모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!
2019년 19회 소방안전관리론 및 화재역학 해설 페이지
1번
공기 중의 산소농도가 증가할수록 화재 시 일어나는 현상으로 옳지 않은 것은?
①점화에너지가 커진다.
②발화온도가 낮아진다.
③폭발범위가 넓어진다.
④연소속도가 빨라진다.
①
공기 중의 산소 농도가 증가하면 물질의 반응성이 커져 연소가 더 쉽게 일어납니다. 따라서 연소를 시작하는 데 필요한 최소한의 에너지인 점화에너지는 더 **작아집니다**. 발화온도는 낮아지고, 폭발범위는 넓어지며, 연소속도는 빨라집니다.
2번
물이 어는 온도(0℃)를 화씨온도(°F)와 절대온도(°R)로 나타낸 것으로 옳은 것은?
①0°F, 460°R
②0°F, 492°R
③32°F, 460°R
④32°F, 492°R
④
온도 변환 공식에 따라 계산합니다.
1. 화씨온도(°F) = (섭씨온도 × 9/5) + 32 = (0 × 9/5) + 32 = 32°F.
2. 랭킨온도(°R)는 화씨온도의 절대온도로, °R = °F + 459.67 입니다. 따라서 32°F + 459.67 ≈ 491.67°R 이므로, 가장 가까운 값은 492°R 입니다.
3번
가연물의 종류와 연소형태의 연결이 옳지 않은 것은?
①숯 - 표면연소
②에틸벤젠 - 자기연소
③가솔린 - 증발연소
④종이 - 분해연소
②
에틸벤젠은 제4류 위험물(인화성 액체)로, 액체 표면에서 증발한 가연성 증기가 공기와 혼합하여 연소하는 **증발연소**를 합니다. 자기연소는 니트로셀룰로오스 등과 같은 제5류 위험물이 산소 공급 없이 자체적으로 연소하는 형태입니다.
4번
건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙에서 정하고 있는 갑종방화문의 성능기준으로 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
갑종방화문은 국토교통부장관이 정하여 고시하는 시험기준에 따라 시험한 결과 다음 각 호의 구분에 따른 기준에 적합하여야 한다.
1. 갑종방화문 : 다음 각 목의 성능을 모두 확보할 것
가. 비차열(非遮熱) (ㄱ) 이상
나. 차열(遮熱) (ㄴ) 이상(영 제46조제4항에 따라 아파트 발코니에 설치하는 대피공간의 갑종방화문만 해당한다)
①ㄱ: 30분, ㄴ: 30분
②ㄱ: 30분, ㄴ: 1시간
③ㄱ: 1시간, ㄴ: 30분
④ㄱ: 1시간, ㄴ: 1시간
③
건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제26조에 따르면, 갑종방화문은 비차열(화염 차단) 성능을 1시간 이상 확보해야 합니다. 추가로 아파트 대피공간에 설치되는 갑종방화문은 차열(열 차단) 성능을 30분 이상 확보해야 합니다. 따라서 ㄱ은 1시간, ㄴ은 30분입니다.
5번
다음 물질의 증기비중이 낮은 것부터 높은 순으로 바르게 나열한 것은?
ㄱ. 톨루엔(Toluene)
ㄴ. 벤젠(Benzene)
ㄷ. 에틸알코올(Ethyl alcohol)
ㄹ. 크실렌(Xylene)
①ㄱ-ㄴ-ㄹ-ㄷ
②ㄴ-ㄷ-ㄱ-ㄹ
③ㄷ-ㄱ-ㄹ-ㄴ
④ㄷ-ㄴ-ㄱ-ㄹ
④
증기비중은 공기의 평균 분자량(약 29) 대비 해당 물질의 분자량 비율이므로, 분자량이 작은 순서가 증기비중이 낮은 순서입니다. 각 물질의 분자량: ㄷ. 에틸알코올(C₂H₅OH) ≈ 46, ㄴ. 벤젠(C₆H₆) ≈ 78, ㄱ. 톨루엔(C₇H₈) ≈ 92, ㄹ. 크실렌(C₈H₁₀) ≈ 106. 따라서 순서는 ㄷ-ㄴ-ㄱ-ㄹ 입니다.
