[소방설비기사(기계) 필기] 23년 4회차 기출문제 정답·해설 페이지

건축법 시행령의 직통계단 설치 규정상 거실 각 부분으로부터 직통계단까지의 보행거리는 30m 이하 가 원칙이나, 건축물의 주요구조부가 내화구조 또는 불연재료 로 된 경우에는 50m 이하 까지 완화된다. 따라서 보행거리는 50m 이하이어야 한다. 참고로 층수가 16층 이상인 공동주택의 경우에는 40m 이하로 더 강화 적용된다.

피난방향 유형 중 X형·Y형은 피난방향이 여러 갈래로 확실히 분산되어 안전한 형태이고, T형·Z형은 분기점에서 방향 판단의 혼란이 생길 수 있으며, H형(CO형)은 중앙 코어를 사이에 두고 양쪽 피난로가 다시 좌우로 갈라져 피난자가 중앙부로 집중되므로 패닉(Panic) 발생 우려가 가장 크다. ③ 그림은 상·하 두 개의 좌우 분기 경로가 중앙 통로로 연결된 H형(CO형)이므로 패닉 현상이 일어날 수 있는 피난방향이다. ② 한 지점에서 좌·우·아래로 갈라지는 T형과 ④ 어긋난 두 경로가 이어지는 Z형은 분기점에서 방향 선택의 혼란이 있을 수 있으나, H형처럼 중앙 한 지점으로 피난자가 몰리는 집중 현상은 없고, ① 한 점에서 네 방향으로 뻗는 형태는 피난방향이 분산되는 안전형(X·Y형)이다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙의 방화벽 구조 기준에 따르면, 방화벽의 양쪽 끝과 위쪽 끝은 건축물의 외벽면 및 지붕면으로부터 0.5m 이상 튀어나오게 하여야 한다. 또한 방화벽에 설치하는 출입문의 너비 및 높이는 각각 2.5m 이하 로 하고 60분+방화문 또는 60분방화문을 설치하여야 한다. 따라서 ㉠ 0.5, ㉡ 2.5 가 옳다.

표준상태(0℃, 1기압)에서 모든 기체 1[kmol]의 부피는 22.4[㎥]이므로 44.8[㎥]는 $44.8 \div 22.4 = 2$ [kmol]이다. 이산화탄소의 분자량은 44이므로 액화하여 얻는 무게는 $2 \times 44 = 88$ [kg]이다. 따라서 액화탄산가스의 무게는 88kg이다.

B급 화재는 인화성 액체 등 유류화재를 말한다. 휘발유, 등유, 알코올류는 모두 인화성 액체의 연소이므로 B급 화재에 해당한다. 반면 목탄은 고체 가연물로, 그 연소는 일반가연물 화재인 A급 화재에 해당한다. 따라서 B급 화재에 해당하지 않는 것은 목탄의 연소다.

제4류 위험물은 인화성 액체 로 대부분 물보다 가볍고 물에 녹지 않아, 봉상·적상의 물을 방사하면 유류가 물 위로 떠서 화재가 확대되는 유류 확산·연소면 확대 위험이 있다. 따라서 옥외소화전설비, 옥내소화전설비, 봉상수 소화기는 위험물안전관리법령상 제4류 위험물에 적응성이 없고, 물을 미세한 물방울(무상) 로 방사하여 질식·냉각·유화 효과를 내는 물분무소화설비가 적응성이 있다.

「건축물의 피난ㆍ방화구조 등의 기준에 관한 규칙」은 제3조에서 내화구조를, 제4조에서 방화구조를 따로 적는다. 흙을 이겨 심벽에 맞벽으로 붙인 벽체는 제4조 제6호에 그대로 나오는 방화구조다. 같은 조는 철망모르타르를 2cm 이상 바른 것, 석고판 위에 시멘트모르타르나 회반죽을 발라 두께 합이 2.5cm 이상인 것, 한국산업표준에 따라 시험해 방화 2급 이상을 받은 것도 여기에 넣는다. 반면 철근콘크리트로 친 바닥판, 벽돌을 쌓은 연와조, 돌을 쌓은 석조는 제3조가 열거한 내화구조 쪽이다. 둘을 가르는 잣대는 노리는 바다. 앞의 것은 불이 잦아들 때까지 뼈대가 버텨 일정 시간 견디는 힘이 남아 있어야 하고, 뒤의 것은 화염 확산을 늦추는 데서 그친다.

표면연소 는 열분해나 증발 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 형태로, 숯·목탄·코크스·금속분 이 대표적이다. 따라서 주된 연소 형태가 표면연소인 가연물은 숯, 목탄이다. 나프탈렌·파라핀은 증발연소, 석탄·종이는 분해연소, 나이트로셀룰로오스(질화면)는 분자 내 산소로 타는 자기연소에 해당한다.

폭발은 원인에 따라 물리적 폭발 과 화학적 폭발 로 나뉜다. 물리적 폭발은 화학반응 없이 상변화나 압력 상승으로 일어나는 것으로 수증기폭발 , 보일러 폭발, 고압용기 파열 등이 해당한다. 따라서 물리적폭발에 해당하는 것은 수증기폭발이다. 분진폭발, 분해폭발, 중합폭발은 모두 화학반응을 수반하는 화학적 폭발 이다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 방화벽에 설치하는 출입문은 너비 및 높이가 각각 2.5m 이하 여야 하며, 60분+방화문 또는 60분 방화문 (출제 당시 기준으로는 갑종방화문)을 설치하여야 한다. 따라서 방화벽에 설치하는 출입문의 너비 및 높이의 기준은 각각 2.5m 이하이다. 참고로 방화벽은 내화구조로 하고 양쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면·지붕면으로부터 0.5m 이상 튀어나오게 하여야 한다.

이황화탄소(CS_2)는 제4류 위험물 특수인화물로 비중이 약 1.26이어서 물보다 무겁고 물에 거의 녹지 않으며, 발화점이 약 100℃로 매우 낮아 가연성 증기 발생을 억제하기 위해 물속(수조)에 저장한다. 따라서 수조 속에 저장하는 것이 안전한 물질은 이황화탄소이다. 탄화칼슘은 물과 반응해 아세틸렌을, 수소화칼슘과 나트륨은 물과 반응해 수소를 발생시키므로 물과의 접촉을 피해야 한다(나트륨은 석유류 속에 저장).

