[소방설비기사(기계) 필기] 24년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 바닥 의 내화구조는 ① 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께 10cm 이상 인 것 ② 철재로 보강된 콘크리트블록조·벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은 콘크리트블록등의 두께가 5cm 이상 인 것 ③ 철재의 양면을 두께 5cm 이상 의 철망모르타르 또는 콘크리트로 덮은 것이다. 따라서 철근콘크리트조로서 두께가 5cm 이상인 것 은 기준(10cm 이상)에 미달하므로 옳지 않다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 바닥의 내화구조는 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 10cm 이상인 것을 요구한다. 따라서 철근콘크리트 바닥의 두께는 10cm 이상이어야 한다. 참고로 벽의 경우 철근콘크리트조 두께 10cm 이상, 철망모르타르 바르기는 4cm 이상 기준이 적용된다.

최소산소농도는 $MOC = LFL \times \left( \dfrac{\text{산소 몰수}}{\text{연료 몰수}} \right)$ 로 구한다. 메탄: $5.0 \times 2 = 10.0$ %, 에탄: $3.0 \times 3.5 = 10.5$ %, 프로판: $2.1 \times 5 = 10.5$ %, 부탄: $1.8 \times 6.5 = 11.7$ %이다. 따라서 MOC가 가장 작은 물질은 메탄이다.

혼합가연성 가스의 폭발하한계는 르샤틀리에(Le Chatelier) 식으로 구한다. 각 성분의 부피비 합이 100%(80+15+4+1)이므로 $L=\dfrac{100}{\frac{80}{5}+\frac{15}{2}+\frac{4}{2}+\frac{1}{1.8}}$ 로 계산한다. 분모는 $16+7.5+2+0.556=26.06$ 이므로 $L=\dfrac{100}{26.06}\approx 3.8$ vol% 이다. 따라서 이 혼합기체의 공기 중 폭발하한계는 약 3.8 vol%이다.

부피 기준으로 1[%]는 위생 측면에서 허용되는 실내 농도의 위쪽 한계(㉡)이고, 2[%]에서는 답답하고 언짢은 느낌(㉣)이 들기 시작한다. 4[%]가 되면 머리를 조이는 듯한 압박(㉠)과 함께 눈·목의 자극, 어지럼이 따라오며, 숨쉬기가 뚜렷하게 힘들어지는 단계(㉢)는 8[%] 안팎부터다. 10[%]에 이르면 시야가 흐려지고 1분 안에 정신을 잃을 수 있다. 그러므로 낮은 쪽부터 세우면 ㉡ → ㉣ → ㉠ → ㉢ 이 된다. 숨쉬기가 힘들어지는 시점을 4[%]나 6[%]처럼 앞당겨 잡는 것이 흔한 착오인데, 그 정도 농도에서는 호흡 횟수가 늘어나는 데 그친다.

감광계수 $C_s\,[m^{-1}]$ 는 값이 클수록 연기 농도가 짙고 가시거리가 짧다. 일반적으로 0.1은 감지기 작동 및 가시거리 20~30m, 1은 거의 앞이 보이지 않는 정도이며, 10 은 가시거리가 수십 cm에 불과한 화재 최성기 수준의 농도이다. 따라서 옳은 것은 10은 화재 최성기 때의 농도이다라는 설명이다. 거의 앞이 보이지 않는 정도는 0.5가 아니라 1이며, 감지기 작동 직전은 0.1 부근, 가시거리 20~30m는 0.5가 아니라 0.1에 해당하므로 나머지 설명은 모두 틀리다.

소화기구(자동확산소화기 제외)는 바닥으로부터 높이 1.5m 이하 의 곳에 비치하여야 한다. 이는 소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준에 규정된 설치 높이로, 사용자가 손으로 쉽게 꺼내 쓸 수 있는 높이를 확보하기 위한 것이다. 따라서 소화기구는 바닥으로부터 높이 1.5m 이하의 곳에 비치하여야 한다.

제1종 분말소화약제인 탄산수소나트륨의 열분해식은 $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$ 이다. 좌변 원자수는 Na 2·H 2·C 2·O 6이고 우변에 이미 있는 $Na_2CO_3$ 와 $H_2O$ 가 Na 2·H 2·C 1·O 4를 차지하므로 남는 것은 C 1·O 2, 즉 $CO_2$ 이다. 따라서 괄호 안에 알맞은 화학식은 $CO_2$ 이다. 생성된 이산화탄소와 수증기 는 질식·냉각 소화효과를 담당한다.

경유는 제4류 위험물 제2석유류로 비중이 약 0.82~0.85 여서 물보다 가볍고 물에 녹지 않는다. 따라서 주수하면 기름이 물 위에 떠서 물과 함께 흘러 퍼지므로, 경유화재에 주수소화가 오히려 위험할 수 있는 이유는 경유가 물보다 비중이 가벼워 화재면의 확대 우려가 있기 때문이며, 유류화재에는 질식소화(포·이산화탄소·분말)가 적합하다.

블레비(BLEVE, Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion)는 액화가스 저장탱크가 외부 화재로 가열될 때 액상부의 온도와 포화증기압이 상승하는 한편, 액면 위 기상부와 접한 탱크 벽은 액체에 의한 냉각을 받지 못해 강도가 떨어지면서 탱크가 파열되고, 감압된 잔류 액체가 순간적으로 기화·팽창하며 일으키는 물리적 폭발이다.
이때 방출된 가연성 증기가 점화되면 상승하면서 구형의 화염을 이루는데 이를 파이어볼(Fire Ball)이라 한다. 파이어볼은 블레비에 뒤따르는 결과 현상이지 탱크 파열의 원인 현상이 아니다.
보일오버는 중질유 탱크 화재에서 아래로 내려간 열파(heat wave)가 탱크 바닥의 물층에 도달해 물이 급격히 증발하면서 유류를 탱크 밖으로 분출시키는 현상이고, 슬롭오버는 고온의 유면에 소화용수나 포가 닿아 물이 급격히 기화하며 유류가 넘치는 현상이며, 프로스오버는 화재 없이 고점도 유류와 물이 섞여 거품 상태로 넘쳐흐르는 현상이다.
세 현상은 모두 유류탱크에서 물의 급격한 증발이 원인이라는 점에서, 액화가스의 비등과 탱크 파열이 원인인 블레비와 구분된다.

