[소방설비기사 기계] 가끔 나오는 문제 · 최근 10회 중 1회 (463) 해설 페이지

분말소화약제는 제1종 탄산수소나트륨($NaHCO_3$), 제2종 탄산수소칼륨($KHCO_3$), 제3종 제1인산암모늄($NH_4H_2PO_4$), 제4종 탄산수소칼륨과 요소의 반응물로 구분된다.
이 중 제1·2·4종은 B급·C급 화재에만 적응성이 있으나, 제3종은 열분해로 생성된 메타인산($HPO_3$)이 가연물 표면에 방진(피막) 작용을 하여 일반가연물의 잔진까지 억제하므로 A급·B급·C급 화재에 모두 사용할 수 있다.
따라서 ② $NH_4H_2PO_4$가 정답이다.

조연성(지연성) 가스는 자신은 타지 않으나 다른 물질의 연소를 도와주는 가스로, 산소·공기·염소·불소·오존·이산화질소 등이 해당한다.
따라서 ① 산소가 정답이다.
② 일산화탄소, ③ 부탄, ④ 수소는 모두 스스로 연소하는 가연성 가스이다.

④ 아르곤(Ar)은 주기율표 18족의 불활성(비활성) 기체로 최외각 전자가 안정하여 산소와 반응하지 않으므로 연소하지 않는다. 오히려 불활성기체 소화약제나 용접 보호가스로 쓰인다.
① 일산화탄소(연소범위 약 12.5~74 vol%), ② 프로판(약 2.1~9.5 vol%), ③ 메탄(약 5~15 vol%)은 모두 가연성 가스이다.

유입방폭구조(o)는 전기불꽃·아크 또는 고온이 발생하는 부분을 기름(절연유) 속에 넣어 유면 위의 폭발성 가스에 점화되지 않도록 한 구조이다.
따라서 ① 유입방폭구조가 옳다.
② 내압방폭구조는 용기 내부의 폭발압력에 견디고 화염이 외부로 전파되지 않게 한 구조, ④ 안전증방폭구조는 정상운전 중 불꽃·과열이 생기지 않도록 안전도를 증가시킨 구조이다.

기체의 확산속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다는 그레이엄의 확산법칙을 적용한다.
$\dfrac{v_{\text{공기}}}{v_{\text{할론}}}=\sqrt{\dfrac{M_{\text{할론}}}{M_{\text{공기}}}}$
대입하면 $\sqrt{\dfrac{149}{29}}=\sqrt{5.138}\approx 2.27$
따라서 공기의 확산속도는 할론 1301의 약 2.27배로 ④가 정답이다.

제거소화는 가연물 자체를 없애거나 차단하는 소화법이다.
① 인접 유류탱크의 유류 이송, ② 반응기 원료 공급밸브 차단, ④ 산림 벌채(방화선 구축)는 모두 가연물을 제거·차단하는 방법이다.
반면 ③ IG-541 약제 방출은 질소·아르곤·이산화탄소 혼합 불활성기체로 산소농도를 낮추는 질식소화이므로 가연물 제거와는 무관하다.

기체의 증기 비중은 분자량에 비례하므로 분자량이 가장 큰 물질이 증기 비중도 가장 크다. 할론 번호는 C·F·Cl·Br 원자 수를 순서대로 나타내므로 ① Halon 2402는 $C_2F_4Br_2$로 분자량이 $24+76+160=260$이다.
나머지는 ② Halon 104($CCl_4$) 154, ③ Halon 1211($CF_2ClBr$) 약 165.5, ④ Halon 1301($CF_3Br$) 149로 모두 260보다 작다. 따라서 증기 비중이 가장 큰 것은 ① Halon 2402이다.

위험도는 $H=\dfrac{U-L}{L}$(U=연소상한, L=연소하한)로 산출하며, 연소하한이 낮을수록 값이 급격히 커진다.
② 이황화탄소는 연소범위가 1.2~44 vol%이므로 $H=\dfrac{44-1.2}{1.2}\approx 35.7$ 로 가장 크다.
① 수소는 4~75 vol%로 $\dfrac{75-4}{4}\approx 17.8$, ④ 에틸렌은 2.7~36 vol%로 약 12.3, ③ 메탄은 5~15 vol%로 2에 불과하다.
상한이 가장 높은 ① 수소를 답으로 고르기 쉬우나, 하한이 훨씬 낮은 이황화탄소가 위험도는 더 크다.

1기압에서 100℃ 물이 100℃ 수증기로 상변화하는 데 필요한 열은 증발(기화)잠열뿐이며, 온도 변화가 없으므로 현열은 0이다.
물의 증발잠열은 539 cal/g이므로 $Q=m\,\gamma=1\times 539=539$ cal이다.
따라서 ③ 539가 정답이며, 0℃ 얼음의 융해잠열 80 cal/g과 혼동하지 않아야 한다.

혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에 법칙 $\dfrac{100}{L}=\dfrac{V_1}{L_1}+\dfrac{V_2}{L_2}+\dfrac{V_3}{L_3}$로 구한다.
$\dfrac{100}{L}=\dfrac{50}{2.2}+\dfrac{40}{1.9}+\dfrac{10}{2.4}=22.73+21.05+4.17=47.95$
$L=\dfrac{100}{47.95}\approx 2.09$ vol%이므로 ① 2.09가 정답이다.

폭발은 화학적 폭발과 물리적 폭발로 나뉘는데, 물리적 폭발은 화학반응 없이 상변화나 압력 상승만으로 일어나는 것으로 수증기 폭발, 보일러 파열, 고압용기 파열, 액화가스의 증기폭발(BLEVE) 등이 해당한다.
③ 수증기 폭발은 고온물질과 접촉한 물이 급격히 기화하며 체적이 약 1,700배로 팽창해 발생하므로 물리적 폭발이다.
① 분진 폭발, ② 중합 폭발, ④ 분해 폭발은 모두 화학반응을 수반하는 화학적 폭발이다.

