Fire Investigation Manual

2007-M-076

Module형 교재

화재현상및현장조사

1. 화재원인조사의목적을이해할수있다.

2. 화재원인조사자의역할및자세를이해할수있다.

3. 연소현상을구분및이해할수있다.

4. 화재현장의연소형태를이해할수있다.

5. 화재성격을판단및구분할수있다.

6. 화재원인의사전및현장조사에대하여이해할수있다.

본 모듈형교재는화재원인조사에관한정보를제공한다. 논의될 주제는 화

재원인 조사의 목적 및 조사자의 역할, 연소현상 구분, 화재원인 조사에

필요한사항등이다.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4기억해야할포인트

제1장

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 19기억해야할포인트

제2장

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 41기억해야할포인트

제3장

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 71

contents

Module형교재

2007076

화재란원하지않는연소현상으로재산이나인명의피해가발생하고소화시킬필요가있는

연소를말한다. 화재조사의궁극적목적은화재발생원인을찾아내어재발을방지하기위한

대안을마련하기위함이고, 실제소방기관에서조사하는목적은소방행정자료로활용하고자

함이며, 수사기관에서 실시하는 화재수사는 민형사상의 업무 및 교육 책임소재를 분명히

하기위함이다. 따라서화재조사란다음과같은조사내용을토대로동종화재를예방하기

위한일련의행위를말한다.

- 어떠한이유로원하지않는연소상황이발생하 는가(발화원인)

- 어떠한과정으로확대되었는가(확대원인)

- 어떻게피해가발생하게되었는가(피해발생원인)

- 얼마나피해가발생하 는가(피해조사)


화공안전

4

화재조사의목적01

제1장

화재현상을이해하고화재조사의목적및조사자의역할을

이해할수있다.

Module형교재076

1장 _ 화재현상의이해

2003. 2. 18. 10:00경발생한대구지하철화재사건은정신병자의방화로초기진화가안

되어확대되었고조기경보체계등의미비로200여명의사망자가발생한끔찍한사고

화공안전

5

【사진 1-1】2000년 11월 2일 17:08경안산목내동 7블럭 8호단일화학에서대형폭발화재로인접공장을포함한

약6,000여평이전소된사고로원인은과열된반응조의디메틸 리콜(Dimethyl glycol)의폭발로발생

【사진 1-2】대구지하철화재현장

【사진 1-4】현장외관 【사진1-5】발화개소출입구형태【사진 1-6】인명피해발생장

소의출입구

【사진 1-7】인명피해가발생

한 2층의콜라텍


화재현상의이해

99.10.30.19:00경인천중구인현동○○노래방화재는지하실화재로발생된유독성가

스와안전의식결여등으로청소년등55명이사망하고, 78명이중경상을입는끔찍한사

건이었다.

가. 화재발생현황

최근 2년간(2005년~2006년) 화재는 매년 평균 32,059건, 인명피해는 사망자 476명,

부상자 1,786명이발생하 고재산피해는 161,083 백만원이발생하 다. 다시말하면,

매일평균88건의화재사고로사망자1.3명, 부상자4.9명이발생했었다.

화재의 원인으로는 전기가 9,682건(30.2%)으로 1위, 방화가 3,364건(10.5%)으로 2위,

3위는담뱃불로3,300건(10.3%)으로분석되었다.

다음은최근2년간화재원인별점유율을나타낸도표이다.


화공안전

6

제1장

화재발생현황02

<표 1-1> 화재원인별점유율

※소방방재청연도별화재발생현황참조

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%전기 방화 담배 불티 불장난 아궁이 가스 난로 유류 성냥. 기타

양초

30.2%

10.5% 10.3%

7.6%

3.6%2.2% 1.7% 1.0% 0.9% 0.9%

31.1%화재원인

나. 전기화재발생원인

화재발생원인중가장큰비중을차지하고있는전기화재의발생원인을살펴보면최근

5년간(2002년~2006년) 전기가원인인화재8,795건(차량, 비행기, 선박의전기화재제외)

을 분석해 보면 단락이 6,009건(68.3%)으로 1위, 과부하가 1,090건(12.4%)으로 2위를

차지했으며누전이500건(5.7%)으로3위, 접촉불량이377건(4.3%)으로4위를차지했다.

다음은최근5년간전기화재발생원인별점유율을나타낸도표이다.

※한국전기안전공사연도별전기화재발생현황참조

화재조사자는 조사한 내용에 대한 책임을 져야하며, 있는 그대로 과학적인 조사를 통해

객관적으로화재발생원인을찾아내어야한다. 과학적인조사란객관적인사실을바탕으로

자연현상을설명하는것으로화재조사또한연소잔해형태로부터귀납적인방법으로발화

로부터연소가확대되고소화된과정까지를설명하는것이다.

이과정에서발화원인의판단을요구받게되는데조사자는판단을하는것이아니라현상을

설명한다는 자세로 조사를 실시하며 최종판단을 하여서는 안 된다. 여기서 최종판단이란

전기합선 또는 누전에 의한 발화, 방화추정 등을 말하는 것으로 이는 조사자가 하는 것이

아니라최종사법권을가지는검찰이하고정당여부는법원이판단하는것이다.

Module형교재076


화공안전

7

<표 1-2> 전기화재발생원인별점유율

화재조사자의역할과자세03

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

68.3%

12.4%

5.7% 4.3%9.3%

단락 과부하 누전 접촉불량 기타

전기화재원인


예를들면‘주방의냉장고에서발화하여연소가확산되고, 자동화재감지기나자동소화설비

가갖추어지지않아가연성벽지등을타고인접건물까지확산연소되는피해가발생(조사

기관)하 으며, 냉장고의발화원인은내장된컴프레서(Compressor) 부분에부착된과열보

호장치인서모스탯(Thermostat)에습기가유입되어케이블에트래킹현상이일어나단락,모

터가과열되고접촉되어있던섬유류에점화된것으로감정기관이감정하고,

또한 피해자가 화재보험에 가입한 후 보험금을 노리고 고의로 냉장고 뒷면의 컴프레서

(Compressor) 부분에 물기가 있는 옷가지를 덮어 놓아 발생된 화재사건으로 수사기관이

조사한결과는충분한증거와전문가의감정결과및피의자의사실시인이인정된다(법원).’

즉, 조사자는현장의상황을과학적으로설명하려는자세로조사를해야하며, 예단을하거나

책임질어떠한결론도, 월권도하여서는안된다.

연소란가연성물질이공기중의산소와결합하는산화반응으로점화에너지, 가연물, 공기

중의산소를연소의 3요소라하고이것에연쇄반응이추가되어연소의 4요소가구성된다.


화공안전

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제1장

연소현상04

(조사기관) 현장의 연소형태는 주방의 냉장고에서 발화하 으며, 화재감지기, 자동소화설비

등이 갖추어지지 않은 상태로서, 냉장고 주변에 산재된 연소된 골판지 잔해로

보아이를통해확대된것으로판단되며,

(감정기관) 냉장고의 발화원인은 내장된 컴프레서(Compressor) 부분에 부착된 과열보호

장치인 서모스탯(Thermostat)에 습기가 유입되어 케이블에 트래킹 현상이 일어

나단락, 모터가과열되고접촉되어있던섬유류에점화된형태

(수사기관) 피해자가화재보험에가입한후보험금을노리고고의로냉장고뒷면의컴프레서

(Compressor) 부분에물기가있는옷가지를덮어놓고주변에빈골판지박스를

적재해놓은방화사건임이밝혀졌으며,

(법 원) 충분한증거와전문가의감정결과및피의자의사실시인이인정된다.

이는연소가일어나기위하여서는가연물과산소가있어야하고최초점화될수있는에너

지가필요하다는것으로각각에대하여이해할필요가있다.

가. 가연물

가연물은여러가지유형즉, 기체, 액체, 고체상태인것이있으며, 이들이얼마나잘타

는가타지않는가를나타내는척도로인화점, 발화점, 최소점화에너지, 연소범위가있다.

이들값은상대적인값이다. 즉, 인화점이30℃란말은30℃가되어야점화된다는의미

가아니라같은조건, 방식으로측정된30℃보다높은값을가지는것보다는잘타고낮은

값을가진것보다는잘타지않는다는뜻으로절대적인값이아니다. 발화점이나최소

점화에너지도같은의미이다.

가연물의성질은다음과같이구분한다.

①실온대기중에서연소확대를조장할수있는물질은인화성

②점화시켜지속적으로연소가일어나면가연성

③가연성에불연성물질을첨가해서연소정도를낮춘것을방염성

④표면에 소화성물질을 흡착시킨 방염 처리물, 점화원을 제거하면 연소가 중지되는

물질은난연성

⑤전혀연소되지않으면불연성

⑥폭발적으로연소가확대되는것은폭발성이라칭한다.

이들의구별은분명하지않으며, 상황에따라성질은바뀔수있다.

나. 공기중의산소

공기중의산소농도는약21% 정도인데공기중의산소농도가높으면연소가잘일어나고

Module형교재076


화공안전

9

[그림 1-1] 연소의 3요소 [그림 1-2] 연소의 4요소

불

가연물

점화원

공기(신소)

연료

순조로운연소반응

온도 산소(공기)


낮으면잘일어나지않으며, 공기중의산소농도가약 15% 이하가되면일반가연물은

연소가 일어나지 않는다. 반면 공기 중의 산소농도가 정상상태 이상이 되면 난연성은

가연성으로불연성도난연성또는가연성으로변화될수있으며, 난연성이나불연성도

성분에따라서는공기와의접촉면적정도(분진상태)에따라폭발성으로변화될수도있다.

다. 소염거리, 직경, 구간

화염이존재할수없는 역으로소염거리, 소염직경등과대등한의미로소염구간이있다.

판판재재를를양양측측에에놓놓고고중중앙앙에에화화염염을을놓놓은은다다음음서서서서히히판판재재의의간간격격을을좁좁혀혀나나가가면면결결국국불불이이

꺼꺼지지는는거거리리가가존존재재하하는는데데이이를를소소염염거거리리라고하며, 작은구멍을통해나오는혼합기에

점화시키면구멍입구에서연소하게되는데화염이내측으로들어가지는못하지만구구멍멍

직직경경을을점점점점넓넓혀혀나나가가면면어어느느직직경경이이상상에에서서는는화화염염이이내내측측으으로로유유입입되되게게되되는는데데이이때때의의

직직경경을을소소염염직직경경이라한다.

같은 의미로 화재현장에서 어느 공간이 심하게 연소되어도 벽과 벽, 천장과 벽, 벽과

바닥 등 모서리 부분에는 미연소잔해가 남게 된다. 이러한 구간을 소염구간이라 하며,

이는벽체가연소열기를흡수하여인화점이하로온도를낮추어연소가일어나지않게

되기 때문에 형성되는 것이며, 재질에 따라 다르다. 이러한 부분이 상대적으로 심하게

연소된경우는최초연소부분즉, 발화부위일경우에나타난다.


화공안전

10

제1장

[그림 1-3] 소염거리, 소염직경, 소염구간 [그림 1-4] 가스농도와소염거리

벽

소염직경

소염거리

프로판농도, 당량비

산소혼합기체

공기혼합기체

판재 판재 소염거리

소염거리 소염직경

소염직경

천장

바닥벽

소염구간

방바닥모서리

소염구간

라. 화염과열전달

연소될때발생하는화염은반응물질이반응될때얻은에너지를복사형태로내보내는

것으로 불휘염(不輝炎, CO2, H2O에서 나오는 투명한 자외선 역 측의 복사에너지)과

휘염(輝炎, CO, 부유탄소에서 나오는 불투명한 적외선 역 측의 복사에너지)이 있다.

열은 전도, 대류, 복사에 의하여 열전달이 일어나지만 폐된 화재현장에서는 대류도,

복사도, 전도도일어나지않게된다.

대부분의화재가일정공간에서일어나게되고화점에서부터벽체를타고상승하여천장

부분에서연소가확대되게되므로대류나천장의연기때문에복사또한차단되며, 공기의

전도도가낮아천장부분의온도가전선의구리를용융시킬수있는온도 1,100℃ 까지

올라가도바닥의온도는실온을유지하는상태가되어바닥재는열 향을전혀받지않게

되기때문에화재현장에서하방의바닥재가그대로남아있는것을볼수있다.

일반적으로공기보다무거운기체와가벼운기체가섞여있으면무거운기체는바닥으로,

가벼운 기체는 천장부분으로 분포한다고 생각하기 쉽지만 실제는 그렇지 않다. 이는

프로판과같이공기보다무거운기체가누출되면바닥으로깔리고메탄과같이공기보다

가벼운 가스가 누출되면 천장부분으로 분포한다고 생각하는 것과 같이 잘못된 생각이

다. 무거운 가스와 가벼운 가스를 섞어놓아도 온도가 일정하면 브라운 운동에 의하여

골고루혼합되어어느 역이나같은비율로존재하게된다. 이들가스가분리되는것은

온도차에 의해서만 분리되는 것으로 온도가 낮은 기체는 하방에 온도가 높은 기체는

상방에위치한다고표현하는것이옳다. 화재공간에서중성대가존재하는이유이다.

연소가 일어나는 형태는 가연물의 상태와 공기와의 혼합상태에 따라 화염연소(Flaming

combustion)와표면연소(Glowing combustion)이있으며, 화염연소는공기와의혼합방식

에따라확산연소, 예혼합기연소로구분한다.

Module형교재076


화공안전

11

연소형태05



화공안전

12

제1장

연소의형태

가. 확산연소

가연성가스가공기와혼합되면서연소가일어나는형태로혼합기가만들어지는 역에만

불꽃반응(유염연소)이존재하는것이며, 대부분의가연물연소가이에해당한다.

