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2015년 15회 소방안전관리론 및 화재역학 해설 페이지
1번
연소에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①화학적 활성도가 큰 가연물일수록 연소가 용이하다.
②조연성 가스는 가연물이 탈 수 있도록 도와주는 기체이다.
③열전도율이 작은 가연물일수록 연소가 용이하다.
④흡착열은 가연물의 산화반응으로 발열 축적된 것이다.
④
흡착열은 물질이 다른 물질의 표면에 흡착될 때 발생하는 열입니다. 활성탄이 가스를 흡착할 때 발생하는 열이 대표적인 예입니다. 가연물의 산화반응으로 발열이 축적되어 온도가 상승하는 것은 '산화열' 또는 '반응열'에 해당합니다.
2번
가연성 가스 또는 증기가 공기와 혼합기를 형성하였을 때 위험도가 큰 물질의 순서로 옳은 것은?
ㄱ. 메탄
ㄴ. 에테르
ㄷ. 프로판
ㄹ. 가솔린
①ㄱ > ㄴ > ㄷ > ㄹ
②ㄴ > ㄱ > ㄹ > ㄷ
③ㄴ > ㄹ > ㄷ > ㄱ
④ㄹ > ㄴ > ㄷ > ㄱ
③
위험도(H)는 H = (U-L)/L (U: 연소상한계, L: 연소하한계) 공식으로 계산하며, 값이 클수록 위험합니다. 각 물질의 연소범위와 위험도는 대략 다음과 같습니다. 에테르(1.9~48%, H≈24.3), 가솔린(1.4~7.6%, H≈4.4), 프로판(2.1~9.5%, H≈3.5), 메탄(5~15%, H≈2.0). 따라서 위험도가 큰 순서는 에테르(ㄴ) > 가솔린(ㄹ) > 프로판(ㄷ) > 메탄(ㄱ) 입니다.
3번
화재의 종류에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①산소와 친화력이 강한 물질의 화재로 연기가 발생하고, 연소 후 재를 남기면 A급 화재이다.
②유류에서 발생한 증기가 공기와 혼합하여 점화되면 B급 화재이다.
③통전 중인 전기다리미에서 발생되는 화재는 C급 화재이다.
④칼륨이나 나트륨 등 금속류에 의한 화재는 K급 화재이다.
④
칼륨, 나트륨과 같은 금속류 화재는 D급 화재(금속화재)로 분류됩니다. K급 화재는 주방에서 사용하는 식용유, 동식물성 유지 등으로 인해 발생하는 화재를 말합니다.
4번
인화점과 발화점에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①인화점은 가연성 액체의 위험성 기준이 된다.
②발화점은 발열량과 열전도율이 클 때 낮아진다.
③인화점은 점화원에 의하여 연소를 시작할 수 있는 최저온도이다.
④고체 가연물의 발화점은 가열된 공기의 유량, 가열속도에 따라 달라질 수 있다.
②
발화점(자연발화점)은 물질이 스스로 발화하는 최저온도입니다. 발화점이 낮아지려면 열이 축적되기 쉬워야 합니다. 따라서 발열량이 크고, 발생한 열이 외부로 잘 빠져나가지 않도록 열전도율이 작을수록 발화점은 낮아집니다. 열전도율이 크면 열이 쉽게 분산되어 발화하기 어렵습니다.
5번
소화방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①부촉매소화: 이산화탄소를 화원에 뿌렸다.
②냉각소화: 가연물질에 물을 뿌려 연소온도를 낮추었다.
③제거소화: 산불화재 시 주위 산림을 벌채하였다.
④질식소화: 불연성 기체를 투입하여 산소농도를 떨어 뜨렸다.
①
이산화탄소(CO2)의 주된 소화 원리는 산소 농도를 낮추는 질식소화와, 드라이아이스로 변하면서 열을 흡수하는 냉각소화입니다. 부촉매소화(억제소화)는 할로겐화합물 소화약제(할론, 청정소화약제)나 분말소화약제가 연소의 연쇄반응을 차단하는 원리입니다.
