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소방기술사/2-4교시(서술)

제133회 소방기술사 4교시 참고답안

제133회 소방기술사 4교시 참고답안

제133회 소방기술사 4교시 참고답안

※ 본 답안은 수험생의 이해를 돕기 위한 참고용 예시 답안이며, 채점 기준과 다를 수 있습니다. (총 6문제 중 4문제 선택)

문제 1. 건물화재모델(Compartment Fire Model)에서 다음 사항을 설명하시오.

1. 개요

건물화재모델은 구획실(Compartment) 내에서 화재가 발생했을 때 열, 연기, 가스 등의 거동과 그 영향을 예측하기 위한 수학적, 공학적 도구입니다. 이는 성능위주설계(PBD), 화재조사, 안전대책 수립 등에 활용되며, 모델의 복잡성과 정밀도에 따라 존모델, 필드모델 등으로 구분됩니다.

1) 존모델 (Zone Model)

  • 개념: 구획실 내부를 크게 2개의 영역(Zone), 즉 상부의 뜨거운 연기층(Hot Upper Layer)과 하부의 비교적 차가운 공기층(Cool Lower Layer)으로 단순화하여 가정하는 모델입니다.
  • 원리: 각 영역 내부는 온도와 농도가 균일(Uniform)하다고 가정하고, 두 영역 사이의 질량 및 에너지 보존 법칙(Mass and Energy Conservation Equations)을 기반으로 연기층의 높이, 온도, 농도 변화를 계산합니다.
  • 특징:
    • 장점: 계산이 비교적 간단하고 빨라 초기 설계 단계나 개략적인 예측에 유용합니다. (예: CFAST)
    • 단점: 공간 내 상세한 온도/유동 분포를 예측하기 어렵고, 복잡한 형상의 공간이나 개방된 공간에는 정확도가 떨어집니다.

2) 필드모델 (Field Model)

  • 개념: 구획실 내부 공간을 수많은 작은 격자(Grid Cell)로 나누고, 각 격자마다 질량, 운동량, 에너지 보존에 관한 기본 미분방정식(Navier-Stokes Equations)을 수치적으로 풀어 공간 전체의 온도, 속도, 압력, 화학종 농도 분포를 상세하게 계산하는 모델입니다. CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학) 모델이라고도 합니다.
  • 원리: 유한차분법(FDM), 유한체적법(FVM) 등의 수치해석 기법을 사용합니다.
  • 특징:
    • 장점: 공간 내 상세하고 복잡한 유동 및 열전달 현상을 매우 정밀하게 예측할 수 있습니다. 복잡한 형상, 대공간, 외부 바람 영향 등 다양한 조건 모사가 가능합니다. (예: FDS)
    • 단점: 계산량이 방대하여 고성능 컴퓨터와 많은 계산 시간이 필요하며, 입력 변수 설정 및 결과 해석에 전문성이 요구됩니다.

[Zone Model vs Field Model 비교]

구분존모델필드모델
공간분할2개 영역 (상/하층)다수 격자 (Grid)
기본방정식질량/에너지 보존식Navier-Stokes 방정식
계산속도빠름느림
정밀도낮음 (개략적)높음 (상세)
주요 프로그램CFASTFDS

3) 화재감지모델 (Detector Response Model)

  • 개념: 화재 시뮬레이션(존모델 또는 필드모델) 결과(특정 위치의 온도, 연기농도, 유속)를 바탕으로, 해당 위치에 설치된 화재감지기(열, 연기)가 언제 작동(응답)할 것인가를 예측하는 모델입니다.
  • 원리:
    • 열 감지기: 감지기 주변 대류 열전달과 감지부(열 요소)의 열 용량을 고려하여 감지부 온도가 설정 온도(정온식) 또는 온도 상승률(차동식)에 도달하는 시간을 계산합니다. (RTI, C Factor 사용)
    • 연기 감지기: 감지기 주변 연기 농도(Obscuration, %/ft 또는 %/m)가 감지기의 설정 감도(농도)에 도달하는 시간을 계산합니다.
  • 활용: ASET/RSET 분석에서 감지시간(t_det)을 산정하고, 감지기 설치 위치 및 종류의 적정성을 평가하는 데 사용됩니다.