건축법령은 내력벽, 기둥, 바닥, 보, 지붕틀 및 주계단 을 주요구조부 로 정의하며, 이는 건축물의 구조내력과 화재 시 안전에 직접 관계되는 부분이다. 따라서 내력벽, 기둥, 바닥, 보, 지붕틀 및 주계단을 일컫는 말은 주요구조부이다. 다만 사이 기둥, 최하층 바닥, 작은 보, 차양, 옥외계단 등 건축물의 구조상 중요하지 않은 부분은 주요구조부에서 제외된다.

자연발화가 잘 일어나는 조건은 발열량이 크고, 열전도율이 낮아 축적된 열이 잘 빠져나가지 않으며, 주위 온도와 습도가 높고, 공기와 접촉하는 표면적이 클수록 유리하다. 표면적이 클수록 산화 반응과 열 축적이 촉진되므로 표면적이 작을 것은 자연발화 조건으로 옳지 않다. 나머지 열전도율이 낮을 것, 주위의 온도가 높을 것, 발열량이 클 것은 모두 옳은 조건이다.

점화원(발화원)은 성질에 따라 기계적·전기적·화학적 점화원으로 구분한다. 화학적 점화원은 화학반응에 따른 열로, 연소열, 분해열, 용해열, 그리고 생성열 등이 이에 속한다. 반면 아크열은 전기 방전(아크)에 의한 열이므로 전기적 점화원에 해당한다. 따라서 화학적 점화원이 아닌 것은 아크열이다.

「건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙」에서 방화구조로 인정되는 것 중 하나가 철망모르타르로서 바름두께가 2cm 이상 인 것이다. 같은 규정에서 ① 석고판 위에 시멘트모르타르 또는 회반죽을 바른 것으로 두께 합계가 2.5cm 이상인 것, ② 시멘트모르타르 위에 타일을 붙인 것으로 두께 합계가 2.5cm 이상인 것, ③ 심벽에 흙으로 맞벽치기한 것 등도 방화구조로 규정한다. 따라서 방화구조로 인정되는 철망모르타르의 최소 바름두께는 2cm이다.

연소로 인정받으려면 산소와 붙는 것만으로는 모자라고 열을 내놓는 쪽이어야 한다. 질소가 산소와 만나 일산화질소로 바뀌는 $N_{2}+O_{2}\to 2NO$ 는 1몰당 90kJ 남짓을 도리어 빨아들이는 흡열 과정이라, 번개가 치거나 엔진 연소실이 2000℃를 넘나드는 극단적 고온에서나 억지로 밀려 나아간다. 열을 내기는커녕 빼앗아 가니 질소는 불연성으로 분류되고 되레 이산화탄소와 나란히 질식소화용 기체로 쓰인다. 나머지 셋은 황이 이산화황으로, 인이 오산화인으로, 에탄올이 이산화탄소와 물로 바뀌면서 저마다 큰 열을 뿜는 전형적인 발열 산화다.

폭연(deflagration)이 폭굉(detonation)으로 전이(DDT)되려면 화염 전파가 가속되어 충격파를 형성해야 하므로, 정상연소속도가 큰 가스일수록 전이가 쉽다. 따라서 정상연소속도가 작은 가스일수록 폭굉으로 전이가 용이하다는 설명이 옳지 않다. 장애물은 난류를 일으켜 화염면적과 연소속도를 키우고, 높은 압력은 반응속도를 증대시키며, 관경이 가늘수록 벽면 마찰에 의한 난류로 화염이 가속되므로 나머지 설명은 모두 전이를 촉진하는 조건이다.

자연발화는 축적된 산화열·분해열 등이 방산되지 못해 발화점에 도달하는 현상이므로, 방지대책은 주위 온도를 낮게 , 습도를 낮게 , 통풍·환기를 원활히 하여 열축적을 막고 촉매물질과의 접촉을 피하는 것이다. 수분은 미생물 번식과 발열반응의 촉매 역할을 하여 자연발화를 촉진하므로 저장실의 습도를 높게 유지한다는 설명은 옳지 않다.

화재는 A급(일반)·B급(유류)·C급(전기)·D급(금속) 으로 분류하며, 국내에서는 K급(주방)을 추가로 구분한다. 화재의 분류방법 중 유류화재는 B급화재 이고 표시색은 황색 이며, 질식소화가 주된 소화방법이다. C급은 전기화재(청색), D급은 금속화재(무색), A급은 일반화재(백색)이다.

제시된 식 $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$ 는 주성분이 탄산수소나트륨(NaHCO 3 ) 인 약제의 270℃ 1차 열분해 반응으로, 이는 제1종 분말소화약제 (백색, B·C급)이다. 따라서 제시된 열분해 반응식과 관계있는 분말소화약제는 1종 분말 이다. 제2종은 탄산수소칼륨(KHCO 3 ), 제3종은 제1인산암모늄(NH 4 H 2 PO 4 ), 제4종은 탄산수소칼륨+요소가 주성분이다.

압력이 일정한 정압변화이므로 이상기체는 샤를의 법칙 $\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}$ 를 따르며, 부피비는 절대온도비와 같다. 따라서 $\dfrac{V_{2}}{V_{1}}=\dfrac{T_{2}}{T_{1}}$ 이다.
온도를 절대온도로 환산하면 $T_{1}=27+273=300\,\text{K}$ , $T_{2}=267+273=540\,\text{K}$ 이다. 그러므로 $\dfrac{V_{2}}{V_{1}}=\dfrac{540}{300}=1.8$ 이 되어 가열 후의 부피는 처음 부피의 1.8배이다.
섭씨온도를 그대로 대입해 $\dfrac{267}{27}\approx9.9$ 로 구하거나 온도비를 뒤집어 $\dfrac{300}{540}\approx0.56$ 으로 구하면 잘못된 값이 나온다. 또한 1.8배는 처음 부피의 0.8배만큼 늘어난 것이므로, 증가분 0.8과 최종 배수 1.8을 구분해야 한다.