6번
이산화탄소 1.2kg을 18℃ 대기중(1 atm)에 방출하면 몇 [l]의 가스체로 변하는가? (기체상수가 0.082[l·atm/mol·K]인 이상기체이다. 단, 소수점 이하는 둘째자리에서 반올림함)
①10.6
②40.3
③610.5
④650.8
④
이상기체 상태방정식 PV = nRT를 이용합니다. n(몰수) = 질량(w) / 분자량(M) 이므로 V = (w/M)RT/P 입니다. 이산화탄소(CO2)의 분자량은 12 + 16*2 = 44 g/mol 입니다. 질량 w = 1.2kg = 1200g. 절대온도 T = 273 + 18 = 291K. V = (1200g / 44g/mol) * (0.082 l·atm/mol·K * 291K) / 1atm ≈ 27.27 mol * 23.86 l·atm/mol / 1atm ≈ 650.8 L.
7번
폭발범위(연소범위)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①불활성 가스를 첨가할수록 연소범위는 넓어진다.
②온도가 높아질수록 폭발범위는 넓어진다.
③혼합기를 이루는 공기의 산소농도가 높을수록 연소범위는 넓어진다.
④가연물의 양과 유동상태 및 방출속도 등에 따라 영향을 받는다.
①
질소, 이산화탄소와 같은 불활성 가스를 가연성 혼합기에 첨가하면 전체적인 가연성 가스와 산소의 농도가 낮아지고 열전도도가 변하여 연소 반응이 억제됩니다. 따라서 연소범위는 넓어지는 것이 아니라 좁아지며, 일정 농도 이상 첨가하면 연소가 불가능해집니다. 이를 이용한 것이 질식소화입니다.
8번
폭굉 유도거리가 짧아질 수 있는 조건으로 옳은 것은?
①관경이 클수록 짧아진다.
②점화에너지가 클수록 짧아진다.
③압력이 낮을수록 짧아진다.
④연소속도가 늦을수록 짧아진다.
②
폭굉 유도거리(DDT, Deflagration to Detonation Transition)는 완만한 연소(폭연)가 격렬한 폭발(폭굉)로 발전하기까지의 거리를 말하며, 이 거리가 짧을수록 위험합니다. 점화원의 에너지가 강할수록, 압력이 높을수록, 관 속에 방해물이 있어 난류가 촉진될수록, 정상 연소속도가 빠를수록 폭굉 유도거리는 짧아집니다.
9번
화재시 노출피부에 대한 화상을 입힐 수 있는 최소 열유속으로 옳은 것은?
①1 kW/m²
②4 kW/m²
③10 kW/m²
④15 kW/m²
②
인체가 복사열에 노출되었을 때 받는 영향은 열유속의 강도와 노출 시간에 따라 다릅니다. 일반적으로 1.25 kW/m²는 장시간 노출 시 고통을 느끼는 수준, 약 4~5 kW/m²는 단시간(수십 초) 노출에도 2도 화상을 유발할 수 있는 강도, 10 kW/m² 이상은 수 초 내에 심각한 화상을 입는 수준으로 알려져 있습니다. 따라서 화상을 입힐 수 있는 최소한의 의미 있는 열유속은 약 4 kW/m²로 볼 수 있습니다.
10번
가솔린 액면화재에서 직경 5m, 화재크기 10MW일 때 화염 중심에서 15m 떨어진 점에서의 복사열류는 몇 kW/m² 인가? (단, 가솔린의 경우 복사에너지 분율은 50%인 것으로 한다. π=3.14, 소수점 셋째자리에서 반올림함)
①0.76
②1.35
③1.77
④3.19
③
복사열류(E)는 E = (Xr * Q) / (4 * π * R^2) 공식으로 계산합니다. 여기서 Xr은 복사에너지 분율(0.5), Q는 화재크기(10MW = 10,000kW), R은 화염 중심에서의 거리(15m)입니다. E = (0.5 * 10,000 kW) / (4 * 3.14 * (15m)^2) = 5,000 / (12.56 * 225) = 5,000 / 2826 ≈ 1.77 kW/m² 입니다.
11번
탄화수소계 가연물의 완전연소식으로 옳은 것은?
①에탄: C2H6 + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
②프로판: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
③부탄: C4H10 + 6O2 → 4CO2 + 5H2O
④메탄: CH4 + O2 → CO2 + 2H2O
②
탄화수소(CxHy)의 완전연소 반응식은 CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O 입니다. 프로판(C3H8)의 경우, x=3, y=8이므로 필요한 산소 몰수는 (3 + 8/4) = 5 입니다. 따라서 C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O가 올바른 반응식입니다. 에탄(C2H6)은 3.5O2, 부탄(C4H10)은 6.5O2, 메탄(CH4)은 2O2가 필요합니다.