할론 번호는 앞에서부터 C, F, Cl, Br 원자 수를 순서대로 나타낸다. Halon 1301은 C가 1개, F가 3개, Cl이 0개, Br이 1개이므로 분자식은 CF_3Br이다. CF_3Cl은 Halon 1310에 해당하는 표기이고, CH_3Br은 Halon 1001이다.

탄화알루미늄은 물과 반응하여 메탄 을 발생시킨다: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$ . 따라서 탄화알루미늄 – 프로판의 연결이 옳지 않다. 수소화리튬은 수소 , 인화칼슘은 포스핀( $PH_3$ ) , 탄화칼슘은 아세틸렌( $C_2H_2$ ) 을 발생시켜 모두 옳은 연결이다.

자기반응성물질은 위험물안전관리법령상 제5류 위험물로, 질산에스터류·나이트로화합물·하이드록실아민염류 등이 이에 해당한다. 할로젠간화합물(할로겐간화합물)은 산화성 액체인 제6류 위험물에 속하므로 자기반응성물질의 품명에 해당하지 않는다.

불꽃의 색은 온도를 나타내며, 온도가 낮은 쪽부터 높은 쪽으로 암적색(약 700℃) → 적색 → 휘적색 → 황적색 → 백적색 → 휘백색(약 1,500℃ 이상) 순으로 높아진다. 따라서 암적색, 적색, 휘적색보다 휘백색이 가장 온도가 높다.

「건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙」 제14조제2항은 자동방화셔터가 갖춰야 할 요건을 정해 두었는데, 불꽃이나 연기를 읽었을 때는 셔터가 중간까지만 내려오고 열까지 읽혀야 바닥에 닿도록 끝까지 내려오게 되어 있다. 이렇게 두 단계로 나눈 까닭은 연기만 퍼진 초기에는 셔터 아래로 사람이 빠져나갈 틈을 남겨 두고, 실제로 불길이 붙어 온도가 오른 뒤에야 구획을 완전히 막기 위해서다. 그러므로 열을 읽었을 때 오히려 열린다고 보는 설명은 방화구획을 두는 목적과 정면으로 어긋난다. 같은 조항은 셔터를 피난이 가능한 60분+ 방화문 또는 60분 방화문에서 3m 안쪽에 따로 세우고, 감지기는 열을 읽는 것 하나에 불꽃용이나 연기용 중 하나를 더해 두 종류를 달며, 전동이나 수동으로 여닫을 수 있게 하라고도 정하고 있다.

감광계수 $C_s$ 와 가시거리의 관계에서 $C_s=0.1$ 일 때 가시거리 20~30m , 1 일 때 1~2m , 10 일 때 0.2~0.5m 로 화재 최성기 때의 농도 이며 이때 유도등이 보이지 않는다. 30 은 출화실에서 연기가 분출될 때의 농도이다. 따라서 화재 최성기 때의 농도로 유도등이 보이지 않을 때의 감광계수는 10 $m^{-1}$ 이다.

화재 시 인간의 피난본능은 발화지점의 반대 방향 으로 가는 퇴피본능 , 평소 사용하던 출입구로 향하는 귀소본능 , 최초 행동자를 따르는 추종본능 , 그리고 밝은 쪽으로 향하는 지광본능 으로 설명된다. 사람은 어두운 곳이 아니라 밝은 곳 으로 대피하려 하므로 어두운 곳으로 대피한다는 설명이 피난특성으로 볼 수 없다.

플래시오버 는 실내화재의 성장기에서 최성기로 넘어가는 전이 현상으로, 축적된 가연성 열분해가스 와 복사열 에 의해 실내 가연물 표면이 거의 동시에 착화 하여 화염이 실 전체로 급격히 확대되는 상태이다. 따라서 옥내화재가 서서히 진행하여 열 및 가연성 기체가 축적되었다가 일시에 연소하여 화염이 크게 발생하는 상태가 옳다. 화염이 상부층으로 확대되는 것은 수직 연소확대 에 해당하고, 액체가 넓게 퍼져 타는 것은 풀 화재(액면화재) 로 플래시오버와 무관하다.

가연성 가스가 섞이면 각 성분의 하한값과 조성비를 르샤틀리에(Le Chatelier) 관계에 넣는다. $\dfrac{100}{L}=\sum \dfrac{V_i}{L_i}=\dfrac{60}{5.0}+\dfrac{30}{3.0}+\dfrac{10}{2.1}=12+10+4.76=26.76$ 이 되므로 $L=\dfrac{100}{26.76}\fallingdotseq 3.74$ vol% 다. 조성비를 그대로 곱해 더한 값(4.11), 성분 하한값만 평균한 값(3.37), 역수를 되돌리지 않은 값(26.76)은 모두 이 관계식과 어긋난다. 하한값이 낮은 성분이 조금만 섞여도 전체 하한이 크게 내려간다는 점을 기억하면 검산이 쉽다.

연소의 3요소는 가연물질, 산소공급원, 점화원이며, 여기에 순조로운 연쇄반응 을 더한 것이 연소의 4요소 이다. 따라서 연소의 4요소에 포함되지 않는 것은 촉매 이다. 참고로 물·냉각소화는 점화원(열)을, 질식소화는 산소공급원을, 억제(부촉매)소화는 연쇄반응을 차단하는 원리이다.

대류열전달량은 뉴턴의 냉각법칙 $q=hA\Delta T$ 이고, 구의 표면적은 $A=\pi d^2$ 이므로 온도차가 같다면 $q\propto h\,d^2$ 이다. 2cm 공은 대류열전달계수가 10배 이므로 $10\times 2^2=40$ , 4cm 공은 $1\times 4^2=16$ 에 비례한다. 따라서 대류열전달량의 비(2cm 공 : 4cm 공)는 40:16=1:0.4이다.