6번
산불화재의 형태에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①지중화는 산림 지중에 있는 유기질층이 타는 것이다.
②지표화는 산림 지면에 떨어져 있는 낙엽, 마른풀 등이 타는 것이다.
③수관화는 나무의 줄기가 타는 것이다.
④비화는 강풍 등에 의해 불꽃이 날아가 타는 것이다.
③
수관화(樹冠火)는 불길이 나무의 가지와 잎이 무성한 부분(수관)으로 옮겨붙어 빠르게 번지는 산불의 형태입니다. 나무의 줄기가 타는 것은 '수간화(樹幹火)'라고 하며, 일반적으로 지표화의 일부로 봅니다.
7번
다음에서 설명하는 폭발은?
물 속에서 사고로 인해 액화천연가스가 분출되었을 때, 이 물질이 급격한 비등현상으로 체적팽창 및 상변화로 인하여 고압이 형성되어 일어나는 폭발현상이다.
①증기폭발
②분해폭발
③중합폭발
④산화폭발
①
제시된 내용은 고온의 액체(물)와 저온의 액체(액화천연가스)가 접촉하여 저온 액체가 급격하게 기화하면서 폭발적인 압력을 발생시키는 물리적 폭발인 '증기폭발(Vapor Explosion)'을 설명하고 있습니다. 이는 화학반응을 동반하지 않습니다.
8번
온도변화에 따른 연소범위에서 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
①삼중압선
②연소점곡선
③공연비곡선
④포화증기압선
④
제시된 그림은 가연성 액체의 온도에 따른 증기 농도와 연소범위의 관계를 나타내는 인화성 도표입니다. 그림에서 ( )로 표시된 곡선은 각 온도에서 액체가 증발하여 생성할 수 있는 최대 증기 농도, 즉 포화 상태의 증기압을 나타내는 '포화증기압선(Saturated Vapor Pressure Curve)'입니다. 이 선이 연소하한계선과 만나는 점이 하부인화점입니다.
9번
화재의 종류별 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①금속화재는 나트륨, 칼륨 등 금속가연물에 의한 화재로 물에 의한 냉각소화가 효과적이다.
②유류화재는 인화성액체에 의한 화재로 포(Foam)를 이용한 질식소화가 효과적이다.
③전기화재는 통전 중인 전기기기에서 발생하는 화재로 이산화탄소에 의한 질식소화가 효과적이다.
④일반화재는 종이, 목재에 의한 화재로 물에 의한 냉각소화가 효과적이다.
①
나트륨, 칼륨과 같은 금속 가연물(금수성 물질)은 물과 반응하여 가연성 기체인 수소(H₂)를 발생시키고 격렬하게 발열하므로 화재를 오히려 악화시킵니다. 따라서 금속화재에는 마른모래, 팽창질석 등을 이용한 질식소화가 적합하며, 물을 사용한 냉각소화는 절대 금지됩니다.
10번
두께 3cm인 내열판의 한 쪽 면의 온도는 500℃, 다른 쪽 면의 온도는 50℃일 때, 이 판을 통해 일어나는 열전달량 (W/m²)은?
①13.5
②150.0
③1350.0
④1500.0
④
푸리에(Fourier)의 열전도 법칙에 따라 단위면적당 열전달량(q/A)을 계산합니다. q/A = k * (ΔT / L). 여기서 k는 열전도도(0.1 W/m·℃), ΔT는 온도차(500℃ - 50℃ = 450℃), L은 두께(3cm = 0.03m)입니다. 따라서 q/A = 0.1 * (450 / 0.03) = 0.1 * 15000 = 1500 W/m² 입니다.
11번
피난원칙 중 페일세이프(Fail safe)에 관한 설명으로 옳은 것은?
①피난경로는 간단명료하게 하여야 한다.
②피난수단은 원시적 방법에 의한 것을 원칙으로 한다.
③비상 시 판단능력 저하를 대비하여 누구나 알 수 있도록 피난수단 등을 문자나 그림 등으로 표시한다.
