건물내 화재시 발생한 연기의 이동
화재로 인한 인명 사고에는 화재발생장소 부근에서의 화염이나 열에 의한 경우 뿐만 아니라 건물내에 확산되는 연기를 무시할 수 없다.
이러한 연기는 건물내를 확산하여 불이 나지 않은 장소나 피난통로에 침입하여 그 곳의 거주자가 연기에 의하여 질식사하기도 하고 피난 통로가 없어져 피난이 늦어지기도 하는 원인이 된다.
화재시 연기의 영향은 연기에 동반하는 열기류가 가진 고온, 산소의 부족, 일산화탄소 등 유독가스에 의한 인체로의 직접적인 영향 이외에 시야의 저하, 그에 따른 심리적 불안에 의한 피난행동의 영향 등 수많은 요소가 있다.
즉 연기는 가시거리의 저하를 초래하며 그 독성과 호흡곤란에 의한 피난자의 생리적 영향 이외에 심리적 불안을 초래해서 피난행동에 영향을 준다.
연기란 공기중에 고체나 액체의 미립자가 떠다니고 있는 상태를 말한다. 화재시에 있어서 연기란 물질의 열분해 생성물, 즉 유리탄소입자, 액적 입자 등이 동시에 발생한 가스와 동시에 공기 중에 부유, 확산한 상태를 말한다.
연기는 온도가 낮은 곳이나 공기가 희박한 곳에서 연소할 경우, 많은 입자가 생성되어 농도가 짙게 된다. 즉, 낮은 온도 하의 연소에서는 가스가 냉각되기 쉬우므로 액적입자가 되기 쉽다. 또한 공기가 부족하면 불완전 연소되어 탄소의 입자가 방출된다.
이러한 입자가 다량으로 포함된 연기는 농도가 짙으며 검게 보인다. 건물화재에서 다량의 연기가 발생하는 것은 건물 내부 공간에 산소의 공급이 한정되어 불완전연소가 되는 경우가 많다. 화재시 연기는 건물내부에 갇혀 있기 때문에 쉽게 대기 속에 퍼지지 않는 경우가 많다. 이러한 연기가 주로 인체에 해를 끼치게 된다.
화재 위치에서 발생한 연기는 열에 의한 부력을 얻어 천장면에 이르면 천장기류를 형성하여 사방으로 퍼지며 두터운 층을 형성하면서 실내에 가득차게 된다.
물질의 연소에 의해 발생하는 연기는 발생 즉시 열을 받아 부력을 발생하여 상방향으로 상승하여 천정에 부딪혀 방향을 바꾸고 수평으로 확산해 간다. 이 경우 연기의 온도 강하가 없다면 고온의 연기인 채로 주위의 공기와는 확실히 분류된 층류, 즉 2개층을 형성해 흐르게 된다. 일반적으로 주위의 벽면에 의해 냉각되고 더욱 냉각한 공기를 유인, 혼합되기 때문에 온도 강하와 연기의 확산과 희석을 일으켜서 수평으로 이동해 간다.
연기 이동의 첫째 원인은 열이고 화재에 의해 발생한 고온의 연기는 그 부력에 의해 상승하고 상층으로 운반된다. 그 때 연기의 유동은 건물의 평면구성이나 개구상태 혹은 외부의 기상상태 등의 영향을 크게 받는다. 연기의 거동을 연구하는 경우 화재실에서부터 유출한 연기는 같은 온도의 공기와 근사적으로 동일한 것으로 취급하면 좋다고 되어 있다. 즉 건물내의 공기 유동으로 취급하여 해석한다면 개략적인 연기의 유동현상을 파악하는 것이 가능하다.
1) 창을 통한 기류 2) 각 실간의 기류 3) 화재실과 그 상하층 사이의 기류 4) 계단, 엘리베이터 축 등의 연돌구획의 기류
일반적인 건물은 이들 조합에 의해 기류의 분포를 결정한다.
