냉각소화(Cooling Fire Extinguishment)의 특징 / 냉각소화의 종류

냉각소화(Cooling Fire Extinguishment)의 특징 / 냉각소화의 종류

 

 

1. 물의 소화능력의 개요

물은 가장 보편적인 소화제로서 물리적 조건을 다음과 같다.

① 상온에서 물은 무겁고 비교적 안정된 액체이다.

② 물의 융해잠열(고체->액체로 상변화시 필요한 열량)은 80Kcal/kg 이다.(333.7kJ/kg)

③ 물의 증발잠열(액체->기체로 상변화시 필요한 열량)은 539 kcal/kg(1기압 100℃ 일 때)이다.(2261kJ/kg)

④ 물의 비열(물질의 온도를 1℃ 올리는데 필요한 열량->물을 기준으로 비를구한다)은 1kcal/kg℃ 이다.(4.1867kJ/kg℃) [ex] 1kcal/kg℃=4.1867982kJ/kg℃

⑤ 물이 증발하면 그 체적은 약 1700배로 증가하며, 이것은 1리터의 물은 기화된 후 약 1.77㎥의 공간을 차지할 수 있는 양이 됨을 의미한다. 또한 화재지역의 온도가 높을수록 더 크게 증기를 팽창시키는데 260℃에서 팽창률은 처음 체적의 2400배, 일반적인 불의 온도인 650℃에서는 4200배 이상 팽창한다.

⑥ 더욱 효과적인 소화방법은 물을 분무하는 방법인데 이는 물이 증기로 쉽게 바뀌어 냉각효과를 증대시키기 떄문이다.

 

2. 냉각에 의한 소화

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① 타고 있는 물체가 냉각되어 가연증기가 연소하한계 이하로 농도가 떨어지면 화염은 소화된다.

② 상온보다 낮은 인화점의 액체소화에는 물 소화방법을 적용하기 곤란하다.

③ 얼마나 빨리 소화되느냐는 얼마나 빨리 물이 공급되느냐에 달려있다.

④ 물은 증발하면서 가장 열을 많이 흡수하는데 이는 봉상주수보다 무상주수가 더욱 효과적이다.

⑤ 분무된 물은 다음 원칙에 따라 화염을 냉각한다.

- 열전달량은 물의 표면적에 비례한다

- 열전달량은 두 유체의 온도차에 비례한다.

· 대류열 

· 복사열

 

· h : 열전달 계수(W/㎡℃)

· ΔT : 고온유체와 저온유체와의 차

- 열전달량은 수증기 분압의 영향을 받는다.

⑥ 특정구조물의 화재진압을 위해 필요한 물의 양을 추정하고 할 경우 다음 공식을 사용할 수 있다.

적정소방용수량 Q(lpm) = 건물체적[㎥] / 0.55

예를들면, 이 공식에 의하면 5,500㎥인 건물의 화재를 진압하기 위해서는 분당 10,000리터의 물이 필요하게 된다. 평균 2.5inch 소방용호스를 사용한다면 분당 945리터를 취하게 되는데 이 양으로는 11개의 소방수류가 동시에 불에 작용되어야 한다. 대개 공장의 화재시 진압에 필요한 최대 전 소방수량은 분당 45,000리터를 고려한다.

 

3. 물소화의 특징

1) 물소화제의 성질

· 물은 비열, 증발잠열, 기화 팽창율이 매우 큰 물질로서 소화의 주체는 냉각소화이며 보조적으로 질식작용이 있다.

- 비열 (1.0 kcal/kg, 4.19KJ/kg℃)이 커서 물입자가 많은 열량을 흡수한다.

- 증발잠열(539 kcal/kg, 2261kJ/kg)이 커서 기화시 다량의 열을 탈취한다.

- 기화팽창율(1700배)이 커서 수증기가 연소면을 덮어 질식효과를 발생한다.

· 물입자는 공기저항, 기류, 중력 등을 이기고 화점에 도달하여야 소화가 될 수 있으며 가연성 액체의 경우 인화점이 100°F(37.8℃) 미만에서는 적응성이 없다.

 

2) 주수방법

· 봉상(Stream) : 옥내외 소화전

· 입자상(Drop) : 스프링클러, 연결살수설비

· 분무상(Spray) : 물분무설비

 

3) 장점

· 뒤어난 열 흡수 능력이 있고 증발잠열이 커서 냉각 및 질식효과가 매우 높은 물질이다.

· 가격이 저렴하고 변질의 우려가 없으며 장기보관이 가능하다.

· 화학적으로 비 반응성이며 안정하므로 인체에 무해하며 각종 약제를 혼합하여 수용액으로 사용할 수 있다.

· 보통의 온도와 대기압상태에서 저장될 수 있다.

 

4) 단점

· 영하에서는 동파 및 응고현상으로 적응성이 없다.

· 금수성 화재 및 C급 화재에서는 적응성이 없다.

· 소화후 물에 의한 2차 피해가 발생된다.

· 불순물 때문에 전기전도성이 되어 어떤 물건을 회복블능으로 손상입힐 수 있다.