수평분력은 곡면을 연직면에 투영한 면적에 작용하는 힘이므로 $F_H=\gamma\bar{h}A=9.8\times1\times(2\times3)=58.8$ kN이다(투영면은 높이 2m·폭 3m, 도심깊이 1m). 수직분력은 곡면 위(연직방향)에 놓인 가상 수체의 무게이므로 1/4원 단면적 $\dfrac{\pi r^2}{4}=\dfrac{\pi\times2^2}{4}=3.14$ ㎡에 폭 3m를 곱한 체적 $9.42$ ㎥를 써서 $F_V=9.8\times9.42=92.4$ kN이다. 따라서 수평성분 힘과 수직성분 힘은 각각 $F_H=58.8,\ F_V=92.4$ kN이다.

단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(0.1)^2=7.854\times10^{-3}$ ㎡ 이고 평균유속은 $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{0.02}{7.854\times10^{-3}}=2.55$ m/s 다. 이를 넣으면 $Re=\dfrac{VD}{\nu}=\dfrac{2.55\times 0.1}{1.0\times10^{-5}}\fallingdotseq 2.55\times10^{4}$ 이다. 원관 유동은 $Re<2{,}100$ 이면 층류, $2{,}100$

펌프의 상사법칙에서 토출량은 회전수에 비례한다( $Q\propto N$ ). 회전수가 1,000rpm에서 1,400rpm으로 증가하면 $\dfrac{Q_2}{Q_1}=\dfrac{1{,}400}{1{,}000}=1.4$ 이다. 즉 토출량이 처음의 1.4배가 되므로, 토출량은 처음보다 40% 증가한다.

수면이 오르는 빠르기는 (부어 넣는 양 − 흘러 나가는 양) 을 수면 넓이로 나눈 값이다. 관 하나가 나르는 양은 $\dfrac{\pi}{4}\times 0.2^{2}\times 25=0.7854\,\text{m}^3/\text{s}$ 이고 3개면 $2.3562\,\text{m}^3/\text{s}$ 다. 나가는 $0.9\,\text{m}^3/\text{s}$ 를 덜면 $1.4562\,\text{m}^3/\text{s}$ 가 남고, 이를 $8\,\text{m}^2$ 로 나누어 $\dfrac{1.4562}{8}=0.182\,\text{m/s}$ 를 얻는다. 넓이로 나누는 마지막 단계를 건너뛰면 1.456, 나가는 몫을 빼지 않으면 0.295, 관을 2개로 세면 0.084 가 나온다.

기체 상태식 $PV=\dfrac{m}{M}\bar{R}T$ 를 압력으로 풀면 $P=\dfrac{m\bar{R}T}{MV}$ 다. 일반기체상수를 kJ/kmol·K 로 넣으면 답이 곧바로 kPa 로 떨어진다. 켈빈으로 고친 온도는 $T=57+273=330\,\text{K}$ 이므로 $P=\dfrac{4\times 8.314\times 330}{44\times 0.25}=\dfrac{10974.48}{11}\approx 997.68\ \text{kPa}$ 이다. 되짚어 보면 기체량은 $4/44=0.0909\,\text{kmol}$ 이고 $PV=997.68\times 0.25=249.4\,\text{kJ}$ , $n\bar{R}T=0.0909\times 8.314\times 330=249.4$ 로 양변이 맞아떨어져 값이 검증된다. 섭씨를 그대로 넣으면 172.33, 체적으로 나누기를 빠뜨리면 249.42, 분자량을 28로 잘못 쓰면 1567.8 이 된다.

열역학 제1법칙은 에너지 보존 법칙으로, 열과 일이 서로 형태를 바꿀 수 있는 등가의 에너지임을 나타내며 $\delta Q=dU+\delta W$ 로 표현된다. 따라서 일은 열로, 열은 일로 변환시킬 수 있다는 설명이 열역학 제1법칙에 해당한다. 사이클에서 열을 모두 일로 바꿀 수 없다와 열이 저온에서 고온으로 스스로 이동할 수 없다는 제2법칙 , 열평형 상태의 온도가 같다는 제0법칙 이다.

밀폐된 공기의 계기압력은 탱크 내 액면과 대기에 개방된 쪽 액면의 높이차 에 해당하는 정수압과 같다. 높이차는 $1.5 - 0.3 = 1.2$ m 이므로 $P = \gamma h = 9800 \times 1.2 = 11760$ Pa 이므로 밀폐된 공기의 계기압력은 11760 Pa이다.

스프링클러헤드의 방수량은 $Q=K\sqrt{10P}$ 로 방수압의 제곱근에 비례 한다. 따라서 방수압이 4배가 되면 방수량은 $\sqrt{4}=2$ 배가 된다. 압력을 4배로 올려도 유량은 2배밖에 늘지 않는다는 점이 이 관계의 핵심이다.

마노미터(액주계) 는 두 지점의 압력 또는 압력차 를 액주 높이차로 측정하는 압력 계측기이지 유량계가 아니다. 따라서 마노미터(Manometer)는 배관의 유량을 측정하는 계측장치가 아니다. 로터미터는 면적식 유량계, 유동노즐과 오리피스는 차압식 유량계로 모두 배관 유량 측정에 쓰인다.

그림의 관은 흐름 방향(왼쪽 → 오른쪽)으로 단면적이 확대 되는 형상이므로, 연속방정식 $A_1V_1=A_2V_2$ 에 의해 하류(B)의 유속이 상류(A)보다 작다 . 수평관이어서 위치수두가 같으므로 베르누이 식 $\dfrac{P}{\gamma}+\dfrac{V^2}{2g}=\text{const}$ 에서 속도수두가 줄어든 만큼 압력수두가 커진다. 따라서 $P_A\lt P_B$ 가 옳다. 확대관(디퓨저)은 운동에너지를 압력에너지로 회복시키는 장치라는 점을 기억하면 된다.