4) 피난모델 (Egress Model)

  • 개념: 화재 시 건물 내 재실자들이 피난 경로(복도, 계단, 출구)를 통해 안전한 장소까지 대피하는 과정을 시뮬레이션하는 모델입니다. 이를 통해 총 피난 시간, 병목 현상 발생 지점, 피난 경로의 적정성 등을 평가합니다.
  • 원리: 재실자 개개인(Agent-Based Model) 또는 그룹(Flow-Based Model)의 이동 속도, 경로 선택, 출구 통과율 등을 수학적 알고리즘으로 모사합니다.
  • 주요 입력 변수: 건물 구조(CAD 도면), 재실자 수 및 분포, 재실자 특성(보행 속도), 피난 개시 시간(Pre-movement Time), 출구 폭 및 유량 계수 등.
  • 활용: ASET/RSET 분석에서 피난요구시간(RSET)을 산정하고, 피난 계획(경로, 출구 용량 등)의 안전성을 검증하는 데 사용됩니다. (예: Pathfinder, Simulex, Exodus)

5) 내화모델 (Fire Endurance Model)

  • 개념: 화재 시뮬레이션 결과(구획실 온도, 열 유속)를 바탕으로, 건축 구조 부재(기둥, 보, 벽체, 바닥 등)가 얼마나 오랫동안 구조적 안정성(지지력, 차염성, 차열성)을 유지할 수 있는지, 즉 내화 성능(Fire Resistance)을 예측하는 모델입니다.
  • 원리: 부재 내부의 온도 분포 및 열 응력(Thermal Stress) 변화를 유한요소해석(FEM, Finite Element Method) 등 구조 해석 기법을 통해 계산합니다.
  • 활용: 성능 기반 내화 설계를 통해 부재별 요구 내화 시간을 합리적으로 결정하거나, 특정 화재 시나리오에서 건물의 붕괴 위험성을 평가하는 데 사용됩니다.

문제 2. 「피난기구의 화재안전기술기준(NFTC 301)」의 설치장소별 적응성 있는 피난기구를 모두 기술하고, 「다수인피난장비의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」의 피난장비의 일반구조 기준을 설명하시오.

1. 설치장소별 적응성 있는 피난기구 (NFTC 301 [별표 1])

「NFTC 301」에서는 특정소방대상물의 층별로 설치해야 하는 피난기구의 종류를 규정하고 있습니다. (설치 개수는 바닥면적 기준)

설치 장소별 피난기구의 적응성
노유자시설
(피난층 제외)
의료시설, 근생 중 입원실
(피난층 제외)
다중이용업소
(4층 이하)
공동주택
(아파트 제외)
오피스텔 그 외의 것
(일반 건물)
지하층 피난용트랩 (방사선취급 등 특수 시, 일반은 제외)
1층 (피난층이므로 원칙적 제외)
2층 미끄럼대, 구조대, 피난교, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 (규정 없음, 설치 제외) 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기
3층 미끄럼대, 구조대, 피난교, 다수인피난장비, 승강식피난기 구조대, 피난교, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 미끄럼대, 구조대, 피난교, 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기
4층~10층 (해당 용도 없음) 구조대, 피난교, 다수인피난장비, 승강식피난기 (4층 이하만 해당) 피난사다리, 구조대, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 피난사다리, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기 피난사다리, 구조대, 완강기, 다수인피난장비, 승강식피난기

공기안전매트는 위 표와 별도로 아파트 발코니 등 추락 위험 방지 조치가 없는 곳에 설치할 수 있습니다.
완강기는 숙박시설 3층 이상, 공동주택/오피스텔 등 특정 조건에서 간이완강기 설치 가능.
피난기구 종류: 미끄럼대, 피난사다리, 구조대, 완강기, 간이완강기, 공기안전매트, 다수인피난장비, 승강식피난기, 피난교, 피난용트랩.

2. 다수인피난장비의 일반구조 기준 (KFI 기준)

다수인피난장비는 화재 시 2명 이상의 피난자가 동시에 지상 또는 피난층으로 하강하거나 이동할 수 있는 장비입니다. 「다수인피난장비의 성능인증 및 제품검사의 기술기준」에 따른 일반적인 구조 기준은 다음과 같습니다.