공기 중 수소(H₂)의 연소범위(폭발범위)는 4 ~ 75 vol%로, 가연성 가스 중 아세틸렌(2.5~81 vol%)과 함께 범위가 매우 넓어 위험도가 큰 물질이다. 따라서 ④ 4 ~ 75 vol%가 옳다.
참고로 ① 1 ~ 12.5 vol%는 암모니아·황화수소 등과는 다른 값이며, ③ 67 ~ 92 vol%는 어떤 가연성 가스의 연소범위도 아니다.

알킬알루미늄은 제3류 위험물(금수성·자연발화성)로 물·이산화탄소·할로겐화합물과 모두 반응하거나 소화효과가 없어 사용할 수 없다. 특히 ② 물과는 반응해 메탄 등 가연성 가스를 발생시켜 화재를 확대시킨다.
따라서 질식·피복 효과를 내는 ③ 팽창질석(또는 팽창진주암, 마른모래)이 적응성 있는 소화약제이다.

감광계수 $C_s$와 가시거리·상황의 대응은 $0.1m^{-1}$·20~30m = 연기감지기가 작동할 정도, $0.3m^{-1}$·5m = 건물 내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느낄 정도, $0.5m^{-1}$·3m = 어두운 것을 느낄 정도, $1m^{-1}$·1~2m = 앞이 거의 보이지 않을 정도, $10m^{-1}$·0.2~0.5m = 화재 최성기 때의 연기 농도이다.
문제의 $0.1m^{-1}$, 20~30m는 연기가 가장 옅은 초기 단계이므로 정답은 ④ 연기감지기가 작동할 정도이다.
③ 건물 내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느낄 정도는 $0.3m^{-1}$, ① 앞이 거의 보이지 않을 정도는 $1m^{-1}$에 해당한다.

할론 번호는 앞에서부터 C, F, Cl, Br의 원자 수를 뜻하므로 Halon 1211은 C 1개, F 2개, Cl 1개, Br 1개이다.
따라서 분자식은 $CF_2ClBr$이며, 같은 조성을 표기한 ③ $CF_2BrCl$이 정답이다.
나머지 보기는 Cl이나 Br의 개수가 2개여서 1211의 조성과 맞지 않는다.

복사 열방출량은 슈테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례한다. 즉 $\dfrac{E_2}{E_1}=\left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^4$이다.
온도를 절대온도로 바꾸면 $T_1=300+273=573$ K, $T_2=360+273=633$ K이므로 $\left(\dfrac{633}{573}\right)^4\approx(1.105)^4\approx1.5$가 된다. 따라서 약 ① 1.5배다.

열전도율은 금속에서 크고 다공질 섬유 단열재에서 작다. 은과 알루미늄, 철재 같은 금속은 자유전자에 의해 열을 잘 전달하지만, ③ 암면(광물섬유)은 섬유 사이에 공기를 가두어 열전도를 억제하는 대표적 단열재이므로 열전도율이 가장 작다.
참고로 은은 금속 중에서도 열전도율이 가장 큰 물질에 속한다.

제4류 위험물은 인화성 액체로, 대개 물보다 가볍고 물에 녹지 않아 봉상·적상 주수 시 화재면이 확대될 수 있어 부적합하다. 따라서 ③ 봉상수 소화기와 ①·② 옥외·옥내소화전설비(봉상주수)는 적응성이 없고, ④ 물분무 소화설비는 물을 미세한 안개 상태로 방사하여 냉각·질식·유화(에멀션) 효과를 얻으므로 제4류 위험물 화재에 적응성이 있다.

방화벽의 양쪽 끝과 위쪽 끝은 각각 건축물의 외벽면 및 지붕면으로부터 0.5m 이상 튀어나오게 하여야 한다. 따라서 「0.2m 이상」이라 한 ① 방화벽의 양쪽 끝은 지붕면으로부터 0.2m 이상 튀어 나오게 하여야 한다가 기준과 어긋난 틀린 설명이다.
나머지는 방화벽의 정당한 기준으로, ③ 내화구조로서 홀로 설 수 있는 구조, ② 출입문은 너비 및 높이 각각 2.5m 이하의 60분 방화문, ④ 위쪽 끝은 지붕면으로부터 0.5m 이상 돌출이 모두 옳다.

할로겐 원소의 소화(연쇄반응 억제)효과는 원자량(원자번호)이 클수록 커서 $\text{I} > \text{Br} > \text{Cl} > \text{F}$ 순이다. 따라서 정답은 ① I > Br > Cl > F이다.
② F > Cl > Br > I는 전기음성도의 크기 순서로, 소화효과의 순서와는 정반대이다. 실제 소화약제로는 안정성·효과의 균형상 Br을 포함한 화합물이 주로 쓰인다.

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 ③ 10은 화재 최성기 때의 농도이다.
① 거의 앞이 보이지 않는 정도는 0.5가 아니라 1이며, ② 감지기 작동 직전은 0.1 부근, ④ 가시거리 20~30m는 0.5가 아니라 0.1에 해당하므로 모두 틀리다.

소화기구(자동확산소화기 제외)는 바닥으로부터 높이 1.5m 이하의 곳에 비치하여야 한다. 이는 소화기구 및 자동소화장치의 화재안전기준에 규정된 설치 높이로, 사용자가 손으로 쉽게 꺼내 쓸 수 있는 높이를 확보하기 위한 것이다. 따라서 정답은 ③ 1.5이다.

화학적 폭발은 연소·분해·중합 등 화학반응을 수반하는 폭발로 가스폭발·분진폭발·분해폭발·산화폭발이 해당한다. 반면 ③ 수증기 폭발은 물이 고온 물체와 접촉해 급격히 기화하면서 상변화에 의한 부피 팽창으로 일어나는 물리적 폭발이므로 화학적 폭발이 아니다. 보일러 폭발, 고압용기 파열도 같은 물리적 폭발에 속한다.

