중판발행 2023.04.10

초판발행 2023.02.10

소방관으로서 화재로부터 주민과 재산을 보호하거나, 기업체 자체소방대원으로서 그들의 일터를 지키는 것은 안전하고 행복한 삶의 추구라는 인류의 오래된 욕구의 전형이 아닐까 생각됩니다. 아주 오래전에는 거친 자연환경 속에서 자신의 생명을 지키고 종족을 유지하기 위한 최소한의 안전이었다면, 문명과 산업의 발달이 가져온 위험의 규모에 맞서야 하는 지금의 안전은 인간의 기본 욕구를 뛰어넘어 삶의 질까지도 결정하는 필수조건이 되었습니다.

소방대원이 마주하는 현장은, 그동안 경험으로 어깨너머 배워왔던 테크닉 만으로는 시민은 물론, 대원의 안전까지도 담보할 수 없는 전장(戰場)이 되었습니다. 이제는 우리가 맞설 화재의 속성을 좀 더 깊이 들여다볼 필요가 있습니다. 연소이론에 기반한 전술을 도모하고 현장을 예측하는 능력을 키워야 합니다. 그렇다고 화재공학 전문서적을 펼쳐보라는 것은 아닙니다. 다만, 경험의 답습에서 벗어나 과학적인 사고방식을 가져야 할 필요가 있습니다. 

소방은 현장이 중요한 만큼 이론과 실험으로 뒷받침된 과학적 근거라는 보편적 사실을 이해하고 익혀야 할 필요성이 큰 분야입니다. 더욱이 소방의 무대는 매번 똑같은 현상을 기대할 수 있는 현장이 아닙니다. 상황에 따라 그 양상이 크게 달라지는 매우 역동적인 성질을 가지고 있기에 화재를 진압하는 소방관은 과학에 기초한 화재의 성상이나 변화를 파악하는 것이 매우 중요합니다. 최근 국내에서 인기가 상승하고 있는 CFBT(Compartment Fire Behavior Training)의 중요성이 바로 여기에 있습니다. 

본 책은 화재역학과 연소이론에 기초해 구획화재에서 발생하는 현상들을 쉽게 이해할 수 있도록 설명하였고 화재현장에서 구현할 수 있는 화재진압 전술의 이론적 바탕을 제공하기 위한 목적으로 탄생되었습니다. 화재진압 전술의 기초이론 제공뿐만 아니라 전국 7만여 소방관과 기업체 자체소방대원의 안전을 지켜줄 지침서로 사용하기에도 부족함이 없으리라 생각됩니다. 

최근 화재현장에서 소방대원이 사망하거나 부상을 입는 사고가 줄지 않고 있습니다. 반복적인 기술 습득만으로는 부족합니다. 테크닉과 아울러 화재의 특성을 좀 더 깊이 꿰뚫어 볼 줄 아는 이론적 지식도 쌓아야 합니다. 물론 이 책 한 권으로 모든 화재현상의 이론과 지식을 담아낼 수는 없습니다. 그러나 화재역학의 기초가 되는 기초이론과 구획화재 현상에 대한 이해를 바탕으로 주수기법과 배연 그리고 진압전술 등에 대해 살펴보고자 노력하였습니다. 이러한 기초는 실화재훈련에 참여하는 훈련생으로 사전에 받아야 하는 교육내용일 뿐만 아니라 불과의 전장에 나서는 소방대원이면 반드시 갖춰야 할 무기이자 방패가 될 것입니다.

현장에서 목숨을 잃거나 부상을 입는 동료가 더 이상 생겨나지 않기를 간절히 기대해봅니다.

2023. 2. 1.

임 주 열

임주열

· 울산소방본부 특수재난훈련센터 준비단 근무(現)

· 강원대학교 석사(소방방재공학)

· 미국 오클라호마대학 석사(Fire & Emergency Management Administration)

[경력]

· 현대해상화재보험 근무

· 울산소방본부 특수화학구조대 근무

· 울산남부소방서 여천119안전센터장 근무

· 울산남부소방서 무거119안전센터장 근무

[교육훈련]

· H2K(네덜란드), Atmospheric Storage Tank & Tank Bund Firefighting 과정 수료

· SCDA(싱가포르), International Haz-Mat Response 과정 수료

· UPMC(University of Pittsburgh Medical Center) EMT-I 과정 수료

· 강원도소방학교 CFBT 실화재훈련(CFBT Level I) 과정 수료

01장 실화재훈련(Live Fire Training)