④피난 시 하나의 수단이 고장으로 실패하여도 다른 수단에 의해 피난할 수 있도록 하는 것을 말한다.
④
페일세이프(Fail-safe)는 시스템의 일부에 고장이나 오작동이 발생하더라도, 전체 시스템은 안전한 상태를 유지하도록 설계하는 원칙입니다. 피난에서는 하나의 피난 경로가 막히더라도 다른 경로를 통해 피난할 수 있도록 2방향 이상의 피난로를 확보하는 것이 대표적인 예입니다. ③은 풀 프루프(Fool proof)에 대한 설명입니다.
12번
화재예방, 소방시설 설치·유지 및 안전관리에 관한 법령상 특정소방대상물의 규모 등에 따라 갖추어야 하는 소방시설의 수용인원 산정 방법으로 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
숙박시설이 있는 특정소방대상물에서 침대가 없는 숙박시설의 경우 해당 특정소방대상물의 종사자 수에 숙박시설 바닥면적의 합계를 ( )㎡로 나누어 얻은 수를 합한 수
①0.45
②1.9
③3
④4.6
③
소방시설법 시행규칙 [별표 1]에 따르면, 숙박시설의 수용인원 산정 시 침대가 있는 경우는 종사자 수 + 침대 수, 침대가 없는 경우는 종사자 수 + (바닥면적 합계 / 3㎡)로 계산합니다. 따라서 빈칸에 들어갈 숫자는 3입니다.
13번
다음에서 설명하는 화재 현상은?
중질유(重質油) 탱크 화재 시 유류표면 온도가 물의 비점 이상일 때 소화용수를 유류표면에 방수시키면 물이 수증기로 변하면서 급격한 부피팽창으로 인해 유류가 탱크의 외부로 분출되는 현상이다.
①보일오버(Boil over)
②슬롭오버(Slop over)
③프로스오버(Froth over)
④플래시오버(Flash over)
②
제시된 설명은 '슬롭오버(Slop-over)' 현상에 대한 정확한 정의입니다. 연소 중인 뜨거운 중질유 표면에 물을 방수했을 때, 물이 급격히 끓어 수증기로 변하면서 기름이 탱크 밖으로 넘쳐흐르는 현상을 말합니다. 보일오버는 탱크 바닥의 물이 끓어오르는 현상입니다.
14번
건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙에서 정하고 있는 건축물의 피난안전구역의 설치기준 중 구조 및 설비기준으로 옳지 않은 것은?
①피난안전구역의 높이는 2.1미터 이상일 것
②피난안전구역의 내부마감재료는 준불연재료로 설치할 것
③비상용 승강기는 피난안전구역에서 승하차 할 수 있는 구조로 설치할 것
④건축물의 내부에서 피난안전구역으로 통하는 계단은 특별피난계단의 구조로 설치할 것
②
건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제14조의2에 따르면, 피난안전구역의 내부 마감재료는 **불연재료**로 해야 합니다. '준불연재료'는 기준에 미달합니다.
15번
화재성장속도의 분류별 약 1MW의 열량에 도달하는 시간으로 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
①ㄱ: 200, ㄴ: 100, ㄷ: 50
②ㄱ: 300, ㄴ: 150, ㄷ: 75
③ㄱ: 400, ㄴ: 200, ㄷ: 100
④ㄱ: 450, ㄴ: 300, ㄷ: 150
②
화재성장속도는 열방출률이 1MW(1,055kW)에 도달하는 시간을 기준으로 분류합니다. Slow: 600초, Medium: 300초, Fast: 150초, Ultrafast: 75초. 따라서 ㄱ은 300, ㄴ은 150, ㄷ은 75입니다.
16번
내화건축물의 구획실내에서 가연물의 연소 시, 성장기의 지배적 열전달로 옳은 것은?
①복사
②대류
③전도
④확산
②
화재 초기 및 성장기에는 화염에서 발생한 뜨거운 가스와 연기가 대류 현상에 의해 천장으로 상승하고 실내 상부에 축적되면서 열을 전달하는 것이 주된 열전달 방식입니다. 플래시오버에 가까워지면서 복사열의 중요성이 급격히 증가합니다.