적린(제2류 위험물)은 물과 반응하지 않고 착화온도가 높아 다량의 물에 의한 냉각소화가 가능하다. 따라서 정답은 ④ 적린이다. ① 무기과산화물은 물과 반응해 산소를, ② 마그네슘은 물과 반응해 수소를 발생시켜 주수소화가 금지되며, ③ 과염소산은 강산으로 물과 접촉 시 심한 발열을 일으켜 주수가 위험하다.

피난로의 안전구획은 피난 경로를 따라 단계적으로 안전성이 높아지도록 구획하며, 일반적으로 1차 안전구획=복도, 2차 안전구획=계단부속실(부실), 3차 안전구획=계단으로 구분한다.
따라서 ① 계단부속실(계단실)이 2차 안전구획이다. 부속실은 계단으로 연기가 침입하는 것을 차단하는 완충 공간(제연구역)의 역할을 한다.
③ 복도는 1차, ④ 계단은 3차 안전구획이며, ② 옥상은 최종 피난공간이다.

제4류 위험물(인화성 액체)은 대부분 물보다 가볍고 물에 녹지 않아 주수소화를 하면 액체가 물 위에 떠서 화재가 확대되므로 물은 적합하지 않다.
따라서 ① 포를 사용하여 액면을 덮는 질식소화가 주된 소화방법이며, 이산화탄소·할로겐화합물·분말소화약제도 질식·억제 효과로 유효하다.
② 물을 뿌려 냉각, ③ 인화점 이하로 냉각은 인화성 액체 화재에 실효성이 없고, ④ 제거소화는 특수한 경우에 한정된다.

화재하중은 건물 내 가연물의 전체 발열량을 목재의 단위발열량으로 환산하여 바닥면적으로 나눈 값으로, 식은 $q = \dfrac{\sum (G_t H_t)}{H_0 A}$ 이다.
즉 '목재 환산 무게 ÷ 바닥면적'이므로 단위는 ② kg/m²이다.
온도 단위가 들어간 ③·④는 화재하중이 아니며, 화재강도·화재가혹도 개념과 혼동하지 않아야 한다.

폭연(deflagration)이 폭굉(detonation)으로 전이(DDT)되려면 화염 전파가 가속되어 충격파를 형성해야 하므로, 정상연소속도가 큰 가스일수록 전이가 쉽다. 따라서 ① 정상연소속도가 작은 가스일수록 폭굉으로 전이가 용이하다는 설명이 옳지 않다.
② 장애물은 난류를 일으켜 화염면적과 연소속도를 키우고, ③ 높은 압력은 반응속도를 증대시키며, ④ 관경이 가늘수록 벽면 마찰에 의한 난류로 화염이 가속되므로 모두 전이를 촉진하는 조건이다.

할로겐 원소는 원자반지름이 작을수록 수소와의 결합거리가 짧아 결합에너지가 커지므로 결합력은 F > Cl > Br > I 순이다.
실제 결합에너지도 HF가 약 570kJ/mol로 가장 크므로 ② F가 정답이다.
이 때문에 할론 소화약제에서도 F 결합은 안정하고, 결합력이 약한 Br이 쉽게 유리되어 부촉매(억제) 소화효과를 낸다.

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 ③ $CO_2$가 정답이다.
생성된 이산화탄소와 수증기는 질식·냉각 소화효과를 담당한다.

위험물안전관리법상 위험물은 류별로 제1류 산화성 고체, 제2류 가연성 고체, 제3류 자연발화성 물질 및 금수성 물질, 제4류 인화성 액체, 제5류 자기반응성 물질, 제6류 산화성 액체로 구분된다.
따라서 ② 제6류 위험물 : 가연성 액체 는 잘못된 분류이며, 제6류는 과염소산·과산화수소·질산과 같은 산화성 액체이다.
나머지 ① 제4류 인화성 액체, ③ 제1류 산화성 고체, ④ 제3류 자연발화성 및 금수성 물질은 모두 옳다.

증기비중은 $\dfrac{\text{기체의 분자량}}{29}$ 으로 구한다. 이산화탄소(CO₂)의 분자량은 $12+16\times2=44$ 이다.
따라서 증기비중 $=\dfrac{44}{29}\approx1.52$ 이므로 ④ 1.52 가 정답이다.

제연방식은 자연제연방식, 스모크타워 제연방식, 기계제연방식(제1·2·3종)이 대표적이며, 이들은 배출구·부력·송풍기를 이용해 연기를 옥외로 직접 배출한다.
반면 ① 냉난방설비를 이용한 제연방식은 공조덕트를 겸용하는 방식으로 연기 배출 전용이 아니어서 배출 효과가 가장 작고, 오히려 덕트를 통해 연기가 다른 구역으로 확산될 위험이 있다.

마그네슘은 제2류 위험물 중 금수성을 갖는 물질로, 물과 반응해 수소를 발생시키고 발열하여 폭발 위험이 커진다($\mathrm{Mg}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{Mg(OH)_2}+\mathrm{H_2}$).
따라서 ① 마그네슘을 물에 적셔 보관한다 는 설명은 옳지 않으며, 건조한 장소에 밀폐 저장해야 한다.
② 황화인의 산화제 격리, ③ 황의 정전기 방지, ④ 적린의 화기 격리는 모두 적절한 저장방법이다.

물의 비열은 1 kcal/kg·℃(약 4.18 kJ/kg·K)로 일반적인 물질 중 가장 큰 편에 속한다.
① 철 약 0.11, ② 구리 약 0.09, ④ 수은 약 0.03 kcal/kg·℃ 수준으로 물보다 훨씬 작다.
따라서 ③ 물이 정답이며, 큰 비열과 539 kcal/kg의 증발잠열이 물이 우수한 냉각소화약제인 이유이다.