1.1. 실화재(Live Fire) 3

1.2. 실화재훈련(Live Fire Training Evolution) 4

1.3. 사전 필수교육(Prerequisites) 6

1.4. 교관단 구성(Staffing Requirements) 8

1.4.1. 실화재 교관(Live Fire Instructor)　　9

1.4.2. 안전점검관(Safety Officer)　　10

1.5. 실화재훈련시설(Live Fire Training Facilities) 12

1.6. 구획화재성상훈련(CFBT) 17

02장 화재역학 기초(Fire Dynamics)

2.1. 연소(Combustion) 25

2.1.1. 연소의 메커니즘 　　25

2.1.2. 완전연소와 불완전연소　　27

2.2. 연소의 4요소(Tetrahedron) 29

2.2.1. 가연성 물질　　31

2.2.2. 산소(Oxygen)　　35

2.2.3. 점화원(Energy)　　38

2.2.4. 연쇄반응(Chain Reaction)　　40

2.3. 인화점, 연소점, 발화점 42

2.3.1. 인화점(Flash Point)　　42

2.3.2. 연소점(Fire Point)　　43

2.3.3. 발화점(Ignition Point)　　44

2.3.4. 인화와 자연발화　　45

2.4. 연소범위(Range of Flammability) 46

2.4.1. 연소범위 영향인자　　49

2.5. 열 밸러스트(Thermal Ballast)　　51

2.5.1. 연소범위 미만 상태의 열 밸러스트　　53

2.5.2. 연소범위 이내일 때 열 밸러스트　　54

2.5.3. 연소범위 초과 상태의 열 밸러스트　　54

2.6. 열전달(Heat Transfer) 56

2.6.1. 전도(Conduction)　　56

2.6.2. 대류(Convection)　　57

2.6.3. 복사(Radiation)　　58

2.7. 열방출률(Heat Release Rate) 60

2.8. 열유속(Heat Flux) 66

2.8.1. 열유속과 열량　　68

2.9. 화재하중과 화재하중 밀도 69

2.10. 화재가혹도(Fire Severity) 71

2.11. 화재플럼(Fire Plume) 72

2.12. 열성층(Thermal Layering) 74

2.13. 천장제트 흐름(Ceiling Jet Flow) 77

03장 구획화재 거동(Compartment Fire Behavior)

3.1. 구획화재(Compartment Fire) 83

3.2. 구획화재의 성장 85

3.2.1. 발화(Incipient)　　85

3.2.2. 성장기(Growth)　　85

3.2.3. 최성기(Fully Developed)　　89

3.2.4. 쇠퇴기(Decay)　　91

3.3. 플래시오버(Flash Over) 92

3.3.1. 플래시오버 징후(Warning Signs)　　93

3.3.2. 플래시오버 전후 연소 비교　　94

3.4. 환기부족 상황의 화재 성장 95

3.4.1. 맥동(Pulsation)　　96

3.4.2. 자동소화(Self-extinguishing)　　97

3.4.3. 화재성장 재개(Re-growth)　　98

3.4.4. 화재가스 발화(FGI)와 연기폭발(Smoke Explosion)　　99

3.5. 백드래프트(Back Draft) 102

3.5.1. 백드래프트 징후(Warning Signs)　　104

3.5.2. 중력류(Gravity Current)　　105

3.6. 구획화재를 지배하는 연료와 환기 107

3.6.1. 연료지배형 화재(Fuel Controlled)　　108

3.6.2. 환기지배형 화재(Ventilation Controlled)　　109

3.7. 현대 건축물의 구획화재 110

3.7.1 내화구조　　110

3.7.2 합성고분자물질의 유행　　111

04장 화재상황 판단(Scene Size-Up)

4.1. 상황 판단(Size-Up) 117

4.2. BE-SAHF 118

4.2.1. Building(건물 특성)　　118

4.2.2. Environment(환경 특성)　　120

4.2.3. Smoke(연기 지표)　　123

4.2.4. Air(공기 지표)　　127

4.2.5. Heat(열 지표)　　129

4.2.6. Flame(화염 지표)　　131

05장 소화수와 주수기법(Fire Water & Stream)

