이번 포스팅에서는 플라스틱화재의 특성에 대해서 정리해보고자 한다. 플라스틱이라 하면 생활에 유용하고 이 현대사회에서는 없어서는 안될 물질이 되어버렸는데 이 플라스틱화재, 고분자화합물에 대한 화재 시 발생하는 연소생성물에 대한 악영향으로 인해서 인명의 피해와 더불어 피난을 방해하는 요소들까지 불러일으키게 된다. 이러한 플라스틱 화재의 안좋은 부분에 대해서 알고 화재를 예방하고 소화활동에 대해 개선해야 할 점들을 파악하고자 플라스틱 화재의 특성에 대해서 알아보도록 하자
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플라스틱 화재의 특징
1. 플라스틱 화재의 위험성
⑴ 플라스틱 화재는 상황에 따라 가연물인 플라스틱의 종류도 다르고 양도 다르며 노출정도도 다르므로 위험성 역시 이에 따라 달라진다.
⑵ 인간을 위협하는 플라스틱화재의 결과는 일반화재와 공통된 것도 있고 독특한 위험성도 있을 수 있는데, 산소결핍, 화염, 열, 연소생성물, 연기, 건물붕괴 등으로 요약할 수 있다.
⑶ 플라스틱은 탄소를 함유한 고분자물질이므로 다양한 분해생성물과 연소생성물을 함유하고 있다.
2. 고분자물질(플라스틱)의 생성물
⑴ 분해 생성물
① 기체 : 여러가지 휘발성 물질 및 탄소를 포함하는 물질로서 등의 탄화수소계열 물질, 할로겐화 탄화수소, 염화수소() 등
② 액체 : 벤젠(), 톨루엔(), 포름알데히드류, 케톤류, 아세톤 등
③ 고체 : 타르(tar), 미반응물질, 탄화물 등
⑵ 연소 생성물
① 완전 연소 생성물 : ,
② 불완전 연소 생성물 : , , 미스트, 연기
3. 플라스틱의 분류
⑴ 열경화성 플라스틱
페놀수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지
⑵ 열가소성 플라스틱
폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드
4. 플라스틱 화재 연소과정
초기연소 → 연소증강 → Flash over → 최성기 → 화재확산
⑴ 초기연소 (분점노플)
점화원이 될 수 있는 것은 많지만 모든 경우 플라스틱 자체는 점화원이 아니다. 이 단계에서는 다음 사항이 관계가 된다.
① 분해온도
② 점화의 용이성 : 직접 화염에 노출된 경우는 인화점, 화염없는 고온에 노출된 경우는 발화점, 연소로 생성된 가연성가스가 공기와 혼합하는 경우는 산소 농도에 각각 관련된다.
③ 노출정도 : 코팅하거나 포장된 플라스틱보다 표면이 노출된 것이 화염의 공 격을 받기 쉽고, 가열된 가스가 축적되는 천장 부근의 플라스틱이 바닥 부 근의 것보다는 인화하기 쉽다.
④ 플라스틱의 크기 : 단추나 가정용품과 같은 작은 제품보다 큰 구조물이 인화 하기 쉽다.
⑵ 연소증강 (인표열연플)
초기연소 단계에서 축적된 열은 플라스틱의 온도를 대류, 복사, 전도의 방법으로 전달하여 상승시킨다. 어느 정도까지의 화재확대는 이 단계에서 일어나는데 이 단계에서 고려되어야 할 사항은 다음과 같다.
① 인화용이성
② 표면가연성 : 플라스틱이 실내마감재나 벽면 코팅제 등과 같이 표면적이 넓은 가연물이 될 때 연소증강이 용이하게 된다.
③ 열 확산
④ 연기발생 : 진한 연기는 대피와 진압을 위한 화점 확인을 어렵게 한다.
⑤ 연소가스 : 유독성가스가 인간에게 치명적일 수 있다.
⑥ 플라스틱의 양
⑶ Flash over (인표노플)
플래시오버는 동일공간내의 모든 가연물이 동시에 인화점에 도달하는 점이다. 따라서 이점에서 모든 가연물은 일시에 화염에 휩싸이는데 다음의 사항과 관련이 있다.
① 인화용이성 : 플래시오버 온도는 대부분의 플라스틱 인화점보다 높다.
② 표면인화성 : 플래시오버를 유도하는 열전달은 대부분 복사를 통해 일어나
지만 표면의 인화성도 플래시오버를 유도한다.
③ 노출정도
④ 플라스틱의 양
⑷ 최성기 (방연플)
동일 공간내의 모든 가연물은 이 단계에서 연소하고 극도의 피해가 발생한다. 이 단계에서의 화재는 소화 및 진압이 힘들어진다. 가장 중요한 것은 총 발열 량이고 다음과 관련이 있다.
① 방출열량 : 이 단계에서는 방출열량이 최고가 된다.
② 연기생성
③ 연소가스
④ 플라스틱의 양
⑸ 화재확산 (연구가방)
최성기에서 발생한 열량은 인접한 가연물을 연소시키면서 화재가 확산된다.
