모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!
2013년 13회 소방안전관리론 및 화재역학 해설 페이지
1번
발화점(ignition point)이 가장 낮은 것은?
①메탄(methane)
②프로판(propane)
③부탄(butane)
④헥산(hexane)
④
발화점은 외부의 직접적인 점화원 없이 물질이 스스로 발화하는 최저 온도를 의미합니다. 일반적으로 탄화수소는 탄소 수가 많을수록 발화점이 낮아지는 경향이 있습니다. 각 물질의 대략적인 발화점은 메탄 약 540℃, 프로판 약 470℃, 부탄 약 405℃, 헥산 약 225℃로, 헥산(C6H14)이 가장 낮습니다.
2번
연소반응속도에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①분자간의 충돌빈도수가 증가할수록 증가한다.
②활성화 에너지가 클수록 증가한다.
③온도가 높을수록 증가한다.
④시간 변화량에 대한 농도 변화량이 클수록 증가한다.
②
활성화 에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 필요한 최소한의 에너지입니다. 따라서 활성화 에너지가 크다는 것은 반응을 시작하기 어렵다는 의미이므로, 반응 속도는 오히려 감소합니다. 온도가 높거나 분자간 충돌 빈도가 높으면 반응 속도가 증가합니다.
3번
액체이산화탄소 20kg이 30℃의 대기 중으로 방출되었다. 대기 중에서 기체상태의 이산화탄소 체적(㎡)은 약 얼마인가?(단, 대기압은 1atm, 기체상수는 0.082l atm/mol K, 이산화탄소는 이상기체 거동을 한다고 가정한다.)
①1,118.2
②11,293.6
③17,145.5
④18,263.6
②
이상기체상태방정식 PV=nRT를 이용합니다. 이산화탄소(CO2)의 분자량은 44g/mol이므로, 20kg은 20,000g / 44g/mol = 454.55mol 입니다. 온도는 30℃ = 303.15K 입니다. V = nRT/P = (454.55 * 0.082 * 303.15) / 1 ≈ 11,293.6 L 입니다. 문제에서 체적 단위를 ㎡로 물었으나 보기의 수치는 L 단위이므로, 11,293.6이 정답입니다.
4번
가연성 액체탄화수소가 유출되어 화재가 발생한 경우 소화에 적합한 Twin Agent System의 약제성분은?
①단백포+제1종 분말소화약제
②불화단백포+ 제2종 분말소화약제
③수성막포 + 제3종 분말소화약제
④합성계면활성제포+ 제4종 분말소화약제
②
Twin Agent System은 분말소화약제와 포소화약제를 동시에 사용하여 각각의 장점을 극대화하는 시스템입니다. 일반적으로 분말소화약제는 포를 파괴하는 성질(파포성)이 있는데, 불화단백포는 내약품성이 강하여 분말과 함께 사용하기에 적합합니다. 따라서 불화단백포와 제2종 분말소화약제의 조합이 사용됩니다.
5번
화재의 정의로 옳지 않은 것은?
①불을 사용하는 사람의 부주의에 의해 불이 확대되는 연소현상이다.
②사람의 의도에 반하여 출화되고 확대되는 연소현상이다.
③인명 및 경제적인 손실을 방지하기 위하여 소화할 필요성이 있는 연소현상이다.
④대기 중에 방치한 못이 공기 중의 산소와 반응하여 녹이 스는 연소현상이다.
④
화재란 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생하는 연소 현상으로, 소화 시설을 사용하여 소화할 필요가 있는 것을 말합니다. 못이 녹스는 현상(산화)은 매우 느린 산화 반응으로 열과 빛을 동반하지 않으므로 화재로 분류하지 않습니다.
6번
화재의 분류에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①A급화재는 액체탄화수소의 화재로, 발생되는 연기의 색은 흑색이다.
②B급화재는 유류의 화재로, 이를 예방하기 위해서는 유증기의 체류를 방지해야 한다.
