHCO_3}$)

[해설]

위험물제조소등의 소화설비 적응성 표는 소화전설비, 물분무등소화설비, 분말소화설비 등의 계통으로 구성된다.

• ①옥내소화전설비, ②옥외소화전설비
• 물분무등소화설비에 속하는 ③물분무소화설비, ④포소화설비(그 밖에 불활성가스·할로젠화합물소화설비 등)
• ⑤분말소화설비는 약제에 따라 인산염류등 / 탄산수소염류등 / 그 밖의 것으로 세분된다.

[해설]

할로젠화합물소화설비 분사헤드의 방사압력은 약제 종류별로 다르게 규정되어 있다.

하론2402는 0.1MPa 이상, 하론1211은 0.2MPa 이상, 하론1301은 0.9MPa 이상이다.

상온에서 액체인 하론2402는 낮은 압력으로도 방사되지만, 비점이 낮아 상온에서 기체인 하론1301은 자체 증기압이 높은 만큼 높은 방사압력 기준이 요구된다.

[해설]

불활성가스소화설비는 산소농도를 낮추는 질식소화가 원리이므로, 스스로 산소를 내놓거나 물·건조사로 다뤄야 하는 위험물에는 적응성이 없다.

따라서 산화성인 제1류·제6류, 자기연소하는 제5류, 금수성물품을 포함하는 제3류는 제외되고 제2류 중 인화성고체와 제4류만 적응성이 인정된다.

[해설]

제3류 위험물 중 금수성물질을 제외한 것(황린 등)은 물과 위험한 반응을 하지 않으므로 주수 계통 소화설비를 폭넓게 쓸 수 있다. 황린은 오히려 물속에 보관하는 품목이다.

• 옥내소화전설비
• 옥외소화전설비
• 스프링클러설비
• 물분무소화설비
• 포소화설비

반대로 같은 제3류라도 금수성물질에는 탄산수소염류 분말, 건조사, 팽창질석·팽창진주암만 적응성이 있다.

[해설]

제5류 위험물은 분자 안에 산소를 가진 가연성 물질이라 외부 공기가 없어도 연소가 이어지는 자기연소(내부연소)를 한다.

그래서 산소를 끊는 질식소화나 소량의 소화약제로는 반응을 멈출 수 없고, 다량의 물을 부어 온도를 발화점 아래로 떨어뜨리는 냉각소화가 유효하다.

[해설]

건축물과 저장 위험물의 소요단위를 각각 구하는 유형으로, 건축물은 기준면적 대비 연면적, 위험물은 지정수량 배수의 합 ÷ 10으로 계산한다.

①외벽이 내화구조인 저장소는 150㎡가 1소요단위이므로 $\dfrac{150}{150}=1$

②$\dfrac{500}{50}+\dfrac{1000}{400}+\dfrac{1500}{1000}+\dfrac{20000}{10000}=10+2.5+1.5+2=16$배
③$\dfrac{16}{10}=1.6$
④소요단위는 올림하여 2소요단위가 된다.

[해설]

물이나 이산화탄소와 위험하게 반응하는 품목에는 보기의 네 설비 모두 적응성이 없고, 그렇지 않은 품목은 주수 계통 설비를 쓸 수 있다.

탄화칼슘은 물과 반응해 아세틸렌을, 철분은 수소를 발생시키고, 과산화나트륨은 물과 반응해 산소를 내며 발열하므로 세 품목 모두 '없음'이다.

인화성고체는 금수성이 없어 네 설비 모두에 적응하고, 과산화수소는 물로 희석·냉각할 수 있어 주수 설비에는 적응하지만 제6류 위험물이므로 불활성가스소화설비에는 적응성이 인정되지 않는다.

[해설]

하론 번호는 탄소·불소·염소·브로민의 원자 수를, HFC 번호는 번호에 90을 더해 얻은 값이 차례로 탄소·수소·불소 수를 뜻한다(HFC-23 → 23+90=113 → C 1, H 1, F 3).

하론2402($\mathrm{C_2F_4Br_2}$)는 다이브로모테트라플루오로에탄, 하론1211($\mathrm{CF_2ClBr}$)은 브로모클로로다이플루오로메탄, 하론1301($\mathrm{CF_3Br}$)은 브로모트라이플루오로메탄이다.

