개념 한 쪽
화재현장에서 물질의 변색·융해·파괴 양상은 연소물질의 종류와 연소 상태, 열의 전달 방식 등을 반영하는 핵심 단서가 된다. 유리의 열파괴 형태, 액체 가연물의 표면 패턴, 플럼이 남기는 벽면 흔적 등을 통해 발화 형태와 연소 경로를 추정할 수 있다.
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출제기준 단원 「물질의 색 변화 및 융해」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유리 열파괴 특징 판별 | 1 | 열에 의한 유리 파손과 충격 파손의 차이를 묻기 |
| 액체 가연물 패턴 명칭 매칭 | 1 | 액체 연소 시 도넛·스플래쉬 패턴을 구별하기 |
| 화재 플럼 수직벽면 패턴 판별 | 1 | 플럼이 남기는 전형적 벽면 패턴과 예외 형태를 가리기 |
유리는 고온에 노출되면 열응력으로 인해 조개껍질 모양의 박리(conchoidal fracture)나 표면 용융, 그리고 수열 방향으로의 낙하 등 열적 손상을 보인다. 방사형 균열은 일반적으로 외부 충격에 의한 파손 양상이므로 열에 의한 파손과 구별해야 한다.
콘크리트나 구조재의 열적 반응은 내부 수분의 급격한 증발로 인한 압력과 재료 간 팽창 계수의 차이에서 기인하는 불균일 팽창이 박리(spalling)를 유발할 수 있음을 시사한다. 이러한 물리적 메커니즘은 표면의 벗겨짐과 같은 현상을 설명한다.
액체 가연물은 연소 과정에서 중심부가 기화하여 주변부가 활발히 연소하면서 특정한 탄화 패턴을 남긴다. 액체가 고인 상태에서 중심부가 기화하는 경우 원형의 탄화 흔적을 남기는 도넛패턴이 나타난다. 반면, 가열로 인해 액체가 튀거나 뿌려져 방울 형태로 분산되면 스플래쉬 패턴이 형성된다.
화재 플럼에 의해 수직벽면에 남는 연소 흔적은 일반적으로 V 패턴, U 패턴, 모래시계 패턴 등으로 분류된다. 도넛 형태는 수직벽면 플럼의 전형적 패턴에 속하지 않으므로 플럼 패턴 판단 시 주의해야 한다.
연기의 색은 연소 상태와 가연물의 성분을 보여주는 단서이다. 진한 검정색 연기는 불완전 연소로 인한 탄소 입자(검댕)가 다량 발생할 때 나타나며, 알코올류는 비교적 완전 연소 시 무색 또는 희미한 연기를 생성하는 경향이 있다.
유리 파손 설명 문제에서는 '열에 의한 파손은 조개껍질 모양의 박리와 용융을 보이며, 방사형 균열은 충격 파손의 특징'이라는 사실을 근거로 방사형 균열을 열파괴 설명으로 제시한 보기를 오답으로 판별한다.
액체 가연물 관련 문제에서는 '액체 중심부 기화로 인한 원형 탄화는 도넛패턴, 액체가 튀어 방울 형태로 분산되는 흔적은 스플래쉬 패턴'이라는 명칭 대응으로 정답을 찾는다.
플럼 패턴 문제에서는 '수직벽면에 남는 전형적 패턴은 V·U·모래시계이며 도넛형은 해당되지 않는다'는 기준으로 비표준형 보기를 제거한다.
화재현장에서 유리는 화재로 인해 받은 열의 종도에 따라 그 형태가 각기 다르게 나타난다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ② · 유리가 화재 열을 받게 되면 온도 구배에 의해 수축 및 팽창 응력이 발생하여 표면에 '방사형(방사상) 균열(cracking)'이 아닌 '움푹 파이는 박리 현상'이나 표면의 미세한 균열 및 용융 현상이 주로 나타납니다. 유리에 충격을 가했을 때 방사형 균열이 발생하는 것이지 열에 의해서는 조개껍질 모양의 박리와 찌그러짐 등이 발생합니다.
유리는 열에 의해 조개껍질 모양 박리나 용융이 발생하며, 방사형 균열은 충격에 의한 것이므로 ②는 틀린 설명이다.
인화성 및 발화성의 가연물이 연소할 때 중심부의 가연성 액체를 기화시키면서 나타나는 화재패턴은?
정답 ④ · 도넛 패턴(Doughnut pattern)은 주로 가연성 액체가 흘러있는 곳에서 연소가 진행될 때 나타나는 특유의 화재 패턴입니다. 액체의 중심부는 증발하며 기체 상태로 연소하고, 주변부는 공기와의 접촉으로 활발한 화염을 동반하여 도넛 모양의 원형 탄화 흔적을 남깁니다.
액체 중심부 기화로 인한 원형 탄화 흔적은 도넛패턴이다.
화재 플럼(Fire Plume)에 의해 수직벽면에 생성되는 패턴이 아닌 것은?
정답 ① · 문항은 화재 플럼이 수직벽면에 생성하는 대표적 패턴을 묻고 있다. 수직벽면에서 플럼에 의해 흔히 형성되는 패턴은 V자형, U자형, 모래시계형 등이며 이들은 연소 중심과 연기·열의 흐름에 의해 발생한다.
화재 플럼 패턴은 V, U, 모래시계 등 연소 흔적이지만 도넛 형태는 일반적인 수직벽면 패턴이 아니다.
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