대기에 노출된 자유낙하 구간이므로 베르누이식은 속도수두와 위치수두만 남아 $V_2=\sqrt{V_1^{2}+2gh}=\sqrt{1.0^{2}+2(9.8)(0.20)}=\sqrt{4.92}=2.22$ m/s 가 된다. 물이 도중에 사라지거나 늘지 않으므로 $A_1V_1=A_2V_2$ 가 성립하고, 단면적 비는 $\dfrac{A_2}{A_1}=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{1.0}{2.22}=0.451$ 이다. 지름은 면적의 제곱근을 따르므로 $\dfrac{d_2}{d_1}=\sqrt{0.451}=0.67$ 배다. 즉 줄기가 얇아지는 까닭은 물이 줄어서가 아니라, 빨라진 흐름을 같은 양으로 통과시키려면 통로가 좁아질 수밖에 없기 때문이다. 0.45는 지름이 아닌 단면적 비, 2.22는 속도 비, 1.49는 지름 비를 뒤집은 값이다.

빨아들이는 쪽에서 압력이 증기압 밑으로 내려가면 물이 그 자리에서 끓어 기포가 생기고, 이 기포는 압력이 되살아나는 날개차 안쪽으로 실려 가 급히 짜부라지며 국부적으로 큰 충격압을 낸다. 이것이 공동현상이고, 뒤따르는 결과는 넷으로 정리된다. 첫째 요란한 소리와 떨림, 둘째 꺼지는 기포가 금속면을 쪼아 생기는 날개차 파임, 셋째 성능곡선 자체가 아래로 처지는 효율 하락, 넷째 밀어 올리는 높이와 내보내는 물의 양이 나란히 줄어드는 것이다. 곧 양정이 올라간다거나 성능이 좋아진다는 서술은 방향이 반대다. 막으려면 흡입 실양정을 줄이고 흡입관을 굵고 짧게 하며, 회전수를 낮추거나 두 대로 나눠 유효흡입수두(NPSHav)가 필요흡입수두(NPSHre)보다 넉넉히 크도록 잡아야 한다.

부차적 손실(minor loss)은 관의 곡선부, 단면의 급확대·급축소, 밸브·엘보 등 이음쇠, 유동 단면의 장애물처럼 유로가 국부적으로 변하는 곳에서 생기는 손실이다. 따라서 곡선부에 의한 손실, 관 단면의 급격한 확대에 의한 손실, 유동단면의 장애물에 의한 손실은 모두 부차적 손실에 해당한다. 반면 직선 원관 내의 손실은 관 벽면의 마찰에 의한 주손실(major loss, 마찰손실) 로, 달시-바이스바흐 식 $h_L=f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$ 으로 계산되는 부차적 손실과 구분되는 별개의 손실이다. 그러므로 부차적 손실에 해당하지 않는 것은 직선 원관 내의 손실이다.

단위를 갈라 보면 정의가 드러난다. $\mathrm{N/m}$ 은 힘을 길이로 나눈 꼴이므로, 경계면을 따라 길이 방향으로 잡아당기는 성질인 표면장력이 여기에 맞는다. 식으로는 $\gamma=\dfrac{F}{L}$ 이며, $20^{\circ}\mathrm{C}$ 물은 대략 $0.073\,\mathrm{N/m}$ 값을 갖는다. 나머지를 견줘 보면 동력은 일을 시간으로 나눈 $\mathrm{J/s=W}$ , 압력은 힘을 면적으로 나눈 $\mathrm{N/m^{2}=Pa}$ , 점성계수는 전단응력을 속도기울기로 나눈 $\mathrm{Pa\cdot s}$ 이다. 한편 $\mathrm{N\cdot m}$ 처럼 힘에 길이를 곱한 꼴은 일이나 모멘트를 가리키므로, 나누기와 곱하기를 뒤집지 않도록 주의한다.

달시-바이스바흐식에서 마찰손실수두 $h_f=f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$ , 속도수두 $h_v=\dfrac{V^2}{2g}$ 이다. 두 값이 같으면 $f\dfrac{L}{D}=1$ 이 된다. $L=\dfrac{D}{f}=\dfrac{0.1}{0.03}\approx 3.33\,\text{m}$ 따라서 이 관로의 길이는 약 3.33m이다.

연속방정식 $Q=AV$ 에서 $V=\dfrac{Q}{A}$ 이다. 유량은 $Q=150\,\text{L/min}=\dfrac{0.15}{60}=2.5\times10^{-3}$ m³/s이고, 단면적은 $A=\dfrac{\pi(0.04)^2}{4}=1.2566\times10^{-3}$ m²이다. 따라서 $V=\dfrac{2.5\times10^{-3}}{1.2566\times10^{-3}}=1.99$ 로 평균유속은 약 1.99m/s이다.

굽은 면의 수평 성분은 그 면을 연직면에 비춘 그림자에 걸리는 정수압으로 갈음한다. 그림자는 높이가 반지름과 같은 2 m, 폭이 3 m 이니 넓이는 6 m² 이고, 아래끝이 5 m 깊이에 놓이므로 도심은 $5-1=4$ m 자리다. 따라서 $F_H=\gamma h_c A=9.8\times 4\times 6=235.2$ kN 이다. 압력은 깊이에 비례해 커지므로 합력선은 도심보다 조금 처진 $y_p=h_c+\dfrac{I_c}{h_cA}=4+\dfrac{3\times 2^{3}/12}{4\times 6}=4.083$ m 를 지난다. 도심을 5 m 로 잘못 잡으면 294 kN, 폭을 빠뜨리면 117.6 kN 이 되고, 합력선을 도심과 같은 4.00 m 로 두는 것도 잦은 잘못이다.

모세관 상승 높이는 $h=\dfrac{4\sigma\cos\theta}{\rho g d}$ 로 표면장력 $\sigma$ 에 비례 하고, 관의 지름 d ·밀도 $\rho$ ·중력가속도 g 에는 반비례 한다. 따라서 표면장력이 클수록 높이 올라간다는 설명이 옳다. 관의 지름이 클수록 높이 올라간다, 밀도가 클수록 높이 올라간다는 반비례 관계이므로 반대이며, 중력의 크기와는 무관하다는 설명도 분모에 g 가 있으므로 틀리다.

