경질 폴리우레탄 폼의 화재 및 화재 방지(3)
Ⅳ. 연소 가스와 그 독성
Q16. 건물 화재시 일반적으로 발생하는 가스와 그 특징?
A: 가스 발생에 관한 화재 및 상황은 발생된 가스의 조성 및 독성은 화재의 진행에 따라 다양하지만, 아래와 같이 가스 조성 및 독성의 관점에서 분류됩니다.
[화재 발전과 연소가스 방출]
또한 아래는 화재시 발생하는 가스의 독성을 보여줍니다. 구성 가스의 독성은 생성된 전체 가스와 결합합니다.
[주요 화재 가스의 독성]
화재 발생 유해 가스 및 그 독성 개요는 아래와 같습니다.
[주요 연소 가스와 독성 영향]
반면 화재의 위험은 항상 연소 물질에서 발생하는 가스 독성 이외에 열과 연기를 포함하며, 발생 가스의 독성은 전체적인 화재 위험의 일부입니다. 연기와 열은 아래의 그림에서 2번째 단계(초기 단계에서 성장 단계로)로 대피에 부정적인 영향을 미치고, 인간은 피부 화상, 고온 가스의 흡입 및 열사병으로 인해 3단계(완전히 개발된 단계부터 마지막 단계까지)의 고온 화재에서 생존하는 것이 극히 어렵다는 것을 알게 되었습니다.
Q17. 어떤 가스가 경질 폴리우레탄 폼 화재시 발생하는가?
A: 경질 폴리우레탄 폼과 관련된 화재는 일반적인 화재와 동일합니다. 일산화탄소와 이산화탄소는 다른 유기 물질과 마찬가지로 생성되는 가스의 주성분입니다. 아래 표는 소규모 실험 장치에서 얻은 다양한 재료의 연소 가스 측정 결과입니다.
[연소시험 제품(mg/g)]
[유기 재료로 생산된 연소 제품(mg/1g)]
아래의 표는 질소 함유 유기 물질로부터의 시안화수소(HCN) 생성량을 비교한 것으로, 연질 폴리우레탄 폼의 시안화수소 농도는 비교적 낮지만 다른 물질과 현저한 차이는 나타나지 않습니다.
[N-함유 물질의 연소를 통한 HCN의 생성]
또한 질소 함유 물질의 열분해 산물이 고온에서 HCN으로 전환되는 실험 예를 보여주며, 질소 함량이 높은 물질의 HCN 전환율[생성된 HCN 대비 원료의 원래 중량의 중량비(%)]이 높다는 것을 알 수 있습니다.
[열분해를 위한 HCN 전환율]
한편 소규모 실험의 가스 조성은 화재의 진행에 따라 발생 가스의 조성이 다르므로, 실제 화재에서 전체 가스 발생을 나타내지 않을 것으로 생각합니다. 소규모 실험 결과는 연소가스 모델의 입력 데이터로 사용하기 위해 농도를 보정하는 방법에 사용됩니다.
Q18. 경질 폴리우레탄 폼에서 화재시 발생하는 가스의 독성 영향은?
A: 다양한 재료의 연소가스 독성은 LC₅₀ 값으로 평가됩니다. LC₅₀은 실험 동물이 30분 동안 가스에 노출되 었을 때, 실험실 동물의 50%가 죽는 연소 가스 농도의 통계적 계산 값입니다. 이러한 값은 많은 플라스틱 재료 및 천연 재료에 대해 약 5~60mg/L 범위 내에 있습니다. 아래 표에서 경질 폴리우레탄 폼의 연소가스 독성 값은 다른 플라스틱의 연소가스 독성 값과 비슷하다는 것을 알 수 있습니다.
[각종 플라스틱 재료의 열분해 생성물의 독성]
그러나 연소가스 독성시험 결과에서 가연성 가스의 위험성을 평가할 때는 실제 화재와의 차이를 고려해야 합니다. 아래 표는 실물화재 규모의 시험과 소규모 실험의 비교를 나타냅니다. 두 소규모 실험 데이터는 플래시오버 후 실제 화재의 일산화탄소 농도가 높은 수준으로 변경되었습니다. 실제 화재를 시험하는 이러한 데이터의 경우, 경질 폴리우레탄 폼은 다른 두 재료에 비해 특별히 연소가스 독성을 나타내지 않는 것을 알 수 있습니다.
[각종 재료의 화재 가스 독성 시험]