③C급화재는 전기화재로, 화재발생의 주요인으로는 과전류에 의한 열과 단락에 의한 스파크가 있다.
④D급화재는 금속화재로, 수계 소화약제로 소화할 경우 가연성 가스를 발생할 위험성이 있다.
①
A급 화재는 목재, 섬유, 종이 등 일반 가연물이 타는 화재를 말하며, 주로 백색 연기가 발생합니다. 액체탄화수소(유류)의 화재는 B급 화재에 해당하며, 이때 불완전 연소로 흑색 연기가 많이 발생합니다.
7번
염화비닐 단량체(vinylchloride monomer)가 폴리염화비닐(polyvinylchloride)로 되는 반응 과정에서 발열을 동반하면서 압력이 급상승하여 폭발하는 현상은?
①분해폭발
②산화폭발
③분무폭발
④중합폭발
④
단량체(monomer)가 결합하여 고분자(polymer)가 되는 반응을 중합반응이라고 합니다. 이 과정에서 반응열이 급격하게 발생하여 제거되지 못하면 온도와 압력이 상승하여 폭발로 이어질 수 있는데, 이를 중합폭발이라고 합니다.
8번
화상(火傷)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①15% 미만의 부분층 화상, 50% 이하의 표층화상을 경증화상이라 한다.
②표피(epidermis)뿐만 아니라 진피(dermis)도 손상을 입은 화상을 3도화상이라 한다.
③3도화상을 입은 환자는 쇼크에 빠질 우려가 있으므로 생체징후를 자주 측정하고 산소를 공급하면서 이송해야 한다.
④10% 이상의 전층화상을 중증화상이라 한다.
②
화상은 깊이에 따라 1도(표피), 2도(진피), 3도(피하조직)로 나뉩니다. 표피와 진피 일부까지 손상된 화상은 2도 화상입니다. 3도 화상은 피부 전층과 피하 지방층까지 손상된 경우를 말합니다.
9번
건축물의 화재안전에 대한 공간적 대응방법 중 대항성에 해당하지 않는 것은?
①건축물 내장재의 불연화 성능
②건축물 내화 성능
③건축물 방화구획 성능
④건축물 방·배연 성능
④
건축물 화재안전 대책은 회피성, 대항성, 도피성으로 구분할 수 있습니다. 대항성은 화재에 견디는 성능으로 내장재의 불연화, 내화성능, 방화구획 등이 해당됩니다. 방·배연 성능은 발생한 연기를 제어하거나 배출하여 피난 안전을 확보하는 도피성에 더 가깝습니다.
10번
건축물의 바깥쪽에 설치하는 피난계단의 구조로 기준에 적합하지 않은 것은?
①건축물의 내부에서 계단으로 통하는 출입구는 갑종방화문으로 할 것
②계단의 유효너비를 0.9m 이상으로 할 것
③계단은 내화구조로 하고 지상까지 직접 연결할 것
④계단은 그 계단으로 통하는 출입구 외의 창문 등으로부터 1m 이상의 거리에 두고 설치할 것
④
건축법 시행령에 따른 옥외피난계단의 설치 기준 중, 계단은 그것으로 통하는 출입구 외의 창문 등(개구부)으로부터 2m 이상의 거리를 두고 설치해야 합니다. 이는 화재 시 창문에서 나오는 화염이나 연기로부터 계단을 보호하기 위함입니다.
11번
목조 건축물의 화재에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①목조 건축물 화재 시 플래시오버(flashover)에 도달하는 시간이 내화 건축물 화재보다 빠르다.
②건조한 목재는 셀룰로오스(cellulose)가 주성분이다.
③목재는 열전도도가 낮아 철보다 단열효과가 작다.
④목재에 함유되어 있는 수분의 양은 연소속도에 큰 영향을 미친다.
