개념 한 쪽
화재 현장에서 벽면과 바닥에 남는 흔적은 발화 지점과 연소 특성을 추정하는 중요한 단서가 된다. 불기둥이 만든 패턴, 연기의 색과 양, 표면의 탄화와 박리, 금속의 열적 변형 등은 모두 표면에 남는 증거로서 해석의 근거가 된다.
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출제기준 단원 「표면 연기 침착」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 불기둥 패턴 식별 | 1 | 벽면의 패턴 가운데 불기둥 패턴이 아닌 것을 고르기 |
| 콘크리트 박리 조건 판정 | 1 | 박리(spalling)가 발생하기 어려운 환경을 가리기 |
| 철의 열적 변형 오류 찾기 | 1 | 철의 녹는점 등 열적 특성 관련 틀린 설명 찾기 |
불기둥이 수직면에 남기는 패턴은 화염의 수직 상승과 확산 양상을 반영한다. 대표적인 형태로 아래에서 위로 넓어지는 V 패턴, 옆으로 퍼지는 U 패턴, 중간이 좁고 위아래가 넓은 모래시계 패턴이 있으며, 도넛 형태는 불기둥의 수직 상승 특성과 일치하지 않아 불기둥 패턴으로 보지 않는다.
연기의 색과 발생량은 연소 물질의 성분과 연소 상태에 따라 달라진다. 알코올류는 탄소 함량이 낮아 완전 연소 시 연기가 거의 없거나 무색에 가깝다. 반대로 진한 검정색 연기는 탄소 함량이 높은 물질이 불완전 연소할 때 발생하는 그을음이 원인이다.
콘크리트 표면의 박리(spalling)는 수분 침투와 동결·융해 반복, 열팽창 계수 차이, 혼합 품질 불균일 등으로 발생할 수 있다. 습기가 많고 온도 변화가 큰 환경에서 잘 발생하므로, 습기가 적은 노후 건물의 콘크리트는 박리 흔 발생과 거리가 먼 조건이다.
금속 특히 철의 열적 변형은 고온에서 여러 특징을 보인다. 철의 녹는점은 약 1500℃이며, 660℃는 알루미늄의 녹는점으로 구분해야 한다. 적열 상태에서는 철의 연성이 증가하여 구부리기 쉬워지며, 한쪽만 가열되면 열팽창 차이로 인해 가열된 방향과 반대쪽으로 휨 현상이 발생한다. 또한 고온에서는 산화 반응으로 표면 변색이 나타난다.
불기둥 패턴 문제에서 도넛 형태를 정답으로 고르면 옳다. V, U, 모래시계 패턴은 불기둥의 수직성 및 확산 특성을 반영하는 대표 패턴이므로 출제에서 혼동되기 쉬우나 도넛은 불기둥 패턴과 맞지 않아 오답으로 걸러야 한다.
연기 색 관련 문제에서는 알코올은 비교적 깨끗하게 연소하여 연기량이 적거나 무색에 가깝다는 점을 근거로 진한 검정 연기를 유발한다고 한 선지를 배제해야 한다.
철의 열적 변형 관련 문제에서는 녹는점 숫자를 비교하여 660℃를 철의 녹는점으로 제시한 선지를 틀린 것으로 판정해야 한다. 적열 시 연성 증가, 편향 휨, 산화에 의한 변색은 철의 고온 특성으로 정답 근거가 된다.
불기둥에 의해 수직벽면에 생성되는 패턴으로 옳지 않는 것은?
정답 ③ · 문제는 불기둥이 수직벽면에 만들 수 있는 패턴들 가운데 부적절한 것을 묻고 있다. 불기둥은 상향 대류와 국부적 연소 조건에 의해 V형, U형, 모래시계형 등 여러 형태의 자국을 남기지만 도넛형은 불기둥의 중심부가 상승하는 물리적 특성과 맞지 않는다.
불기둥 패턴은 V, U, 모래시계, 도넛 등이 일반적이나 도넛 형태는 불기둥의 수직 상승 특성과 맞지 않아 옳지 않다.
다음 중 박리 흔(spalling)이 발생할 수 있는 조건으로 가장 거리가 먼 것은?
정답 ① · 문항은 콘크리트의 박리(spalling)를 유발할 수 있는 조건들 중 가장 거리가 먼 것을 고르는 문제이다. 박리는 주로 콘크리트 내부의 수분이 동결·융해를 반복하거나 열팽창 계수 차, 혼화 불량 등으로 인해 표층이 박리되는 현상으로 습기나 수분의 존재가 중요한 촉진 요인이다.
박리 흔은 습기가 많고 동결·융해가 반복되거나 열팽창 차이로 발생하므로, 습기가 적은 환경은 발생 조건과 거리가 멀다.
철의 열적 변형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ① · 철(Steel, 강)의 녹는점은 약 1500℃(1,538℃) 내외입니다. 보기에서 철의 녹는점을 660℃라고 서술한 것은 명백히 틀린 내용으로, 660℃는 알루미늄의 녹는점에 해당합니다.
철의 녹는점은 약 1500℃이며, 660℃는 알루미늄의 녹는점이므로 철의 열적 변형 설명 중 녹는점 관련 내용은 틀렸다.
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