넘어가기 직전에는 밑변 오른쪽 모서리 O를 축으로 삼은 두 모멘트가 팽팽히 맞선다. 하나는 제트가 미는 힘이 만드는 것이고, 다른 하나는 자중이 되돌리려는 것이다. 평판을 정면으로 때리는 제트의 힘은 $F=\rho QV=\rho AV^{2}$ 이고 그 작용점이 높이의 절반이므로 팔 길이는 $0.24/2=0.12$ m , 무게 $W=mg$ 는 두께의 절반인 $0.08/2=0.04$ m 만큼 옆으로 떨어진 자리에서 작용한다.
$\rho AV^{2}\times 0.12 = mg\times 0.04$
$997\times A\times 3^{2}\times 0.12 = 12\times 9.8\times 0.04$
$1076.76\,A = 4.704$ $\rightarrow$ $A=4.369\times 10^{-3}$ m2 = 43.7cm2
거꾸로 짚어 보자. $A=4.369\times 10^{-3}$ m2 이면 $F=997\times 4.369\times 10^{-3}\times 3^{2}=39.2$ N 이고 $39.2\times 0.12=4.70$ N·m , 자중 쪽은 $12\times 9.8\times 0.04=4.70$ N·m 이라 두 값이 맞아떨어져 주어진 조건이 그대로 되살아난다. 오답을 보면 21.8cm²은 제트 쪽 팔을 높이 전체인 0.24m로 잡은 값, 87.4cm²은 무게 쪽 팔을 두께 전체인 0.08m로 잡은 값, 131.1cm²은 속도를 제곱하지 않고 $F=\rho AV$ 로 셈한 값이다.

관로 어디서든 압력수두와 위치수두의 합 $\dfrac{p}{\gamma}+z$ 를 이어 놓은 것이 수력구배선이고, 거기에 속도수두 $\dfrac{v^{2}}{2g}$ 를 얹은 총수두 $H=\dfrac{v^{2}}{2g}+\dfrac{p}{\gamma}+z$ 를 이으면 에너지선이 된다. 그러므로 두 선의 간격은 늘 속도수두이고, 위에 놓이는 쪽이 에너지선이다. 여기서 속도수두는 $\dfrac{6.0^{2}}{2\times 9.8}=\dfrac{36}{19.6}=1.84$ m 이므로 답은 $23.0+1.84=24.84\approx 24.8$ m 다. 거꾸로 24.84에서 1.84를 덜면 23.0m로 되돌아와 주어진 조건과 맞물린다. 21.2m는 간격을 아래쪽으로 잡아 흐름이 빠를수록 총에너지가 줄어든다는 모순에 빠진 값, 23.0m는 속도수두를 아예 빼먹은 값, 26.7m는 속도수두를 두 번 얹은 값이다.

수평관이므로 두 단면의 위치 항이 서로 상쇄되고, 베르누이 식에는 압력 항과 속도 항만 남는다. $\dfrac{P_1}{\gamma}+\dfrac{V_1^{2}}{2g}=\dfrac{P_2}{\gamma}+\dfrac{V_2^{2}}{2g}$ 를 압력 차에 대해 정리하면 $P_1-P_2=\dfrac{\gamma\left(V_2^{2}-V_1^{2}\right)}{2g}$ 가 된다. 계수 부분은 $\dfrac{\gamma}{2g}=\dfrac{9800}{2\times9.8}=500$ , 속도 제곱의 차는 $12^{2}-4^{2}=144-16=128$ 이므로 $P_1-P_2=500\times128=64{,}000\,\mathrm{Pa}=64\,\mathrm{kPa}$ 이다. 역산하면 $\dfrac{64{,}000\times2\times9.8}{9800}=128$ 로 속도 제곱의 차가 그대로 되살아나 답이 맞음을 알 수 있다. 두 속도를 먼저 뺀 뒤 제곱해 $(12-4)^{2}=64$ 를 쓰면 32kPa, 제곱을 더해 160을 쓰면 80kPa, 분모를 $2g$ 아닌 $g$ 로 두면 128kPa이 나온다.

유량 $Q=200$ L/min $=\dfrac{0.2}{60}=3.333\times10^{-3}$ m³/s, 단면적 $A=\dfrac{\pi D^{2}}{4}=\dfrac{\pi\times0.05^{2}}{4}=1.963\times10^{-3}$ m²이므로 평균유속 $V=\dfrac{Q}{A}=\dfrac{3.333\times10^{-3}}{1.963\times10^{-3}}=1.70$ m/s이다. 레이놀즈수는 $Re=\dfrac{VD}{\nu}=\dfrac{1.70\times0.05}{1.0\times10^{-6}}\fallingdotseq$ 8.49×10⁴ 이다. 지름 대신 반지름을 대입하면 $4.24\times10^{4}$ 가 되므로 주의해야 하며, $Re>4000$ 이므로 이 유동은 난류 이다.

카르노사이클의 열효율은 절대온도만의 함수로 $\eta=1-\dfrac{T_L}{T_H}$ 이다. $0.7=1-\dfrac{300}{T_H}$ 에서 $\dfrac{300}{T_H}=0.3$ 이므로 $T_H=\dfrac{300}{0.3}=1000$ 이다. 따라서 고온 열원의 온도는 1000K이다.

이상기체 상태방정식 $P=\rho \dfrac{\overline{R}}{M}T$ 에서 $M=\dfrac{\rho \overline{R} T}{P}$ 이다. 절대온도 $T=150+273=423$ K, $P=95000$ Pa 을 대입하면 $M=\dfrac{2 \times 8314 \times 423}{95000}\approx 74$ kg/kmol 이므로 기체의 분자량은 약 74 kg/kmol이다. 온도를 절대온도 로 환산하지 않으면 오답이 되는 점에 주의한다.

평판 전도 열전달률은 푸리에 법칙 $q=kA\dfrac{\Delta T}{L}$ 로 구한다. 면적 $A=1.5\times 1.5=2.25$ m², 두께 $L=0.5$ cm $=0.005$ m, 온도차 $\Delta T=24.5-24=0.5$ K이다. 대입하면 $q=0.8\times 2.25\times\dfrac{0.5}{0.005}=180$ W이므로 이 유리창을 통한 열전달률은 180 W이다.