시차액주계(마노미터)의 압력차는 $\Delta P = (\gamma_{Hg} - \gamma_{w})\,h$ 로 구한다. $\Delta P = (13.6 - 1) \times 9\,800 \times 0.03 = 3\,704$ Pa $\approx 3.7$ kPa이다. 따라서 오리피스 전후의 압력 차이는 약 3.7kPa이다. 수은의 비중량만 쓰고 물의 비중량을 빼지 않으면 약 4.0 kPa이 되므로, 비중차 12.6 을 반드시 적용해야 한다.

동력은 단위시간당 일이므로 $P=\dfrac{F\cdot L}{T}$ 이고, 힘의 차원은 $F=MLT^{-2}$ 이다. 따라서 $P=\dfrac{MLT^{-2}\cdot L}{T}=ML^{2}T^{-3}$ 이 되어 동력의 차원은 $ML^2T^{-3}$ 이다. 참고로 $MLT^{-2}$ 는 힘, $ML^{2}T^{-2}$ 는 일(에너지)의 차원이다.

펌프의 전양정은 흡입양정 2m + 토출양정 15m + 손실수두 6m =23 m 이다. 수동력은 $P=\gamma QH$ 이고, $Q=\dfrac{1}{60}=0.01667$ m³/s 이므로 $P=9{,}800\times 0.01667\times 23=3{,}757$ W 이다. 따라서 필요한 펌프의 동력은 3757 W 이다(효율이 주어지지 않았으므로 수동력을 그대로 답한다).

축동력은 물에 실린 일률을 펌프 효율로 되나눈 값이다. 먼저 분당 유량을 초당으로 고치면 $Q=\dfrac{1.8}{60}=0.03$ m3/s 다. 물에 실제로 전달되는 동력은 $P_w=\rho g Q H=1{,}000\times 9.81\times 0.03\times 60=17{,}658$ W, 곧 17.66kW이고 이를 0.6으로 되나누면 $P=\dfrac{17.66}{0.6}=29.43$ kW 가 나온다. 거꾸로 29.43에 0.6을 곱하면 17.66kW로 되돌아오고, 이를 $\rho g H=1{,}000\times 9.81\times 60=588{,}600$ 으로 나누면 0.03m3/s, 즉 매분 1.8m3이 되어 처음 조건이 그대로 복원된다. 17.66kW는 효율을 아예 반영하지 않은 값, 10.59kW는 나누는 대신 곱한 값, 49.05kW는 효율을 두 번 되나눈 값이다.

액주계에서는 양쪽 액면이 벌어진 만큼의 액기둥 무게가 두 압력의 차를 그대로 떠받친다. 곧 $\Delta p=\gamma h=\rho g h$ 이므로 $h=\dfrac{\Delta p}{\rho g}$ 이다. 비중 0.8인 기름의 밀도는 $\rho=0.8\times1000=800\,\mathrm{kg/m^{3}}$ , 비중량은 $\gamma=800\times9.8=7840\,\mathrm{N/m^{3}}$ 이다. 따라서 $h=\dfrac{4\times10^{3}}{7840}=0.51\,\mathrm{m}$ 이다. 반대로 $7840\times0.51\fallingdotseq4.0\times10^{3}\,\mathrm{Pa}$ 로 처음 조건이 되살아나므로 답이 맞다. 기름 대신 물의 비중량을 쓰면 0.41, 비중으로 나눌 것을 곱해 버리면 0.33이 되고, 5.10은 kPa을 Pa로 고치면서 자릿수를 하나 틀린 값이다.

평균속도는 단면을 지나는 유량을 단면적으로 나눈 값이다. 포물선형 속도분포 $V=V_{max}\dfrac{r_o^2-r^2}{r_o^2}$ 를 원형 단면에 대해 적분하면 $V_{avg}=\dfrac{1}{\pi r_o^2}\int_0^{r_o}V_{max}\left(1-\dfrac{r^2}{r_o^2}\right)2\pi r\,dr=\dfrac{V_{max}}{2}$ 이처럼 관 내 층류의 포물선 분포에서 평균속도는 최대속도의 절반인 $\dfrac{V_{max}}{2}$이다.

베르누이 방정식은 정상유동 , 비압축성 , 비점성(마찰 무시) 유체가 같은 유선 을 따라 흐를 때 성립한다. 점성이 있으면 마찰손실로 에너지가 소산되어 손실수두 항이 필요하고, 비정상 유동이면 시간에 따라 유동이 변해 각 항의 합이 일정하지 않으며, 압축성 유동은 밀도 변화를 고려해야 한다. 따라서 베르누이 방정식을 적용할 수 있는 기본 전제조건은 비압축성 흐름, 비점성 흐름, 정상 유동이다.

금속 덩어리가 두 액체의 경계면에 정지해 있으므로 두 액체가 각각 작용하는 부력의 합이 물체의 무게와 같다.
비중 8인 액체에 잠긴 부피를 $V_1$ , 물에 잠긴 부피를 $V_2$ , 물의 비중량을 $\gamma_w$ 라 하면 부력의 합은 $8\gamma_w V_1 + 1\cdot\gamma_w V_2$ , 물체의 무게는 $5\gamma_w (V_1+V_2)$ 이므로
$8\gamma_w V_1 + \gamma_w V_2 = 5\gamma_w (V_1+V_2)$ 에서 $\gamma_w$ 를 소거하면 $8V_1+V_2=5V_1+5V_2$ , 즉 $3V_1=4V_2$ 이고 $V_1 : V_2 = 4 : 3$ 이다.
일반화하면 아래쪽 무거운 액체의 비중을 $S_L$ , 물체의 비중을 $S$ 라 할 때 $V_1 : V_2 = (S-1) : (S_L-S)$ 이며, 여기서는 $(5-1):(8-5)=4:3$ 이 된다. 두 부피의 순서를 바꾸어 답하면 3:4, 두 액체의 비중을 그대로 옮겨 적으면 8:5가 되므로 물음이 요구하는 순서를 확인해야 한다.