①분해연소: 확산연소에서고체가열분해되고분해된가스가공기중의산소와결합

하는공간에서만일어나는연소반응

②증발 연소 : 액체상태의 가연물이 기체 상태로 기화되고(증기) 기화된 가스(증기)가

공기중에확산되며연소되는것

나. 예혼합기연소

확산연소의일종으로이미가연성가스와공기를적정혼합(가연범위)한상태에서연소가

일어나는현상으로가스렌지와같은가스연소기구에서의연소나가스폭발사고시의폭발

연소가이에해당한다.

다. 표면연소(무염연소)

나무의연소에의한열분해결과탄화작업이일어난경우에는무정형탄소의고체표면

에공기와접촉·착화되어다시연소가일어나는것으로숯, 박상또는분상의금속연소

가이에해당된다.

화염발생

화염연소 표면연소

연소의연쇄반응

발화층형성

확 산

기체

열분해

고체고체

액체기체

산소O

표면연소

고체표면에서접촉

증발

가스폭발은일종의예혼합기연소이며, 플래시오버(Flash Over) 현상은일종의확산연소

이다. 즉, 화재발생초기에연소는착화물주변에한정되어있지만점차그범위를확대해

가는 과정에서 연소에 의해 발생한 고온의 미연소 가연성 가스가 천장 부근에 축적되고

바닥에는실온을유지하며, 중간부분에온도차에의한경계면인중성대가만들어지게된다.

외기유입이 일어나지 않으면 결국 연소는 중지되고 소화되나 대형공간에서의 고온부의

확장과대류에혹은외부로부터의공기유입에의하여중성대가붕괴되며일순간에화염이

크게 확대되게 되는데 이를 플래시 오버 현상이라고 한다. 또한, 이와 유사한 현상으로

화재가최성기를거쳐실내산소의소진으로화세가감소하는시점에서소화활동등에따른

실내문의개방시신선한공기가유입되어실내에축적된가연성가스가단시간에폭발적으

로연소되어폭풍을동반하여실외로분출하는백드래프트(Back draft)가 발생된다. 이때

는급격한기체의팽창은일어나지만공간전체에서일시에일어나는것이아니라공기와고

온의미연소가연성가스가만나는경계부에서만일어나므로폭굉현상은아니다.

Module형교재076


화공안전

13

[그림 1-5] 확산연소와예혼합기연소비교

가스폭발과플래시오버06

구분 확산연소 예혼합기연소

혼합 가연성증기가 공기와방식 자연적으로혼합

기체연료를미리공기와혼합

불꽃 황색, 적색 청색, 백색

연소 불완전연소많음 불완전요소적음

사용촛불, 라이터,

로의버너, 용접토치석유곤로

[그림 1-6] 개구부가있는화재현장실내의온도변화 [그림 1-7] 플래시오버가일어난화재현장실내온도변화

개구부를통한호흡

분출 흡입 분출 흡입 분출

Ceiling1Ceiling2Bottom

1200

1000

800

600

400

200

00 50 100 150 200 250

3000 40 80 120 160 200

1000

800

600

400

200

0

Top centerMid center

Bottom centerSidewall centerFrontwall center

플래시오버발생지점

Time(sec)Time(sec)

Temperature (℃)

Temperature (℃)


Flash over

Flash over는구획내가연성재료의전표면이불로덮이는전이현상으로정의되며, 화

재의발생과정은화원가까이에한정되어있던연소 역이조금씩확대되고이단계에서발

생한고온의가연성가스(불완전연소)가 천장에서부터체류되어하부로내려오면서이가

스농도가연소범위내농도에도달, 착화하여일순간에연소가일어나면서화재의진행이순

간적으로실내전체로확산시키는현상이다.

Back draft

Back draft 현상은 Flash over 발생등실내전체로화재가확산되어최성기의상태가

진행된이후실내산소가거의소진되어훈소가진행되면서화재가꺼져가는감쇠기에도달

한 상태에서 소방대의 소화활동 등에 의하여 실내 출입문을 개방함으로서 실내로 공기(산

소)가유입되어내부에체류된가연성가스(훈소로발생된불연소가스)가단시간에폭발적

으로연소함으로서화염이폭풍을동반하여실외로분출되는현상을말한다.


화공안전

14

제1장

【사진1-1】플래시오버(Flash over) 【사진1-2】백드래프트(Back draft)

구분 플래시오버 백드래프트

폭풍, 없다 있다충격파지배요인 열의공급 환기의공급

- 천장, 측벽불연화 - 출입문을닫아두거나약간만개방

- 가연물양제한 - 출입문보다천장부의대책 환기우선실시

- 개구부의 제한 - 출입문을서서히개방과동시에방수

플래시오버

온

도

시간

백드래프트

감쇠기최성기성장기

화재는공간의형태에따라확대되는형태도다양하게나타나게된다. 또한발생물건에따라

연소형태도다양하게달라진다. 즉, 차량화재, 지하구조물, 터널, 아파트, 재래시장, 판자촌,

단독주택과 최근 많이 지어진 샌드위치 패널(Sandwich panel)구조의 대형건물,

컨테이너등다양하며, 이들의연소형태또한각기다르게나타난다. 진화후발화부위를판

정하고발화원(發火原, fire source)을찾아내고또한확대원인을연소흔적으로부터입증하

고 판단해야 하는 조사자 입장에서 가장 큰 향을 미치는 것은 외부공기와의

차단정도이다. 따라서이들의재료보다는외기와의관계에서 폐공간, 반 폐공간, 개방

공간으로나눌수있다.

가. 개방공간

개방공간이란화재가발생된공간과외부공간이연결되어있어연소부위로의공기공급에

아무런장애를받지않는공간으로재래시장, 야적장, 축사등을말하며, 일반건축물이

라고하더라도전창문(창문이벽전체의크기에해당하는창)이열려져있는경우, 외부에

Module형교재076


화공안전

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[그림1-8] 플래시오버와백드래프트의비교

화재현장의연소형태07

연소가스

실내공기 실내공기

연소가스

연소가스연소가스

고온의가연성가스 고온의가연성가스

고온의가연성가스고온의가연성가스

중성대

중성대화염면 화염면

화염면

외부유입공기외부유입공기

실내공기

실내공기의유동(팽창과대류)에의한주성대붕괴로급격한확산연소(플래시오버)

외기유입에의한급격한확산연소로외기유입구를통한역화 (백드래프트)


주차된차량이라고하더라도문이개방된상태에서발화된경우등이다.

이러한구조는발화된부분을중심으로연소가미연소부분으로확대되어가게되고연소

과정중플래시오버와같은일순간의급격한확대연소나자연소화는되지않는다. 따라서

최초 발화부의잔해는도괴되고, 도괴된부분에도리어미연소잔해가남게되며, 국부적

함몰형태등확대방향이잘나타나있다.

나. 폐공간

발화된공간이어느정도외부와차단되어있어실내공기중의산소부족으로자연소화될

수있는공간을말한다. 이경우실내공기에상당하는가연물만이연소되고더이상의가

연물연소가일어나지않는것으로실내의연소형태는최초발화부만화염이존재하

던상태가되고기타부분은탄화또는탈수, 그을려진형태를나타낸다.

이는실내공기로연소될수있는량은대략실내용적25~30m3당약 1kg 정도의목재가

연소될수있으며, 이때발생되는열량에의한실내온도는약400~500℃로천장부분의

온도는매우높은상태가되나하방의온도는실온을유지하는상태가되며, 천장부분의

가연물은열분해되나산소부족으로연소되지못하고검게탄화된다. 유리창이파손된다

거나진화나구조등에의하여외부로부터공기가유입되면백드래프트현상이일어나게

되나대부분의경우초기연소된형태가진화후에도남게된다.

즉, 최초연소부위벽면에는“V”패턴의연소형태가남게되고여타부분보다밝게나타

내게된다. 또한소염구간에는미연소잔해가남게되고상방의가연물들은탄화된상태를

나타낸다.

다. 반 폐공간

실제로는개방공간구조이나구조상외부공기가유입되지않는구조로연소되는현상이

폐공간에서와 같은 현상을 일으키는 공간을 말한다. 셔터 문 하방이 열려있는 차고,

창문이있으나천장이높은건물에서는공기의흐름이없어천장부분은마치 폐공간

처럼 연소하는 공간을 말한다. 이는 연소 열기로 더워진 공기가 상층부에 상대적으로

온도가낮은기체는하방에존재하여대류와같은현상이일어나지않기때문에발생한다.


화공안전

16

제1장

이장에서꼭기억해야할포인트

화재조사란 다음과 같은 조사내용을 토대로 위법사실을 찾아내는 일연의

행위를말한다.

⑴ 어떠한이유로원하지않는연소상황이발생하 는가(발화원인)

⑵어떠한과정으로확대되었는가(확대원인)

⑶어떻게피해가발생하게되었는가(피해발생원인)

⑷얼마나피해가발생하 는가(피해조사)

⑴ 실온대기중에서연소확대를조장할수있는물질은인화성

⑵착화시켜지속적으로연소가일어나면가연성

⑶가연성이나이연성에불연성물질을첨가해서연소정도를낮춘것을방염성

⑷표면에 소화성물질을 흡착시킨 방염 처리물, 착화원을 제거하면 연소가

중지되는물질은난연성

⑸전혀연소되지않으면불연성

⑹폭발적으로연소가확대되는것은폭발성

point

제1장


가연성 가스가 공기와 혼합되면서 연소가 일어나는 형태로 대부분의 가연

물연소가이에해당한다.

⑴분해연소 : 고체또는분자량이크거나점성이높은액체는열분해되고

분해된가스가공기중의산소와결합하는공간에서만일어나는연소반응

⑵증발연소 : 액체또는파라핀, 황 등의고체가연물이기체상태로기화

되고(증기) 기화된가스(증기)가공기중에확산되며연소되는것

⑶표면연소(무염 연소) : 나무의 연소에의한열분해결과탄화작업이일

어난경우에는무정형탄소의고체표면에공기와접촉·착화되어다시

연소가일어나는현상

화재발생 초기에 연소는 착화물 주변에 한정되어 있지만 점차 그 범위를

확대해가는과정에서연소에의해발생한미연소가연성가스가천장부근에

축적되고 그것이 공기와 혼합하여 연소범위에 들어가면 일시에 인화하여

실내전체가화염으로휩싸이는현상

폐된공간에서산소부족으로소화되는과정에서외부로부터공기가유입

되면산소가유입되는방향으로폭발적인확산연소가일어나급속히화염이

전파되는현상

point

제1장

현대는대부분의화재물건이 폐형이며, 가스의사용이범용화되어화재가발생하면2차적

폭발현상이일어나게마련이며, 폭발이일어나면또한화재로발전하게된다. 또한화재의

인지(認知)는 시각인지, 후각인지보다는청각인지가대부분이다. 즉, 펑하는소리가들려

바라보니연기와화염이치솟는것을보고화재가발생한것을인지하게된다. 조사자는현장

조사를통해폭발이선행된것인지화재가선행된것인지판단하여야한다.화재폭발과폭발

화재는원인자체가상이하고조사하여야할사항이나확보하여야할증거가상이하므로각종

폭발현상에대한충분한이해가필요하다.

폭발현상에는 크게 물리적 폭발과 화학적 폭발로 구분할 수 있다. 각각의 특성에 대하여

이해하면현장에서폭발화재인지화재폭발인지의구분을손쉽게판단할수있다.

화공안전

19

제2장

폭발과확산연소01

폭발현상02

화재현상을바탕으로화재성격을판단할수있다.

화재성격의판단

가. 물리적폭발

물리적 폭발은 흡열반응이며, 압력해방 현상이다. 예외인 전선폭발을 제외하고는 현장

조사에서열기흔적, 화염흔적이없으면물리적폭발현상이며, 물리적폭발은압력을지탱

해주는용기가존재하게되고용기가파열

되며 폭발위력을 만들게 된다. 따라서

물리적폭발은고압용기폭발에의한것으로

액상이나 기상의 물질을 보관하는 용기는

크기나용도에따라종류가수없이많으나

구조상 일반 용기, 사이펀(Siphon)식 용

기, 액화산소 용기와 같이 자체 증발열을

이용한 자기온도 강하식 용기 등 3종류가

있다.

일반용기는입출구가하나로되어있는것

으로출구로배출되는것은기상이며, 액화

가스가보관되어있는경우내부압력P는보관된물질의외기온도To에서의증기압이되고

배출되면증발열에의하여내부온도 Ti 가낮아지게되며, 내부압력P도낮아지게된다.


화공안전

20

제2장

[폭발사고의유형분류g; gas(기체), l ; liquid(액체), s ; solid(고체)]

물리적 폭발상불변화 g → g 압력파열(타이어,고무풍선 파열 등)

상태변화 l → g 증기폭발(보일러, 압력밥솥 폭발 등)

s → g전선폭발(핸드폰배터리폭발, 고압선합선등)폭발

유산소폭발 g → g 가스폭발(메탄, 도시가스폭발)

화학적 폭발l → g 유증기폭발(신너, 휘발유, 등유)

s → g 분진폭발( 가루, 탄분, AI분, Fe분)

무산소폭발 폭약 (단일물질 ; TNT, 다이나마이트)

화약 (가연물+조산제)

화공약품 (불안정 물질)

[그림 2-1] 용기의종류

To

P,Ti

일반용기 사이펀식용기

① ②

액체산소통

사이펀식용기는입출구가2개로①번출입구로는배출시기체상태가배출되고②번출

입구로는액체상태가배출되게되며, 일반적으로인화성이있는물질을주입시에는정전기

에의한폭발방지를위해필히②번출입구를이용하여충진시켜야한다. ①번출입구를통해

배출시킬경우기체상태가토출되기때문에내부에서증발열이흡수되어온도강하가내려가

며내부압력이내려가게되지만②번출입구로토출시에는액체상태가배출되게되고내부

증발이 일어나지

않으므로내부압력이

일정하게유지되므로

사용목적에 따라 즉

일정압력으로단위시

간당 일정량의 토출

이 필요한 경우에는

②번출구를이용하게

된다.