구조 부분 주요 기준
주요 재료 - 주요 부품(지지대, 하강부 등)은 내식성 재료(스테인리스강 등) 또는 방청 처리된 재료 사용.
- 탑승부(포대, 발판 등)는 난연성능이 있는 재료 사용.
하강 속도 - 탑승자의 체중 변화에도 불구하고 일정한 하강 속도(약 1m/s 이하)를 유지할 수 있는 속도 조절 장치(원심 브레이크 등)를 갖출 것.
안전성 - 하강 중 흔들림, 뒤틀림이 적고 안정적이어야 함.
- 로프, 벨트 등은 충분한 인장 강도 및 내마모성을 가질 것.
- 사용자가 안전하게 탑승하고 하강할 수 있는 구조 (안전벨트, 손잡이 등).
설치 및 보관 - 벽체 등에 견고하게 부착될 수 있는 지지대 또는 격납함 구조.
- 평상시에는 콤팩트하게 보관되고, 사용 시 신속하고 용이하게 전개될 수 있어야 함.
표시 - 제조사명, 모델명, 제조번호, 사용 가능 층수 범위, 최대 사용 하중, 사용 방법 등을 명확하게 표시.
내구성 - 반복 사용 및 환경 변화(온/습도)에 따른 성능 저하가 없어야 함. (반복 하강 시험, 환경 시험 등)

문제 3. 도로터널에 관하여 다음 내용을 설명하시오.

1. 개요

도로터널은 폐쇄된 공간 특성상 화재 발생 시 연기 축적, 고온 환경, 피난 경로 제한, 소방대 접근 곤란 등 매우 위험한 상황이 초래될 수 있습니다. 따라서 터널의 길이, 구조, 교통량 등을 고려하여 방재 등급을 분류하고, 그에 맞는 소방시설 및 관리 기준을 적용합니다. (근거: 국토교통부 「도로터널 방재시설 설치 및 관리지침」)

1) 터널 연장등급 및 방재등급별 기준

(1) 터널 연장 등급 (길이 기준)

등급터널 길이 (L, m)
초장대터널L ≥ 3,000
장대터널1,000 ≤ L < 3,000
중터널500 ≤ L < 1,000
단터널L < 500

(2) 터널 방재 등급 (위험도 기준)

터널의 연장 등급과 '위험도 지수(R)'를 조합하여 1등급부터 4등급까지 방재 등급을 결정합니다. 위험도 지수(R)는 터널 길이, 경사, 곡선반경, 교통량(특히 위험물 차량), 환기 방식 등을 고려하여 산출합니다.

방재 등급결정 기준 (연장 등급 + 위험도 지수)주요 방재 시설 수준
1등급초장대터널 또는 장대터널 중 R ≥ R₁최고 수준 (예: 물분무, 제연설비(횡류/종류), 비상연결통로 등)
2등급장대터널 중 R < R₁ 또는 중터널 중 R ≥ R₂높은 수준 (예: 옥내소화전, 제연설비(종류) 등)
3등급중터널 중 R < R₂ 또는 단터널 중 R ≥ R₃보통 수준 (예: 연결송수관, 비상경보설비 등)
4등급단터널 중 R < R₃기본 수준 (예: 소화기, 비상조명등 등)

※ R₁, R₂, R₃는 지침에서 정하는 위험도 지수 기준값입니다.