① 가연물의 양
② 방출열량
③ 연기생성
④ 연소가스
⑤ 구획의 내화성
5. 플라스틱 화재의 위험성
플라스틱 화재는 상황에 따라 가연물인 플라스틱의 종류도 다르고 양도 다르며 노출 정도도 다르므로 위험성 역시 이에 따라 달라진다. 인간을 위협하는 플라스틱 화 재의 결과는 일반화재와 공통된 것도 있고 독특한 위험성도 있을 수 있는데, 산소 결핍, 화염, 열, 유독성 연소생성물, 연기, 건물 붕괴 등으로 요약할 수 있다.
⑴ 산소결핍
보통의 인간은 산소농도 21%의 대기에서 호흡하는 것에 익숙해져 있다. 산소농 도가 17%로 떨어지면 무산소증(Anoxia)현상에 의해 근육의 움직임이 둔해진다. 10～14%에서는 의식은 있으나 상황판단이 흐려지고 몽롱해진다. 6～8%에서는 호흡이 중단되고 질식(Asphyxiation)으로 6～8분내에 사망한다.
공기중의 산소농도 10%가 생존을 위한 최저 농도로 간주된다. 가연성 가스의 농도의 연소 속도, 공간의 크기, 환기속도 등이 산소 농도에 영향을 미치므로, 최저농도에의 도달 여부와 도달속도는 각 화재의 상황과 위치에 따라 다르게 된다.
⑵ 화염
화상은 화염과의 직접적인 접촉이나 화염에 의한 복사열에 의해 발생한다. 화 상은 피부의 온도가 65℃ 이상으로 1초 이상 유지되면 발생한다. 대부분의 플 라스틱은 화염이나 복사열로 녹고, 흘러내리면서 노출된 피부와 접촉하여 화상을 유발할 수 있으므로 플라스틱 화재에서는 이 점에도 유의하여야 한다.
⑶ 열
산소결핍이나 독성 등의 영향을 무시하더라도 뜨거운 공기나 가스는 화상, 탈진, 탈수, 호흡장애 등을 유발한다. 연소가스의 유독성을 이것에 비해 지나치게 인 식되고 있는 경향이 있다.
실제로 여러 연구에서 화재시 뜨거운 공기나 뜨거운 가스의 흡입에 의한 사망 위험이 유독성 가스가 유해농도에 이르는 시점보다 먼저 돈다는 것이 밝혀지고 있다. 생존을 위한 공기의 한계온도는 150℃ 정도로 알려져 있다.
⑷ 연소가스
유독가스의 위험성은 심리적인 효과가 크고 종종 지나치게 위험성이 강조되는 경향이 없지 않다. 실제로 산소결핍이나 뜨거운 기체 호흡에 대한 위험이 가스의 유독성보다 먼저 도래하는 경우가 많다.
⑸ 연기
연기의 기본적인 위험성은 대피를 방해하고 화점 확인과 진압을 위한 진입을 어렵게 하는 것이다. 연기는 차단과 자극효과 패닉(panic)을 유발한다. 대개의 경우 화재현장에서 열보다 연기에 의한 위험이 먼저 닥친다. 연기입자의 크기와 분포는 시야에 영향을 준다. 연기의 농도는 연소속도, 배기환경 등에 영향을 받고 배기정도와 반비례 한다.
⑹ 구조물의 붕괴
열과 화염에 의해 야기되는 시설물의 약화는 청주 우암상가 붕괴사고와 같은 대형 참사로 이어질 수 있다. 열로 약해진 바닥이 진압대원들의 무게를 지탱하지 못해 붕괴될 수 있고, 벽과 지붕이 무너질 수도 있으며, 뜨거워진 구조물의 주 수에 의한 급작스런 냉각으로도 발생할 수 있다.
※ 플라스틱 공장이 갖는 화재위험
⑴ 분진(Dusts)
고체형태의 플라스틱은 점화가 어렵지만, 분진의 형태는 거의 급격히 연소한다. 만약, 분진이 공기중에 분산되어 있으면 스파크, 불꽃 또는 고온이상의 금속표 면에서 폭발적으로 점화한다.
⑵ 인화성용제(Flammable Solvents)
유기용제는 모든 플라스틱 공장에서 사용된다. 유기용제는 플라스틱 특히, 빠른 속도로 움직이는 필름에 인쇄하거나 코팅하는 경우에 위험이 증대되는데 플라 스틱은 전기 저항성이 높아 정전부하를 띄기 때문이다.
⑶ 가열원(Heating Elements)
압축작업이나 성형시에는 전기․기계기구가 부분적으로 과열되기 쉬워 가연성가 스가 발생하여 발화될 위험이 있다.
⑷ 정전기(Static Electricity)
플라스틱 공장에서는 여러 부분에서 정전기가 발생하기 쉽다. 플라스틱은 양호한 전기절연체로서 물체 표면에 축적된 전하로 인하여 정전기가 발생 스파크방전이 발생함으로 분진이나 인화성증기가 존재한다면 발화될 가능성이 있다.
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저서로는 [수인의 건축] [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다
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