위험물안전관리법상 제2류 위험물은 가연성 고체로 황화린·적린·황·철분·금속분·마그네슘 등이 해당한다.
따라서 ④ 황이 정답이다.
① 칼륨은 제3류(자연발화성 및 금수성 물질), ② 질산칼륨은 제1류(산화성 고체), ③ 톨루엔은 제4류(인화성 액체, 제1석유류)이다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 방화벽에 설치하는 출입문은 너비 및 높이가 각각 2.5m 이하여야 하며, 60분+방화문 또는 60분 방화문(출제 당시 기준으로는 갑종방화문)을 설치하여야 한다.
따라서 ③ 2.5가 정답이다.
참고로 방화벽은 내화구조로 하고 양쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면·지붕면으로부터 0.5m 이상 튀어나오게 하여야 한다.

착화(발화)온도는 외부 점화원 없이 스스로 발화하는 최저온도로, 이황화탄소는 약 100℃ 로 일반 인화성 액체 중 매우 낮다.
반면 ① 휘발유는 약 300℃, ② 아세톤은 약 465℃, ③ 벤젠은 약 500℃ 수준이므로 ④ 이황화탄소가 가장 낮다.
이황화탄소는 인화점도 약 -30℃로 낮아 물속에 저장(수조 보관)하는 대표적 제4류 특수인화물이다.

화재는 가연물의 종류에 따라 A급(일반화재), B급(유류·가스화재), C급(전기화재), D급(금속화재)으로 분류된다.
목재·종이·섬유류·플라스틱 등 연소 후 재를 남기는 일반 가연물의 화재는 A급 화재에 해당하며, 주된 소화방법은 물에 의한 냉각소화이다.
따라서 정답은 ② A급 화재이다.

탄화알루미늄($\mathrm{Al_4C_3}$)은 물과 반응하여 메탄($\mathrm{CH_4}$)을 발생시킨다($\mathrm{Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4}$).
따라서 ③ 탄화알루미늄 – 이산화황의 연결이 옳지 않다.
나머지는 ① 인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$)→포스핀, ② 탄화칼슘($\mathrm{CaC_2}$)→아세틸렌, ④ 수소화리튬($\mathrm{LiH}$)→수소로 모두 옳은 연결이다.

제3종 분말소화약제의 주성분은 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)이다.
③ 주성분이 탄산수소칼륨과 요소인 것은 제4종 분말소화약제이므로 옳지 않다.
제3종은 열분해 시 생성되는 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)의 방진(피복)작용으로 ① A·B·C급 화재에 모두 적응하며, ② 발생 수증기·불연성 가스에 의한 질식효과, ④ 분말 운무에 의한 열방사 차단효과도 갖는다.

건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙상 바닥의 내화구조는 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 10cm 이상인 것을 요구한다. 따라서 ① 10 이 정답이다.
참고로 벽의 경우 철근콘크리트조 두께 10cm 이상, 철망모르타르 바르기는 4cm 이상 기준이 적용된다.

물은 비열이 1 kcal/kg·℃로 크고, 특히 100℃에서의 증발잠열이 539 kcal/kg(약 2,257 kJ/kg)로 소화약제 중 가장 크다.
물이 기화하면서 이 잠열만큼 연소면의 열을 빼앗아 가연물의 온도를 발화점(인화점) 이하로 떨어뜨리므로, 증발잠열로 기대할 수 있는 소화효과는 ① 냉각소화이다.
물이 기화하면서 부피가 약 1,700배로 팽창해 산소농도를 낮추는 ③ 질식소화 효과도 부수적으로 있으나 이는 수증기의 부피팽창에 의한 것으로, 증발잠열이 직접 담당하는 효과는 아니다.

아크롤레인(CH₂=CHCHO)은 석유제품·유지류가 연소할 때 생성되는 알데히드 계통의 자극성·독성 가스로, 독성이 매우 높아 허용농도(TWA)가 0.1ppm 수준이다.
따라서 ④ 아크릴롤레인(아크롤레인)이 정답이다.
① 포스겐(COCl₂)은 사염화탄소·염소계 화합물의 열분해 생성물, ② 시안화수소(HCN)는 질소 함유 물질(모직·견·폴리우레탄)의 불완전연소 생성물로 계통이 다르다.

보일오버는 중질유 탱크 화재에서 고온층(열파)이 하강해 탱크 바닥의 물(수분층)에 도달하면 물이 급격히 비등·팽창하면서 유류를 탱크 밖으로 분출시키는 현상이다.
즉 바닥의 물이 원인이므로 방지대책은 ④ 탱크 하부 물의 배출, ③ 내용물의 기계적 교반(열파 형성 억제), ① 과열방지 등이다.
② 위험물 탱크 내의 하부에 냉각수를 저장하는 것은 오히려 보일오버의 원인인 수분층을 만드는 것이므로 방지방법으로 옳지 않아 정답이다.

제4류 위험물은 인화성 액체로, 인화점이 낮을수록 낮은 온도에서도 연소 가능한 농도의 증기를 발생시켜 위험성이 크다.
따라서 ② 인화점이 높을수록 증기발생이 용이하다는 설명은 옳지 않으므로 정답이다.
① 비전도성이어서 정전기 축적에 의한 착화 위험이 있고, ④ 대부분 증기비중이 1보다 커 낮은 곳에 체류하는 것은 제4류의 대표적 특성이다.

탄화알루미늄은 물과 반응하여 메탄을 발생시킨다: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$.
따라서 ④ 탄화알루미늄 – 프로판의 연결이 옳지 않아 정답이다.
① 수소화리튬은 수소, ② 인화칼슘은 포스핀($PH_3$), ③ 탄화칼슘은 아세틸렌($C_2H_2$)을 발생시켜 모두 옳은 연결이다.