HFC-23($\mathrm{CHF_3}$)은 트라이플루오로메탄, HFC-125($\mathrm{C_2HF_5}$)는 펜타플루오로에탄으로, 탄소가 1개면 '메탄', 2개면 '에탄' 어미가 붙는다.

[해설]

화재는 가연물의 종류에 따라 A(일반)·B(유류)·C(전기)급으로 나뉜다.

종이·나무·고무·일반섬유는 타고 나면 재가 남는 일반 고체 가연물이므로 A급, 등유·알코올은 인화성 액체이므로 B급이며, 보기에 통전 중인 전기설비가 없어 C급은 해당없음이다.

[해설]

분말소화약제는 종별로 주성분이 다르며, 제3종은 A급 화재에도 적응해 흔히 'ABC 분말'로 불린다.

제1종은 탄산수소나트륨 $\mathrm{NaHCO_3}$, 제2종은 탄산수소칼륨 $\mathrm{KHCO_3}$, 제3종은 제1인산암모늄 $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$이다.

착색은 제1종 백색, 제2종 담회색, 제3종 담홍색으로 구분되어 현장에서 약제 종류를 식별할 수 있다.

[해설]

경계구역의 면적·변의 길이 기준은 화재 발생 위치를 신속히 특정하기 위한 것이다.

하나의 경계구역 면적이 500㎡ 이하이면 두 개 층에 걸쳐 설정할 수 있고, 계단·경사로 등에 연기감지기를 설치한 경우에도 2개 층 제한의 예외가 인정된다.

일반적인 경계구역 면적은 600㎡ 이하, 한 변의 길이는 50m(광전식분리형 감지기는 100m) 이하이며, 주요 출입구에서 내부 전체를 볼 수 있으면 면적을 1,000㎡ 이하까지 확대할 수 있다.

[해설]

가압용·축압용 가스는 소화약제와 반응하지 않고 압력만 안정적으로 공급하는 불연성 기체여야 하므로 질소 또는 이산화탄소로 한정된다.

질소 사용 시에는 35℃·0MPa로 환산한 체적 기준으로 소화약제 1kg당 40L 이상이 필요하고, 여기에 방출 후 배관에 남는 잔류 약제를 밀어내는 배관 청소용 여분을 더해야 한다.

이산화탄소는 부피 대신 질량 기준(1kg당 20g)으로 규정되지만, 두 경우 모두 배관 청소량을 가산하는 구조는 동일하다.

[해설]

할론계 명칭의 숫자는 탄소-불소-염소-브로민 원자 수를 순서대로 나타내는 할론 넘버링 규칙이어서, 숫자만 알면 화학식을 재구성할 수 있다.

Halon 2402는 염소가 없는 C2F4Br2, Halon 1211은 염소·브로민이 함께 있는 CF2ClBr으로 서로 다른 할로겐 조합을 가진다.

HFC-23(CHF3)·HFC-125(CHF2CF3)는 오존파괴지수가 0인 하이드로플루오로카본계, FK-5-1-12(C6F12O)는 케톤계 청정소화약제로 최근 할론 대체용으로 널리 쓰인다.

[해설]

제1~4석유류 구분은 오직 인화점 구간만으로 정해지며, 인화점이 낮을수록(휘발성이 커 인화 위험이 클수록) 앞 번호로 분류된다.

제2석유류는 21~70℃ 구간이지만, 가연성 액체량이 40중량% 이하이면서 인화점 40℃ 이상·연소점 60℃ 이상인 도료류 등은 위험성이 낮다고 보아 제외하는 예외가 함께 적용된다.

21·70·200·250℃라는 경계값은 위험물안전관리법 시행령 별표1의 품명 정의에 그대로 명시된 수치로, 실기에서 가장 흔한 암기 포인트다.

[해설]

이동탱크저장소 주입설비 기준은 위험물을 옮겨 담는 동안 정전기 불꽃으로 인한 인화를 막는 것이 핵심 목적이어서, 호스 강도와 정전기 제거장치가 함께 규정된다.