절대압력은 대기압 + 게이지압 으로 구한다. $P_{abs} = 106 + 1\,226 = 1\,332$ kPa이므로 절대압력은 1332kPa이다. 두 값을 빼면(진공압 관계식) 1,120이 되므로 1120과 혼동하지 않아야 한다.

수력직경은 $D_h=\dfrac{4A}{P}$ ( A =유동단면적, P =접수길이)로 정의된다. 동심 이중관의 환상부는 $A=\dfrac{\pi}{4}(D_o^{2}-D_i^{2})$ , 접수길이는 안·바깥 두 원주의 합 $P=\pi(D_o+D_i)$ 이므로 $D_h=\dfrac{\pi(D_o^{2}-D_i^{2})}{\pi(D_o+D_i)}=D_o-D_i$ 가 된다. 따라서 수력직경은 $D_h=6-4=2$ cm이다.

소방기본법은 출동한 소방대원에게 폭행 또는 협박을 행사하여 화재진압·인명구조 또는 구급활동을 방해한 사람을 5년 이하의 징역 또는 5,000만원 이하의 벌금 에 처하도록 규정한다. 이는 소방활동 방해행위 중 가장 무거운 벌칙 등급에 해당하므로 5년 이하의 징역 또는 5,000만원 이하의 벌금이 옳다. 500만원 이하의 과태료는 행정질서벌로, 소방대원 폭행과 같은 형사벌 대상과는 성격이 다르다.

「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령」 [별표 4] 제1호마목3)가)는 이들 병원류에 대해 하한을 두지 않고 '600m2 미만'만 걸어 두었다. 그래서 앞에 '300m2부터'가 달린 선택지는 맞지 않는다. 300m2에서 600m2 사이라는 범위는 같은 목 3)나)의 정신의료기관ㆍ의료재활시설에 붙는 별개 잣대이고, 500m2라는 상한선은 규정 어디에도 없다. 규모가 600m2를 넘어서면 이 설비가 아니라 스프링클러설비 대상인지를 따져야 한다. 덧붙여 근린생활시설은 그 용도로 쓰는 바닥면적 합계가 1천m2부터면 모든 층, 교육연구시설 안에 딸린 합숙소는 연면적 100m2부터면 모든 층이 대상이 된다.

「소방기본법」에 따라 소방력의 기준은 행정안전부령 으로 정하되, 그 기준에 따라 관할구역의 소방력을 확충하기 위하여 필요한 계획을 수립·시행하는 자는 시·도지사 이다. 소방장비·인력의 확보는 시·도의 예산·조직 권한에 속하므로 소방력 확충 계획을 수립·시행하는 자는 시·도지사이다.

국고보조 대상 소방활동장비·설비는 소방자동차, 소방헬리콥터 및 소방정, 소방전용통신설비 및 전산설비, 방화복 등의 소방활동 관련 장비로 한정되므로 사무용 집기 는 국고보조 대상이 아니다. 소방헬리콥터 및 소방정, 소방자동차, 소방전용통신설비 및 전산설비는 모두 국고보조 대상에 포함된다.

산정 방법은 소방시설 설치 및 관리에 관한 법률 시행령 별표 7에 있다. 앉아서 오래 머무는 강의실·교무실·상담실·실습실·휴게실은 1.9㎡ 로 잘게 나누고, 침대가 없는 숙박시설과 판매시설을 비롯한 그 밖의 대상물은 3㎡ 을 제수로 쓴다. 4.6㎡ 을 쓰는 것은 강당, 문화 및 집회시설, 운동시설, 종교시설뿐이다. 다만 관람석에 고정식 의자가 깔려 있으면 그 부분은 면적이 아니라 의자 수로 세고, 긴 의자는 정면너비를 0.45m 로 나눈 수를 쓴다. 그러므로 보기에서 4.6㎡ 이 걸리는 것은 관람석이 없는 강당이다.

소방기본법상 소방업무의 상호응원협정은 시·도지사가 이웃하는 시·도지사와 협의하여 미리 규약으로 정하되, 그 내용은 행정안전부령 으로 정하는 바에 따른다. 따라서 「대통령령으로 정하는 바에 따라」라고 서술한 설명(시·도지사는 … 대통령령으로 정하는 바에 따라 … 미리 규약으로 정해야 한다)이 틀렸다. 파견된 소방대원은 응원을 요청한 소방본부장·소방서장의 지휘에 따른다는 것, 긴급한 경우 이웃 소방본부장·소방서장에게 응원 요청을 할 수 있다는 것, 정당한 사유 없이 거절할 수 없다는 것은 모두 법에 규정된 내용으로 옳다.

특수가연물의 품명별 수량 기준은 면화류 200[kg] 이상 , 나무껍질 및 대팻밥 400[kg] 이상 , 넝마 및 종이부스러기·사류·볏짚류 각 1,000[kg] 이상 , 가연성고체류 3,000[kg] 이상, 석탄·목탄류 10,000[kg] 이상, 가연성액체류 2[m³] 이상, 목재가공품 및 나무부스러기 10[m³] 이상이다. 따라서 넝마 및 종이부스러기 500[kg] 이상은 틀린 기준이며 옳은 값은 1,000[kg] 이상 이다.

소방안전관리자·소방안전관리보조자를 선임한 관계인은 선임한 날부터 14일 이내 에 소방본부장 또는 소방서장에게 선임신고를 하여야 한다(화재의 예방 및 안전관리에 관한 법령, 출제 당시에는 구 소방시설법 기준). 따라서 소방안전관리자를 선임한 날부터 14일 이내에 신고하여야 한다. 선임 자체의 기한(해당 사유가 발생한 날부터 30일 이내 선임 )과 혼동하지 않도록 주의한다 — 선임은 30일, 신고는 14일 이다.

소방시설공사업법은 소방시설업 등록을 하지 아니하고 영업을 한 자 에 대해 3년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금 에 처하도록 규정하고 있다. 따라서 소방시설업의 등록을 하지 아니하고 영업을 한 자에 대한 벌칙기준은 3년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금이다. 같은 법에서 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금은 영업정지 처분 위반 등 상대적으로 가벼운 위반에 적용된다.