보일의 법칙 $P_1V_1=P_2V_2$ 에서 부피비는 절대압력의 역비이다. 표준대기압은 수두로 $10.332$ m이므로 수심 72.4 m 지점의 절대압력은 $P_1=10.332+72.4=82.73$ mH₂O, 수면에서는 $P_2=10.332$ mH₂O이다. 따라서 $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{P_1}{P_2}=\dfrac{82.73}{10.332}=8.0$ 배가 되어 수면으로 올라온 기포의 부피는 최초 부피의 8배가 된다.

관마찰 손실수두는 달시-바이스바흐식 $h_L = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$ 로 구한다. 마찰계수 f 와 관경 D 가 일정하면 손실수두는 길이에 비례하고 속도의 제곱에 비례 한다. 길이가 2배, 속도가 2배이므로 $2 \times 2^2 = 8$ 배가 되어 손실수두는 8배가 된다. 속도를 1제곱으로 보면 $2 \times 2 = 4$ 가 되어 4배 를 고르기 쉬우니 주의한다.

부력 = 전체 무게이므로 $\gamma_{\text{해수}} \times (L \times B \times d) = W_{\text{소방정}} + W_{\text{약제}}$ 이다. 소방정 무게는 $0.6 \times 1{,}000 \times (20\times10\times3) = 360{,}000$ kgf(=360톤), 여기에 약제 5톤을 더하면 총 365톤 이다(약제의 비중 0.9는 이미 무게가 주어졌으므로 불필요한 조건이다). 배수량은 $1.03 \times 1{,}000 \times (20 \times 10 \times d) = 206{,}000\,d$ kgf이므로 $d = \dfrac{365{,}000}{206{,}000} \approx 1.77$ m이다.

소방시설공사업법상 관계인 또는 발주자는 소방시설업이 등록취소되거나 영업정지된 경우, 소방시설업을 휴업하거나 폐업한 경우, 정당한 사유 없이 30일 이상 소방시설공사를 계속하지 아니하는 경우, 하도급계약의 적정성 심사 결과 하수급인 또는 하도급계약 내용의 변경 요구에 정당한 사유 없이 따르지 아니하는 경우에 도급계약을 해지할 수 있다. 따라서 정당한 사유 없이 15일 이상 소방시설공사를 계속하지 아니하는 경우는 기준(30일 이상)과 다르므로 옳지 않다.

위험물안전관리법 제6조에 따라 제조소등의 위치·구조 또는 설비의 변경 없이 위험물의 품명·수량 또는 지정수량의 배수를 변경하고자 하는 자는 변경하고자 하는 날의 1일 전까지 ③ 시·도지사에게 신고하여야 합니다.
제조소등의 설치허가·변경허가의 권한자도 시·도지사이며, 실무상 권한이 소방서장 등에게 위임되어 처리되더라도 법령에 명시된 신고의 상대방은 시·도지사입니다.

「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률 시행령」의 특수가연물 수량 기준상 면화류는 200kg 이상 이므로 이 기준이 옳다. 나머지는 나무껍질 및 대팻밥 400kg 이상 , 넝마 및 종이부스러기 1,000kg 이상 , 가연성고체류 3,000kg 이상 이 정확한 기준이다.

「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행규칙」 제17조는 세 가지를 모두 갖춘 때에만 이 구조로 인정한다. ① 현황도상 한 필지에 두 동 이상이 있을 것, ② 마주한 외벽 사이 수평 간격이 1층에서 6m, 2층부터는 10m를 넘지 않을 것, ③ 개구부가 상대 동을 바라볼 것. 그러므로 층별 한계값은 6m와 10m가 짝을 이룬다. 20m는 규정에 없는 값이며, 두 값을 층별로 맞바꾼 조합 역시 요건을 채우지 못한다.

위험물안전관리법 시행규칙상 제조소의 보유공지 너비는 취급하는 위험물의 최대수량이 지정수량의 10배 이하이면 3[m] 이상 , 10배를 초과하면 5[m] 이상을 확보하여야 한다. 따라서 이 경우 보유공지의 너비는 3[m] 이상이다. 5[m]는 지정수량 10배 초과인 경우의 값이다.

「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률」상 소방관서장이 옮긴 물건등의 보관기간은 소방본부 또는 소방서의 인터넷 홈페이지에 공고하는 기간(공고기간 14일)의 종료일 다음 날부터 7일 로 한다. 따라서 보관기간은 7일이다.

보고 대상은 소방기본법 시행규칙 제3조제2항제1호에 열거돼 있다. 인명 쪽 문턱은 사망 5인 이상 또는 사상자 10인 이상, 이재민은 100인 이상, 재산피해는 50억원 이상이다. 건축물은 층수 11층 이상이라야 하고, 위험물이라면 지정수량 3천배 이상을 다루는 제조소·저장소·취급소가 걸린다. 보기 중 문턱을 넘긴 것은 위험물 취급소뿐이며, 이재민 50명·재산피해 30억원·지상 8층은 모두 기준선 아래다.

소방기본법의 목적은 화재를 예방·경계하거나 진압 하고 화재, 재난·재해, 그 밖의 위급한 상황에서의 구조·구급 활동 등을 통하여 국민의 생명·신체 및 재산을 보호 함으로써 공공의 안녕 및 질서 유지 와 복리증진 에 이바지하는 것이다. 따라서 나머지 세 설명(구조·구급 활동, 공공의 안녕 및 질서 유지, 국민의 생명·신체·재산 보호)은 모두 목적 조항의 내용이지만, 풍수해의 예방·경계·진압에 관한 계획·예산·지원 활동 은 소방기본법의 목적에 규정되어 있지 않아 거리가 멀다.

시행령 제7조제1항제1호는 일반 잣대를 연면적 400m2로 두고, 가목부터 라목까지 네 용도에만 더 낮은 값을 붙였다. 가목 학교시설이 100m2로 가장 낮고, 나목 노유자 시설과 수련시설이 200m2, 다목 정신의료기관과 라목 장애인 의료재활시설이 나란히 300m2다. 그러므로 가장 작은 값이 붙는 짝은 학교시설과 100m2이고, 나머지 세 선택지는 용도는 실재하되 값을 절반 수준으로 낮춰 적어 둔 것이라 어긋난다. 덧붙여 다목에서는 입원실을 두지 않은 정신건강의학과 의원이 빠지며, 가목의 학교시설은 「학교시설사업 촉진법」 제5조의2제1항이 걸리는 것을 가리킨다.