호스 내경 23mm 이상·내압 0.3MPa 이상은 주입 압력과 반복 사용에 견디기 위한 기계적 최소 규격이고, 설비 길이를 50m 이내로 제한하는 것은 길어질수록 정전기가 축적되어 관리가 어려워지기 때문이다.

분당 배출량 200L 기준은 과도한 유속으로 정전기가 발생하는 것을 억제하기 위한 상한선이다.

[해설]

질산에스터류는 알코올의 수산기(-OH)가 질산과 에스터결합을 이룬 화합물군으로, 보기 중 나이트로글리세린만 여기에 해당하고 TNT·TNP·다이나이트로벤젠은 벤젠고리에 나이트로기가 직접 결합한 나이트로화합물류, 과산화벤조일은 유기과산화물류로 분류가 다르다.

분해반응식은 좌우변의 탄소·수소·질소·산소 원자수를 맞추는 균형화학반응식으로, 4C3H5(ONO2)3의 탄소 12개가 모두 이산화탄소로 전환되어 12CO2가 생성된다.

[해설]

위험물안전관리법령이 인정하는 할로겐화물소화약제는 하론2402·하론1211·하론1301 세 가지로 한정되며, 소화설비 적응성표에서 할로겐화합물소화설비는 전기설비·제2류 인화성고체·제4류 위험물에 적응성이 인정된다.

전역방출방식은 방호구역 전체에 약제를 채워 질식소화하는 방식이라 인화성고체 저장소에도 세 약제 중 어느 것이든 선택해 설치할 수 있고, 이동식 할로겐화물소화설비에 사용할 수 있는 약제 역시 동일하게 이 세 가지다.

[해설]

㉠은 제1류 중 알칼리금속 과산화물만 물과 격렬히 반응하므로 그 밖의 것은 주수소화가 가능하고, ㉢은 제6류가 폭발 위험이 없는 장소에 한해 이산화탄소 소화기 적응성이 인정되며, ㉣의 건조사(마른 모래)는 모든 유별 위험물에 적응성이 인정되는 소화수단이라 셋 다 옳다.

㉡이 틀린 이유는 마그네슘이 이산화탄소와도 반응해(2Mg + CO2 → 2MgO + C) 오히려 연소를 조장하므로 CO2 소화기를 쓸 수 없기 때문이고, ㉤이 틀린 이유는 에탄올의 비중(약 0.79)이 물보다 낮고 수용성이어서 오히려 물로 희석소화가 가능하기 때문이다.

[해설]

물이 20℃에서 100℃까지 온도만 오르는 구간은 현열, 100℃에서 그대로 수증기로 상변화하는 구간은 잠열(증발열)로 나누어 계산한 뒤 더해야 총 흡수열량이 된다.

현열은 $Q_1 = mc\Delta T = 10 \times (100-20) = 800\ \mathrm{kcal}$
잠열은 $Q_2 = m \times 539 = 10 \times 539 = 5{,}390\ \mathrm{kcal}$
총 흡수열량은 $Q = Q_1+Q_2 = 6{,}190\ \mathrm{kcal}$이다.

[해설]

제2종·제3종 분말소화약제는 각각 탄산수소칼륨(KHCO3)과 제1인산암모늄(NH4H2PO4)이 주성분이며, 제3종은 A·B·C급 모두에 적응성이 있어 가장 널리 쓰인다.

IG-55·IG-541·IG-100은 모두 불연성 기체를 섞어 산소농도를 낮추는 불활성가스소화약제로, IG-100은 질소 단독, IG-55는 질소·아르곤 동일 비율, IG-541은 질소·아르곤에 이산화탄소를 소량 더한 구성이라는 점이 서로 구분된다.

[해설]

옥내·옥외소화전은 물을 대량 방수하는 냉각소화 방식이라 물과 반응하지 않는 위험물에만 적응성이 인정되고, 물분무소화설비는 미세한 물방울로 절연성을 확보해 전기설비와 제4류 위험물까지 추가로 적응성이 인정된다는 차이가 핵심이다.

불활성가스·할로겐화합물소화설비는 산소를 차단하는 질식소화 방식이어서, 위험물 유별로는 제2류 인화성고체와 제4류 위험물에 적응성이 인정된다.