17번
화재로 인해 공장 벽체의 내부 표면온도가 450℃까지 상승하였으며, 벽체 외부의 공기온도는 15℃일 때 벽체 외부 표면온도(℃)는 약 얼마인가? (단, 벽체의 두께는 200mm이고, 벽체의 열전도계수는 0.69 W/m·K, 대류열전달계수는 12 W/m²·K 이다. 복사의 영향과 벽체 상·하부로의 열전달 및 기타의 손실은 무시하며, 0℃는 273 K이고, 소수점 이하 셋째자리에서 반올림한다.)
①112.14
②121.14
③235.14
④385.14
①
정상상태에서 벽체를 통해 전도되는 열량과 벽체 외부 표면에서 공기로 대류되는 열량은 같습니다. (q/A)_전도 = (q/A)_대류. k*(T_in - T_s)/L = h*(T_s - T_out). 여기서 T_s는 외부 표면온도입니다. 0.69*(450 - T_s)/0.2 = 12*(T_s - 15). 3.45*(450 - T_s) = 12*(T_s - 15). 1552.5 - 3.45*T_s = 12*T_s - 180. 1732.5 = 15.45*T_s. 따라서 T_s = 1732.5 / 15.45 ≈ 112.14℃.
18번
다음에서 설명하는 연소생성물은?
질소가 함유된 수지류 등의 연소 시 생성되는 유독성 가스로서 다량 노출 시 눈, 코, 인후 및 폐에 심한 손상을 주며, 냉동창고 냉동기의 냉매로도 쓰이고 있다.
①이산화질소(NO₂)
②이산화탄소(CO₂)
③암모니아(NH₃)
④시안화수소(HCN)
③
제시된 설명은 암모니아(NH₃)의 특징입니다. 암모니아는 질소(N)를 포함한 물질이 연소할 때 발생하며, 강한 자극성 냄새와 독성을 가집니다. 또한, 과거부터 냉동기의 냉매로 널리 사용되어 왔습니다.
19번
연소생성물 중 연기가 인간에 미치는 유해성을 모두 고른 것은?
ㄱ. 시각적 유해성
ㄴ. 심리적 유해성
ㄷ. 생리적 유해성
①ㄱ, ㄴ
②ㄱ, ㄷ
③ㄴ, ㄷ
④ㄱ, ㄴ, ㄷ
④
연기는 인간에게 복합적인 유해성을 가집니다. ㄱ. 시각적 유해성: 가시거리를 감소시켜 피난을 방해합니다. ㄴ. 심리적 유해성: 짙은 연기는 공포감과 방향감각 상실을 유발하여 패닉 상태에 빠지게 합니다. ㄷ. 생리적 유해성: 연기에 포함된 유독가스(CO, HCN 등)는 질식이나 중독을 일으키고, 고온의 연기는 호흡기에 화상을 입힙니다. 따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 해당됩니다.
20번
연기농도를 측정하는 감광계수, 중량농도법, 입자농도법의 단위를 순서대로 나열한 것으로 옳은 것은?
①m⁻¹, 개/cm³, mg/m³
②m⁻³, mg/m³, 개/cm³
③m⁻¹, mg/m³, 개/cm³
④m⁻³, 개/cm³, mg/m³
②
(정답 오류 수정 필요. 순서에 맞는 단위는 3번입니다.) 각 연기농도 측정법의 단위는 다음과 같습니다. 감광계수: 빛이 1m 진행하는 동안 감쇠하는 비율을 나타내므로 단위는 m⁻¹입니다. 중량농도법: 단위 부피당 연기 입자의 질량을 나타내므로 mg/m³ 또는 g/m³를 사용합니다. 입자농도법: 단위 부피당 연기 입자의 개수를 나타내므로 개/cm³ 또는 particles/m³를 사용합니다. 따라서 순서에 맞는 것은 ③번입니다.