위험물안전관리법 시행령 별표1의 위험물 한계 규정에서 제6류 위험물인 과산화수소는 그 농도가 36 중량퍼센트 이상인 것만 위험물로 본다.
따라서 ② 과산화수소 : 그 농도가 35 중량퍼센트 이상인 것 은 수치가 틀려 옳지 않다.
나머지는 모두 맞는 정의로, ① 제1석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 미만, ③ 황은 순도 60 중량퍼센트 이상, ④ 인화성고체는 고형알코올 그 밖에 1기압에서 인화점이 40℃ 미만인 고체이다.

물은 비열(1 kcal/kg·℃)과 특히 증발잠열이 약 539 kcal/kg으로 매우 커서, 기화하면서 연소면의 열을 대량으로 빼앗아 발화점 이하로 낮춘다.
즉 물의 주된 소화작용은 냉각소화이며, 그 근거가 큰 잠열이다.
따라서 ② 증발잠열이나 융해잠열이 크기 때문에 가 옳고, 물은 연소를 촉진하거나 촉매로 작용하지 않는다.

공기 중 폭발(연소)범위는 ③ 수소가 약 4~75vol%로 가장 넓다. ② 메탄 약 5~15vol%, ① 프로판 약 2.1~9.5vol%, ④ 부탄 약 1.8~8.4vol%로 탄소수가 커질수록 하한과 상한이 모두 낮아지고 범위도 좁아진다.
따라서 위험도 측면에서도 수소가 가장 크다.

위험물안전관리법 시행령 별표에 따른 유별 성질은 제1류 산화성 고체, 제2류 가연성 고체, 제3류 자연발화성 및 금수성 물질, 제4류 인화성 액체, 제5류 자기반응성 물질, 제6류 산화성 액체이다.
따라서 제4류 위험물의 성질은 ④ 인화성 액체이며, 휘발유·등유·알코올류 등이 이에 속한다.

화재하중은 화재구획실 내 가연물 총량을 목재 발열량 기준 중량으로 환산하여 바닥면적으로 나눈 값(kg/m²)으로, 단위면적당 가연물의 양(발열량)을 나타내는 지표이다. 값이 크면 단위면적당 발열량이 커 화재가혹도가 커진다(② 정상).
③ 화재하중이 크다는 것은 단위면적당 가연물량이 많다는 뜻이지 공간이 넓다는 의미가 아니므로, 옳지 않은 설명인 정답은 ③ 이다.

복사 열전달량은 스테판-볼츠만 법칙에 따라 절대온도의 4제곱에 비례한다. 온도를 절대온도로 환산하면 $250\,^{\circ}\text{C}=523\,\text{K}$, $650\,^{\circ}\text{C}=923\,\text{K}$ 이다.
따라서 복사량 비는 $\left(\dfrac{923}{523}\right)^{4}\approx(1.765)^{4}\approx 9.7$ 배 이므로 정답은 ④ 9.7 이다.

플래시오버는 실내 가연물에서 발생한 가연성 가스가 축적되어 일시에 착화, 실 전체가 화염에 휩싸이는 현상으로 화재가 급격히 확대되는 전환점이다.
이는 화재가 서서히 커지는 성장기에서 열방출이 최대가 되는 최성기로 넘어가는 시기에 발생한다. 따라서 정답은 ④ 성장기에서 최성기로 넘어가는 시기이다.

건축법령상 주요구조부는 내력벽, 기둥, 바닥, 보, 지붕틀 및 주계단을 말한다(건축법).
다만 사이 기둥, 최하층 바닥, 작은 보, 차양, 옥외 계단, 그 밖에 이와 유사한 것으로 건축물의 구조상 중요하지 아니한 부분은 제외한다.
따라서 ② 주요구조부가 정답이며, 나머지 보기는 법령상 정의된 용어가 아니다.

① 무선통신보조설비는 지하층 등에서 소방대의 무선교신을 돕는 소화활동설비로, 인명 대피에 직접 사용하는 피난기구가 아니다.
구조대, 피난사다리, 완강기는 모두 화재 시 재실자가 직접 몸을 피하는 데 쓰이는 피난기구에 해당한다.

포스겐($COCl_2$)은 사염화탄소 소화약제나 염소 함유 물질이 고온에서 반응할 때 생성되는 맹독성 가스로, 허용농도가 극히 낮아 보기 중 독성이 가장 높다. 따라서 ① 포스겐이 정답이다.
④ 일산화탄소도 유독하지만 독성 정도는 포스겐보다 낮고, ② 이산화탄소는 질식성이며, ③ 수증기는 독성이 없다.

감광계수 $C_s$와 가시거리의 관계에서 $C_s = 0.1$ [$m^{-1}$]일 때 가시거리는 20~30m이며, 이 정도의 옅은 연기 농도에서 연기감지기가 작동한다.
따라서 정답은 ③ 0.1이다.
참고로 $0.3$은 가시거리 5m(건물 내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느끼는 정도), $1.0$은 1~2m(거의 앞이 보이지 않는 정도), $10$은 화재 최성기의 연기 농도에 해당한다.

분말소화약제는 제1종 $NaHCO_3$(탄산수소나트륨, 백색), 제2종 $KHCO_3$(탄산수소칼륨, 담자색), 제3종 $NH_4H_2PO_4$(제1인산암모늄, 담홍색), 제4종 $KHCO_3 + (NH_2)_2CO$(회색)로 구분된다.
따라서 정답은 ② $KHCO_3$이다.
제2종은 칼륨 이온의 부촉매 효과가 커서 제1종보다 소화능력이 우수하며, 제3종만이 A·B·C급 모두에 적응성을 갖는다.