각기다른일반용기와사이펀식용기, 사이펀식용기와사이펀식용기를혼용할때토출

구의액상이나오는②번출구와기상이나오는①번출구를각각연결시켜사용하게되면

액상이기상의용기로역류되어기상의용기가만(滿)충전상태가되며, 밸브를잠그게

되면기온상승으로파열사고가발생하게된다. 만약암모니아와같은유독성인물질이나

프로판과같은인화성물질을각기다른용기를이용혼용하는경우에는대형사고로연결

될수있다. 용기자체만의파열사고에서화염이나열기의흔적이없으면물리적폭발이고

물리적폭발은내부물질의상태에따라일반적으로나타나는파손형태가달라진다.

즉, 질소, 공기, 산소나메탄과같이기체를고압으로압축보관하는용기가파손되는경우

파손형태는 취약부분에 소성변형이 일어나고 형성된 파열부분을 통해 급속한 분출로

용기는로켓과같이날아가게되며, 용기자체가양분되거나심하게찢겨진형태를만들

지는않는다. 반면고온고압의액체상태인물질이용기의파손으로급격한압력강하가

일어나면물질일부가기상으로변화하는상변화가일어나며, 이로인해강한팽창력이

발생하며, 주로용접부위등취약부분을따라심한찢겨진형태를만들게되며, 찢겨진

단면에는공히소성변형형태를나타내게된다. 이러한현상을증기폭발현상또는돌비

Module형교재076

2장 _화재성격의판단

화공안전

21

[그림 2-2] 용기의혼용시발생하는파열사고과정


현상이라고 한다. 간혹 고압가스 용기의 파열이 마치 심한 찢겨짐 형태로 나타나기도

하는데이는일부포함된액체가기화되기때문에일어난다고보는것이타당하다.

예를들면타이어나고무풍선이파열되며심하게찢겨지는것은공기중의수분이응축된

상태(안개와 같은 물방울)로 존재하다가 압력 방출로 기화되며 운동에너지가 공급되어

찢겨지는 것으로 보아야 하며, CNG 가스통이 파열시 심하게 찢겨지는 형태는 포함된

부탄이나 프로판(무게비 약 5%)이 안개와 같은 액상으로 존재하다가 기화되기 때문에

나타나는것으로보아야한다.

폭발현장에서화염의존재가확인되지않으면물리적폭발이고, 이때는용기가존재하

므로파손, 파열된용기파편전량과연결된파이프, 특히대부분의고압용기에설치되

어있는 안전밸브나 계기 및 연결 파이프를 수거하여 파단면 해석법으로 최초 파괴된

기점을찾아내부(內部)압력과내압(耐壓)을비교하여폭발원인을규명한다. 물리적폭

발의 원인은 안전밸브결함, 과(過)충진 등에 의한 과압(過壓), 용기내압(容器耐壓)약화,

내부손상에의한파손이원인이며, 이의입증은파괴형태와파단면해석으로실시한다.

가스압력파열은취약부분에적은구멍만이형성되고, 증기폭발의경우에는취약부분에

심한소성변형과함께용접부위등이찢겨진형태로양분되는것이일반적이지만특별

한경우로액화산소통은자체냉각시스템에의하여임계온도인-119℃이하를유지하도

록되어있으나외적요인등에의하여내부온도가임계온도이상이되면급격한압력발생

으로파열되는데이경우도용기는파열된형태를나타내나분산된산소에의하여주변의

산화성물질은일시에산화되며이때발생된2차적인폭발적산화반응에의하여심각한

피해가발생하게된다. 또한물리적폭발현상의하나이지만특이한전선폭발은소규모로

큰 피해가 발생하지는 않지만 간혹 인명피해가 발생 할 수 있으며, 증거물로는 파열된

전지나전선으로폭발된증거는단락에의한심한용융형태이다.


화공안전

22

제2장

나. 화학적폭발

화학적폭발은화학반응이일어나는폭발현상으로감식차원에서유산소폭발과무산소

폭발로나누어생각할수있다. 즉, 공기중의산소와결합하는연소반응과공기중의산소와

무관한분해, 융합반응을생각할수있다. 유산소폭발은공기중에서만일어나는것으로

공간폭발현상이며, 폭심이존재하지않지만무산소폭발은폭심이존재하게된다.

현장조사에서화염이나열변형흔적이있고폭심이존재하면폭약, 화약이나화공약품에

의한 무산소폭발이고 폭심이 존재하지 않으면 가스폭발, 유(油)증기 또는 분진폭발인

유산소 폭발이다. 용기에 인화성이 강한 유기용매나 휘발유와 같이 유증기가 형성될

수있는물질을저장하는경우정전기에의한폭발사고가발생하는경우가있다. 원인은

대부분충진방법의불량에서오는것으로이경우는화학적폭발반응이며, 심한파괴력

으로큰피해를가져올수있다.

다. 폭발위력

위력또는세기는물리적폭발보다는화학적폭발이강하고물리적폭발에서상변화가

있는증기폭발이가스용기파열보다크며, 도면에서는액체가상변화하는것보다고

체가상변화하는전선폭발의에너지 도가높다. 화학적폭발에서유산소폭발보다는

무산소폭발의 도가크고, 유산소폭발에서반응물질의 도가큰것일수록위력은커

진다. 즉, 생활 주변의 폭발현상을 위력정도(에너지 발생 도)로 보면 등량이라면

그 위력 정도는 H2<CH4<C3H8<C4H10<시너 증기<휘발유 증기<분진<화약<화공약품<폭약

등으로볼수있으며, 현장에서관찰되는파괴정도로는주변에 향이별로없으면g(기체)

→g(기체 ; 고압가스관파열)정도, 물리적폭발인데위력이꽤크면l(액체)→g(기체)현상,

화학적폭발에서창문정도만파괴되었으면H2, 만약창문이심하게파손되었으면CH4,

벽에 균열이 형성되었으면 C3H8, 슬래브에 균열이 형성되었으면 C4H10, 벽과 슬래브가

일부 붕괴된 정도이면 적어도 화학적인 유증기 폭발이며, 건물이 완전 붕괴정도라면

분진이나화·폭약이상의에너지 도에의한것이다. 또한금속용기의파열부가말림

현상으로파열되었다면물리적폭발이아니라화학적폭발현상이다. 증기폭발이나화학적

폭발에서는 강한 충격파가 발생하게 되며, 기체용기 파열(g→g)이나 어떠한 확산

연소라하더라도충격파는발생하지않는다.

Module형교재076


화공안전

23


현장조사할때문제가되는것은폭발화재인지, 화재폭발인지의판별인데이는나타나있는

현장상황으로판단하는것으로‘가스보일러실에서갑자기펑하는소리와함께화염이치솟

았다’라고한다면두가지경우를생각할수있다.

첫째, 화재가발생하고연소로일어난유리의파손이나발생가스에의한2차폭발(확산연소)

의경우(화재)

둘째, 가스가먼저유출되고보일러의자동재점화과정에서누출된가스에착화폭발되며

화재로발전한경우(가스폭발사고)

이런경우판단방법은현장의파괴정도로가늠할수있지만파괴정도는누출가스양, 가스

종류등에따라다소다르게나타나므로객관적이지못하다. 위에서언급한폭발현상에서

확산 연소와 가스폭발은 유사한 파괴형태를 나타내나 폭발현상에서만 나타나는 충격파에

의한파손을생각할수있다.

대부분의건물에는유리창이존재하고유리는취성(깨어지는성질)이 가장강한건축재료

로이의파손형식은충격파괴, 열 충격파괴, 압력파괴, 충격파에의한파괴가있다. 충격에

의한파괴는충격지점으로부터방사상균열을형성하고파단면에는충격방향을알수있는


화공안전

24

제2장

【사진 2-1】금속용기의파편의말림현상 【사진 2-2】금속용기의파편의말림현상

화재성격의판단03

리플마크가형성된다. 압력에의한파괴는4각창유리에서귀퉁이4개소에충격파괴와같은

파괴형태가 나타나며 열응력 파괴는 파단선이 곡선을 이루며, 충격파에 의한 파괴형태는

빗살형태를나타낸다. 즉, 폭발이있었으면충격파에의한파괴형태가나타나고확산연소

에서는압력에의한파괴형태를나타내게된다.

Module형교재076


화공안전

25

【사진 2-3】충격에의해파손된유리【사진2-4】충격으로파괴된유리파단면【사진2-5】충격파에의해파손된유리형태

폭발사고의원인규명04

<표 2-1> 폭발현상의판단법

폭발현장

열기및화염흔적이있다

폭발중심이존재하는가

가스설비가있는가

인화성 물질보관용기가있는가

폭발물질잔해(분말)가남아있는가

용기가존재하는가

고압용기폭발

구멍형태의파괴 (2)기체용기의파열

(3)액체용기파열용접부의파열

물리적폭발

화학적폭발 무산소폭발중심에흔적만있다

중심이함몰된상태

상단부비산형태

용기가파편화

(8)화약류

(9)발파용폭약류

(10)살상용폭약류

(11) 화공약품류

(4)분진폭발

(5)가스폭발

(6)유증기폭발

유산소폭발

(1)전선폭발

(7)메탄가스폭발

no

no

no

no

no

no

yes

yes yes 흔적의

상태가

yes

yes

yes

파열형태가어떠한가


현장조사결과사고가폭발또는폭발화재인경우확인되어야할항목은폭발성물질종류,

폭발성물질이유출되게된경위, 점화원이며, 일반건축물에서의원인조사포인트는누출이나

형성원인이며, 점화원은중요한비중을차지하지않지만전문시설이나전문취급장소에서

의 폭발사고는 누설 또는 발생당시 안전장치의 설치 작동여부와 함께 점화원이 주요 조사

포인트가된다. 누설개소의확인과누설원인조사는폭발이나구조구난및진화에의한2차

파손을 고려하고 특히 밸브 등은 인위적이던 자연적이던 대부분 2차적 변형이 일어나게

마련이므로판정에주의가필요하다.

대부분의 산업현장은 폭발성 물질을 취급하고 대형보일러, 대형 변압기 및 고압가스 등이

상존한다. 따라서폭발사고가발생하면화재로발전하게되고화재가발생하면2차적폭발

사고로이어지게되며, 일반주택과달리심한연소및파괴로인하여원인규명이곤란한

경우가많다. 대형피해가발생한직접적인원인이폭발에의한것이되므로먼저폭발성격

부터파악하여야하며, 각각의폭발현상에대하여충분한이해가필요하다.

(1) 전선폭발

물리적폭발현상의일종으로전선이나케이블이전기합선등에의해발생하는고온고열로

기화되며 폭발위력을 일으키는 현상으로 소규모의 것으로 전기합선, 콘덴서의 폭발,

휴대폰 배터리의 폭발 등이 있으며, 대형의 것으로는 변압기의 폭발현상 등이 있다.

오일변압기의폭발은1차내부에서의전선폭발(합선등)이선행되고이로인해발생하는

열에의하여액체인내부절연유가돌비현상을일으키고이에점화, 화재로발전하는현상

이다. 이는절연파괴가선행되어일어나며, 절연파괴가일어나는원인은절연유의성능

저하, 절연체의열화, 충격에의한파손, 과부하, 화재로인한소실등이있다. 특히낙뢰

등에의한과부하나선행된화재로인한 2차오일변압기의폭발등이재해로이어질수

있다.

(2) 기체용기의파열

순수한고압의기체용기가파손되면로켓과같이용기가튕겨나가게되며, 이로인해위험

시설의파괴등2차재해가발생하게된다. 고압용기에는안전밸브가설치되어있고안전

밸의고장이나일부취약부분의피로및외상에의한파손으로발생한다.


화공안전

26

제2장

습공기와 같이 액체성분이 포함된 기체의

경우타이어의펑크와같이용기일부가파열

되는경우도있다.

그예로서CNG 용기가외상에의해손상을

입은 후 내압으로 파열된 사례가 있으며,

기체가가연성인경우충격불꽃에점화되어

연소로 발전할 수 있으나 가스폭발 현상은

일어나지않는다. 조사에서의중요포인트는

용기파편의 전량수거이다. 특히 안전밸브와 파괴기점부분 파편은 반드시 수거되어야

하는데멀리비산될수있음을고려하고또대부분가장멀리비산된파편에파괴원인을

규명할수있는파괴기점이존재하는경우가많다. 파괴기점의판단은파단면에나타나

있는샤브론마크나비치마크를이용하여판단하게된다.

(3) 액체용기의파열

프로판이나 부탄과 같은 고압 액화가스, 액화 산소용기 및 고온의 보일러, 압력밥솥과

같은것을말하며, 이들은파괴되면파괴된부분으로급격하게압력이이탈되고이로인해

일부 액체가 과열액체 상태가 되고

이것이 일순간에 기화되어 증기폭발

현상을일으키게되며, 이로인해파괴된

부분에서부터취약부분을따라찢겨지는

형태의파열형태를만들게된다. 이러한

용기는 기체용기와 마찬가지로 안전밸

브가설치되거나휴대용부탄가스캔과

같이일정압력이되면용기자체가파열

될수있도록제작되기도한다. 고압액체

용기의 파열원인은 안전밸브의 미작동

이거나 용기의 취약부분이 안전밸브의

설정압력이하에서파손되는경우이다.

Module형교재076


화공안전

27

【사진 2-6】CNG 가스통파열형태

【사진 2-7】샤프트의피로에의한파괴단면

【사진2-8】금속피로파면의스트레이션마크(SEM 사진)


실온 대기 하에서발생하는 증기폭발현

상은 물 보일러와 액화산소에 의한 것

이며, 부탄, 프로판과 같은액화가스는

화재현장과같은고온상태에서만이러한

현상이일어난다.