12번
연소생성물 중 발생하는 연소가스에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①일산화탄소는 가연물이 불완전 연소할 때 발생하는 것으로 유독성기체이며 연소가 가능한 물질이다.
②시안화수소는 모직, 견직물 등의 불완전연소 시 발생하며 독성이 커서 인체에 치명적이다.
③염화수소는 폴리염화비닐 등과 같이 염소가 함유된 수지류가 탈 때 주로 생성되며 금속에 대한 강한 부식성이 있다.
④황화수소는 무색무취의 기체이며 인화성과 독성이 강하여 살충제의 원료로 사용된다.
④
황화수소(H2S)는 무색의 기체이지만 '달걀 썩는 냄새'와 같은 강하고 불쾌한 냄새를 가진 것이 특징입니다. 무색무취라는 설명이 틀렸습니다. 독성과 인화성이 강한 것은 사실입니다.
13번
연기 속을 투과하는 빛의 양을 측정하는 농도측정법으로 옳은 것은?
①중량농도법
②입자농도법
③한계도달법
④감광계수법
④
감광계수법은 연기에 의해 빛이 차단되거나 산란되는 정도, 즉 빛의 강도가 감소하는 비율(감광율)을 측정하여 연기의 농도를 나타내는 방법입니다. 광전식 연기감지기가 이 원리를 이용하며, 연기 농도와 피난 시 가시거리의 관계를 평가하는 데 주로 사용됩니다.
14번
건축물 내의 연기유동에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①화재실의 내부온도가 상승하면 중성대의 위치는 높아지며 외부로부터의 공기유입이 많아져서 연기의 이동이 활발하게 진행된다.
②고층 건축물에서 연기유동을 일으키는 주요한 요인으로는 온도에 의한 기체 팽창, 외부 풍압의 영향 등이 있다.
③연기층 두께 증가속도는 연소속도에 좌우되며 연기 유동속도는 수평방향일 경우 0.5~1m/s, 계단실등 수직방향일 경우 3~5m/s이다.
④연기는 부력에 의해 수직 상승하면서 확산되며 천장에서 꺾인 후 천장면을 따라 흐르다 벽과 같은 수직 장애물을 만날 경우 흐름이 정지되어 연기층을 형성한다.
①
화재실 내부 온도가 외부보다 높을 때 발생하는 굴뚝효과에서, 중성대는 실내외 압력이 같아지는 지점입니다. 화재가 성장하여 내부 온도가 더 상승하면 상하부의 압력 차이가 커지면서 중성대의 위치는 위로 올라가는 것이 아니라 아래로 내려옵니다. 중성대가 내려오면서 상부 개구부로 나가는 연기의 양이 늘어나고 하부 개구부로 들어오는 공기의 유입이 많아집니다.
15번
연기의 제연방식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①밀폐제연방식은 연기를 일정구획에 한정시키는 방법으로 비교적 소규모 공간의 연기 제어에 적합하다.
②자연제연방식은 연기의 부력을 이용하여 천장, 벽에 설치된 개구부를 통해 연기를 배출하는 방식이다.
③기계제연방식은 기계력으로 연기를 제어하는 방식으로 제3종 기계제연방식은 급기 송풍기로 가압하고 자연배출을 유도하는 방식이다.
④스모크타워 제연방식은 세로방향 샤프트(Shaft)내의 부력과 지붕 위에 설치된 루프 모니터의 흡입력을 이용하여 제연하는 방식이다.
③
기계환기(제연)방식은 급기와 배기 방식에 따라 1, 2, 3종으로 나뉩니다. 제1종은 급기팬과 배기팬을 모두 사용하는 방식, 제2종은 급기팬만 사용하고 자연배기하는 방식(가압제연), 제3종은 배기팬만 사용하고 자연급기하는 방식(일반적인 배연)입니다. 따라서 '제3종 기계제연방식이 급기 송풍기로 가압'한다는 설명은 틀렸습니다.
16번
화재시 연소생성물인 이산화질소(NO₂)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①질산셀룰로이즈가 연소될 때 생성된다.
