건물내의 연기이동
모든 화재에서 반드시 따르는 연기와 연소가스는 건물내에서의 인명안전, 재산 보호 그리고 화재진압 수행에 치명적인 영향을 주는 연소의 위험한 생성물이다. 어떤 화재에서는 연기의 양이 너무 많아서 연기가 꽉차고 진입도로에서 시계를 흐리게 하여 화재가 발생한 건물을 식별하기 어려운 정도까지 이르게 할 수 있다. 다른 우발적 화재에서는, 연소과정에서 생성되는 부유물의 존재 때문에 인명에 대한 위험이 반드시 줄어 드는 것은 아니지만, 연기발생량이 상당히 적을 수도 있다.
연기구역의 분류
화재가 발생하면 화재는
1. 열을 수반하고,
2. 연소물질(연료)의 주요한 부분을 원래의 화학적 성분에서 한 개 이상의 다른 화합물(예: 탄산가스, 수분, 그리고/또는 다른 화합물)로 바꾸어 놓는다.
3. 연료의 일부분을 검댕이 또는 다른 물질로 변환시킨다.
(연소효율이 100퍼센트이하이기 때문에) 연료가 연소함에 따라 발생되는 열기의 주요부분은 그 불에 의해 유리된 생성물로 남는다. 이 생성물은 팽창하며, 주위공기보다 더 가벼워서 연기기둥으로 떠오른다. 이 상승기류의 연기기둥은 난류로서 이것 때문에 주변대기로부터 많은 양의 공기를 상승하는 연기가스 속으로 빨아들인다.
이 빨아들이는 현상은
1. 연기기둥의 전체 무게와 체적을 증가시킨다.
2. 상승기류의 뜨거운 가스와 흡입된 신선한 공기와 혼합하여 연기기둥을 냉각시킨다. 통상적으로 상승하는 연기기둥은 중심에서 더 뜨거우며 더 찬 공기가 흡입되어지는 가장자리 쪽으로 갈수록 더 차다.
3. 연기기둥 속에서 연소 생성물의 농도를 희석시킨다.
연기는 타지 않은 분해물질 및 농축물 그리고 흡입되어 지거나 또는 혼합된 공기의 양과 더불어 연소과정에 의해 생성된 뜨거운 증기와 가스의 혼합물로서 정의된다.
건물에서의 연기이동을 설명할 목적으로 연기이동은 두개의 일반적 구역으로 구분하여 다룬다. 그 구역은 다음과 같다.
1. 뜨거운 연기구역
여기에는 연기의 온도가 너무 높아서 연기자체의 부유성이 연기를 천정쪽으로 상승시키는 성향이 있으며 반면에 깨끗한(적어도 덜 오염된) 공기가 소방대상물의 낮은 부분을 통해 인입되는 그러한 구역이 포함된다.
통상적으로 이 상태는 화재실에서 생겨난다. 또한 화재에 의해 생성된 에너지의 정도와 개구부(예: 열려진 문 등...)의 크기에 따라, 뜨거운 연기구역은 인접한 방이나 복도에서도 빠르게 생겨날 수 있다. 사업장과 창고의 연기 및 열 배출, 아트리움의 연기제거, 그리고 플래시오버 상태에 이른 공간쪽으로 열린 복도에서의 연기이동, 이 모두가 연기와 화재에 의해 직접적으로 생성된 상승력으로 들려져서 몰려가는 뜨거운 연기 지역을 수반한다.
2. 차가운 연기구역(건물의 나머지 구역)
여기에는 혼합과 다른 형태의 열전도가 연기 본체에서의 상승력이 작은 요인이 되도록 화재의 추진력 효과를 감소시켜 버리는 구역이 포함된다. 이러한 구역에서 연기의 이동은 바람과 연돌효과와 기계적인 공기조화 또는 공기이동 씨스템과 같은 다른 힘에 의해 주로 조절된다. 이러한 구역에서는 연기의 이동이 다른 오염물질의 이동과 본질적으로 동일하다.
Harold E. Nelson