즉, 화재현장에서휴대용부탄가스캔이

파열되거나넘어져있던프로판가스통이

파열되는경우가이에해당하며, 인화성

가스인프로판이나부탄은고온파열로일어나므로다량유출된가스가화이어볼형태

를만들며연소하게된다. 안전밸브의미작동은부식융착손상, 이물질혼입등이원인이

되어 발생하며, 물 보일러의 경우 취약부분의 부식피로 파손 등에 의하여 발생하며,

물 보일러의 파열은 화재로 이어지지 않지만 폐열을 이용하는 소각시설 등에서 종종

폭발사고가발생하는경우가있다. 이때의판단은파열된공간이연소실인지, 저수조인

지를가려저수조인경우는증기폭발현상이며, 연소실인경우미연소가스나연료가스

의화학적폭발이원인이된다.

(4) 분진폭발

가루, 알루미늄분, 철분, 탄분 등 가연성 고체분말은 적재되어있는 경우 점화시켜도

폭발하지않지만공기중에부유된상태에서점화되면대형폭발로이어진다. 현장조사

에서 대부분 연소 잔해가 비산되게 되므로 성분 확인을 통해 폭발 물질을 확인하게

되며, 부유된원인과함께착화원을찾아입증한다.

(5) 가스폭발

각종가연성가스의폭발은공기와혼합된상태에서공간에서만일어나게되며,화재등에

의한2차적누설이나유출에의한경우와는구별된다. 현장상황이가스폭발인경우누설

이나발생이가장중요한원인이된다. 누설개소의판단은파손된설비의각개소에대

한감정으로실시하며, 2차적충격에의한2차적파손, 변형을감안실시하며, 화재로발

전한경우누설개소에국부적인연소흔적을남기게되며, 간혹분출된화염에의한국부


화공안전

28

제2장

【사진2-9】프로판탱크로리의 파열사고로 유출된

가스의연소(파이어볼)

적연소흔과고무호스인경우남아있는철망에서의손상흔을찾을수있다.

(6) 유증기폭발

각종유기용제류, 액체연료가기화되어공기와희석된경우폭발하게되는데이경우가스

폭발보다는일반적으로파괴력이크다. 가연성증기의발생은휘발성이강할수록위험

성이 높은데 대부분의 액상 가연성 물질은 유증이 발생하게 되고 발생하는 량은 온도

보다는표면적에관계되며, 폐공간에유출되면폭발하게된다.

폐된 용기내부에서는 포화증기압이 걸리게 되며, 포화증기압은 물질의 종류에 따라

각기다르며, 산업현장에서안전상의문제가되는것은용기에담겨있는액체연료가폭발

하는경우이다. 용기에담겨있는액체는결국그림과같이증기압이작용하게되는데가솔

린의경우1기압에서비점이약15℃정도이며, 등유는약150℃, 경유는약200℃, 중유는

약 240℃가된다는의미이며, 외부온도가약 30℃일때가솔린의증기압은약 2기압,

등유는 0.012기압, 경유

는 약 0.006기압이 됨을

의미한다.

만약 폐된 용기에 공극

을두고액체를넣고 폐

시키면 외기온도가 30℃

일때가솔린은내부압력

이약 2기압이되고용적

중의 1/2은 공기 1/2은

가솔린증기가될것이므

Module형교재076


화공안전

29

【사진 2-10】가스호스잔해 【사진 2-11】이탈된호스연소형태 【사진 2-12】부탄가스난로의 파손된

커플링

[탄화수소의증기압특성]


로약50%의농도를가지게되고연소범위를크게벗어나게되므로실온에서는 폐공

간에담겨있는가솔린은폭발위험이없으나극히낮은온도에서는연소범위에들어갈수

있어점화되면폭발될수도있을것이다.

그러나범위내에들기위해선인화점이하가되기때문에실질적으로폭발되지는않는다.

그러나개구부가열려있는경우에는폭발하게된다. 반면등유나경유의경우에는실온

상태에서 연소범위 내에 들지 않기 때문에 폭발되지는 않지만 고온 상태가 되면 연소

범위에들게되고폭발되게되므로등유용기가화재현장에있으면폭발하게되고경유

연료탱크가화재현장에서폭발되는것은이러한이유에서이며, 유조차량의탱크로리가

폭발되는경우는가솔린을저장한상태에서개구부가열려있을경우이다. 즉, 빈상태이

거나개구부인맨홀을열고작업중에미상의불씨에의하여점화되는경우이다.

(7) 메탄가스의폭발

유기물이분해될때발생하게되는메탄가스는발생장소의환기가불량한경우에일어

나게된다. 예를들면화장실의배기덕트(굴뚝)가막히면화장실공간으로유출된메탄

가스가흡연자의라이터불등에의하여점화폭발되거나매립지에지은건물실내로지하

에서발생된가스가유입되어폭발된사례가있으며, 하수구가폭발되는경우는하수구

공간에채워져있던메탄가스가행인이버린담배불씨등에의하여점화폭발되기도한다.

이의입증은가스상물질의폭발형상을입증하고가스시설, 용기등에서의유출을배재

한상태에서발생가능성검토및점화원을확인하여이를뒷받침하는물적증거를찾아


화공안전

30

제2장

<표 2-2> 주요가연성물질의연소범위

물질명 연소범위 물질명 연소범위 물질명 연소범위

수소 4.15 - 74.5 부탄 1.8 - 8.5 아세틸렌 2.5 - 81

CO 12.5 - 74.0 톨루엔 1.3 - 7.0 아세톤 2.1 - 13

메탄 5.2 - 14.0 시안화수소 6.0 - 41 벤젠 1.4 - 8

에칠렌 3.1 - 32.0 암모니아 15 - 28 가솔린 1.3 - 6

에탄 3.1 - 12.5 산화에틸렌 3.0 - 80 등유 1.2 - 6

프로판 2.8 - 9,8 황화수소 4.3 - 45 경유 1 - 6

입증한다.

(8) 화약류의폭발

화약류는 도와양에따라위력이크게좌우된다. 적은양이라도 도가크고단단한

용기에내장된상태에서폭발하면큰추진력을나타내고많은양을적재한경우중심부

분의 도가커져위력은크게나타나게되며, 펼쳐진상태에서는급속한연소형태를나

타낸다. 주변에잔사가남게마련이므로미량의잔사만으로도용이하게성분을확인할수

가있다.

9) 발파용폭약류의폭발

폭약중다이너마이트나알루미늄폭약과같이발파용폭약류의폭발형태는위력이지하

방향으로나타나므로큰폭심이형성되게된다. 이들도잔사가남게되며, 특히포장용기가

주로연질의종이나플라스틱으로되어있어도파편화된포장잔해를수거하여성분확인이

가능하다.

(10) 살상용폭약류의폭발

TNT와같은살상용폭약은폭발시의위력이지상으로작용하므로폭심이깊게나타나

지는않지만분명한폭심의존재를확인할수있다. 폭심부분에흑색의탄화된잔사가

남게되므로이를채취성분확인을통해입증할수있다.

(11) 화공약품종류의폭발

화학공장에서작업물질로사용하는각종위험성물질이적재또는대용량용기에담겨진

상태에서폭발하게되면대형재해로발전하게된다. 폭발물질의확인은용이하지만원인

규명에는폭발물질의폭발조건을숙지하고조건이형성된원인을찾아규명한다.

Module형교재076


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31


사사례례11.. 가가연연성성가가스스발발생생위위험험시시설설의의가가스스퍼퍼지지((GGaass ppuurrggee))를를질질소소를를사사용용하하지지않않고고공공기기를를

사사용용하하여여일일어어난난대대형형참참사사

1993년 12월 1일 약 40,000톤급 액화가스 운반선인 노르웨이 선적 ***호(폭 32m,길이

240m, 갑판높이28m)가수리차울산****조선소에입항수리중원인미상의폭발사고가

발생 6명의 인명피해와 8,000만$ 상당의 물적 피해를 입은 사고로 이는 보이드 스페이스

(Void space) 내부에서의공간폭발로, 동 부분에내포된부탄가스와질소퍼지작업할때

공기로퍼지하여공기와의혼합기가되고손상부분의용접작업불씨에의하여착화폭발된

것으로추정

【사진 2-13】폭발된노르웨이선적

사사례례22.. 정정전전기기에에의의한한유유조조선선폭폭발발사사고고

1997년 12월 26일 09:20경 ** 제2부두

4번 충유장에 **호(287톤)를 접안,

09:30경 유류이송 호스연결 09:48경

부터 화물인 등유를 2번 유창으로 선적

작업을시작하여약31.707㎘가선적되던

중인09:57경 2번유창내에서원인미상


화공안전

32

제2장

산업현장에서의폭발사고사례05

[그림 2-3] 유류탱크의정전기폭발

유류탱크와유류충진법

의폭발화재로 완파된 사건은 내부 충유관 하부가 절단된 것을 모르고 충유시켜 정전기에

의하여폭발된것으로판단

※정전기는 날씨와 무관하게 생성 대전되고 방전되나 공기 중 습기가 많으면 대전량보다

방전양이많아문제가없으나건조한경우방전양이적어대전되기쉽고대전되었던정

전기가일시에방전불꽃이형성되고이에의하여가연혼합기가점화폭발되는것이며,

[그림 2-3]과같은대용량의유조탱크와같은경우우중(雨中)에도정전기에의한폭발위

험이있다.

사사례례33.. 잘잘못못된된환환기기로로발발생생된된대대형형사사고고

1997년 10월 28일 13:20경울산****조선소에서원유소송선의수리작업중7일째되던날

오후작업시작직후원인미상의폭발사고로 7명의사망자가발생한사건은대형탱크내의

자연발생유증기및유독성가스의배출을위해설치된대형환풍기한개를역회전시켜 어

내던가스가환풍기가설치된공간으로유입되고이곳에서작업중이던용접불씨에점화되

어폭발된것으로판단되었다.

이러한폭발사고나맨홀등에서의가스질식사예방은[그림2-5]와같이유도관을기저부분

까지연결하여 어내기방식을채용하여야하며, 흡입방식을채용하는경우가연성가스인

경우모터부분에서의점화로폭발하게되고유도관이기저부분까지연결되지않은경우유독성

가스가하단부에잔류하게되어작업자가질식사한재해임

【사진 2-14】사고선박외형 【사진 2-15】사고선박내부기름찌꺼기상태

Module형교재076


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33


[그림 2-4] 가연성가스유입·체류경로도 [그림 2-5] 올바른환기방식

사사례례44.. 가가연연성성증증기기가가발발생생할할수수있있는는반반응응조조의의벤벤트트파파이이프프미미설설치치로로인인한한대대형형폭폭발발사사고고

2000년 11월 27일 19:35경인천남동구고잔동소재남동공단***블럭 2롯트(주)****에서

원인미상의폭발사고가발생6명경상, 8개업체, 14대차량파손의피해가발생하 는바비

상벨이작동하여에스원소속근무자출동점검중폭발한사고는심한폭발위력과정황으로

보아발화후원인미상의가연성증기에의한폭발로피해가확대된것이었다.

게껍질로부터알코올로키토산을추출하는공장으로공정상과열되면자동으로안전밸브가

열려발생된알코올증기가외부로배출되도록하여야하나안전밸브에서유출되는알코올

증기가그대로실내로배출토록되어있어폭발된물질은알코올증기로볼수있고알코올

증기가발생하게된원인은1차화재로인한실내온도상승으로판단되었으며, 1차화재원인

은현장의최초연소부분및발화개소로판단되는부분에서특별히발화원으로작용할만한

잔해가식별되지않으나쓰레기통이있었던부분으로국부적수열형태를보이는것으로보아

담배불씨와같은미소화종에의한것으로판단되었다.

【사진 2-16】폭발화재현장외형 【사진 2-17】구조물파괴형태 【사진 2-18】소실된내부형태


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34

제2장

강제급기

자연배기

자연배기

자연배기

자연배기

강제급기

강제급기

강제배기

NO.6TANK

NO.5TANK

NO.4TANK

NO.3TANK

NO.2TANK

【사진 2-19】소실된내부형태 【사진 2-20】발화부위형태 【사진 2-21】추출조안전밸브

산업현장에는각종휘발성가연성가스의보관용기가있고이러한물질이화재등으로인한

유출로2차피해를가져올수있는위험이있다. 따라서가연성물질을다루거나취급하는

장소에서는반드시별도보관, 벤트설비등안전조치를하여야한다.

사사례례55.. 과과열열과과압압안안전전장장치치설설치치잘잘못못으으로로발발생생한한증증기기폭폭발발사사고고

2002년12월11일22:10 경기도양평군양서면소재단층철재및샌드위치패널구조인버섯

재배장에설치된심야전기보일러가폭발하는사고가발생하여전파되는피해가발생하 다.

동건은보일러에설치된히터와과열보호장치센서가붙어있어야하나히터는바닥부분에

설치하고센서는상단에부착시켜한겨울결빙상태가된보일러를가열하여히터부분은고온

고압상태가되었으나센서부분은얼음속에들어있게되어제어가되지못하고폭발하 다.

【사진 2-22】완파된버섯재배장 【사진 2-23】80여m 날아간보일러 【사진 2-24】보일러몸통형태

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35


사사례례66.. 보보일일러러안안전전점점검검불불량량이이원원인인이이었었던던증증기기폭폭발발사사고고

1993년 7월 8일서울용산구한남동소재호텔지하보일러실대형보일러(20ton) 폭발사고

(사진 2-26, 27)는 용접부위 피로파괴가 진행되어 안전밸브의 설정압력 이하에서 파괴되,

내압이일시에감소하자내부의과열액체가일시에기화증기폭발을일으켰다.

【사진 2-25】사고현장호텔로비 【사진2-26】보일러실천장과바닥 【사진2-27】파손된보일러몸체

이러한유형의사고는보일러가있는곳즉, 쓰레기소각장, 세탁소, 목욕탕등에서발생하

는데 보일러 몸체가 폭발을 일으키는 원인의 대부분을 차지한다. 즉, 보일러 몸체가 피로

파괴로안전밸브의설정압력을견디지못하고파열되어일어나는것은정기점검을통해반

드시용접부등에서발생되고있는피로파괴를감시하여야한다.