인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$)은 제3류 금수성 물질로 물과 반응해 수산화칼슘과 포스핀(인화수소, $\mathrm{PH_3}$)을 발생시킨다: $\mathrm{Ca_3P_2}+6\mathrm{H_2O}\rightarrow 3\mathrm{Ca(OH)_2}+2\mathrm{PH_3}\uparrow$.
포스핀은 가연성이면서 맹독성이므로 인화칼슘은 물·습기와의 접촉을 금한다. 따라서 ① 포스핀이 정답이다.
③ 아세틸렌은 탄화칼슘(카바이드)과 물의 반응 생성물이다.

표준상태($0$℃, $1$기압)에서 기체 $1$[kmol]의 부피는 22.4 m³이므로 $44.8$ m³은 $44.8 \div 22.4 = 2$ [kmol]이다.
이산화탄소의 분자량은 44이므로 무게는 $2 \times 44 = 88$ [kg]이다.
따라서 정답은 ② 88이다.

화재 시 인간의 피난본능은 ① 추종본능(최초 행동자를 따름), ② 귀소본능(평소 사용하던 문·통로로 향함), ③ 퇴피본능(발화지점 반대방향으로 이동)과 함께 지광본능이 대표적이다.
지광본능은 어두운 곳을 피해 밝은 곳(빛이 있는 방향)으로 이동하려는 특성이므로, ④ 어두운 곳으로 대피한다는 설명은 피난특성으로 볼 수 없다.
유도등·유도표지를 설치하는 근거가 바로 이 지광본능이다.

할로겐족(17족) 원소는 F, Cl, Br, I, At이므로 ① Cl(염소)이 정답이다.
② Xe(제논), ③ Ne(네온), ④ Ar(아르곤)은 모두 18족 비활성(불활성) 기체로, 최외각 전자가 채워져 반응성이 거의 없다는 점에서 할로겐족과 구분된다.

연면적 1,000 m² 이상 건축물에 설치하는 방화벽은 건축법령상 방화벽의 양쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면 및 지붕면으로부터 0.5 m 이상 튀어나오게 하여야 한다. 따라서 0.1 m로 제시한 ② 방화벽의 양쪽 끝과 위쪽 끝을 건축물의 외벽면 및 지붕면으로부터 0.1[m] 이상 튀어나오게 할 것이 틀린 설명이다.
① 내화구조, ③·④ 출입문의 높이·너비 각각 2.5 m 이하는 기준에 부합한다.

이산화탄소 방출로 산소농도를 낮출 때 필요한 CO₂ 농도는 $\text{CO}_2(\%) = \dfrac{21 - \text{O}_2}{21} \times 100$ 으로 구한다.
산소농도 13vol%를 대입하면 $\dfrac{21-13}{21}\times 100 = \dfrac{8}{21}\times 100 \approx 38.1$ 이므로 ④ 38.1vol%이다.

① 공기안전매트는 인명구조기구가 아니라 피난기구에 속한다. 인명구조기구는 화재 등의 현장에서 인명을 구조·보호하기 위한 것으로 ② 공기호흡기, ③ 인공소생기, ④ 방열복(및 방화복)이 이에 해당한다.
공기안전매트는 높은 곳에서 뛰어내릴 때 충격을 흡수하는 피난기구로 분류되어 성격이 다르다.

화재는 가연물에 따라 급수를 나누며 표시색이 다르다. A급(일반화재)은 백색, B급(유류·가연성 액체 화재)은 황색, C급(전기화재)은 청색, D급(금속화재)은 무색으로 표시한다. ② 'B급 화재는 황색으로 표시하며, 질식소화를 통해 화재를 진압한다'가 옳은데, 유류화재는 산소를 차단하는 질식소화(포·이산화탄소 등)가 효과적이기 때문이다.
① D급(금속화재)은 무색이고 재를 남기지 않으며(재를 남기는 것은 A급), ③ A급은 백색이고 주수소화가 가능하다(주수를 엄금하는 것은 감전 위험이 있는 C급 전기화재), ④ 가연성 금속 화재는 D급이므로 모두 틀리다.

전산실·통신기기실은 정밀 전자장비가 밀집한 공간으로, 소화 후 잔여물이 남지 않고 전기 비전도성이며 장비 손상이 적은 소화약제가 요구된다. 따라서 ① '할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비'가 가장 적합한데, 방출 후 잔재물 없이 기화하여 장비를 오염·손상시키지 않기 때문이다.
② 스프링클러설비와 ④ 옥내소화전설비는 물로 인한 전기·장비 손상 위험이 크고, ③ 분말소화설비는 분말 잔재가 정밀기기에 침투해 손상을 주므로 부적합하다.

가연성 가스의 위험도는 $H=\dfrac{U-L}{L}$($U$=연소상한, $L$=연소하한)로 정의되며, 연소범위가 넓고 하한이 낮을수록 커진다.
③ 이황화탄소는 연소범위가 약 1.2~44%로 $H=\dfrac{44-1.2}{1.2}\approx35.7$로 가장 높다. ④ 아세틸렌은 약 2.5~81%로 $H\approx31.4$, ② 수소는 약 4~75%로 $H\approx17.8$이어서 이황화탄소보다 낮다.

최소산소농도(MOC)는 연소하한계(LEL)에 완전연소 시 연료 1몰당 산소 몰수를 곱한 값($MOC \approx LEL \times \text{(산소 몰수)}$)으로 근사한다.
④ 메탄은 $CH_4+2\,O_2$, LEL 약 5%로 $MOC\approx5\times2=10\%$로 가장 작다. 프로판($2.1\times5\approx10.5$), 에탄($3\times3.5\approx10.5$), 부탄($1.8\times6.5\approx11.7$)은 이보다 크다.