21번
제연방식으로 ( )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
(ㄱ)- 화재에 의해서 발생한 열기류의 부력 또는 외부의 바람의 흡출효과에 의해 실의 상부에 설치된 창 또는 전용의 제연구로부터 연기를 옥외로 배출하는 방식
(ㄴ)-화재 시 온도상승에 의하여 생긴 실내 공기의 부력이나 지붕상에 설치된 루프모니터 등이 외부 바람에 의해 동작하면서 생긴 흡입력을 이용하여 제연하는 방식
①ㄱ: 자연제연방식, ㄴ: 기계제연방식
②ㄱ: 밀폐제연방식, ㄴ: 급배기 기계제연방식
③ㄱ: 밀폐제연방식, ㄴ: 스모크타워 제연방식
④ㄱ: 자연제연방식, ㄴ: 스모크타워 제연방식
④
(ㄱ)은 화재 시 발생하는 부력(자연적인 힘)을 이용하여 창이나 개구부로 연기를 배출하는 '자연제연방식'을 설명합니다. (ㄴ)은 건물 옥상 등에 설치된 전용 수직 통로(Shaft)와 루프모니터를 통해 부력과 바람의 흡인력으로 연기를 빼내는 '스모크타워 제연방식'을 설명합니다.
22번
면적이 0.15 ㎡인 합판이 연소되면서 발생한 열방출량(Heat release rate)(kW)은 약 얼마인가? (단, 평균질량감소율은 0.03 kg/m²·s, 연소열은 25 kJ/g, 연소효율은 55%이며, 소수점 이하 셋째자리에서 반올림한다.)
①0.06
②0.20
③61.88
④204.50
③
열방출량(kW=kJ/s) = 질량감소율(kg/s) * 유효연소열(kJ/kg) 입니다. 1. 총 질량감소율 = 평균질량감소율 * 면적 = 0.03 kg/m²·s * 0.15 m² = 0.0045 kg/s. 2. 유효연소열 = 연소열 * 연소효율 = (25 kJ/g * 1000 g/kg) * 0.55 = 25,000 kJ/kg * 0.55 = 13,750 kJ/kg. 3. 열방출량 = 0.0045 kg/s * 13,750 kJ/kg = 61.875 kW.
23번
화재풀룸(Fire plume)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
①측면에서는 층류에 의한 부분적인 와류를 생성한다.
②내부에 형성되는 기류는 중앙부의 부력이 가장 강하다.
③열원으로부터 점차 멀어질수록 주변으로 넓게 퍼져가는 모습을 나타낸다.
④고온의 연소생성물은 부력에 의해 위로 상승한다.
①
화재풀룸은 강력한 부력에 의해 형성되는 상승 기류로, 매우 불규칙하고 역동적인 **난류**의 특성을 보입니다. 주변 공기를 활발하게 유입(Air Entrainment)하면서 와류를 생성하는데, 이는 층류가 아닌 난류에 의한 현상입니다.
24번
다음에서 설명하는 연소방식은?
점도가 높고 비휘발성인 액체를 일단 가열 등의 방법으로 점도를 낮추어 버너 등을 사용하여 액체의 입자를 안개상으로 분출하여 액체 표면적을 넓게 하여 공기와의 접촉면을 많게 하는 연소방법이다.
①자기연소
②확산연소
③분무연소
④예혼합연소
③
제시된 내용은 벙커C유와 같은 중질유를 가열하여 점도를 낮춘 뒤, 노즐을 통해 안개처럼 미세한 액체 입자로 분사하여 연소시키는 '분무연소' 방식에 대한 정확한 설명입니다.
25번
환기구로 에너지가 유출되는 것을 의미하는 환기계수로 옳은 것은? (단, A는 면적, H는 높이이다.)
①A√H
②H√A
③A²√H
④A/H
①
환기계수(Ventilation Factor)는 화재실의 개구부를 통한 공기 유입량을 나타내는 척도로, 화재 성상이 연료지배형인지 환기지배형인지를 판단하는 데 사용됩니다. 환기계수는 '개구부 면적(A) × (개구부 높이(H)의 제곱근)' 즉, A√H 로 정의됩니다.