③
목재는 열전도도가 낮아 열이 잘 전달되지 않습니다. 철은 열전도도가 매우 높아 열이 빠르게 전달됩니다. 따라서 목재는 철보다 단열 효과가 큽니다.
12번
건축물의 피난·방화등의 기준에 관한 규칙에서 내화구조인 벽에 관한 기준으로 옳지 않은 것은?
①벽돌조로서 두께가 19cm 이상인 것
②철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 10cm 이상인 것
③골구를 철골조로 하고 그 양면을 두께 5cm 이상의 콘크리트블록·벽돌 또는 석재로 덮은 것
④고온·고압의 증기로 양생된 경량기포 콘크리트패널 또는 경량기포 콘크리트블록조로서 두께가 20cm 이상인 것
④
'건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙' 제3조(내화구조)에 따르면, 고온·고압의 증기로 양생된 경량기포 콘크리트패널 또는 경량기포 콘크리트블록조로서 벽의 두께는 10cm 이상이어야 내화구조로 인정됩니다.
13번
피난 복도 계획 시 고려해야 할 일반적인 사항에 해당되지 않는 것은?
①피난 복도의 폭은 재실자가 빠른 시간 내에 안전한 피난처로 갈 수 있도록 하는 것이 좋다.
②피난 복도의 천장은 가능한 낮게 하고 천장에는 불연재를 사용한다.
③피난 복도에는 피난에 방해가 되는 시설물을 설치하지 않아야 한다.
④피난 복도에는 피난방향 및 계단위치를 알 수 있는 표식을 한다.
②
피난 복도의 천장은 연기의 축적을 고려하여 가능한 한 높게 설계하는 것이 유리합니다. 천장이 낮으면 연기가 빨리 복도 전체에 퍼져 피난에 장애를 줄 수 있습니다. 천장 마감재를 불연재로 하는 것은 옳습니다.
14번
화재의 현장에 있는 불특정 다수인으로 이루어진 집단은 패닉(panic)상태가 되기 쉬운데, 이 집단의 일반적 특징으로 옳지 않은 것은?
①우연적으로 발생하는 집단이다.
②각 개인에게 임무가 부여되는 집단이다.
③감정적인 분위기의 집단이다.
④암시에 걸리기 쉬운 집단이다.
②
패닉 상태에 빠진 군중(집단)은 비조직적이고 우발적이며, 이성적 판단보다는 감정과 본능에 따라 행동하는 특징을 보입니다. 각 개인에게 특정 임무가 부여되는 것은 조직화된 집단의 특징으로, 패닉 집단과는 거리가 멉니다.
15번
다음은 건축법시행령상 피난안전구역에 관한 기준이다. ( ) 안에 알맞은 것은?
초고층 건축물에는 피난층 또는 지상으로 통하는 직통계단과 직접 연결되는 피난안전 구역(건축물의 피난안전을 위하여 건축물 중간층에 설치하는 대피공간을 말한다.)을 지상층으로부터 최대 ()개, 층마다 1개소 이상 설치하여야 한다.
①30
②40
③50
④60
①
건축법 시행령 제34조(직통계단의 설치)에 따르면, 초고층 건축물에는 피난층 또는 지상으로 통하는 직통계단과 직접 연결되는 피난안전구역을 지상층으로부터 최대 30개 층마다 1개소 이상 설치하여야 합니다.
16번
구획화재에서 화재온도 상승곡선을 정하는 온도인자에 관한 설명으로 옳은 것은?
①개구부 크기, 개구부 높이의 제곱근 및 실내의 전체 표면적에 비례한다.
②개구부 크기에 비례하고 개구부 높이의 제곱근에 반비례한다.
③개구부 크기, 개구부 높이의 제곱근에 비례하고 실내의 전체 표면적에 반비례한다.
④개구부 크기에 반비례하고 개구부 높이의 제곱근에 비례한다.