건축법령상 방화구획에서 11층 이상의 층은 원칙적으로 바닥면적 200$m^2$ 이내마다 구획하되, 스프링클러 등 자동식 소화설비를 설치한 경우에는 그 바닥면적의 3배까지 완화된다. 벽·반자의 마감이 불연재료가 아닌 경우 기준이 200$m^2$이므로 3배인 ③ 600$m^2$이 정답이다.
참고로 마감이 불연재료인 경우에는 기준이 500$m^2$이고 스프링클러 설치 시 1,500$m^2$까지 완화된다.

보일 오버는 중질유 탱크 화재가 장시간 지속되면서 형성된 열류층(heat wave)이 하강해 탱크 저부의 물(수분층)에 도달하고, 이 물이 급격히 수증기로 기화하면서 부피가 팽창해 유류를 탱크 밖으로 분출시키는 현상이다. 따라서 ② 보일 오버가 정답이다. ④ 슬롭 오버는 화재 표면에 물이나 포를 주수했을 때 표면의 고온 유류가 튀어나오는 현상이고, ① 블레비는 액화가스 저장탱크가 화염에 노출되어 내압 상승으로 파열되는 현상으로 구분된다.

이상기체는 0℃, 1기압(표준상태)에서 1몰이 22.4L를 차지한다.
따라서 몰수는 $n=\dfrac{11.2}{22.4}=0.5$ mol이다.
분자량은 $M=\dfrac{w}{n}=\dfrac{22}{0.5}=44$ 이므로 ① 44 가 정답이다(이 값은 이산화탄소·프로판의 분자량에 해당한다).

경유는 제4류 위험물(제2석유류)로 비중이 약 0.83으로 물보다 가볍고 물에 녹지 않는다.
주수하면 물이 아래로 가라앉고 불붙은 경유가 물 위에 떠서 흘러 퍼지므로 화재면이 오히려 확대된다.
따라서 ② 경유는 물보다 비중이 가벼워 화재면의 확대 우려가 있으므로가 정답이며, 유류화재에는 포·이산화탄소·분말 등 질식소화가 적합하다.

감광계수는 연기에 의한 빛의 감쇠 정도를 나타내는 값으로 클수록 시야가 나빠진다.
일반적으로 0.1은 연기감지기가 작동할 정도, 0.3은 건물 내부에 익숙한 사람이 피난에 지장을 느낄 정도, 0.5는 어둡침침함을 느낄 정도, 1은 거의 앞이 보이지 않을 정도, 10은 화재 최성기 때의 농도(유도등이 보이지 않는 정도), 30은 출화실에서 연기가 분출될 때의 농도로 구분한다.
따라서 ③ $10\,m^{-1}$가 정답이다.

압력이 일정하므로 샤를의 법칙 $\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}$ 를 적용하며, 온도는 반드시 절대온도로 환산한다.
$T_1 = 21 + 273 = 294$ K, $T_2 = 650 + 273 = 923$ K
$\dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{T_2}{T_1} = \dfrac{923}{294} \fallingdotseq 3.14$
따라서 공기는 처음의 약 3.14배로 팽창하므로 정답은 ④이다.

표면연소(무연연소)는 고체 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 형태로, 숯·목탄·코크스·금속분처럼 열분해나 증발 없이 고정탄소·금속이 산화하는 물질이 해당한다. 따라서 ① 금속분, ③ 숯, ④ 목탄은 모두 표면연소다.
반면 ② 나프탈렌은 상온에서도 승화하는 고체로, 고체가 기화한 증기가 타는 증발연소에 해당한다. 그러므로 표면연소가 아닌 것은 ② 나프탈렌이다.

포 소화약제 중 ③ 합성계면활성제포는 발포성이 우수해 팽창비를 폭넓게 조절할 수 있어 저팽창포부터 고팽창포까지 모두 사용할 수 있다. 고발포용으로 대표적으로 쓰이는 약제다.
① 수성막포, ② 단백포, ④ 불화단백포는 주로 저팽창포로 사용되어 유류화재에 적합하다. 따라서 저·고팽창포에 모두 쓸 수 있는 것은 ③ 합성계면활성제포다.

점화원(발화원)은 성질에 따라 기계적·전기적·화학적 점화원으로 구분한다. 화학적 점화원은 화학반응에 따른 열로, ② 연소열, ③ 분해열, ① 용해열, 그리고 생성열 등이 이에 속한다.
반면 ④ 아크열은 전기 방전(아크)에 의한 열이므로 전기적 점화원에 해당한다. 따라서 화학적 점화원이 아닌 것은 ④ 아크열이다.

고체연료의 연소형태는 ② 분해연소(목재·석탄·종이 등), ④ 증발연소(황·나프탈렌·양초 등), 표면연소(숯·목탄 등), ③ 자기연소(니트로화합물 등 자체 산소 함유물)로 구분한다.
반면 ① 예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞어 태우는 기체연료의 연소형태이므로 고체연료의 연소형태가 아니다. 따라서 답은 ① 예혼합연소다.

③ $4P+6H_2O\to 4SO_2+3O_2$는 성립하지 않는 반응식이다. 반응물에는 인(P)만 있고 황(S)이 없는데 생성물에 $SO_2$가 나오는 것은 원소 보존에 어긋나며, 물과 인이 이런 형태로 반응하지도 않는다.
나머지 ① 과산화나트륨과 물의 반응, ② 나트륨과 물의 반응, ④ 탄화칼슘과 물의 반응(아세틸렌 발생)은 모두 원소·계수가 맞는 올바른 반응식이다. 따라서 잘못된 것은 ③이다.

B급 화재는 인화성 액체 등 유류화재를 말한다. ② 휘발유, ③ 등유, ① 알코올류는 모두 인화성 액체의 연소이므로 B급 화재에 해당한다.
반면 ④ 목탄은 고체 가연물로, 그 연소는 일반가연물 화재인 A급 화재에 해당한다. 따라서 B급 화재에 해당하지 않는 것은 ④ 목탄의 연소다.

