소화이론

◆ 연소의 조건에 따른 제어분류

연소가 일어나기 위해서는 가연물，산소，에너지원（점화에너지），연쇄반응의 4요소가 구비되어야 하므로 이 요소들 중 하나 이상을 제거하면 연소현상은 제어된다.

제거요소별 소화법
제거요소	가연물	산소	에너지	연쇄반응
소화법	제거소화	질식소화	냉각소화	억제소화

01)제거소화
가연물을 제거하여 연소현상을 제어하는 소화법，즉 가연물과 화원을 격리시킴으로써 연소를 중단시키는 방법이다.
현실적으로 적용되는 예는 화재현장에서 대상물을 파괴하거나 제거하여 연소를 방지하거나，가스화재에서 밸브를 잠금으로서 연소를 중지시키는 방법, 그리고 산림화재에서 화염이 진행하는 방향에 있는 나무 등의 가연물을 미리 제거하여 더 이상 화염이 확산되는 것을 막는 것 등이 있으나 일반적인 화재진압에서 자주 쓰이는 방법은 아니다.

02) 질식소화
연소의 물질조건 중 하나인 산소의 공급을 차단하여 소화의 목적을 달성하는 방법으로서 광범위하게 쓰이고 있다. 유류화재에서 폼으로 유면을 덮어서 불을 끄는 것，이산화탄소 등 불활성가스의 방출로 화재를 제어하는 것，발화초에 쓸 수 있는 응급조치로 담요나 모래 등으로 덮어서 불을 끄는 것，혹은 연소가 진행되고 있는 구획을 밀폐하여 소화하는 것 등이 질식소화의 예이다. 산소공급을 제어하여 소화의 목적을 달성하기 위해서는 공기 중의 산소농도를 한계산소농도（LOI） 이하로 유지해야 한다. 가연물로부터 발생하는 가연성증기의 농도를 엷게 하여 연소범위의 하한계 이하로 함으로써 소화의 목적을 달성하는 ‘희석소화’도 광의로 해석하면 질식소화로 볼 수 있다.

03) 냉각소화
연소가 진행되고 있는 계의 열을 빼앗아 온도를 떨어트림으로써 불을 끄는 방법이다. 가연물의 온도가 인화점 이하로 떨어지면 열분해나 증발에 의해서 발생하던 가연성증기의 농도가 연소범위의 하한계 아래로 떨어져 연소는 제어된다. 계의 열을 뺏는 매체（약제）로서 물이 주로 사용되는데，물은 자신의 온도를 높이기 위해 필요한 열량인 비열이 4.19j/g°C，액체에서 기체로 증발할 때 필요한 열량인 증발열（잠열）이 4.19x539j/g°C로 매우 높아서 냉각소화의 목적을 달성하는 데 유용한 물질이다. 그러나 물은 유류화재（특히 경질유）에서 연소면을 확대시키고，전기화재에서는 전기전도체이므로 감전을 유발할 수 있으며，칼륨•나트륨•카바이드 등의 물질과는 격렬하게 반응하므로 주의해야 한다. 흔히 냉각소화를 ‘점화에너지를 차단하는 것’이라고 설명하는데 점화에너지는 최초에 화염을 발생시킬 때 투입되는 에너지이므로 '연소를 지속하기 위한 열（에너지）을 뺏는 것’이라고 설명하는 것이 바람직하다.

04) 억제 소화
화염이 발생하는 연소반응을 주도하는 라디칼을 제거하여 연소반응을 중단시키키는 방법이다. 앞에 열거된 제거소화，질식소화，냉각소화는 모두 물리적 작용에 의한 소화법이지만 억제소화는 화학적 작용에 의한 소화법이다.


◆ 소화의 작용에 따른 분류

01)물리적 작용에 의한소화
열，가연성 기체 또는 공기의 양적 변화에 의하여 연소를 중단시키는 것으로서 연소에너지 한계에 의한 소화，소화농도 한계에 의한 소화 및 화염의 불안정화에 의한 소화 3가지로 나눌 수 있다.