또한2003년 10월 17일 11:30 평택진위면소재 (주)**화학에서3명이사망하고6명이중상

을입은폭발사고(사진2-29, 30)는사고현장의5호기용해로에가성소다16톤, 모래 18톤,

물 16드럼을혼합하고제품인규산소다를생산하는공정에서용해로가폭발된사고로, 안전

밸브는 11㎏/㎠의 압력에 작동되도록 설정하 으나, 작업공정에서는 용해로의 내부압력이

9㎏/㎠초과시수동조작으로컨트롤하게되어있으며, 조사결과안전밸브는정상상태 으

나파괴기점이용접부위로피로파괴가진행된형태가발견되어안전밸브의설정압력이하

에서파열되며, 증기폭발을일으킨것으로이또한피로파괴의감시소홀이문제 던것으로

볼수있다.


화공안전

36

제2장

【사진 2-28】폭발현장전경 【사진2-29】폭발된반응조 【사진2-30】반응조파편및설치위치

사사례례77.. 가가압압시시험험이이나나시시운운전전중중의의폭폭발발사사고고

2006년 03월 14일 13:05경 군포시 소재 **전선 작업장 내 압력시험 중 폭발한

사고로작업자1명이사망함. 사고(사진2-32, 33)는폭발위험을예견하고폭발을대비한안

전조치후가압시험을시행하여야하나단순하게사양만믿고실시하던중폭발로인명피해

가발생하 다. 가압시험은파열을전제로한것이기때문에반드시안전한장소에서안전

조치를철저히한후에실시하여야한다.

【사진 2-31】가압시험장형태 【사진 2-32】폭발된대형케이싱 【사진 2-33】케이싱파편

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37


사사례례88.. 반반응응기기작작업업중중폭폭발발사사고고

2002년 8월 18일 경기도 평택시 포승면 소재 포승공단 내 (주)***** 제1공장에서 발생한

폭발사고(사진 2-35, 36)는제시된자료에의하면, 사고반응기는접착제원료를제조하기

위하여신설된생산설비의일부로서, 반응기총용량은 8.3m3, 운전용량은약 6.0m3이며,

사고 당시의 제조공정은 반응원료인 메타아미노페놀(MAP, m-aminophenol) 600kg,

에피클로로하이드린(ECH, epi-chlorohydrin)4,200kg 및50% NaOH 용액958kg을반응

기에투입하고내부온도를 60∼65℃로유지하면서제품인ELM-120을제조하고, 미반응

된ECH를회수하기위해감압상태에서반응기온도를약 110℃로유지하고작업을진행하

던중 폭발이 발생한 사고로 반응기 외부로부터 화재원인이 제공된 흔적이 식별되지 않으

며, 반응기 내에 ELM-120과 적정농도 이상의 50% NaOH가 존재하고, 110oC 부근에서

ELM-120과 50% NaOH가반응시반응온도가급격히상승하며, 이와동시에ELM-120이

열분해되어생성되는것으로판단되는에탄올, 아세톤, n-프로판올및2-부탄올등의많은

저비점가연성물질들이검출되는것으로보아이성분들에의해급격한압력증가가발생하여

폭발이증기폭발을일으키고 2차적으로충격불씨등에점화, 화재로발전된것으로추정된

사고 다.

【사진 2-34】현장외관 【사진 2-35】폭발중심부형태 【사진 2-36】폭발된반응조


화공안전

38

제2장


⑴물리적폭발

흡열반응이며, 압력해방 현상이다. 화재현장 조사에서 열기흔적, 화염

흔적이없으면물리적폭발현상이며, 물리적폭발은압력을지탱해주는

용기가존재하게되고용기가파열되며엄청난폭발위력을만들게된다.

따라서물리적폭발은고압용기폭발에의한것이다.

⑵화학적폭발

화학반응이 일어나는 폭발현상으로 감식차원에서 유산소 폭발과 무산

소폭발로나누어진다. 즉, 공기중의산소와결합하는연소반응과공기

중의산소와무관한분해, 융합반응을말한다.

현장조사에서화염이나열변형흔적이있고폭심이존재하면폭약, 화약

이나 화공약품에 의한 무산소 폭발이고 폭심이 존재하지 않으면 가스

폭발, 유(油)증기또는분진폭발인유산소폭발이다.

point

제2장

폭발현장

열기및화염흔적이있다

폭발중심이존재하는가

가스설비가있는가

인화성 물질보관용기가 있는가

폭발물질잔해(분말)가남아있는가

용기가존재하는가

고압용기폭발

구멍형태의파괴 (2)기체용기의파열

(3)액체용기파열용접부의파열

물리적폭발

화학적폭발 무산소폭발중심에흔적만있다

중심이함몰된상태

상단부비산형태

용기가파편화

(8)화약류

(9)발파용폭약류

(10)살상용폭약류

(11) 화공약품류

(4)분진폭발

(5)가스폭발

(6)유증기폭발

유산소폭발

(1)전선폭발

(7)메탄가스폭발

no

no

no

no

no

no

yes

yes yes 흔적의

상태가

yes

yes

yes

파열형태가어떠한가


현장조사할때문제가되는것은폭발화재인지, 화재폭발인지의판별인데

이는나타나있는현장상황으로판단하는것으로‘가스보일러실에서갑자기

펑하는 소리와 함께 화염이 치솟았다’라고 한다면 두 가지 경우를 생각할

수있다.

⑴화재 : 화재가 발생하고 연소로 일어난 유리의 파손이나 발생가스에

의한2차폭발(확산연소)의경우

⑵폭발 : 가스가 먼저 유출되고 보일러의 자동 재점화 과정에서 누출된

가스에착화폭발되며화재로발전한경우

point

제2장

어떤화재이건현장조사를하기전에가능한한자세한실황조사를실시하여야한다. 실황

조사가충분하면조사와판단및증거수집이용이하며, 오판을최소화할수있다. 현장감식의

목적이원인규명에있지만실제는사전조사결과의확인과증거수집이다. 현장실황조사에서

물건의이력, 구조, 도면, 작업상황, 가스나전기의설비상태, 수납물종류및위치, 의심나는

물건이나발화원으로작용할만한기계기구의활용상태, 날씨, 목격상황, 신고접수상황등

현장조사전에충분한조사를실시하고일반적인체크사항이외에별도확인하여야할사항에

대하여리스트를작성한다.

가. 일반적인화재의사전조사항목

(1) 목격자와신고자상대조사

인적사항및연락처, 발견인지상황; 언제어떤상황에서어떻게인지하 는가?(소리

정도, 화염색상, 연기색상이나양, 주변의타인행동) 목격후무엇을하 는가?

어디에서어떻게화재가발생하 다고생각하고그이유는무엇인가등등참고가될

만한것

화공안전

41

제3장

화재현장조사시사전준비및현장조사방법을이해할수있다.

사전조사01

화재현장조사

(2) 화재관계자상대조사

인적사항및연락처, 발견인지상황; 언제어떤상황에서어떻게인지하 는가? 인지

후의행동은? 화재물건의종류, 상태, 구조, 전기나가스와소방설비, 수납물상태는

(실제도면, 전기가스설비도면, 발화시점전후의근황)? 어디에서어떻게화재가발생

하 다고생각하고그이유는무엇인가? 보험가입관계는어떠한가(위로와함께언제,

어떤동기로가입)

(3) 소방관계자상대조사

신고상황과출동상황, 현장도착시의연소및주변인적상황, 진입방법(잠금장치조치

여부), 진화수순, 안전조치상황(전기, 가스의처리여부)및당시상황, 특별한징후

발견여부, 어디에서어떻게화재가발생하 다고생각하고그이유는무엇인가?

나. 체크리스트의작성

현장 조사 시 검사하여야 할 항목에 대하여 미리 체크리스트를 작성한다. 사전조사가

충분하면대부분의경우성격, 발화부, 발화원이나발화원인에대하여추정이가능하며,

현장조사는이를확인하고증거수집이구체적목적이된다.

(1)주변상황의관찰(골목, 우범지역, 쓰레기장등)

(2) 폭발흔적유무확인(성격을분명히하기위함)

(3) 안전한지여부의확인(필히전기, 가스설비의안전성, 유독가스확인)

(가) 전기는자동차단인가누구에의한임의차단인가

(나) 가스는누구에의한차단인가, 가스통의상태(정상, 결빙, 결루)는?

(다) 붕괴, 추락, 유리파편, 못등날카로운위험물, 배수상태등

(4) 잠금장치, 창문의상태확인

(5) 현장의특이잔해확인(특이한연소잔해는없는가?)

(6) 발화개소화구상태(출입문, 창문의상태), 외부출입흔적유무(금고등)

(7) 발화부의발화원잔해검사

(가) 소화흔적, 소화기구상태여하

(나) 연소기구잔해의종류와상태

(다) 전기제품잔해의종류와상태


화공안전

42

제3장

(라) 고온물체등잔해의종류와상태

(마) 전기설비의 잔해종류와 상태(최초연소부위 및 발화개소 또는 발화부위 입증에

필요한단락흔(痕)이존재하는가확인)

(8) 기타특이연소잔류물유무

(9) 연소확대유도성물질잔해유무

(10) 진화후현장조사전파손, 변형, 유실잔해흔적유무

다. 사전조사결과예측되는화재의체크리스트예

사전조사결과 발화원인이 주방의 가스레인지에서 과열로 추정되는 화재라면 일반적인

체크리스트외에별도가스취급과이에의한화재임을입증하기위한세부검토사항이

있다. 이러한경우

①취사상황을점검

②가스유로의중간밸브, 가스레인지점·소화조절손잡이상태

③냄비상태와냄비에남아있는음식물잔해상태

④후드모터, 전등의상태와연결배선에서의단락흔(대부분형성되지만경우에따라서

이에의한화재로주장하는경우가있다.)

⑤인접한냉장고, 커피포트, 전자렌지, 전기밥솥, 휴대용부탄연소기, 촛불잔해등의검

사(검사기록을남기지않을경우진술번복, 증거불충분, 이의제기가능성이있다.)

⑥연소확대상황을설명할수있는잔해확인

관계자또는관련자는불리한것은감추고유리한것을주장할권리가있다. 조사자의

조사결과를신뢰할수있도록충분한증거확보와나중에이의를제기할것에대비하여

분명히조사기록에남겨야한다.

Module형교재076

3장_ 화재현장조사

화공안전

43

화재현장조사

현장조사에앞서실시한사전조사가마무리되면현장조사를위한준비가필요하다.

가. 일정의결정통보, 협조요청

피해자라도협조요청하는자세로일정을협의하고확정된검사일시를관계자및관련자,

소방공무원, 담당경찰관, 전문기관 조사자, 관련 보험사 등에 통보하고 협조를 요청한

다. 관계자나 담당경찰관의 동의 없이 현장출입은 지양하여야 하며, 특히 피해자에게

강요하는형태로일정을잡아서는안된다.

나. 장비나기구의준비

현장조사에 필요한 도구 장비로는 보호 장구(안전화, 안전모, 방진마스크, 유독가스

검지기, 안전장갑, 작업복등), 발굴장구(조명설비, 릴코드, 플래시, 랜턴, 삽, 호미, 꽃삽,

빗자루), 분해공구(망치, 드라이버, 플라이어, 해머), 기록장구(카메라, 노트, 필기구, 라벨,

줄자), 수집장구(비닐팩, 핀셋, 가위, 칼)를세트로구성·휴대하는것이편리하다. 종종

도구가준비되지않아현장에서도구를준비하는데시간을낭비하거나피해자나관계자

에게이들준비물을요구하는것은옳지않다.

화재현장조사는전술한바와같이사전조사된내용을확인하고증거를확보하는것이며,

어떠한결론을내는것도아니다. 종래의현장조사를통한발화원인의판정이나방화·실화

결정이아니며, 최초발화된지점을확인하고발화지점에서어떠한발화원에서부터어떠한

과정을거쳐연소가확대되었는가를있는그대로잔해의형태로설명하는것이다.


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44

제3장

사전조사준비02

현장조사03

가. 연소흔적보는법

화재현장에서연소흔적을가지고유추할수있는것은단지연소된잔해의형태로연소

시의상황을예측하기위한것이다. 즉, 연소시의분위기를추정하기위함이며연소시의

분위기파악은결국최초연소부분이어디냐에목적을두고있다.

따라서 분위기 즉, 초기연소 부분과 성장기, 최성기, 종료 시의 연소 분위기에 맞추어

각각의연소현상과잔해의특징을숙지할필요가있다.

(1) 초기연소

모든 화재는 초기에 미소불씨에 의해 발생하게 되며, 초기의 연소 분위기는 비교적

저온환경, 충분한산소공급에서시작된다. 또한공기의유동또한거의없는상태에

서시작된다. 작은불씨에의해발화되기때문에방화나기상물질의폭발화재와같은

특수한 경우를 제외하고는 대부분 천연섬유, 목재 등과 같이 완전 연소되기 쉬운

가연물에서시작된다.

따라서조사자는이들가연물의연소형태에서초기연소형태를가늠하게된다. 천연

섬유나목재와달리합성섬유나플라스틱과같은화학재질은저온상태에서작은점

화원에의해점화되지않기때문이다.

(2) 목재의연소형태

목재의 초기연소 형태는 푹 파인 것과 같이 국부적으로 깊게 연소되며, 잔여부분은

없어지게되는데이는표면연소형태가일어나기때문이다. 즉, 연소확대에따라연소

열기에 의해 수분과 분해된 가스가 이탈되어 탄소만 남아있는 상태에서 공기 중의

충분한산소공급으로표면연소가일어나기때문이다.