소방시설 설치 및 관리에 관한 법령은 정당한 사유 없이 피난시설, 방화구획 및 방화시설의 유지·관리에 필요한 조치 명령 을 위반한 자에 대해 3년 이하의 징역 또는 3,000만원 이하의 벌금 에 처하도록 규정한다. 소방시설의 설치·관리 조치명령 위반, 소방시설 자체점검 결과에 따른 이행계획 미완료 등도 같은 법정형이 적용된다. 따라서 정당한 사유 없이 피난시설, 방화구획 및 방화시설의 유지·관리에 필요한 조치 명령을 위반한 경우의 벌칙 기준은 3년 이하의 징역 또는 3,000만원 이하의 벌금이다.

「소방기본법 시행규칙」 [별표 3] 제2호다목은 저수조를 여섯 가지 잣대로 묶는다. 물을 끌어올리며 넘어야 할 높이 차는 4.5m를 넘지 못하고, 빨아들이는 부분의 물 깊이는 0.5m를 밑돌면 안 된다. 여기에 소방펌프자동차가 가까이 대기 쉬울 것, 흙이나 쓰레기를 걷어 낼 수 있는 설비를 마련할 것, 투입구는 네모나면 한 변이 60cm 위, 둥글면 지름이 60cm 위일 것, 물은 상수도에 이어 저절로 채워지는 구조일 것이 함께 붙는다. 0.8m는 규정에 없는 값이고, 낙차는 상한이므로 부등호를 뒤집으면 성립하지 않는다. 참고로 같은 별표에서 소화전은 연결금속구 구경을 65mm로 하고, 급수탑은 급수배관 구경 100mm 위에 개폐밸브를 지상 1.5m 이상 1.7m 이하로 둔다.

「소방기본법」상 소방활동 종사 명령, 강제처분(소방대상물·토지의 일시적 사용 및 사용제한), 피난 명령, 차량·물건의 제거·이동 등은 소방본부장·소방서장 또는 소방대장 의 권한이다. 반면 이웃한 소방본부장 또는 소방서장에게 소방업무의 응원을 요청 하는 권한은 소방본부장 또는 소방서장 에게 부여된 것으로 소방대장의 권한이 아니다.

소방시설 설치 및 관리에 관한 법률상 특정소방대상물이란 소방시설을 설치하여야 하는 소방대상물로서 대통령령 으로 정하는 것을 말한다.

위험물안전관리법령상 배관을 지하에 설치하는 경우의 완공검사 신청시기는 소방서장(또는 소방본부장)이 지정하는 부분을 매몰하기 직전 이다. 매몰 후에는 배관 상태를 확인할 수 없으므로, '매몰하고 난 직후'는 틀린 설명이다. 이송취급소의 이송배관공사 전체 또는 일부 완료 후, 지하탱크가 있는 제조소등은 지하탱크를 매설하기 전, 이동탱크저장소는 이동저장탱크 완공 및 상치장소 확보 후는 모두 옳은 신청시기이다.

「화재의 예방 및 안전관리에 관한 법률」의 소방안전 특별관리시설물 대상에는 전통시장 중 점포가 500개 이상 인 전통시장이 포함된다. 따라서 빈칸에 들어갈 숫자는 500이다. 특별관리시설물에는 이 밖에 공항시설, 철도시설, 도시철도시설, 항만시설, 초고층 건축물 및 지하연계 복합건축물, 영화상영관, 발전소, 지정문화유산 등이 있다.

위험물 제조소의 보유공지 너비는 취급하는 위험물의 최대수량이 지정수량의 10배 이하 인 경우 3[m] 이상 , 지정수량의 10배를 초과 하는 경우 5[m] 이상 이다. 따라서 지정수량의 10배 이하인 경우 보유공지 너비는 3[m] 이상이다. 5[m]는 10배 초과인 경우의 값이다.

소방기본법령상 소방신호는 경계신호·발화신호·해제신호·훈련신호 4종이며, 이 중 경계신호 는 화재예방상 필요하다고 인정되거나 화재위험경보 시 발령한다. 따라서 화재예방상 필요하다고 인정되거나 화재위험시 발령하는 소방신호는 경계신호이다. 발화신호는 화재가 발생한 때, 해제신호는 소화활동이 필요 없다고 인정될 때, 훈련신호는 훈련상 필요하다고 인정될 때 발령한다.

제3류 위험물 중 금수성 물품 은 물과 반응해 수소 등 가연성 가스를 발생시키므로 주수(물계) 소화약제를 사용할 수 없다 . 따라서 물, 강화액은 부적응이다. 금수성 물품에 적응성이 있는 것은 탄산수소염류 분말 , 마른모래, 팽창질석·팽창진주암 이므로 제3류 위험물 중 금수성 물품에 적응성이 있는 소화약제는 팽창질석이다. 인산염류분말은 제3류에는 적응성이 없다.

유별을 달리하는 위험물의 혼재·혼합 저장 제한에서 서로 접근시킬 수 있는 대표적 조합은 제1류-제6류 , 제2류-제4류 , 제2류-제5류 , 제3류-제4류 , 제4류-제5류 이다. 따라서 제3류-제4류가 혼재 가능한 짝이며, 이는 알킬알루미늄 등 제3류 물품이 제4류 유기용매와 함께 취급되는 실태와도 부합한다. 제1류-제2류는 산화성 고체와 가연성 고체 의 조합, 제5류-제6류는 자기반응성 물질과 산화성 액체 의 조합이어서 발화·폭발 위험이 커 혼재할 수 없다.

소방기본법상 소방대란 화재를 진압하고 화재, 재난·재해, 그 밖의 위급한 상황에서 구조·구급 활동 등을 하기 위하여 소방공무원, 의무소방원, 의용소방대원으로 구성된 조직체를 말한다. 따라서 용어 정의로 옳은 것은 소방대를 소방공무원·의무소방원·의용소방대원으로 구성된 조직체라고 한 설명이다. 소방대상물의 선박은 항구에 매어둔 선박만 해당하므로 제외된다는 서술은 반대이고, 관계인은 소방대상물의 소유자·관리자·점유자를 말하며 점유예정자는 포함되지 않는다. 소방대장은 소방본부장 또는 소방서장 등 현장에서 소방대를 지휘하는 사람이므로 소방서장을 제외한다는 것은 틀리다.