②푸른색의 기체로 낮은 온도에서는 붉은 갈색의 액체로 변한다.
③이산화질소를 흡입하면 인후의 감각신경이 마비된다.
④공기중에 노출된 이산화질소 농도가 200~700ppm이면 인체에 치명적이다.
②
이산화질소(NO₂)는 자극적인 냄새가 나는 적갈색의 기체입니다. 푸른색 기체가 아닙니다. 액화되면 황갈색, 고체는 무색이 됩니다. 나머지 설명은 이산화질소의 특성으로 옳습니다.
17번
건축법에서 규정하는 방화구획에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①안전구획의 크기와 배치에 대한 사항이 고려되어야 한다.
②내화구조로 된 바닥, 벽 및 갑종방화문(자동방화셔터 포함)으로 구획해야 한다.
③일체형셔터를 포함한 자동방화셔터는 내화시험결과 비차열 1시간 성능을 요구한다.
④일체형셔터를 포함한 자동방화셔터는 피난상 유효한 갑종방화문으로부터 5m 이내에 설치한다.
④
자동방화셔터는 화재 시 자동으로 내려와 방화구획을 형성하는 설비입니다. '자동방화셔터 및 방화문의 기준'에 따라, 일체형 셔터의 경우 셔터로부터 3m 이내에 별도의 갑종방화문을 설치해야 합니다(일부 예외 있음). 5m 이내라는 기준은 없습니다.
18번
훈소의 일반적인 진행속도(cm/s) 범위로 옳은 것은?
①0.001~0.01
②0.05~0.5
③0.1~1
④10~100
①
훈소(smoldering combustion)는 불꽃 없이 표면에서 느리게 타들어가는 연소 형태를 말합니다. 담뱃불, 숯불 등이 예시이며, 산소 공급이 부족한 상태에서 발생합니다. 그 진행 속도는 매우 느려서 일반적으로 0.001~0.01 cm/s (초당 0.01~0.1mm) 범위입니다.
19번
건축물의 방화계획에 대한 공간적 대응의 요구성능으로 옳은 것은?
①대항성, 회피성, 일시성
②설비성, 회피성, 도피성
③대항성, 도피성, 회피성
④영구성, 도피성, 설비성
③
건축 방화계획의 공간적 대응은 세 가지로 구분됩니다. 1) 대항성: 내화구조, 방화구획 등 화재에 견디는 성능. 2) 회피성: 내장재의 불연화, 난연화 등 화재 발생 및 확산을 피하는 성능. 3) 도피성: 피난계단, 비상구, 배연설비 등 화재 시 안전하게 대피(도피)하기 위한 성능.
20번
화재온도곡선에 따른 화재성상 중 (ㄴ) 단계에서 나타나는 현상으로 옳지 않은 것은?
①환기지배형 보다는 연료지배형의 화재 특성을 보인다.
②창문 등 건축물의 개구부로 화염이 뿜어져 나오는 시기이다.
③강렬한 복사열로 인하여 인접 건물로 연소가 확산될 수 있다.
④실내 전체에 화염이 충만되고 연소가 최고조에 이른다.
①
그래프에서 (ㄴ) 단계는 플래시오버 이후 온도가 최고조에 이른 최성기(fully developed) 단계입니다. 이 시기에는 실내의 모든 가연물이 연소에 참여하고 있으므로, 연소의 확대는 더 이상 가연물의 양이 아니라 개구부를 통한 공기(산소) 공급량에 의해 좌우됩니다. 이를 '환기지배형(ventilation-controlled)' 화재라고 합니다. '연료지배형'은 화재 초기 단계의 특성입니다.
21번
수직 및 수평방향의 피난시설계획에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①계단실은 내화성능을 가지도록 방화구획하여야 한다.
②계단실은 연기가 침입하지 않도록 타실보다 높은 압력을 가하는 것이 좋다.
③피난복도의 천정은 불연재료를 사용하고 피난시설계획을 고려하여 낮게 설치한다.
④계단실의 실내에 접하는 부분의 마감은 불연재료로 한다.
③
피난 복도의 천장은 불연재료를 사용하는 것이 맞지만, 낮게 설치할 경우 연기층이 빠르게 하강하여 피난에 지장을 줄 수 있습니다. 따라서 피난에 유효한 높이를 확보하기 위해 가능한 높게 설치하는 것이 일반적인 원칙입니다.