이 경우 잔류된 숯은 균열이 조 조 하게 나타난다. 일단 확산과정에서 연소된

형태는외부표면을따라연소가확대되므로탄화심도또한깊지않으며, 균열크기가

비교적작게나타난다. 그러나표면에서의표면연소가충분치않아회화되지는않으나

움푹패인형태는만들지않으며, 표면이나모서리등의형태일부가변형되어나타난다.

최성기에연소된형태는고온상태에서급격히탄화되므로균열상태가굵게나타나게

되며, 외형을그대로간직하게된다.

즉, 껍데기나모서리등이원형을유지하게된다. 이는목재가연소하는것이열분해된

가스가 공기와 혼합되는 부분에서 화염이 발생 연소되며 표면에서는 산소부족으로

Module형교재076


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45

화재현장조사

표면연소가일어나지않기때문이다. 주의할것은잔화에의한연소형태도초기연소

형태와유사한연소형태를나타낸다.

【사진 3-1】목재의연소형태

(3) 플라스틱류의연소형태

합성수지류는열가소성과열경화성이각기다른형태를나타내게되는데열가소성은

연소하기위해서는용융되고용융된것이열분해되어가연성가스를만들고이가연성

가스가공기중에확산되며연소하는것이다.

따라서연소되기전에용융이먼저일어나게된다. 완전연소된것은탄분이남게되는데

용융으로인해미소불씨에의해착화되기는쉽지않다. 그러나일단착화되면용융

되어가며연소되므로도중에소화되는경우연소시의분위기를가늠할수있으며, 확산

과정에서연소되는경우는일부원형을유지한채발굴된다. 그러나최성기에연소된

형태는연소이전에전체가먼저용융원래의형태가완전변형된다.

이들플라스틱류의연소잔해형태로현장조사시활용할수있는것은바닥에용융

되어용융되기이전의바닥상태를보존하기때문에선후식별의수단으로활용할수

있다.

그 예로서 케이스가 열가소성 플라스틱으로 된 TV의 내부에서 발화 연소되었거나


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46

제3장

열가소성플라스틱쓰레기통에서담뱃불에의한발화인경우플라스틱은먼저바닥

에녹아붙은상태에서연소된형태를나타내며, 꺼져가는불씨에착화연소된TV나

쓰레기통은불씨의잔해위에서연소되거나굳게된다. 열경화성플라스틱류는용융

되지 않으며, 자체가 경화되어 목재와 유사한 형태를 만들게 되는데 대표적인 것이

전기배선기구에사용되는것들이있다. 열경화성플라스틱류는자신의연소열에의해

지속적인 연소상태 유지가 불가능한 것이 대부분이다. 따라서 이들이 연소되기

위해서는 다른 열원이 있어야 한다. 성장기나 최성기에 연소된 형태는 단지 탄화된

형태로남게되는데표면의문양이나형태가그대로보존된다.

【사진 3-2】플라스틱의연소형태

(4) 금속의열화형태

금속은불연재이다. 따라서자체가연소되지는않으나건축재로쓰이는금속중알루

미늄과철은박판이나세선형태, 분말상태는산화되며발열연소형태를나타내기도

한다. 그러나대부분연소되지않으므로연소된형태와부식상태착색정도로수열정

도를가늠할수있다. 알루미늄은융점이600℃정도이며, 900℃정도에서연소가일

어나게되며, 수열정도에의한변색등은특징이남지않는다.

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화재현장조사

【사진 3-3】금속의열화형태Ⅰ

철제인경우융점은 1400℃ 이상으로일반화재의최고온도약 1200℃인화재열기

에의하여용융되지는않지만 1000℃이상이되면탄성을잃어휘어지게되며, 수열

시의분위기에의하여변색되게되는데고온상태에서산소가충분한경우철을공기

속에서가열하면생기는산화철(Ⅲ)[산화제이철, 화학식; Fe2O3, 삼산화이철또는삼

이산화철]로부식되어적색을나타내게되고산소가불충분한상태에서산화되면산

화철(Ⅱ)[산화제일철, 화학식; FeO. 일산화철 또는 이산화철]로 부식되게 되어 흑색

으로부식된다. 즉, 연소초기상태인산소가충분한상태에서고온이된발화원으로

작용한철제는적색으로부식되고화재로산소부족상태가된상태에서고온에방치된

경우흑색으로부식된다.

【사진 3-4】금속의열화형태Ⅱ


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제3장

이는 발화원으로 작용 하 는가 아닌가를 판가름 할 때 활용되기도 한다. 즉, 화재

현장의철재구조물이적색으로산화된부분은산소가충분한상태에서부식된것이

므로 초기 연소부분일 가능성이 있으며, 최성기의 연소 열기에 의하여 심하게 수열

된 경우 흑색으로 변색되게 되므로 최근 다수 발생하고 있는 샌드위치 패널 구조의

건물화재에서흑색으로변색된부분은최성기에연소된부분이며, 적색으로부식된

부분이초기발화부분일가능성이많다.

또한같은연소기라하더라도연소중(가동으로인해발열중)에화재열기로재차가열

연소되거나자신이과열등에의하여출화된발화원인경우적색으로부식되나가동

중이아니었던연소기구가화재로연소되는경우흑색으로부식되게된다.

【사진 3-5】금속의열화형태Ⅲ

같은예로주방의가스레인지는대개2구또는3구의연소기가합체되어있는데이중

하나의연소기로취사중방치하여과열로발화된경우동부분의연소기는적색으로

부식되나 인접한 다른 연소기는 흑색으로 부식된다. 또한 천장에 설치된 형광등은

대부분2개의형광등이하나로묶여설치되는데이에는두개의안정기가있게되고

이중하나에서안정기과열로발화된경우2개의안정기를수거비교하여보면안정

기중의철심이과열되었던안정기는적색으로, 과열되지않은안정기철심은흑색으로

부식되는현상을볼수있다.

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화재현장조사

【사진 3-6】금속의열화형태Ⅳ

뿐만아니라전기제품에서의발화시발화점에인접한철제부품은적색으로부식됨을

알수있다. 샌드위치패널과같이도장된철판, 아연도금판은표면에무늬를만들

게되며, 무늬의형상은방향성과수열속도및온도를나타내게된다.

【사진 3-7】금속의열화형태Ⅴ


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제3장

부식되지않는스테인리스(Stainless) 강과같은부품은과열시보라색으로착색되기도

한다.

(5) 동선의수열및변형형태

대부분의화재현장에는전기배선이설치되어있고전기배선은표면이절연체로덮여

있으며, 내부는동선으로되어있다. 동은융점이1085℃정도이며, 연성이매우좋아

가공이쉽고, 잘휘어지는성질이있다. 동은산소가충분한고온상태에서장시간방치

되면산화동으로변하여연성을잃어버리고취성화되어부서지게된다. 융점이일반

화재현장의 최고온도 1,200℃ 이하이므로 용융되게 되며, 이의 형상은 여러 가지

형태로나타나게된다.

즉, 일반화염에의하여용융되는경우는표면이거칠고용융직전내부의기포가확대

되어 돌기형태를 만들거나 용융된 액체가 아래로 흘러내려 고드름 끝 부분과 같이

방울이맺히기도한다. 또한알루미늄과같은저융점금속이녹아표면에부착되면

녹게된다.

우리의관심은자체가발화원인으로작용한용융흔인지또는피복이소실되며단락

으로 용융된 것인지가 관심이다. 조사자에 따라서는 전기적 발열에 의한 용융 흔을

1차흔으로, 화재의열또는화염에의하여용융된것을2차용융흔으로구분하기도

하며, 혹은 자체가 발화원으로 작용한 전기적 단락에 의한 용융 흔을 1차 흔으로,

화염으로피복이소실되어단락된용융흔을2차흔으로구분하기도하나실제발화

원의조사에서가장중요한것은전기적발열에의한것인지화염에의한것인지이며,

발화원인이된용융흔은현장상황을고려하여종합적으로판단하는것이바람직

하다.

【사진 3-8】2차단락흔(합선흔) 【사진 3-9】1차단락흔(반단선) 【사진 3-10】1차단락흔(트래킹단락)

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화재현장조사

(6) 불연재의열화형태

불연재란타지않는물질로된것을말하며, 자체는수열정도에따라점성이나결합

력이약해지지만변색되지는않으며그을음에의해착색된다. 그을음은불완전연소된

탄소를말하며, 탄소는공기중의산소와결합완전연소되면탄산가스가되어남지

않게된다. 현장조사시콘크리트나석고판, 슬레이트등이검게그을려있음은불완전

연소 분위기에 노출되어 있음을 말하며, 그을음이 부착되지 않은 부분은 공기 중에

산소가충분한상태즉, 초기연소부분에서발생하는화염에직접접촉되었음을나타

내는것이다. 따라서천장, 벽등의구조물일부가하얗게보이는곳이최초연소부분일

가능성이 매우 높다. 대부분 벽에 근접된 부분에서 발화되어 연소가 확대되면 벽

부분에‘V’패턴의형상을만들게되는데‘V’패턴의각은발화점과벽과의거리에비례

하여나타나게된다. 즉, ‘V’패턴의각이크면클수록발화점은벽에서멀리있음을

의미한다. 이러한내용은분위기에의해좌우된다. 따라서분위기가바뀌게되면형상

은달라질수있다는점을감안하여야한다.

【사진 3-11】불연재의열화형태


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제3장

나. 발화개소의결정

발화개소는구획된최초연소부분즉, 가정집의경우거실, 주방, 침실, 보일러실, 상가

건물의경우제15호실, 휴게실, 차량의경우운전석, 객석, 엔진실등을말한다. 화재로

소실된문건이여러가옥인경우어느가옥에서먼저발화되었는가하는문제는확산흔

적으로좁혀나가게된다. 연소의확산은화재물건의종류, 화재당시의풍향, 화재물건의

가연물종류, 형상등에따라달라질수있다. 그러나이를결정하는기본가정은한지점

에서연소가외부측으로확대되어가면확대되어가는과정에서흔적을남기게되며먼저

연소된부분과후에연소된부분은연소정도가다를것이라는가정과전선에서나타나

있는전기적단락흔은전선이화염으로절연피복이손상되면단락흔이발생하고단락된

배선의전원측차단기나퓨즈가용단되어전원이차단되고전원이차단된전선은연소

되어도 단락 등 전기적 발열에 의한 용융현상은 일어나지 않으므로 전기적 용융 흔이

형성된부분이전기적용융흔이형성되어있지않은부분보다먼저연소되었다고확신

하는데근거를두고있고충분히육안으로전기적용융흔인지화염에의한용융흔인지를

구분할수있다고확신하는데에서출발한다.

(1) 개방 공간구조에서의발화개소

개방공간이란화재가발생한공간이연소중외부로부터무한한공기공급을받을수

있는구조를말하며, 창문이가연성인창호지등으로되어있거나상단에개구부가있고

하부로부터무한한외기의공기공급이가능한공간을말한다.

쓰레기장, 야외의모닥불, 공터에방치된차량, 야적장가연물의연소, 판자촌의화재,

비록불연재인철근콘크리트라하더라도상단옥상의문이개방되어있는상태에서의

계단실화재등을말한다.

개방구조에서의연소는충분한산소의공급으로완전연소가일어난다고볼수있으며,

확대되어가는과정에서 폐구조와같이열의축적으로산소부족상태에서탄화되는

것과는달리잔해가충분히남지않아초기연소부분의확인이쉽지않은경우가대부

분이다. 확대되는대로연소되어갈것이기때문에붕괴형태를나타내게되는것이외에

발화개소나발화부위를판정하기가용이하지않다. 개방구조에서의연소는하부로부터

신선한외부공기가유입되고화염선단을통해화기및열기가화구나외부상단으로

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화재현장조사

쉽게이탈하여바닥의가연물은탄화되지않고복사에의해가열되어확산되므로바닥

잔해에서연소되지않은상태의가연물이원형을유지하고있는경우도발견된다.

천장과같은상단부가쉽게연소되어잔해가바닥의확산속도보다상부의확산속도

가 커져 낙하물의 비산이나 낙하가 하부의 확산부위보다 멀리 흩어지게 될 것이며,

발견된잔해는완전연소소실될것이나연소되지않은경우연소된부분은완전연소

되고, 연소되지않은부분은원래의형태를유지하게된다.

(가) 야적장및쓰레기장화재

쓰레기 소각장에서 화염이 크게 확대되거나 불씨가 비산하여 인접건물 등으로

확대연소되어피해가발생하는경우최초연소부분은쓰레기소각장이될것이

며, 이를입증하기위해서는확대경로를밝히고풍향등상황의설명으로원인을

규명해야한다.

건물로확대되는경우창문을통해내부로화염이침입하게되므로최초연소된

실내의 창측 천장 배선에서 절연피복 소실로 형성된 단락흔이 나타나게 되며,

창틀에나타나있는연소흔은내부화재가진행됨에따라내부에서외부로화염의

분출이커져초기연소방향을결정할수는없다. 최초연소된개소의출입문에서는

타개소로 확대된 연소흔적이 잘 나타나게 된다. 따라서 최초 연소개소를 천장

측의 전기배선 단락흔과 출입문 부분의 확대흔적으로 입증하고 최초연소개소

내부의발화원의발화가능성을배제시켜주고외부로부터화염의유입가능성을

연소전형상과풍향으로설명한다. 발화부분인쓰레기장이나외부가연물야적

장은초기연소부분이상대적으로움푹파이게되며, 움푹파인부분에서회화된

잔해를볼수있다. 발화부분에서의발염또는확대는사람에의하여이루어지므로

관계인조사를통해입증한다.

【사진 3-12】소각장화재


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제3장

(나) 샌드위치패널건물화재

대형인공장용건물, 창고용건물등샌드위치패널로되어있는건물은상단부가

대부분개방되어있어하단부가막혀있어도개방구조의연소형태를만들게된다.