소방시설공사업법 시행규칙의 소방기술자 학력·경력 기준에서 고급기술자 는 박사학위 취득 후 1년 , 석사학위 취득 후 6년 , 학사학위 취득 후 9년 , 전문학사 취득 후 12년 , 고등학교 졸업 후 15년 이상 소방 관련 업무를 수행한 사람이다. 따라서 고급기술자는 석사학위를 취득한 후 6년 이상 소방 관련 업무를 수행한 사람이며, 박사 2년·학사 8년·고졸 10년은 각 학력별 요구 연수와 맞지 않는다. 학력·경력 연수는 개정될 수 있으므로 출제 당시 기준으로 본다.

「위험물안전관리법 시행령」 [별표 1]은 인화점 구간으로 석유류를 가르면서 수량도 층층이 올려 잡는다. 인화점 70℃ 위 200℃ 아래인 제3석유류는 물에 녹지 않는 것 2,000L·녹는 것 4,000L이고, 200℃ 위 250℃ 아래인 제4석유류는 녹고 안 녹고를 따지지 않은 채 6,000L 한 값으로 묶인다. 그 위층인 동식물유류가 10,000L이니 6,000L 자리에 5,000L를 끼워 넣으면 층계가 통째로 어긋난다. 아래층으로는 특수인화물 50L, 제1석유류가 200L와 400L, 알코올류 400L, 제2석유류가 1,000L와 2,000L 순으로 놓인다.

「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행규칙」상 건축허가등의 동의 회신기간은 원칙적으로 서류 접수일부터 5일 이내 이나, 특급 소방안전관리대상물에 해당하는 경우에는 10일 이내 이다. 아파트는 50층 이상 또는 높이 200m 이상 이면 특급 소방안전관리대상물이므로, 높이 200m인 아파트는 10일 이내 회신 대상이다. 따라서 회신기한은 10일이다.

「소방시설공사업법 시행령」 [별표 1] 제2호 표는 전문 등급에 대해 보조기술인력을 2명 이상 두고, 법인이면 자본금 1억원 이상, 개인이면 자산평가액 1억원 이상을 갖추라고 못박는다. 주된 기술인력은 소방기술사 1명이거나 기계분야와 전기분야 소방설비기사를 각각 1명씩이며, 두 자격을 한 사람이 함께 딴 경우에는 그 한 명으로 갈음한다. 맡을 수 있는 일감은 특정소방대상물에 붙는 기계ㆍ전기 두 분야 소방시설을 가리지 않는 공사ㆍ개설ㆍ이전 및 정비 전부다. 보조인력 1명은 일반 등급(기계분야ㆍ전기분야)에 걸린 잣대이고, 자본금 2억원이나 보조인력 3명은 어느 업종 칸에도 없는 값이다.

위험물안전관리법령상 정기점검 대상 제조소등에는 지정수량 10배 이상을 취급하는 제조소·일반취급소, 지정수량 200배 이상 의 옥외탱크저장소, 지하탱크저장소, 이동탱크저장소, 지하매설탱크가 있는 제조소·주유소·일반취급소 등이 포함된다. '지정수량 100배 이상 옥외탱크저장소'는 기준(200배 이상)에 미달하므로 정기점검 대상이 아니다. 이동탱크저장소, 지정수량 10배 이상 제조소, 지하탱크저장소는 모두 정기점검 대상이다.

「위험물안전관리법 시행규칙」 별표의 유별 혼재 기준상 혼재가 가능한 조합은 제1류-제6류, 제2류-제4류, 제2류-제5류, 제3류-제4류 , 제4류-제5류이다. 따라서 유별을 달리하는 위험물을 혼재하여 저장할 수 있는 조합은 제3류-제4류이다. 제5류-제6류, 제2류-제3류, 제1류-제2류는 모두 혼재가 금지되는 조합이다. 다만 이 기준은 지정수량의 $\dfrac{1}{10}$ 이하인 위험물에는 적용하지 아니한다.

위험물안전관리법령상 주유취급소 중 건축물의 2층 이상 을 점포·휴게음식점 또는 전시장의 용도로 사용하는 것은 그 출입구와 피난구, 피난구로 통하는 통로·계단 및 출입구 에 유도등 을 설치하여야 하며, 옥내주유취급소에도 같은 기준이 적용된다. 따라서 설치해야 하는 피난설비는 유도등이며, 피난사다리·완강기·구조대는 해당 규정의 대상이 아니다.

소방기본법상 소방대 는 화재를 진압하고 화재, 재난·재해, 그 밖의 위급한 상황에서 구조·구급 활동 등을 하기 위하여 소방공무원·의무소방원·의용소방대원 으로 구성된 조직체이므로 소방대의 정의가 옳다. 관계인은 소방대상물의 소유자·관리자·점유자 를 말하며 점유예정자는 포함되지 않고, 소방대장은 소방본부장 또는 소방서장 등 현장에서 소방대를 지휘하는 사람이므로 소방서장을 제외한다는 서술이 틀렸다. 소방대상물의 선박은 항구에 매어둔 선박만 해당하므로 이를 제외한다는 서술도 틀렸다.

위험물안전관리법 시행규칙상 제조소의 주의사항 게시판은 「물기엄금」은 청색바탕에 백색문자 , 「화기주의」·「화기엄금」은 적색바탕에 백색문자 로 표시한다. 제4류 위험물(인화성 액체)은 화기엄금 을 표시하므로 게시판의 색상은 적색바탕에 백색문자이다.

위험물안전관리법 시행규칙(별표 6)의 방유제 설치기준상 높이가 1m를 넘는 방유제 및 간막이 둑의 안팎에는 출입용 계단 또는 경사로를 약 50m마다 설치해야 하므로, '④ 높이가 1m를 넘는 방유제 및 간막이 둑의 안팎에는 출입계단·경사로를 약 50m마다 설치할 것'이 옳은 설명입니다.
나머지 보기는 실제 기준과 수치가 다릅니다. 방유제의 높이는 0.5m 이상 3m 이하(①은 2.0m 이하로 오기), 방유제 내의 면적은 80,000m² 이하(②는 100,000m²로 오기), 탱크 2기 이상일 때 방유제 용량은 최대 탱크 용량의 110% 이상(③은 120%로 오기)입니다.