③
구획실 화재의 온도 상승은 연소율에 비례하고 열손실에 반비례합니다. 연소율은 환기지배형 화재에서 개구부의 크기(A)와 개구부 높이의 제곱근(√H)의 곱(A√H, 환기계수)에 비례합니다. 열손실은 실내 전체 표면적(At)에 비례합니다. 따라서 화재 온도는 개구부 크기와 개구부 높이의 제곱근에 비례하고, 실내 전체 표면적에는 반비례합니다.
17번
가로 10m, 세로 10m, 높이 3m의 공간에 발열량이 9,000 kcal/kg 인 가연물 3,000kg과 발열량이 4,500 kcal/kg인 가연물 2,000kg이 저장된 실의 화재하중 (kg/m^2) 은?(단, 목재의 단위발열량은 4,500 kcal/kg이다.)
①60
②80
③100
④120
②
화재하중은 (총발열량) / (바닥면적 × 목재의 단위발열량)으로 계산합니다. 총발열량 = (3,000kg × 9,000kcal/kg) + (2,000kg × 4,500kcal/kg) = 27,000,000 + 9,000,000 = 36,000,000 kcal. 바닥면적 = 10m × 10m = 100m². 화재하중 = 36,000,000 / (100 × 4,500) = 80 kg/m² 입니다.
18번
열전도율 1.4 kcal/mh℃, 두께 10cm, 면적 30m²인 콘크리트 벽체가 있다. 벽체의 내측온도는 30℃, 외측온도는 -5℃일 때, 벽체를 통한 손실열량(kcal/h)은?(단, 푸리에 (Fourier)법칙을 이용하여 구한다.)
①14,700
②15,400
③16,200
④17,500
①
푸리에의 열전도 법칙 Q = (k * A * ΔT) / d 를 이용합니다. 여기서 k(열전도율)=1.4, A(면적)=30, ΔT(온도차)=30 - (-5) = 35, d(두께)=10cm=0.1m 입니다. Q = (1.4 * 30 * 35) / 0.1 = 1470 / 0.1 = 14,700 kcal/h 입니다.
19번
화재의 성장속도가 빠름(fast)이라고 가정할 때 열방출률 Q=at²에서 화재강도계수 α(kW/s²) 는 약 얼마인가?(단, t는 열방출률이 1,055kW까지 도달하는데 걸리는 시간이다.)
①0.00293
②0.01172
③0.04689
④0.18757
③
화재성장곡선(t-squared fire)에서 화재 성장 속도 '빠름(fast)'은 열방출률이 1,055kW(약 1MW)에 도달하는 시간이 150초인 경우를 의미합니다. 공식 Q = αt²에서 α = Q / t² 이므로, α = 1,055 kW / (150 s)² = 1,055 / 22,500 ≈ 0.04689 kW/s² 입니다.
20번
플래시오버(flashover)가 발생하기 위해 필요한 열량에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①열량은 환기구의 높이의 4제곱근에 비례한다.
②열량은 단면적의 제곱근에 비례한다.
③열량은 열손실계수의 제곱근에 비례한다.
④열량은 접촉면의 표면적에 비례한다.
④
플래시오버 발생에 필요한 최소 열유속(Heat Flux)은 일반적으로 약 20 kW/m²이며, 필요한 총 열방출률은 개구부 조건과 실의 표면적에 따라 결정됩니다. 매코프니(McCaffrey) 등의 연구에 따르면 플래시오버에 필요한 열방출률(Q)은 환기계수(A√H)와 실의 총 표면적(At)에 비례하는 관계(Q ∝ At * A√H)를 가집니다. 따라서 열량은 접촉면의 표면적에 단순 비례하는 것이 아니라 다른 요인들과 복합적으로 관련됩니다.
21번
허용농도가 가장 낮은 독성가스는?
