화재조사 물질자료 수집 및 분석 — 연소형태·폭발요인·증거해석

가연물은 물질의 종류에 따라 연소 메커니즘이 달라진다. 예컨대 목재는 열분해로 가연성 가스를 생성하여 이 가스가 연소하는 증발연소(가스상 연소)를 보이는 반면, 숯은 표면에서 산소와 직접 반응하는 표면연소를 한다. 액체는 증발 또는 분해된 기체가 연소하는 형태를 보이기 때문에 연소형태를 구분할 때 물질 특성을 고려해야 한다.

버너 등의 화염 불안정 현상은 원인별로 구분한다. 리프팅은 가스 분출 속도가 화염 전파 속도를 초과할 때 화염이 분출구에서 이탈하는 현상이며, 가스 압력 상승이나 배기 억제 등으로 발생한다. 반대로 1차 공기 부족은 연소 불완전이나 퇴화(Flame Back)의 원인이 된다. 두 현상을 속도와 공기 공급의 관점에서 구분해야 한다.

폭발은 가연성 물질의 농도(폭발범위)와 점화원, 그리고 충분한 물질량이 충족될 때 발생한다. 불활성가스는 산소를 희석하여 폭발을 억제하므로 폭발의 원인이 아니라 억제 요인으로 본다. 또한 특정 화학 반응에서는 반응 발열이 축적되어 중합폭발 등 특수한 폭발 유형이 발생할 수 있으므로 반응 특성을 파악해야 한다.

분진폭발은 입자 크기, 화학조성, 주변 온도·압력, 분진의 공기 중 농도, 점화 에너지 등 물리·화학적 요인에 의해 발생 조건과 강도가 결정된다. 분진의 생체유해성은 폭발성과 직접적 연관이 없으므로 폭발 인자에서 제외한다. 저장물질의 경우 물과의 반응성 등 화학적 성질에 따라 자연발화 위험과 방지대책이 달라진다(예: 탄화칼슘은 수분과 반응하여 발열하므로 고습 저장은 위험).

연소물질의 분석은 생성물과 변형 양상을 통해 화재 진행 방향과 연소 조건을 추정한다. 예컨대 백열전구의 유리구면은 화염이 닿는 방향에서 먼저 변형되므로 변형 위치를 통해 화염 전달 방향을 추정할 수 있다. 가연성 액체는 포어, 스플래쉬, 도넛 패턴처럼 특유의 패턴을 남기며 트레일러 패턴은 유출·방화 흔적을 시사한다.

소화방법은 물리적 방법(질식, 냉각, 제거)과 화학적 억제 방법으로 구분한다. 연쇄반응을 화학적으로 차단하는 소화는 억제소화에 해당하므로 '화학적 작용' 문구가 있으면 억제소화를 선택해야 한다.