2) 터널 내 임계풍속, 터널경사 보정계수

(1) 임계풍속 (Critical Velocity, Vc)

  • 개념: 터널 화재 시 발생하는 연기가 화재 지점으로부터 상류(차량 진행 반대 방향)로 역류(Back-layering)하는 것을 막을 수 있는 최소한의 공기 유동 속도(풍속)입니다.
  • 목적: 제연설비(주로 종류식 제트팬) 설계 시, 임계풍속 이상의 풍속을 형성하여 연기를 터널 출구 방향(하류)으로만 제어함으로써, 상류 측 피난 경로의 안전성을 확보하는 것이 목표입니다.
  • 영향 요소: 화재 강도(HRR), 터널 단면적, 터널 높이, 터널 경사 등에 따라 달라집니다. (일반적으로 2.5 ~ 3.5 m/s 내외)
  • 산정식 (Kennedy 식 등): Vc = K₁ × K_g × (g × H × Q / (ρ × C_p × T × A))^(1/3)

(2) 터널경사 보정계수 (Grade Correction Factor, K_g)

  • 개념: 터널의 경사(Grade)는 연기의 부력(Buoyancy) 흐름에 영향을 주어 임계풍속을 변화시킵니다. 터널경사 보정계수는 이러한 경사 효과를 반영하기 위한 계수입니다.
  • 영향:
    • 상향 경사 (Uphill): 연기 흐름이 촉진되므로 역류를 막기 위해 더 높은 풍속이 필요합니다. (K_g > 1.0)
    • 하향 경사 (Downhill): 연기 흐름이 억제되므로 상대적으로 낮은 풍속으로도 역류를 막을 수 있습니다. (K_g < 1.0)
  • 활용: 임계풍속 산정식에 K_g 값을 곱하여 경사 효과를 보정합니다. (K_g 값은 터널 경사도에 따라 지침에 제시됨)

3) 터널 위험도지수(R) 산정 시 고려해야 할 잠재적인 위험인자 6가지

「도로터널 방재시설 설치 및 관리지침」에서 제시하는 위험도 지수 산정 시 고려되는 주요 인자는 다음과 같습니다. (6가지 이상 제시)

  1. 터널 연장 (Length): 길수록 화재 규모 증가 및 피난/구조 어려움 가중. (가장 중요한 인자)
  2. 종단 경사 (Grade): 경사가 급할수록 연기 확산 속도 및 임계풍속 증가, 차량 고장/사고 위험 증가.
  3. 평면 선형 (Alignment / Curvature): 곡선 반경이 작을수록 시야 확보 불량, 사고 위험 증가.
  4. 교통량 (Traffic Volume): 일 평균 교통량(ADT)이 많을수록 사고 발생 확률 및 피해 규모 증가.
  5. 위험물 차량 비율 (Dangerous Goods Vehicle Ratio): 위험물 운반 차량의 통행 비율이 높을수록 대형 화재/폭발 위험 급증.
  6. 환기 방식 (Ventilation System): 자연 환기 방식은 연기 제어가 어려워 위험도 증가. (기계 환기(횡류/반횡류/종류) 방식 비교)
  7. 터널 내 기하 구조 (Geometry): 단면적, 높이, 차로 수 등.
  8. 주변 환경 (Environment): 결빙, 강설 등 기상 조건, 터널 입출구 접속 도로 조건.

문제 4. 다음의 조건을 보고 표시등과 경종의 부하전류, 전압강하, 경종의 작동상태를 판단하고 문제가 있는 경우 대책을 설명하시오.

1. 조건 분석

  • 건물 규모: 지하 1층, 지상 6층 (총 7개 층)
  • 각 층 바닥면적: 900 m² (참고용)
  • 회로 구성: 각 층 2회로, 전층 경보방식
  • 사용 전선: HFIX 2.5 mm², 90°C
  • 부하: 경종 50mA/개, 표시등 30mA/개 (각 층 2개씩 설치 가정)
  • 수신기 ~ 최원거리 부하(6층) 거리: 400 m
  • 수신기 정격 전압: 24 V
  • 기타 부하: 무시

2. 부하 전류 계산

전층 경보방식이므로 화재 시 모든 층(7개 층)의 경종과 표시등이 동시에 작동합니다.

  • 각 층 부하 전류 (I_floor):
    • 경종: 50 mA × 2개 = 100 mA
    • 표시등: 30 mA × 2개 = 60 mA
    • 합계: 100 mA + 60 mA = 160 mA = 0.16 A
  • 총 부하 전류 (I_total):
    • I_total = 각 층 부하 전류 × 총 층수
    • I_total = 0.16 A/층 × 7개 층 = 1.12 A

답: 총 부하전류는 1.12 A 입니다.