제3류 위험물 중 금수성 물품(칼륨, 나트륨, 탄화칼슘 등)은 물과 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로 ① 물, ② 강화액 같은 수계 소화약제는 사용할 수 없습니다.
금수성 물품에는 탄산수소염류 분말, 마른모래, 팽창질석·팽창진주암으로 덮어 질식소화하는 것이 적응성이 있으므로 정답은 ③ 팽창질석입니다. ④ 인산염류분말은 분말소화약제 중 금수성 물품에 적응성이 없는 약제입니다(분말 중에는 탄산수소염류만 적응).

미분무소화설비의 화재안전기준상 미분무란 물만을 사용하여 소화하는 방식으로, 최소설계압력에서 헤드로부터 방출되는 물입자 중 99%의 누적체적분포가 400μm 이하로 분무되고 A·B·C급 화재에 적응성을 갖는 것을 말한다. 따라서 ㉠은 400, ㉡은 A·B·C이다. 미분무는 냉각·질식 효과와 함께 전기적 비전도성을 가져 C급까지 적응성이 인정된다.

연결살수설비의 화재안전기준상 천장 또는 반자의 각 부분으로부터 하나의 살수헤드까지의 수평거리는 연결살수설비 전용헤드는 3.7m 이하 , 스프링클러헤드는 2.3m 이하 로 하되, 살수헤드의 부착면과 바닥과의 높이가 2.1m 이하 인 부분은 살수헤드의 살수분포에 따른 거리로 할 수 있다. 따라서 ㉠ 3.7, ㉡ 2.3, ㉢ 2.1이 옳다. 전용헤드가 스프링클러헤드보다 살수범위가 넓어 수평거리가 크다는 점을 기억하면 값이 뒤바뀐 다른 보기들을 배제할 수 있다.

혼합방식의 정의를 바르게 기술한 것은 '② 프레져사이드 프로포셔너방식 — 펌프의 토출관에 압입기를 설치하여 포소화약제 압입용 펌프로 포소화약제를 압입시켜 혼합하는 방식'입니다.
나머지 보기는 서로 다른 방식의 정의가 뒤바뀌어 있습니다. ①의 설명(토출된 물의 일부를 농도조절밸브를 거쳐 펌프 흡입측으로 되돌려 혼합)은 펌프 프로포셔너방식, ③의 설명(벤추리관의 벤추리작용만으로 포소화약제를 흡입·혼합)은 라인 프로포셔너방식, ④의 설명(벤추리작용과 포소화약제 저장탱크 가압을 병용)은 프레져 프로포셔너방식에 해당합니다.

물분무헤드 중 수류를 살수판(디플렉터)에 충돌시켜 미세한 물방울을 만드는 형식은 디프렉터형이다. 충돌형은 두 개의 물 흐름을 서로 충돌시켜 미립화하는 형식, 분사형은 소구경 오리피스로 분사하여 미세화하는 형식, 슬릿형은 슬릿(틈)으로 방수하여 수막을 형성하는 형식으로 서로 구분된다.

옥내소화전설비의 화재안전기준상 배관 내 사용압력이 1.2MPa 미만일 때는 배관용 탄소강관(KS D 3507), 배관용 스테인리스강관(KS D 3576), 덕타일 주철관(KS D 4311) 등을 사용할 수 있다. 반면 배관용 아크용접 탄소강강관(KS D 3583)은 사용압력 1.2MPa 이상에서 쓰는 관이므로 옳지 않다. 참고로 압력배관용 탄소강관(KS D 3562)도 1.2MPa 이상용에 해당한다.

피난기구의 화재안전기준은 설치개수 산정 시 숙박시설·노유자시설 및 의료시설로 사용되는 층은 그 층의 바닥면적 500㎡마다 1개 이상 설치하도록 규정한다. 따라서 숙박시설·노유자시설 및 의료시설로 사용되는 층은 바닥면적 500㎡마다 1개 이상 피난기구를 설치한다. 800㎡는 위락시설·문화집회 및 운동시설·판매시설·복합용도의 층에, 1000㎡는 그 밖의 용도의 층에 적용되는 기준이며, 계단실형 아파트는 각 세대마다 1개 이상으로 별도 규정된다.

연소방지설비의 화재안전기준은 살수구역을 환기구 등을 기준으로 지하구의 길이방향으로 700m 이내 마다 1개 이상 설정하고 하나의 살수구역의 길이는 3m 이상 이 되도록 규정한다. 따라서 방수헤드는 700m 이내마다 1개 이상 설치하여야 한다.

물분무소화설비의 화재안전기준상 차고·주차장의 배수설비는 차량이 주차하는 바닥을 배수구를 향하여 100분의 2 이상 의 기울기로 유지해야 하므로, 「100분의 1 이상의 기울기」라는 설명은 옳지 않다. 나머지는 기준과 일치한다. 배수설비는 가압송수장치의 최대 송수능력의 수량 을 유효하게 배수할 수 있는 크기·기울기로 하고, 40m 이하 마다 집수관·소화핏트 등 기름분리장치를 설치하며, 적당한 곳에 높이 10cm 이상 의 경계턱으로 배수구를 설치한다.

제연설비의 화재안전기준상 하나의 제연구역의 면적은 1,000m² 이내 로 하여야 하므로, '하나의 제연구역의 면적은 600m² 이내로 할 것'이 틀린 설명이다. 나머지 기준(하나의 제연구역은 직경 60m 원 내에 들어갈 것, 2개 이상 층 에 미치지 않을 것, 거실과 통로는 각각 제연구획할 것)은 모두 기준에 부합한다.

스프링클러설비의 화재안전기준은 교차배관에서 분기되는 지점을 기점으로 한쪽 가지배관에 설치되는 헤드의 개수를 8개 이하 로 제한한다. 다만 기준에서 정한 수리학적 배관방식 (수리계산에 따라 배관을 설계하는 경우) 등에는 이 제한을 적용하지 않는다. 따라서 한쪽 가지배관에 설치되는 헤드는 8개 이하로 설치하여야 한다. 이는 한쪽 가지배관에 헤드가 과다하게 붙어 말단 헤드의 방수압·방수량이 확보되지 못하는 것을 방지하기 위한 규정이다.