22번
특정소방대상물의 수용인원산정으로 옳은 것은? ○ 객실 30개인 콘도미니엄(온돌방)으로서 객실 1개당 바닥면적이 66㎡인 경우 ( )명이다. ○ 단, 콘도미니엄의 종사자는 10명이다.
①660
②670
③760
④770
②
소방시설법 시행령 [별표 1]에 따른 수용인원 산정 방법입니다. 숙박시설의 경우, 1) 종사자 수 + 2) 침대가 있는 객실은 침대 수, 3) 침대가 없는 객실(온돌방)은 객실 바닥면적 합계를 3㎡으로 나누어 얻은 수를 합하여 산정합니다. 1) 종사자 수 = 10명. 2) 객실 이용자 수 = (66㎡/객실 * 30객실) / 3㎡/인 = 1980㎡ / 3㎡/인 = 660명. 3) 총 수용인원 = 10명 + 660명 = 670명.
23번
건축법령상 지하층에 설치하는 비상탈출구의 설치기준에 관한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄱ. 위치: 출입구로부터 3m 이상 떨어진 곳에 설치할 것
ㄴ. 크기: 유효너비는 0.75m 이상, 유효높이는 1.0m 이상
ㄷ. 높이: 바닥으로 부터 비상탈출구의 아랫부분까지의 높이가 1.2m 이상인 경우에는 벽체에 발판의 너비가 20cm 이상인 사다리를 설치할 것
ㄹ. 구조 및 표시: 문은 실내에서 열 수 있는 구조로 하고 내부 또는 외부에 비상탈출구 표시를 할 것
①ㄱ, ㄴ
②ㄱ, ㄷ
③ㄱ, ㄴ, ㄹ
④ㄴ, ㄷ, ㄹ
②
건축법 시행령 제51조 및 '건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙' 제14조에 따르면, 지하층 비상탈출구의 기준은 다음과 같습니다. 위치(ㄱ)는 주된 출입구 반대방향으로 3m 이상 이격. 크기는 유효너비 0.75m 이상, 유효높이 1.5m 이상(ㄴ은 높이가 틀림). 높이 및 사다리(ㄷ) 기준은 옳음. 구조 및 표시는 문은 피난방향으로 열리고, 실내에서 항상 열 수 있어야 하며, 내외부에 표시해야 함(ㄹ은 일부만 맞음). 따라서 가장 확실하게 옳은 것은 ㄱ과 ㄷ입니다.
24번
직통계단 및 피난계단에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①11층 이상인 공동주택의 직통계단은 거실의 각 부분으로부터 계단에 이르는 보행 거리가 60m 이하로 설치한다.
②5층 이상 판매시설 용도의 층에 설치되는 직통계단은 1개 이상을 특별피난계단으로 설치한다.
③지하층으로서 거실의 바닥면적의 합계가 200㎡ 이상인 것은 직통계단을 2개 이상 설치한다.
④주요구조부가 내화구조인 5층 이상인 층의 바닥면적의 합계가 200㎡ 이하인 경우에는 피난계단 또는 특별피난계단의 설치가 면제된다.
①
건축법 시행령 제34조에 따르면, 거실의 각 부분으로부터 직통계단까지의 보행거리는 30m 이하(주요구조부가 내화구조 또는 불연재료인 경우 50m 이하)여야 합니다. 공동주택의 경우에도 이 기본 원칙이 적용되며, 60m는 기준을 초과합니다.
25번
건축물의 화재특성에서 플래시오버(flash over)와 롤오버(roll over)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①플래시오버는 공간 내 전체 가연물을 발화시킨다.
②롤오버에서는 화염이 주변공간으로 확대되어 간다.
③롤오버 현상에서 플래시오버 현상과는 달리 감쇠기 단계에서 발생한다.
④내장재에 따른 플래시오버 발생시간을 보면, 난연성 재료보다는 가연성 재료의 소요 시간이 짧다.
③
롤오버(Rollover)는 천장에 축적된 미연소 가스층에 불이 붙어 화염이 천장을 따라 빠르게 굴러가듯 확산되는 현상입니다. 이는 화재 성장기(초기~성장기)에 발생하며, 플래시오버의 전조 현상으로 간주됩니다. 감쇠기 단계에서 발생하는 현상이 아닙니다.