3. 전압 강하 계산

전압 강하(VD)는 전선 자체의 저항으로 인해 발생하는 전압 손실입니다. 단상 2선식의 전압강하 공식(근사식)을 사용합니다.

※ HFIX 2.5mm² 전선의 저항(R)은 KEC 등에서 찾아야 하나, 여기서는 일반적인 값인 약 7.41 Ω/km (at 20°C) 또는 계산 편의상 다른 값을 가정할 수 있습니다. 여기서는 7.41 Ω/km를 기준으로 계산합니다. (단, 실제 시험에서는 값이 주어지거나 다른 공식 사용 유도 가능)

전선 저항 (R): 7.41 Ω/km = 0.00741 Ω/m

전압강하 공식 (단상 2선식):

VD = 2 × I × R × L (또는 VD = (35.6 × L × I) / (1000 × A) for Copper at approx 60°C - 구리선 공식) (또는 VD = (A / 1000) * L * I / 단면적 - 약식 사용 시)

여기서는 저항값을 이용한 VD = 2 × I × R × L 공식을 사용합니다.

  • I: 총 부하 전류 = 1.12 A
  • R: 전선 단위길이당 저항 = 0.00741 Ω/m
  • L: 배선 거리 = 400 m
VD = 2 × 1.12 A × 0.00741 Ω/m × 400 m
VD ≈ 6.64 V

답: 전압강하는 약 6.64 V 입니다.

4. 경종의 작동 상태 판단

  • 수신기 정격 전압 (Vs) = 24 V
  • 전압 강하 (VD) = 6.64 V
  • 최원거리 부하(경종)에 인가되는 전압 (Vr):
    • Vr = Vs - VD = 24 V - 6.64 V = 17.36 V
  • 경종의 정격 전압: 일반적으로 DC 24V용 경종 사용.
  • 경종의 작동 전압 범위: 형식승인 기준 등에 따르면, 경종은 정격전압의 80% 이상에서 정상적으로 작동해야 합니다.
    • 최소 작동 전압 = 24 V × 0.8 = 19.2 V
  • 판단:
    • 최원거리 경종에 인가되는 전압(17.36 V)이 최소 작동 전압(19.2 V)보다 낮습니다.
    • 따라서, 최원거리(6층)의 경종은 정상적으로 작동하지 않거나(소리가 작거나 울리지 않음), 오작동할 가능성이 높습니다.

답: 최원거리 경종은 정상 작동하지 않을 가능성이 높습니다.

5. 문제가 있는 경우 대책

전압 강하가 과도하여 경종 작동 전압 미달 문제가 발생하였으므로, 다음과 같은 대책이 필요합니다.

  1. 전선 굵기(단면적) 증가 (가장 일반적):
    • 현재 2.5 mm²보다 더 굵은 전선(예: 4 mm², 6 mm²)을 사용하여 전선의 저항(R) 값을 낮춥니다.
    • 예시: 4 mm² (약 4.61 Ω/km) 사용 시 VD ≈ 4.13 V → Vr ≈ 19.87 V (> 19.2 V) - 정상 작동 가능
  2. 전원 공급 방식 변경:
    • 수신기에서 각 층 또는 일정 구역별로 전원을 분기하여 공급(Loop 방식 대신 Star 방식 등)하여 배선 거리(L)를 단축시킵니다.
    • 각 층 또는 구역별로 별도의 전원 공급 장치(Power Supply Unit) 또는 중계기(전원 내장형)를 설치합니다.
  3. 부하 저감:
    • 소비 전력이 낮은(Low Current) 경종이나 표시등으로 교체하여 총 부하 전류(I)를 줄입니다.
  4. 수신기 전압 조정 (제한적):
    • 수신기 자체의 출력 전압을 약간 높일 수 있다면(제조사 확인 필요) 조정하여 전압 강하를 보상합니다. (단, 과전압 문제 유의)

문제 5. 단열재와 관련된 다음 사항을 설명하시오.