5.1. 물의 특성 139

5.1.1. 물의 팽창(Expansion)　　141

5.1.2. 물의 비열(Specific Heat)　　143

5.1.3. 물의 잠열(Latent Heat)　　144

5.1.4. 물의 표면장력(Surface Tension)　　146

5.2. 방수량과 수원 확보(Flow Rate & Water Supply) 147

5.2.1. 필요 방수량(Required Flow Rate)　　147

5.2.2. 수원 확보(Water Supply)　　149

5.3. 관창(Nozzles) 154

5.3.1. 관창의 밸브 방식　　154

5.3.2. 피스톨 관창(Gun Type Nozzle)　　156

5.4. 소화 주수(Fire Stream) 158

5.4.1. 솔리드 스트림(Solid Stream)　　158

5.4.2. 직사주수(Straight Stream)　　159

5.4.3. 분무주수(Fog Stream)　　160

5.4.4. 반사주수(Deflected Stream)　　163

5.5. 구획실 주수의 목적 165

5.5.1. 표면냉각(Surface Cooling)　　165

5.5.2. 기상냉각(Gas Cooling)　　166

5.5.3. 목적에 따른 주수기법(Nozzle Technique)　　167

5.5.4. 3D 주수기법　　174

5.5.5. 반동력(Nozzle Reaction)　　175

5.6. 소화전술의 역사를 바꾼 레이만(Layman) 전술 177

5.6.1. 분무의 아버지(The Father of Fog)　　177

5.6.2. 간접공격법의 오해와 진실　　178

06장 벤틸레이션(Ventilation)

6.1. 온도와 기압 183

6.2. 중성대(Neutral Plane) 184

6.3. 플로우 패스(Flow Path) 185

6.3.1. 일방향 플로우 패스(Uni-Directional Flow Path)　　185

6.3.2. 양방향 플로우 패스(Bi-Directional Flow Path)　　186

6.3.3. 플로우 패스 콘트롤(Flow Path Control)　　186

6.4. 벤틸레이션(Ventilation) 187

6.4.1. 벤틸레이션의 장점　　188

6.4.2. 벤틸레이션 수행 시 주의사항　　189

6.5. 개구부(Opening) 191

6.5.1. 배기용 개구부(Outlet Opening)　　192

6.5.2. 급기용 개구부(Inlet Opening)　　193

6.6. 벤틸레이션의 종류 194

6.6.1. 수직 벤틸레이션(Vertical Ventilation)　　194

6.6.2. 수평 벤틸레이션(Horizontal Ventilation)　　195

6.6.3. 기계적 벤틸레이션(Mechanical Ventilation)　　197

6.6.4. 수압 벤틸레이션(Hydraulic Ventilation) 　　204

6.6.5. 논 벤틸레이션(Non-Ventilation)　　206

6.7. 벤틸레이션 상황 판단(Size-Up) 207

07장 구획실 진입(Door Entry and Attack)

7.1. 옥내진입 상황 판단(Situation Check) 213

7.2.1. 개방(Open)　　215

7.2.2. 폐쇄(Close)　　216

7.2.3. 방연커튼(Smoke Curtain)　　217

7.2. 도어 콘트롤(Door Control) 214

7.3. 도어 엔트리(Door Entry) 218

7.3.1. 공격팀 편성　　218

7.3.2. 진입판단(Go/No-Go Decision)　　221

7.3.3. 구획실 진입(Door Entry)　　223

7.3.4. 호스 관리(Hose Management)　　225

7.4. VEIS(Vent-Enter-Isolation-Search) 226

7.5. 기본 공격전술(Attack) 228

7.5.1. 직접 공격(Direct Attack)　　228

7.5.2. 간접 공격(Indirect Attack)　　230

7.5.3. 콤비네이션 공격(Combination Attack)　　231

08장 현장 보건안전(Health & Safety)

8.1. 공기 잔압관리(Remaining Service Pressure) 236

8.2. 신속동료구조팀(Rapid Intervention Team) 239

8.2.1. 실화재훈련 신속동료구조팀　　241

8.3. 제염(Decontamination) 241

8.3.1. 화재현장에서 발생하는 유해물질　　242

8.3.2. 실화재훈련 시 발생하는 유해물질　　243

8.3.3. 제염방법　　244

8.4. 회복지원(Rehabilitation) 246

8.4.1. 회복지원구역 설치　　247

8.4.2. 회복지원구역 위치 선정(Location)　　250

8.4.3. 자원(Resources)　　250

8.4.4. 수분공급(Hydration)　　251

8.4.5. 영양보충(Nourishment)　　252

8.4.6. 휴식(Rest)　　253

8.4.7. 회복(Recovery)　　253

8.4.8. 의학적 검사(Medical Evaluation)　　253

8.5. 경계구역 설정(Fire Ground Zoning) 254

●참고문헌 259

●찾아보기 263