할로겐화합물 및 불활성기체소화설비의 저장용기는 온도가 55℃ 이하이고 온도의 변화가 작은 곳에 설치하여야 하므로, 40℃ 이하로 설치한다는 설명은 틀렸다(40℃ 이하는 이산화탄소·분말소화설비의 저장용기 기준이다). 방호구역 외 설치 시 방화문으로 구획된 실에 설치, 용기 간 3cm 이상 간격 유지, 직사광선 및 빗물 침투 우려가 없는 곳 설치는 모두 기준에 부합한다.

폐쇄형 스프링클러헤드는 설치장소의 최고 주위온도 에 따라 표시온도를 정한다(스프링클러설비의 화재안전기준, 공장·창고 제외). 기준은 최고 주위온도 39℃ 미만 이면 표시온도 79℃ 미만 , 39℃ 이상 64℃ 미만 이면 79℃ 이상 121℃ 미만 , 64℃ 이상 106℃ 미만 이면 121℃ 이상 162℃ 미만 , 106℃ 이상 이면 162℃ 이상 이다. 주위온도 40℃는 39℃ 이상 64℃ 미만 구간에 해당하므로 이때 설치할 표시온도는 79℃ 이상 121℃ 미만이다.

이산화탄소소화설비의 화재안전기준은 저장용기를 방호구역 외의 장소 에 설치하도록 규정하며, 다만 방호구역 내에 설치할 경우에는 피난 및 조작이 용이하도록 피난구 부근에 설치하도록 한다. 따라서 방호구역 내의 장소에 설치하되 피난구 부근을 피하여 설치한다는 설명이 옳지 않다. 나머지는 기준에 부합한다 — 직사광선 및 빗물 침투 우려가 없는 곳, 용기 간 간격 3cm 이상 , 온도 40℃ 이하 이고 온도변화가 적은 곳.

피난기구의 화재안전기준상 문화집회 및 운동시설·판매시설 및 영업시설 또는 노유자시설처럼 다수인이 이용하는 용도의 층은 피난기구 설치 제외 대상이 아니라 오히려 피난기구가 요구되므로 그 설명은 틀린 것이다. 나머지는 모두 설치 제외가 인정되는 경우로, 발코니 등으로 인접세대 피난이 가능한 계단실형 아파트, 내화구조로서 각 부분에서 직접 복도로 피난 가능한 학교(강의실 용도 층), 사람의 출입이 금지된 무인공장·자동창고가 이에 해당한다.

습식 유수검지장치를 사용하는 스프링클러설비의 시험장치는 유수검지장치 2차측 배관에 연결하여 설치해야 한다. 따라서 「유수검지장치에서 가장 가까운 가지배관의 끝으로부터 연결하여 설치」는 옳지 않다 — 시험장치는 가장 가까운 가지배관이 아니라 유수검지장치 2차측 배관에 연결하는 것이 기준이다. 나머지는 모두 기준에 부합한다. 시험장치 배관 구경은 가장 먼 가지배관과 동일하게 하고 끝에 개폐밸브와 개방형헤드(또는 오리피스)를 두며, 방사된 물이 바닥에 흐르지 않도록 물받이 통·배수관을 설치하되 화장실 등 배수처리가 쉬운 장소에서는 이를 생략할 수 있다.

제시된 것은 Ⅰ형 고정방출구다. 고정지붕구조(또는 부상덮개부착 고정지붕구조) 탱크에 상부포주입법으로 포를 넣되, 방출된 포가 탱크 옆판 안쪽을 타고 흘러내려 액면 아래로 잠기거나 액면을 뒤섞지 않고 액면 위를 덮도록 반사판과 역류 방지 기구를 갖춘 방출구다.
Ⅱ형은 반사판으로 포를 탱크 벽면을 따라 흘려보내는 구조, Ⅲ·Ⅳ형은 저부포주입법용, 특형은 부상지붕(플로팅 루프) 탱크의 환상부분에 포를 방출하는 구조다.

스프링클러설비의 화재안전기준은 천장의 기울기가 10분의 1을 초과 하는 경우 가지관을 천장의 마루와 평행하게 설치하도록 하고, 톱날지붕·둥근지붕 등의 경우 가지관 최상부에 설치하는 헤드는 천장의 최상부로부터 수직거리 90cm 이하 가 되도록 규정한다. 따라서 헤드는 천장의 최상부로부터 수직거리 90cm 이하가 되도록 설치하여야 한다.

피난기구의 화재안전기준은 주요구조부가 내화구조 이고 직통계단인 피난계단 또는 특별피난계단이 2 이상 설치된 경우에 그 층의 피난기구 수를 2분의 1까지 감소 할 수 있도록 규정한다(감소된 수의 소수점 이하는 1로 본다). 따라서 주요구조부 내화구조, 직통계단인 피난계단 2 이상, 특별피난계단 2 이상은 모두 감소 요건에 해당하지만, 소방구조용(비상용) 엘리베이터 설치는 감소 요건으로 규정되어 있지 않으므로 피난기구의 2분의 1을 감소할 수 있는 조건이 아니다.

물분무헤드는 그 방수 방식에 따라 충돌형·분사형·선회류형·디플렉터형·슬리트형 으로 분류된다. 이 중 디플렉터형 은 수류를 살수판(디플렉터)에 충돌 시켜 미세한 물방울을 만드는 형식이므로 수류를 살수판에 충돌하여 미세한 물방울을 만드는 물분무헤드 형식은 디프렉타형이다. 충돌형은 유수와 유수의 충돌 에 의해, 슬리트형은 가늘고 긴 틈(슬리트) 으로 방수하여 미세한 물방울을 만드는 형식이다.

물계통 소화설비의 화재안전기준에 따르면 펌프의 성능시험배관에 설치하는 유량측정장치는 펌프 정격토출량의 175% 이상 까지 측정할 수 있는 성능이 있어야 한다. 따라서 유량측정장치는 펌프 정격토출량의 175% 이상까지 측정할 수 있는 성능이 있어야 한다. 이는 펌프 성능이 체절운전 시 정격토출압력의 140%를 초과하지 아니하고, 정격토출량의 150%로 운전 시 정격토출압력의 65% 이상 이 되어야 한다는 성능곡선을 확인하려면 150%를 넘는 유량까지 계측할 수 있어야 하기 때문이다.