대형이므로발화부가중앙부분인경우천장이높아바닥의화염이직접천장으로

확대되지않고수평으로확대되어벽을타고상부로확대되어가게된다. 이때발화

부분에나타나는연소형태는야외에서의연소와달리무풍상태에서연소된형태를

보이나 출입구 등이 개방되어있어 외부로부터 공기의 유입이 충분한 경우

출입구반대측으로연소확대되어내측벽체를타고상승하게된다.

화염이접촉된샌드위치패널부분은내부에서는폴리스칠렌폼이용융되게되고

표면의아연도금이나도장된페인트가연소되게되는데장축이상하인타원형의

회색변색 형태를 나타내게 된다. 크게 확대되어 완전 연소 붕괴된 후에도 초기

연소부위는타개소보다붉은색을띠게되며, 발화부에인접한최초연소된패널

부분은회색을띄게된다. 이는발화부에인접한패널이먼저저온상태에서표면의

도장페인트가완전연소회화되고내부폴리스틸렌폼이용융되어하방으로흘러

내려착화연소되어도고온이되지않기때문으로추정되며, 연소가확대되어고온

상태가된초기연소부분의패널은산소가충분하여연소된잔해는적색으로산화

되며, 크게확대된후는고온으로발생된가스가외부에서화염을만들며연소되기

때문에패널은저산소고온화로목재가탄화된것과같이흑색으로산화되는것으로

생각된다.

Module형교재076


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화재현장조사

【사진 3-13】샌드위치패널건물화재

즉, 내부에서 발화되어 인접한 샌드위치 패널부분으로 연소 확대되어 전체가

발화인접부위는회색을띠는경향이있다. 또한초기연소부분에서는표면균열

에 연소방향성이 나타나게 되는데 최성기에 연소된 부분은 방향성이 나타나지

않는다.

초기발화부분이샌드위치패널부분인경우즉, 전기배선에서의전기적발열에

의해 발화된 경우라면 전형적인 철제 구조물의 초기발화 형태인 붉은색을 나타

내게된다. 패널건물에서의전기배선은대부분패널에접촉된배선관등설비를

이용배선되기때문에표면에서발화된전형적인형태를나타내게되며, 발화부

의표면균열흔은조 하게나타나며, 내부바닥부분에서발화된형태인패널부

분의타원형연소흔과는달리급격한상승형태를보이게된다.

발화부의 입증은 연소 흔을 중심으로 위치를 정하고 발화부에 인접한 전기배선

에서의단락흔과여타개소에서의단락흔검출로입증한다.

(다) 재래시장화재

열역학적으로개방되고전기설비가각기독립

적인재래시장은어느한부위에서발화되면

수평방향으로확대되며 소락 붕괴되게 된다.

초기연소부분은크게보아비교적밝은연소

형태를 나타내게 되며, 최초 발화부분 또한

회화된 형태를 볼 수 있으며, 발화원 확정은

동개소에서의단락흔식별과타개소에서의단락흔검출로확정한다.


화공안전

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제3장

(라) 목조및 집주거건물의화재

목조 집 가옥은 초기연소부분을 중심으로 붕괴되게 마련이며, 벽체부분의 색

상이밝은부분이초기연소부위가된다. 반대로벽체가흑색으로착색된부분은

최성기에연소된형태임을알수있다.

대부분가장심한소락부분이발화부분이되며, 반드시시행하여야할것이도괴된

부분의발굴인데발굴을용이하게하기위하여중장비를동원하면변형이일어나

증거가유실될수있어가능하면수동으로발굴하여야한다. 바닥부분에서소락

된전선은단선되면서위치가이동될수있는데이를감안범위를정한다.원래의구

조를가상하여단락된천장부분의전선은천장높이에비례하여위치가이동하게

된다. 이는붕괴되기이전단선되어늘어지기때문이며, 발굴과정에서위치가이동

되지않도록유의할필요가있다.

발화부위의 목재는 완전 연소되기 때문에 소실되어버리고 표면 연소 된 흔적이

남게되며, 최성기에연소된탄화형태와미미한차이가나타나게된다. 이 경우

단순히 연소된 목재의 형태만으로 발화개소를 판단하는 것은 무리이다. 입증자

료로전선에서의단락흔의확인이필수적이다.

【사진 3-14】목조건물화재

(마) 축사화재

축사는연소후남는것이뼈대만남게되는데잔해형상으로발화부의판단은용이

하지 않다. 대부분의 경우 전기배선이 설치되어 있으므로 전기배선에서의 단락

흔으로발화위치를판정한다. 단락흔이있다고하여이곳에서발화되었다고판

단해서는안된다.

이는단지초기연소부위를판단하는자료일뿐이며, 천장등을통해급속히확대

Module형교재076


화공안전

57

화재현장조사

되므로 경우에 따라서는 풍향에 의하여 여러 곳에 단락흔이 형성될 수 있다.

보온용설비로인한발화나설치류나곤충등에의한전선의손상에의한발화,

햇빛, 소독용생석회등에의한자연발화가원인이되어일어난다.

【사진 3-15】축사화재

(바) 차량화재

개방공간형태의하나인노출된공간에방치된차량에서발화된경우발화개소가

내부냐외부냐하는것은차량에따라매우다르게나타난다.

①내부에서의발화

승용차는내부에서발화되는경우창유리가닫혀있는경우자연소화되며, 외부

로부터공기가유입될수있는상태즉, 창유리일부분이열려있는경우연소가

확대되어내부발생가스가폭발적연소를일으키게된다.

따라서비산된창유리파편의내측부분에그을음이부착되나외부측은그을음

이부착되지않는다. 폭발이일어나지않는경우열파괴된창유리가내측으로

연화소락된다. 외부에서착화연소되는경우폭발은일어나지않게되는데

이는연소과정에서외부로부터공기가유입될수있게개구부가형성되기때문이다.

따라서내·외부의판정은비산된창유리의검사를통해판단이가능하며, 임

의로창유리를파손한상태에서내부에착화시킨경우주변에충격으로파손된

파편이남거나파손된창내측하단부에충격으로파손된창유리파편이남게

된다. 파손된유리창의파단면에충격파에의한리플마크가나타나있고내측

부분이 그을려 있으면 발화 후 소방관에 의한 파괴이며, 그을음이 부착되어

있지않으면발화전인위적인파손으로볼수있다.

내부에서발화되는경우는내부와엔진실로구분할수있으며, 엔진실과실내의


화공안전

58

제3장

경계부에서 확산형태가 나타나게 된다. 엔진실 등 내부에서 발화되는 경우

발화부는국부적인철제부분의변형형태가남게된다.

【사진 3-16】전기적발열로발화된차량

대부분 전기적 발열에 의한 경우 고정부분에서의 절연피복 손상으로 단락,

발화하게되는데이때단락부분의금속은국부적인발열로환상의변형흔적을

나타낸다. 발화원인의기술은단락자체만기술되어서는안되며, 단락이일어

난원인즉, 절연피복의손상이왜발생하 는가검토하여결론을내린다.

만약단락부분이절연피복이손상될어떠한이유도없다면외적문제로형성된

것으로 봐야하며, 자체 문제인 경우 대부분 접촉사고로 인한 충격 등에 의해

고정부분에서전선의절연이파괴되어발생되는예가많다. 승합차나화물차의

경우는창문이열려있는승용차에서의화재형상과유사하게나타난다.

Module형교재076


화공안전

59

화재현장조사

②외부에서의발화또는점화에의해연소된형태

외부에서발화또는점화되어내부로연소가확대되는경우가장먼저연소되는

부위에설치된배선에서단락흔이나타나게되며, 점화또는발화되는부위가

대부분타이어부분이므로충격흡수장치(Shock Absorber, 쇼바) 인접부분의

전선에서단락흔이식별되나이때형성된단락흔부위에서는자체발화시철제

부분에 나타나는 환상의 수열형태가 나타나지 않는다. 차량화재에서 발화개

소의 판단은 내부인지 외부인지 먼저 구분하고 내부라면 객실인지, 엔진실

내부인지 구분하고 각 실에서 발화가능성이 있는 부분을 확인함으로 발화개

소를구체화시킬 수 있다. 내부 객실에서의 발화가능성은 방화에 의한 경우,

담배 불씨 등에 의한 경우, 내부 배선에서의 절연손상에 의한 발화가능성이

있는데 방화에 의한 경우 대부분 인화성 물질을 사용하므로 일시에 확산된

형태로 내부 가연물이 균일한 연소형태를 보이며, 인화성 물질을 사용하지

않는경우의자부분에착화시키게되므로국부적인소실형태를보인다.

담배불씨와같은미소불씨는모서리등에떨어졌을때발화되므로모서리나

귀퉁이 부분에 국부적인 연소흔적을 남기게 된다. 또한 배선에서 발화되는

경우는담배불씨와같이국부적인연소흔을나타내게되며, 동부분에배선된

전선에서단락흔과함께철제부분에서환상의변색형태를확인할수있다.

(사) 철근콘크리트구조

아파트와 같은 주거용 건물은 철근콘크리트 구조로 되어 있는데 개방되어있는

경우는 폐상태인 구조와 연소패턴이 다르게 나타난다. 벽체는 불연재로 되어

있고벽지로도배되어있어비교적발화부분이잘나타나게된다.

발화개소의확인은비교적용이하게판단할수있는데화구부분의연소확대방향

으로최소구획인발화개소를확인하고발화개소내부에서의발화부위판정은통상

벽체에 나타나 있는 역삼각형 형태의 밝은 연소흔으로 확인한다. 발화개소에서

연소가개시되면고온의연소가스는천장부분으로부상하고천장부터하방으로

채워져화구상단까지내려오게되면화구를통해열기가밖으로빠져나가게되고

이때화구하단부로는외기가유입되게된다.

공기가 유입되는 부분 하단에 발화부가 있다면 화염은 하방에서 내측으로 이동


화공안전

60

제3장

하게 되고 따라서 화구상단은 열기가 외부로 유출되기 때문에 화구의 연소 후

형태는연소가진행된방향을쉽게파악할수있다. 발화개소에서연소가확대되어

여타개소로 번져 나가게 되면 대부분 외부공기가 유입되는 경로를 따라 급격히

연소가 확대되고 결국 외부와 접촉되게 되어 개방공간에서 연소가 확대되는

양상을보이게된다.

조기진화되어어느정도연소되지않은잔해가남아있는경우용이하게화구의

형태만으로판단이용이하나화재발생물건이목조라면붕괴되게될것이고인접

한건물등이목조구조라면붕괴는출화개소를향해붕괴될것이다. 판자촌과같

이연소가확대되어급격히번져가는경우붕괴때문에초기발화된출화개소가

상대적으로덜타는경우가있다.

(2) 폐 공간구조에서의발화개소

(가) 폐된 구조인 주거용 건물 대부

분의주거용건물인아파트와같은

건물내부에서의 발화초기 내부

공기의 제한으로 급격한 연소 확

대가일어나지않는다. 실내공기로

연소될 수 있는 가연물은 생각보

다 극히 적은 량인데 공간체적의

Module형교재076


화공안전

61

【사진3-18】플래시오버에의한연소형태

[그림 3-1] 화구의확산방향

좌측면 우측면

화구의반대측벽면

내측 외측

화재현장조사

약1/27kg/m3 정도의가연물이연소될수있으며, 이에서발생되는열에의하여

발화개소내부천장부분의온도는발화점이상의고온이되며, 외기가유입되는

경우급격한확산연소를일으키게된다.

급격한 확산 연소로 연소된 부분은 연소 확대흔적이 불분명하게 나타나나 초기

연소부분은비교적잘나타나게된다. 발화개소를판단하는것은사진3-18~20

과 같이화구부분의천장부분연소형태로판단할수있으며, 발화부위는발화개

소벽면의연소형태로부터천장으로확대된것인지발화부위가바닥부분또는벽

부분인지를판단할수있다.

【사진 3-18】화구에나타나있는연소 【사진 3-19】천장으로부터확산된 【사진 3-20】발화개소내발화

확대흔 연소흔 부위형태

(나) 지하터널구조의연소

지하터널 구조 내부에서의 연소는 특이한 형상을 만든다. 이는 발생된 열기가

천장부분에집중되어이탈되지못하고쌓여고온을유지하여동선등이심하게

용융되는 현상을 나타낸다. 초기 연소부분의 천장은 회화된 것과 같이 하얗게

나타나게되며, 여타부분은검게그을려진다. 대부분의지하구조가수평방향에

서의 공기유입과 외부로 통하는 환기구를 통해 일부 열기가 외부로 유출되므로

연소확대가환기구쪽으로편향된다.

또한가연물이많은부분은초기연소부분과유사한연소형태를나타낸다. 화재가

크게확대된경우환기구인접부분이상대적으로심한연소형태를남기게되므로

주의할필요가있다. 터널구조의연소흔적특징은상단부분은매우높은고온에

노출된형태이나중성대이하부분인바닥부분잔해는연소되지않고남게된다.

따라서최초연소부위는하단부가연소된부분이된다.


화공안전

62

제3장


【사진 3-22】여의도전력구화재현장

Module형교재076


화공안전

63

화재현장조사

(다) 전기설비와출화개소

①전기배선

㉮송·배전

발전소에서변전소까지수만또는수십만볼트의고압으로전기를보내는

것을송전이라하며, 변압기에서전압을낮추어수용가까지전기를공급

하는것을배전이라한다. 송전선이란송전하는전기선로로발전소와발전소,

변전소와변전소간연결전선으로4만볼트이상의고압선로를말하며, 배전

선로란 4만볼트이하의전압으로발전소간변전소간, 변전소와수용가까

지의전선을말한다. 발전소에서 100-250㎸로승압시켜 1차변전소로송

전하고 1차변전소에서 60~70㎸로강압시켜 2차변전소에서 10~30㎸로

강압배전변전소로송전하며, 배전변전소에서상용전압인3㎸, 6㎸인고압

배전과380V, 220V, 110V인저압으로강압시켜수용가에공급하게되며,

송전선의현승애자는전압에따라크기와숫자가다르게연결토록되어있다.