1) 연소 에너지 한계에 의한 소화
연소 시에 발생하는 열에너지를 흡수하는 매체를 화염 속에 투입하여 소화하는 것으로서 냉각소화라고도 한다. 화염을 냉각하기 위하여 쓰이는 매체로서는 고체，액체，기체의 어느 것도 쓰이지만，물질의 열용량을 이용하는 것과 상(相)변화에 수반되는 잠열을 이용하는 것으로 나눌 수 있다. 탄광에서 미분탄의 연소에 의한 탄진폭발 방지에 쓰이는 암분(岩粉) 살포는 전자의 예이고，분무주수에 의한 소화는 후자의 예이다. 물 대신에 액체나 고체 이산화탄소도 생각할 수 있으나 증발잠열이나 융해잠열이 물에 비하여 극히 작기 때문에 큰 효과는 볼 수 없다.

2) 농도 한계에 의한 소화
농도 한계에 의한 소화는 혼합기의 조성변화에 의한 소화라고도 한다. 연소는 가연성기체가 연소범위 내의 농도에 있을 때에만 진행하는 것을 이용하여 소화하는 방법으로 가연성물질의 농도를 연소범위 밖으로 하여 소화하는 방법과 가연성혼합기에 불활성물질을 첨가하여 연소범위를 좁혀서 연소를 정지시키는 방법으로 나눌 수 있다.

(1) 가연성물질의 농도를 연소범위 밖으로 하여 소화하는 방법
①연소하고 있는 고체나 액체가 들어있는 용기를 기계적으로 밀폐하여 외기와 차단하거나，타고 있는 액체나 고체의 표면을 거품 또는 불연성의 액체로 덮어서 연소에 필요한 공기의 공급을 단절시켜 소화하는 방법인 질식소화법
②타고 있는 고체나 액체의 온도를 인화점 이하로 냉각하면 가연성이 없어지는 것을 이용하여 소화하는 방법
③알코올 화재에서 물을 가하여 알코올 농도를 40% 이하로 떨어뜨려 소화하는 방법
④비수용성 액체(석유류 등) 화재에서 액면에 물방울을 세게 불어넣어서 표면에 에멀션(emulsion)을 형성시켜 증기압을 저하시킴으로써 기상의 부분을 연소범위로부터 벗어나게 하여 소화하는 방법

(2) 가연성혼합기에 불활성물질을 첨가하여 연소범위를 좁혀서 연소를 정지시키는 방법 
이산화탄소，수증기，질소 등의 불활성물질을 가연성혼합기에 첨가해서 그 연소범위를 축소시켜 소화하는 방법이다. 불활성물질의 종류나 첨가하는 양에 따라 가연성혼합기의 연소범위는 축소되는데，물질에 따라 충분한 양의 불활성물질을 첨가하면 연소반응을 제어할 수 있다.

3) 화염의 불안정화에 의한 소화
화염을 불면 꺼지는 현상을 이용하는 방법으로，구체적으로는 작은 화염에 강한 기류를 보내는 방법과 실제로 성공한 예는 적지만 유정(油井)화재를 폭약폭발에 의한 폭풍으로 끄는 것이 여기에 해당된다.

02)화학적 작용에 의한 소화
연소반응에서 핵심적인 역할을 하는 활성화 라디칼(radical)의 생성을 억제하는 연쇄반응의 중단에 의한 소화법으로 분말소화약제나 하론류에 의한 소화가 여기에 해당된다. 분사 되어진 약제가 화학적으로 작용하여 발생된 라디칼을 흡수함으로써 소화가 이루어진다.

02) 소화작용
활용되고 있는 소화방법은 위에서 언급한 소화법의 어느 하나에 속해 있지만 실제 소화에 있어서의 작용은 이들 소화법이 상호 보완적으로 작용하는 경우가 많다. 단순한 주수에 의한 소화의 경우 물의 증발잠열을 이용한 연소에너지 한계에 의한 소화 이외에 증발에 의하여 발생된 수증기로 인한 가연성혼합기의 조성변화에 의한 소화가 부수적으로 작용되는 것이 그 예이고，분말소화약제는 화학적 소화작용 외에 화염 중에 분사된 분말이 열복사를 차단하여 화염의 전파를 저지하는 물리적 효과도 있다.
-한국소방안전원-