옥내소화전설비의 화재안전기준상 펌프의 토출측 주배관 구경은 유속이 4m/s 이하 가 될 수 있는 크기 이상으로 해야 하므로 평균유속 5m/s는 기준을 위반한다(가지배관은 6m/s 이하). 배관용탄소강관(KS D 3507)은 사용압력 1.2MPa 미만 인 곳에 쓸 수 있으므로 1.1MPa에서 적합하고, 송수구로부터 주배관에 이르는 연결배관에는 개폐밸브를 설치하지 않아야 하므로 옳은 시공이다.

포소화설비의 화재안전기준상 차고·주차장에 설치하는 포소화전설비는, 해당 층의 포소화전방수구(5개 이상이면 5개)를 동시에 사용할 때 각 이동식 포노즐의 포수용액 방사압력이 0.35MPa 이상 , 방사량이 300L/min 이상 이면서 수평거리 15m 이상 으로 방사되도록 해야 한다. 다만 1개층의 바닥면적이 200m² 이하인 경우에는 방사량을 230L/min 이상 으로 완화하므로, 이 단서를 제외한 본 문제에서는 ㉠ 0.35 ㉡ 300이 옳다.

옥외소화전설비의 화재안전기준상 옥외소화전함은 설치개수에 따라 배치기준이 달라진다. 옥외소화전이 10개 이하이면 소화전마다 5m 이내에 1개 이상, 11개 이상 30개 이하이면 11개 이상의 소화전함을 각각 분산 설치, 31개 이상이면 소화전 3개마다 1개 이상을 설치한다. 옥외소화전이 15개이면 11~30개 범위에 해당하므로 옥외소화전함은 11개 이상 배치해야 한다.

상수도소화용수설비의 화재안전기준상 호칭지름 75mm 이상의 수도배관에 호칭지름 100mm 이상의 소화전을 접속해야 한다. 따라서 접속해야 하는 소화전의 호칭지름은 100mm이다.

NFTC 103 2.5.17은 배수를 위한 기울기를 두 갈래로 갈라 놓았다. 늘 물이 차 있는 습식과 부압식은 배관을 눕혀 두되 물이 남을 만한 자리에 배수밸브를 달고, 그 밖의 방식은 헤드 쪽이 올라가도록 세우면서 수평주행배관 500분의 1, 가지배관 250분의 1을 하한으로 지키게 한다. 굵은 주행배관보다 헤드가 매달리는 가는 가지배관을 더 가파르게 세워야 물이 잘 빠져나간다고 새겨 두면 두 값을 뒤바꾸지 않는다. 구조 탓에 기울기를 줄 수 없을 때는 배수밸브로 갈음할 수 있다.

주거용 주방자동소화장치의 탐지부는 수신부와 분리하여 설치하되, 공기보다 가벼운 가스 (LNG)를 사용하는 장소에는 천장면으로부터 30cm 이하 , 공기보다 무거운 가스 (LPG)를 사용하는 장소에는 바닥면으로부터 30cm 이하 의 위치에 설치해야 한다. 따라서 무거운 가스에 대해 바닥면으로부터 0.2m 이하로 규정한 것은 기준값(0.3m)과 달라 틀린 설명이다. 나머지 가스차단장치의 상시 확인·점검 가능 설치, 방출구와 환기구 청소부분의 분리, 감지부의 형식승인 받은 높이·위치 설치는 모두 기준에 부합한다.

분말소화설비의 화재안전기준에 따라 가압용 가스용기에는 2.5MPa 이하 의 압력에서 조정이 가능한 압력조정기를 설치해야 하므로 가압용 가스용기의 압력조정기는 2.5MPa 이하에서 조정이 가능해야 한다. 이는 고압의 가압용 가스를 분말약제 저장용기에 적정 압력으로 낮추어 공급하기 위한 것으로, 가압용 가스용기를 3병 이상 설치한 경우에는 2병 이상에 전자개방밸브를 부착한다.

C급 화재는 전기화재로서 소화약제에 전기전도성이 없어야 적응성이 인정된다. 중탄산염류(분말), 이산화탄소, 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제는 모두 비전도성으로 B·C급에 적응성이 있으나, 마른모래 는 소화기구의 소화약제별 적응성 표에서 일반화재(A급)와 그 밖의 화재(금속화재 등) 에만 적응성이 표시되므로 C급 화재에 적응성이 없는 소화약제는 마른모래이다.

펌프의 토출관에 압입기를 설치 하고 별도의 포소화약제 압입용 펌프 로 약제를 압입·혼합하는 방식은 프레져사이드 프로포셔너방식 이다. 따라서 펌프의 토출관에 압입기를 설치하여 포소화약제 압입용 펌프로 포소화약제를 압입시켜 혼합하는 방식은 프레져사이드 프로포셔너방식이다. 프레저 프로포셔너방식은 펌프와 발포기 사이 벤투리관의 흡입작용과 가압수의 약제저장탱크 압송 을 함께 이용하는 방식이고, 라인 프로포셔너방식은 배관 도중의 벤투리관 흡입작용만 으로 약제를 흡입·혼합하는 방식이다.

스프링클러설비의 화재안전기준에서 유수검지장치는 본체 내의 유수현상을 자동적으로 검지하여 신호 또는 경보를 발하는 장치로 정의되며, 습식·건식·준비작동식 유수검지장치가 있다. 따라서 본체 내의 유수현상을 자동적으로 검지하여 신호 또는 경보를 발하는 장치는 유수검지장치이다. 일제개방밸브장치는 화재감지설비의 신호로 밸브가 열려 전 헤드에 방수시키는 장치, 기동용 수압개폐장치는 배관 압력변동으로 펌프를 기동·정지시키는 장치, 물올림장치는 수원이 펌프보다 낮을 때 흡입측 배관에 물을 채워 두는 장치이다.