분말소화설비의 화재안전기준상 차고 또는 주차장 에 설치하는 분말소화설비의 소화약제는 제3종 분말 , 즉 인산염을 주성분으로 한 분말 로 한다. 제3종 분말은 열분해 시 생성되는 메타인산(HPO₃) 의 방진작용으로 A급(일반) 화재에도 적응성이 있어 차량 내장재 등 일반가연물 화재까지 대응할 수 있기 때문이다. 탄산수소칼륨(제2종), 탄산수소나트륨(제1종), 탄산수소칼륨과 요소의 화합물(제4종)은 B·C급 전용이다.

고가수조를 이용한 가압송수장치는 낙차에 의한 자연압을 이용하므로 압력계 가 필요 없고, 수위계·배수관·급수관·맨홀·오버플로우관 을 설치하도록 규정한다. 따라서 설치하지 않아도 되는 것은 압력계이다. 압력계는 압력수조 방식(수위계·급수관·배수관·급기관·맨홀·압력계·안전장치·자동식 공기압축기)에서 요구되는 부속이다.

NFPC 102 제3조는 두 계측기를 갈라 정의한다. 하나는 대기압을 가운데 두고 위쪽 양압과 아래쪽 부압을 모두 잡아내며, 다른 하나는 부압만 잡아낸다. 앞의 것이 ㉠에 들어갈 연성계, 뒤의 것이 ㉡에 들어갈 진공계다. 같은 기준 제5조제1항제6호는 펌프 토출측에 압력계를, 흡입측에는 연성계 또는 진공계를 달라고 요구하는데, 흡입측은 수조가 펌프보다 낮게 놓이면 부압이 걸릴 수 있어 부압까지 읽는 계기가 필요한 반면 토출측은 언제나 양압이라 압력계로 충분하다. 압력계는 양압만 읽으므로 ㉡ 자리에 놓일 수 없다.

이산화탄소소화약제 저장용기의 충전비는 저압식이 1.1 이상 1.4 이하, 고압식이 1.5 이상 1.9 이하로 규정된다. 따라서 이산화탄소소화약제 저압식 저장용기의 충전비는 1.1 이상 1.4 이하이다. 1.5 이상 1.9 이하는 고압식 저장용기의 충전비에 해당한다.

포소화설비 화재안전기술기준(NFTC 105) 2.8.2.1은 폐쇄형 헤드로 기동을 잡을 때 지켜야 할 값을 셋으로 못박는다. 첫째 헤드 표시온도는 79℃ 미만일 것, 둘째 헤드 하나가 담당하는 경계면적은 20㎡ 이하일 것, 셋째 헤드를 붙이는 면의 높이는 바닥에서 5m 이하일 것이다. 표시온도를 낮게 잡는 까닭은 이 헤드가 사실상 감지기 노릇까지 겸하기 때문이고, 높이를 5m로 묶는 까닭은 천장이 높으면 열기류가 흩어져 개방이 늦어지기 때문이다. 그러므로 79℃ 미만과 20㎡ 이하를 함께 적은 서술만 기준과 맞는다. 60℃·10㎡·7m는 어느 항목에도 없는 값이고, 표시온도를 79℃ 이상으로 적은 서술은 부등호 방향이 어긋난다. 참고로 바로 다음 항인 2.8.2.2는 감지기를 쓰는 경우를 따로 두어, 회로의 조작 스위치를 바닥에서 0.8~1.5m 높이에 두고 층마다 수평거리 25m 이내가 되게 배치하도록 정한다.

소방시설의 분류상 인명구조기구는 방열복 또는 방화복 (안전모·보호장갑·안전화 포함), 공기호흡기 , 인공소생기 의 3종이다. 구조대는 완강기·미끄럼대·피난사다리·다수인피난장비·승강식피난기 등과 함께 피난기구 로 분류되므로 인명구조기구가 아니다.

소화기의 형식승인 및 제품검사의 기술기준에서 대형소화기는 약제 종류별로 최소 충전량이 정해져 있으며, 이산화탄소소화기는 50kg 이상 이므로 대형 이산화탄소소화기의 소화약제 충전량은 50kg 이상이다. 참고로 대형소화기의 충전량은 물 80L 이상, 강화액 60L 이상, 포 20L 이상, 할로겐화물 30kg 이상, 분말 20kg 이상이다.

구조대의 형식승인 기준상 수직강하식 구조대 의 포지는 강하 시 사용자가 안전하게 감속·지지되도록 수직방향으로 현저하게 늘어나지 아니하여야 한다. 따라서 '수직방향으로 현저하게 늘어나야 한다'고 한 포지 설명이 옳지 않다. 입구 및 취부틀의 입구는 지름 60cm 이상 의 구체가 통과할 수 있어야 하고, 포지는 외부포지와 내부포지 로 구성하며(건물 내부의 별실에 설치하는 경우는 예외), 연속하여 강하할 수 있는 구조여야 한다는 나머지 설명은 옳다.

포소화설비의 화재안전기준상 압축공기포소화설비의 분사헤드는 천장 또는 반자에 설치하되 방호대상물에 따라 측벽에 설치할 수 있으며, 유류탱크 주위에는 바닥면적 13.9 $m^2$ 마다 1개 이상 , 특수가연물저장소에는 바닥면적 9.3 $m^2$ 마다 1개 이상 설치한다. 따라서 ㉠은 13.9, ㉡은 9.3이다. 두 값의 대소를 바꾼 ㉠ 9.3 ㉡ 13.9가 대표적인 함정 보기이다.

소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준상 간이소화용구의 능력단위는 마른모래는 삽을 상비한 50L 이상 1포가 0.5단위, 팽창질석·팽창진주암은 삽을 상비한 80L 이상 1포가 0.5단위이다. 따라서 $0.5 \times 2 + 0.5 \times 1 = 1.5$ 단위가 되어 능력단위의 합은 1.5단위이다.