①일산화질소
②황화수소
③염화수소
④염소
④
허용농도(TLV-TWA)는 낮을수록 독성이 강함을 의미합니다. 각 가스의 대략적인 허용농도는 일산화질소(NO) 25ppm, 황화수소(H2S) 10ppm, 염화수소(HCl) 5ppm, 염소(Cl2) 0.5ppm으로, 염소가 독성이 가장 강하여 허용농도가 가장 낮습니다. (2013년 시험의 정답은 2,3번 복수정답 처리되었습니다. 이는 당시 기준의 혼선으로 추정되며, 현재 기준으로는 염소의 독성이 가장 강합니다.)
22번
발포 폴리스타이렌(expanded polystyrene)이 연소하였을 때 발생될 수 있는 연소가스로 옳지 않은 것은?
①이산화탄소
②물
③시안화수소
④아크로레인
③
폴리스타이렌(PS)은 탄소(C)와 수소(H)로 구성된 고분자 물질입니다. 따라서 연소 시 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 물(H2O) 등이 주로 발생하며, 불완전 연소 시 아크로레인과 같은 유독성 가스가 발생할 수 있습니다. 시안화수소(HCN)는 질소(N)를 포함하는 물질(폴리우레탄, 나일론 등)이 연소할 때 발생하므로 폴리스타이렌의 주 연소 생성물은 아닙니다.
23번
가연물 연소 시 발생되는 연기의 농도와 가시거리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①어두침침한 것을 느낄 정도의 감광계수는 0.5m이고 가시거리가 4m이다.
②건물을 잘 아는 사람이 피난에 지장을 느낄 정도의 감광계수는 0.3m⁻¹이고 가시거리가 5m이다.
③건물을 잘 알지 못하는 사람의 경우 가시거리는 20~30m이고 감광계수는 0.07~0.13m이다.
④감광계수로 표시한 연기의 농도와 가시거리는 반비례의 관계를 갖는다.
전항정답
해당 문제는 문제의 불명확성 또는 보기의 오류로 인해 전항 정답 처리되었습니다. 일반적으로 연기 농도를 나타내는 감광계수(K)와 피난 시 시야 한계인 가시거리(L)는 반비례 관계(K*L=C, C는 상수)를 가집니다. 각 보기의 수치는 특정 조건 하에서는 맞을 수 있으나, 일관된 기준을 적용하기 어려워 문제 자체에 오류가 있는 것으로 판단되었습니다.
24번
건축물 내 연기유동과 확산에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①연기가 수평으로 유동할 경우 속도는 약 0.5~1 m/s이다.
②건물 내부의 온도가 건물 외부의 온도보다 높을 경우 굴뚝효과에 의한 연기의 흐름은 아래로 이동한다.
③계단실 등 수직방향으로의 연기속도는 화재초기 약 1.5 m/s, 농연 시 약 3~4 m/s로 인간의 보행속도보다 빠르다.
④연기의 비중은 공기보다 크지만 발생 직후의 연기는 온도가 높기 때문에 건물의 상층부로 이동한다.
②
굴뚝효과(Stack Effect)는 건물 내외부의 온도차로 인한 공기 밀도 차이 때문에 발생합니다. 겨울철과 같이 건물 내부 온도가 외부보다 높으면, 내부의 따뜻하고 가벼운 공기는 위로 상승하려는 경향을 보입니다. 따라서 연기의 흐름도 위로 이동하게 됩니다.
25번
제연방식 중 화재 시 피난로가 되는 계단, 부속실 등에 외부공기를 급기하여 가압하는 방식은?
①Smoke tower 제연방식
②제1종 기계제연방식
③제2종 기계제연방식
④제3종 기계제연방식
③
기계제연방식(환기방식)은 급기와 배기 방식에 따라 1, 2, 3종으로 나뉩니다. 제2종 기계제연방식은 외부의 신선한 공기를 기계(송풍기)로 공급(급기)하고, 실내의 공기는 자연적으로 배출되도록 하는 방식입니다. 피난로인 계단실이나 부속실에 급기하여 실내보다 높은 압력을 형성(가압)함으로써 연기의 침투를 막는 방식이 이에 해당합니다.