1) 열전도율과 단열성

  • 열전도율 (Thermal Conductivity, λ): 물질 고유의 특성으로, 단위 두께(1m)의 재료 양단에 1K(1°C)의 온도 차이가 있을 때, 단위 면적(1m²)을 통해 단위 시간(1s)당 전달되는 열량(W 또는 J)을 의미합니다. (단위: W/m·K)
  • 단열성 (Thermal Insulation): 열의 이동(전도, 대류, 복사)을 차단하거나 지연시키는 성능을 의미합니다.
  • 관계: 단열성은 열전도율에 반비례합니다. 즉, 열전도율(λ)이 낮을수록 열을 잘 전달하지 못하므로 단열 성능이 우수합니다. 단열재는 낮은 열전도율 값을 갖는 재료를 의미합니다.

2) 단열성에 영향을 미치는 요인

단열재의 단열 성능(열전도율)은 다음과 같은 요인에 영향을 받습니다.

  • 재료의 종류 및 구조:
    • 고유 물성: 재료 자체의 분자 구조, 결합 상태.
    • 내부 공극(Porosity): 재료 내부에 미세한 공기(기체) 방울이나 섬유 사이 공간이 많을수록 열전도율이 낮아집니다. (정지 공기의 열전도율이 매우 낮기 때문)
    • 밀도 (Density): 일반적으로 밀도가 너무 낮으면 대류, 너무 높으면 전도에 의해 열전도율이 증가하므로 최적 밀도 범위가 존재합니다.
  • 온도 (Temperature): 온도가 상승하면 분자 운동이 활발해져 전도 및 복사에 의한 열전달이 증가하므로, 대부분의 단열재는 고온에서 열전도율이 약간 높아집니다.
  • 습도 (Moisture Content): 가장 큰 영향 요인 중 하나. 단열재가 수분을 흡수하면, 물의 높은 열전도율(공기의 약 20배 이상) 때문에 단열 성능이 급격히 저하됩니다.
  • 시공 상태: 단열재 이음새 부분의 틈새(열교, Thermal Bridge), 단열재 압축, 방습층 손상 등 시공 불량은 단열 성능을 크게 저하시킵니다.

3) 단열재의 종류

단열재는 주 원료 및 형태에 따라 다양하게 분류됩니다.

분류 (원료) 형태 주요 종류 특징 (장점 / 단점)
무기질 단열재 (Inorganic) 섬유상 유리섬유 (Glass Wool)
암면 (Mineral Wool / Rock Wool)
- 불연성 (화재 안전성 우수)
- 흡음 성능 양호
/ 흡습성 높음 (방습 처리 필요), 피부 자극
다공질 규산칼슘 (Calcium Silicate)
펄라이트 (Perlite)
- 불연성, 내열성 우수
- 경량
/ 흡습성, 상대적으로 낮은 단열성
포말상 발포유리 (Foamed Glass / Cellular Glass) - 완전 불연, 방수/방습성 우수
- 압축 강도 높음
/ 고가, 가공 어려움
유기질 단열재 (Organic) 발포 플라스틱 발포 폴리스티렌 (EPS / XPS) (스티로폼) - 저렴, 경량, 시공성 우수
- 방습성 양호 (특히 XPS)
/ 가연성 (화재 취약, 난연 처리 필수), 내열성 낮음
경질 폴리우레탄 폼 (PUR / PIR) - 단열 성능 매우 우수 (λ 낮음)
- 자기소화성 (PIR)
/ 가연성, 고가, 자외선 취약
페놀폼 (Phenolic Foam) - 단열 성능 우수, 준불연 성능 확보 가능
- 내열성 양호
/ 고가, 부스러짐 발생 가능
기타 - 진공단열재 (VIP)
에어로겔 (Aerogel)
- 초고성능 단열 (λ 매우 낮음)
/ 매우 고가, 취급 주의 필요

문제 6. 제5류 위험물의 성질, 품명, 지정수량을 기술하고 유기과산화물의 특성 및 사용 시 주의사항에 대하여 설명하시오.

1. 제5류 위험물의 성질, 품명, 지정수량

「위험물안전관리법 시행령」 [별표 1]에 따른 제5류 위험물의 정보는 다음과 같습니다.