직경이 250㎜인 애자는 약 10㎸ 증가에 1개씩, 180㎜인 애자는 약 5㎸에

1개씩추가로설치한다.

㉯송·배전에서의보호계전기

변전소는고압배전선등에과전류(과부하또는단락에의한) 또는접지사

고(단선, 애자불량, 변압기의고장에의한)가발생하면그배전선만자동적

으로차단시켜주는보호장치가필요하다. 변전소에설치된보호장치로는

과전류계전기, 누전검출기, 접지계전기가있고선로상에설치된보호기로

는과전류로부터보호하기위한유입차단기나퓨즈를설치하며, 수목이접

촉되거나변압기의고장등접지사고에대비차단기가설치되며, 낙뢰로부

터피해를입기쉬운주상변압기에서는피뢰기가설치되어있다. 주상변압

기나지중배전선에접속된비교적소용량의변압기에는보호기가설치되

는데 1차측에 3kVA~30kVA에 이용되는 애자형 개폐기, 보다 용량이 큰

고압 컷아웃 스위치가 있고 소손방지를 위해 변압기 내부 기름의 온도에

의해작동하는차단기가설치되며, 2차측보호장치로는배선용차단기, 2

차측접지로보호되고있다. 또인입선의보호를위해퓨즈가설치된다.


화공안전

64

제3장

수용가에이르기까지변전소, 배전선로, 변압기의1, 2차측그리고수용가에인접

한분기점에각각보호장치가설치된다. 수용가에서화재가발생하면자체차단

기나퓨즈가전원을차단하고차단기의 1차측이소실되면인입선의퓨즈가단선

되고퓨즈의입력단이소실된다거나과전류현상이일어나면주상변압기의 2차

측에설치된보호기가작동하여전원을차단하게되어있다.

따라서 전기설비가 있는 화재현장에는 항상 단락된 전선이 남게 되어 있다.

단락이일어나면연결된차단기가작동전원을차단시키므로이후에연소된전선

에서는단락이일어날수가없게된다. 이를이용하여발화부를확인할수있다.

㉰옥내배선

주상변압기로부터계량기까지를인입선이라하며, 계량기에서분전반까지는간

선이라하며, 분전반에서전등또는콘센트까지의전선을분기회로라한다. 보호

를위해분전반에누전차단기와과전류차단기가설치된다. 공장같은건물은간

선에서동력용부하기기로가는전선

을 분기회로라 하며, 분기회로의 인

입부분에 과전류보호기를 설치하며,

동력용 부하기기에는 수동 개폐기를

설치한다.

분기회로의한부분에서단락이나과

전류가 흐르게 되면 연결된 과전류

보호기에서 전원을 차단하게 되며,

누전이 발생하면 누전차단기가 작동

하게 된다. 각 전선의 크기는 기계적

강도, 허용전류, 전압강하, 전력손실, 취급상의 난이, 단락전류와의 관계를 고려

하여결정하게되는데전압강하는2% 이하로하고매우긴전로의경우에는전력

손실을 감안하며, 취급이 용이하도록 하기 위해 500㎟ 이하의 전선을 이용 2겹

또는3겹으로하는경우도있다.

특히긴배선에서는말단부분에서단락이일어날때전원측의퓨즈나차단기가

즉시작동하지않는일이있는데차단기나퓨즈의정격전류보다적어도3배의

Module형교재076


화공안전

65

옥내배선도

분기회로

콘센트

전등

분기회로

분전반

분전반인입구

인입선

계량기

인입계폐기

간선

화재현장조사

전류가흐를수있는크기의전선이사용된다.

㉱배선의허용전류

전선의허용전류는피복절연물을손상시키지않게전선에흐를수있는전류의

최대값으로 정해진다. 전선의 물리적 성질, 피복절연물의 허용온도, 전선의

시설상태에 따라 결정된다. 실제 화재에서 문제가 되는 것은 주위온도인데

통상 허용전류의 값은 30도를 기준으로 하며 사용처의 온도가 55도가 되면

41% 까지내려가게된다. 따라서전선의허용전류란지시된전류까지쓸수가

있다는 뜻이 아니며, 허용전류 이상의 전류가 흐르는 것을 과전류라 하는데

여기서 말하는 허용전류란 표시상 허용전류가 아닌 실제 설치된 상태에서의

사용가능전류즉, 절연피복의보호나열적성질을무시할수있는전류를말하

는것이다.


화공안전

66

제3장

허용전휴의 보정

전선의 600V 고무절연전선 부틸고무

종류 600V 비닐절연전선 절연전선

절연물의60℃ 80℃

허용온도

30℃ 100% 129%

35 91 122

40 82 115

주 45 71 108

위 50 58 100

온 55 41 91

도 60 82

65 71

70 58

75 41

㉲과전류보호장치

기계기구나전선은과전류에의해서과도한온도상승이나절연물이변질된다

거나하여화재의원인이되기도한다. 기계기구나전선이위험한온도에도달

하기 전에 전류를 자동적으로 차단하게 회로의 요소요소에 자동차단 장치를

설치하게된다.

즉, 차단기는 기계기구나 배선의 보호용으로 사용되는 것이며, 옥내배선에서

의과전류는과부하전류와단락전류가있는데과부하전류는안전한통전전류

의수배이하의전류가흐르는것으로50A까지사용가능하게설치된전선에

100A의 전류가 사용된다거나 7.5㎾의 전동기에 10㎾ 정도의 부하가 걸리게

된다든가하는것이다.

단락전류란안전한허용전류의수십배에달하는것으로작업중단자와단자

가접촉된다거나전열기가과열되어단자간의절연이파괴되어단락된다거나

할때일어난다.

과전류보호장치는퓨즈, 차단기, 전자개폐기와결합사용되고있는열동계전

기가있다. 퓨즈는상온에서정격전류의 160%와 200%를통전시켜용단시간

이내에용단되어야한다. 차단기또한정격전류의 100% 전류에서는동작되지

않아야 하며, 정격전류의 125%에서 50A 이하는 60분 이내, 그 이상의 것은

120분 이내에 동작하도록 되어 있으며, 200%에서 30A 이내는 2분 이내,

30~50A용은4분이내, 50~100A용은6분, 400~600A용은12분이내에동작

Module형교재076


화공안전

67

퓨즈의용단시간

퓨즈정격 용단시간(분)

전류 정격전류의 60% 정격전류의 200%

3~30 60 2

31~60 4

61~100 6

101~200 120 8

201~400 10

401~600 12

화재현장조사

되도록되어있다. 따라서과전류보호장치인차단기나퓨즈는부하측에서순간

단락이일어나도즉시작동되지않으며, 화재로절연피복이소실되어수회의

단락이발생하여야전원이차단된다. 어떠한원인으로분기회로상의한부분

에서단락이일어나면분기회로에는과전류가인가되고이로인해분기회로의

절연피복이손상을가져오게되며, 전원측으로단락이연속진행되게된다.

②발화부위의전기배선

발화부위에있는전기배선은화재로절연피복이손상되면단락으로용단되게

되고용단된부분의부하측부분은용단되지않게된다. 따라서발화부위를최종

적으로결정하고입증할때단락흔을이용한다. 연소형태나확산방향은환경

에따라변화가심하나최초연소부분의전기배선상에나타나있는단락흔은

연소의선후를판단하는데있어환경의 향을받지않기때문이다.

화재현장조사에서조사자가연소흔적으로최초연소부위를추정하기위해전기

배선을조사하는것은바로확인을위한과정이다. 일반구조물에화재가발생

하면천장부분에먼저화염이나열기가축적되고이로인해천장부분에배선

된전선에서단락이일어나며분기회로의차단기가차단되며, 바닥의화염확산

으로전원용분기회로선또는부하기기코드등이연소하며단락이발생하여

전원용분기회로의차단기가작동하게되면전원이완전차단되게된다. 연소

가확대됨에따라자체누전또는소화수등에의하여누전회로가구성되어누전

차단기가작동하게되면건물전체의전원이차단되게된다.

또한 소방관이나 관계자는 화재발견 즉시 대부분 전원스위치를 차단시키게

되므로이후연소되는전선에서는단락흔이형성되지않게되므로여타개소의

연소된전선을조사하여발화개소나발화부분을확정지을수있다. 천장부분

의 전선이 화염으로 절연피복이 소실되며 단락이 일어나 용단되면 부하측

부분은 늘어지게 되고 전원측 부분은 타 들어가며 2차, 3차 단락이 일어나

용단되게되며, 결국바닥에다른연소잔해와함께떨어지게된다. 천장부분

에매달려있거나고정된전선은화염으로용융되기도하지만바닥에떨어진

전선은 더 이상 화염에 노출되지 않기 때문에 용융되지 않고 원래의 형태를

유지하게된다.


화공안전

68

제3장


⑴ 일반화재사전조사항목

①목격자와신고자상대조사

②화재관계자상대조사

③소방관계자상대조사

⑵현장조사체크리스트작성

주변상황의관찰(골목, 우범지역, 쓰레기장등)

②폭발흔적유무확인(성격을분명히하기위함)

③안전한지여부의확인(전기, 가스설비의안전성, 유독가스확인)

- 전기는자동차단인가, 누구에의한임의차단인가?

- 가스는누구에의한차단인가, 가스통의상태(정상, 결빙, 결루)

- 붕괴, 추락, 유리파편, 못등날카로운위험물, 배수상태등

④잠금장치, 창문의상태확인

⑤현장의특이잔해확인(특이한연소잔해는없는가?)

⑥발화개소화구상태(출입문, 창문의상태), 외부출입흔적유무

⑦발화부의발화원잔해검사

⑧진화후현장조사전파손, 변형, 유실잔해흔적유무

⑴ 연소흔적보는법

화재현장에서 연소흔적은 연소시의 분위기를 추정하기 위함이며 연소

시의분위기파악은결국최초연소부분이어디냐에목적을두고있다.

따라서 분위기 즉, 초기연소 부분과 성장기, 최성기, 종료 시의 연소

분위기에맞추어각각의연소현상과잔해의특징을숙지한다.⑵발화개

소결정법

point

제3장


①개방공간구조의발화개소

개방구조에서의연소는하부로부터신선한외부공기가유입되고화

염선단을통해화기및열기가화구나외부상단으로쉽게이탈하여

가기때문에바닥의가연물은탄화되지않고복사에의해가열되어

확산되므로 바닥 잔해에서 연소되지 않은 상태의 가연물이 원형을

유지하고있는경우도발견된다.

천장과 같은 상단부가 쉽게 연소되어 잔해가 바닥의 확산속도보다

상부의 확산속도가 커져 낙하물의 비산이나 낙하가 하부의 확산부

위보다 멀리 흩어지게 될 것이며, 발견된 잔해는 완전 연소 소실될

것이나연소되지않은경우연소된부분은완전연소되고, 연소되지

않은부분은원래의형태를가지고있게된다.

② 폐공간구조의발화개소

폐 공간에서의 화재는 급격한 확산 연소(Flash Over)로 연소 확대

흔적이 불분명하게 나타나나 초기 연소부분은 비교적 잘 나타나므로

발화개소를판단하는것은화구부분의천장부분연소형태로판단할수

있다.

③전기관련화재의발화개소

전기관련화재에서발화부위에있는전기배선은화재로절연피복이

손상되면단락으로용단되게되고용단된부분의부하측부분은용

단되지 않으므로 발화부위를 최종적으로 결정하고 입증할 때는 단

락흔을이용한다.

그 이유는 연소형태나확산방향은환경에따라변화가심하나최초

연소부분의전기배선상에나타나있는단락흔은연소의선후를판

단하는데있어환경의 향을받지않기때문이며, 화재현장조사에

서 조사자가 연소흔적으로 최초 연소부위를 추정하기 위해 전기배

선을조사하는것은바로발화개소확인을위한과정이다.

point

제3장

1. 화재원인조사의목적으로옳은것은?

①화재의피해규모를파악하기위함

②화재의근본원인을찾아내어재발을방지하기위함

③화재원인을찾아내어처벌하기위함

④화재대상물소유자를조사하기위함

2. 화재원인조사범위에해당하지않는것은?

①발화원인 ②연소확대원인 ③피해발생원인 ④피해자재산규모

3. 가연물의성질이아닌것은?

①인화성 ②난연성 ③접착성 ④가연성

4. 확산연소의종류가아닌것은?

①분해연소 ②예혼합기연소 ③표면연소 ④증발연소

5. 유산소폭발의종류가아닌것은?

①물리적폭발 ②유(油)증기폭발 ③분진폭발 ④가스폭발

6. 화재원인조사시사전조사의항목이아닌것은?

①목격자와신고자조사 ②화재관계자조사

③건물소유주재산규모 ④소방관계자조사

7. 화재원인조사시현장조사체크리스트항목으로적합하지않은것은?

①주변상황의관찰 ②화재발생신고유무

③폭발흔적유무확인 ④잠금장치, 창문의상태확인

Module형교재076

연습문제

화공안전

71

Exercises 연 습 문 제

연습문제


화공안전

72

8. 전기화재발화개소결정시가장중요한요소는?

①배선용차단기 ②분·배전반 ③단락흔 ④전기기구

9. 플래시오버(Flash over)에대하여설명하시오.

10. 백드래프트(Back draft)에대하여설명하시오.

참 고 문 헌

1. 경찰수사보안연구소교재‘화재사건수사’p212 연소이론및화재패턴2005. 대산문화사

2. 국립과학수사연구소화재연구팀저‘화재수사길라잡이’2004. 세일문화사

3. 일본과학경찰연구소 공학적검사법Ⅲ-2. 화재

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집필자：김 윤 회

(국립과학수사연구소)

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발행일：2007년 6월

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