압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다(샤를의 법칙): $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{T_2}{T_1}$.
온도를 절대온도로 바꾸면 $T_1=20+273=293$ K, $T_2=600+273=873$ K이므로 $\dfrac{V_2}{V_1}=\dfrac{873}{293}\approx3$이다. 따라서 부피는 약 3배로 팽창하며 답은 ③ 3이다.

불꽃의 색은 온도를 나타내며, 온도가 낮은 쪽부터 높은 쪽으로 암적색(약 700℃) → 적색 → 휘적색 → 황적색 → 백적색 → 휘백색(약 1,500℃ 이상) 순으로 높아진다.
따라서 ② 암적색, ③ 적색, ① 휘적색보다 ④ 휘백색이 가장 온도가 높다.

① 활성화 에너지가 작을수록 반응이 일어나는 데 필요한 최소 에너지 장벽이 낮으므로 연소가 잘 일어난다. 옳은 설명이다.
② 아르곤은 불활성 기체라 산화·자연발화를 일으키지 않고, ③ 네온 역시 불활성 기체라 산화제가 될 수 없으며(산화제 예: 오존·불소), ④ 인화온도는 연소(발화)온도보다 낮으므로 모두 틀린 설명이다. 따라서 가장 옳은 것은 ①이다.

이산화탄소는 농도가 높아질수록 인체에 미치는 독성이 커지는데, 일반적으로 1[%]는 공중 위생상의 상한선, 2[%]는 불쾌감, 4[%]는 두부(머리)의 압박감, 8~10[%] 이상에서 호흡곤란과 의식장애가 나타난다.
따라서 ② 「농도가 6[%]인 경우 호흡이 곤란해진다」는 설명은 적합하지 않다. 6[%] 수준에서는 호흡수가 늘어나는 정도이며, 본격적인 호흡곤란은 이보다 훨씬 높은 농도에서 발생한다.

인화점은 가연성 액체 표면에서 점화가 가능한 최저 온도로, 낮을수록 위험하다. 각 물질의 인화점은 ① 이황화탄소 약 -30[℃], ④ 벤젠 약 -11[℃], ② 톨루엔 약 4[℃], ③ 에탄올 약 13[℃]이다.
따라서 인화점이 가장 낮은 물질은 ① 이황화탄소이다.

Halon 1301은 화학식이 CF₃Br이므로 분자량은 $12+19\times3+80=149$이다. 0[℃], 1기압에서 기체 1[mol]의 부피는 22.4[L]이므로, 방사된 약제 0.32[kg](320[g])의 부피는 $\dfrac{320}{149}\times22.4\approx48.1$[L], 즉 약 0.0481[㎥]이다.
방호구역 체적 1[㎥]에 대한 약제의 체적 비율로 농도를 구하면 $\dfrac{0.0481}{1}\times100\approx4.8$[vol%]가 되어 정답은 ④ 4.8%이다.

건축물의 소실 정도에 따른 화재는 ② 전소(70[%] 이상 소실), ① 반소(30[%] 이상 70[%] 미만 소실), ③ 부분소(전소·반소에 해당하지 않는 것)로 구분한다.
④ 훈소화재는 소실 면적으로 정의하는 화재 형태가 아니라, 불꽃 없이 연기를 내며 서서히 타들어가는 연소 현상을 가리키므로 「10[%] 이하 소실」이라는 설명은 옳지 않다.

화재 시 발생한 불티나 불꽃이 바람 또는 상승 열기류를 타고 멀리 떨어진 가연물로 옮겨가 착화시키는 현상을 ② 비화(飛火)라 한다.
① 복사, ③ 전도, ④ 대류는 열이 매질을 통해 전달되는 열전달 방식으로, 불씨 자체가 날아가 새로운 화점을 만드는 비화와는 구별된다.

연소의 4요소 중 「연쇄반응(순조로운 연쇄반응)」을 차단하여 소화하는 방법이 ① 부촉매소화(억제소화)이다. 화염 속 활성기(라디칼)의 연쇄반응을 억제하는 화학적 소화로, 할론·분말 소화약제가 대표적이다.
② 냉각, ④ 질식, ③ 제거는 각각 온도·산소·가연물을 제거하는 물리적 소화방법으로 연쇄반응 억제와는 직접 관련이 없다.

아세틸렌(C₂H₂)은 연소범위가 매우 넓은 대표적 가연성 가스로, 그 연소(폭발)범위는 약 2.5~81[vol%]이다. 따라서 정답은 ③이다.
④ 4.0~75는 수소, ② 2.1~9.5는 프로페인에 가까운 값으로 혼동하기 쉽다.

가연성 액체에 점화원을 가까이하여 인화시킨 뒤 점화원을 제거해도 스스로 연소를 계속 유지하는 최저 온도를 ② 연소점이라 한다. 일반적으로 연소점은 인화점보다 약 5~10[℃] 정도 높다.
① 인화점은 점화원이 있을 때 순간적으로 불이 붙는 최저 온도이고, ④ 발화점은 점화원 없이 스스로 발화하는 최저 온도, ③ 비점은 액체가 끓는 온도로 서로 구별된다.

비수용성 유류는 물보다 비중이 작아 물에 섞이지 않고 물 위에 뜬다. 화재 시 물을 뿌리면 기름이 물을 타고 퍼지면서 오히려 ① 연소면이 확대되기 때문에 물로 소화할 수 없다.
이러한 유류화재에는 질식소화가 가능한 포(泡) 소화약제 등이 적합하다.

프로페인의 완전연소 반응식은 $\text{C}_3\text{H}_8+5\text{O}_2\rightarrow3\text{CO}_2+4\text{H}_2\text{O}$이다.
따라서 프로페인 1[mol]이 완전 연소하는 데 필요한 산소는 ① 5[mol]이다.