유별 성질 품명 위험등급 지정수량
제5류 자기반응성 물질
(Self-reactive Substances)


- 가연성 O
- 산소 공급원 O (분자 내)
- 가열, 충격, 마찰에
극히 민감
- 폭발 위험성 큼
1. 유기과산화물 (Organic peroxides) I 등급 10 kg
2. 질산에스테르류 (Nitrate esters) I 등급 10 kg
3. 니트로화합물 (Nitro compounds) II 등급 200 kg
4. 니트로소화합물 (Nitroso compounds) II 등급 200 kg
5. 아조화합물 (Azo compounds) II 등급 200 kg
6. 디아조화합물 (Diazo compounds) II 등급 200 kg
7. 히드라진 유도체 (Hydrazine derivatives) II 등급 200 kg
8. 히드록실아민 (Hydroxylamine) II 등급 100 kg
9. 히드록실아민 염류 (Hydroxylamine salts) II 등급 100 kg
10. 그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것
(금속의 아지화합물, 질산구아니딘)
II 등급 200 kg

※ 성질 요약: 제5류 위험물은 분자 내에 가연물 부분(C, H)산소 공급원 부분(-O-O-, -NO₂, -N=N- 등)을 함께 가지고 있어, 외부 산소 공급 없이도 스스로 연소(자기 연소)하거나 폭발할 수 있는 매우 불안정한 물질입니다.

2. 유기과산화물(Organic Peroxides)의 특성

유기과산화물은 과산화수소(H₂O₂)의 수소(H) 원자 일부 또는 전부가 유기기(R)로 치환된 형태(R-O-O-R', R-O-O-H)의 화합물입니다. (예: 과산화벤조일, MEKP)

  • 구조적 불안정성: 분자 내에 약한 산소-산소(-O-O-) 결합을 가지고 있어, 매우 적은 에너지(열, 충격, 마찰, 빛)에도 쉽게 분해됩니다.
  • 강한 산화력 및 가연성: 분해 시 강력한 산화제 역할을 하는 동시에, 유기기(R) 부분은 가연물 역할을 하여 격렬하게 연소하거나 폭발합니다.
  • 자기 반응성 / 폭발성: 외부 점화원 없이 가열만으로도 분해가 시작되고(SADT: 자기 가속 분해 온도), 이 분해열이 축적되면 반응이 가속되어 폭발에 이를 수 있습니다.
  • 높은 민감도: 충격, 마찰, 다른 화학물질(특히 금속, 산, 염기)과의 접촉에 매우 민감하게 반응하여 분해/폭발할 수 있습니다.

3. 유기과산화물 사용 시 주의사항

매우 위험한 물질이므로 취급 및 보관 시 각별한 주의가 필요합니다.

  • 온도 관리 (냉장/냉동 보관): SADT 이하의 낮은 온도로 유지해야 합니다. 온도 상승 시 폭발 위험이 급증하므로 냉장/냉동 보관하고, 온도 모니터링 및 경보 시스템을 갖춰야 합니다.
  • 충격 및 마찰 방지: 용기를 떨어뜨리거나 던지는 등 충격을 주지 말고, 마찰이 발생하지 않도록 부드럽게 취급해야 합니다. (전용 공구 사용)
  • 혼합 금지 (격리 보관): 가연물, 산, 염기, 금속 분말 등 다른 화학물질과 접촉 시 분해/폭발할 수 있으므로 반드시 분리하여 보관합니다.
  • 소분 금지 (밀봉 유지): 원래의 포장 용기 그대로 사용하고, 불필요하게 다른 용기에 옮겨 담거나 공기 중에 노출시키지 않습니다.
  • 화기 엄금 및 통풍: 저장 및 취급 장소는 화기 사용을 엄금하고, 분해 시 발생하는 가스를 배출할 수 있도록 통풍이 잘 되어야 합니다.
  • 소량 분할 저장: 대량 저장 시 폭발 위험이 커지므로, 가능한 소량으로 나누어 분산 저장합니다.
  • 보호구 착용: 취급 시 보안경, 보호장갑 등 적절한 개인 보호구를 착용합니다.
  • 소화 방법: 화재 시 다량의 물을 이용한 냉각 소화가 주된 방법입니다. (질식 효과 미미)