소방주수 (Fire Stream)와 물의 소화 특성

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소방주수 (Fire Stream)

소방대원들은 불 크기와 위치에 따라 충분한 소방 주수의 중요성을 직접 경험해야 합니다. 불을 공격하기 위해 어떤 유형의 주수를 사용하더라도 소방대원은 불의 발생 지점에 충분한 양의 물을 공급하여 연료를 냉각하고 불을 소화해야 합니다. 소방관들은 주택 화재 시 2개의 ½ 또는 3인치의 핸드라인을 사용하는 것을 포함하여 적절한 핸드라인과 화재 현장을 선택할 때 공구함에 있는 모든 공구를 사용하는 것을 주저하지 마십시오.

소화 주수는 소화시킬 대상에 도달할 때까지 소화호스 노즐에서 나온 물 또는 다른 소화제의 주수으로 정의할 수 있습니다. 소방 주수는 다양한 용도에 따라 다른 형태로 생성되므로 "완벽한 주수"가 무엇을 구성하는지 명확히 정의할 수는 없습니다. 소방 주수는 노즐에서 나와 공중을 통과한 후 속도, 중력, 바람 및 공기와의 마찰에 영향을 받습니다. 노즐이 가동 압력, 노즐 설계, 노즐 조절 및 노즐 오리피스의 상태에 따라 노즐에서 떠날 때의 스트림 상태에도 영향을 받습니다. 

 

<용어 정리>

소방 주수: 원하는 지점에 도달할 때까지 소방 호스와 노즐을 떠난 후 물 또는 기타 수성 소화제의 흐름.

 

 

소방 주수는 다음과 같은 방법으로 불의 열을 낮추고 소방대원 및 노출물에 보호를 제공하기 위해 사용됩니다:

- 불타고 있는 물질에 직접 물 또는 폼을 적용하여 온도를 낮춥니다.
- 온도를 낮추기 위해 불 위에 물 또는 폼을 적용하여 소방대원이 손잡이를 전진시킬 수 있게 합니다.
- 높은 대기 온도를 낮춥니다.
- 가열된 공간에서 뜨거운 연기와 불 가스를 분산시킵니다.
- 열로부터 소방대원 및 재산을 보호하기 위한 물 커튼을 생성합니다.
- 연료와 불 사이에 폼 담요로 연료를 덮어서 장벽을 만듭니다.

 

물의 소화 특성

물은 여러 가지 방법으로 불을 소화할 수 있습니다. 주요 방법은 불로부터 열을 흡수하는 냉각입니다. 다른 방법으로는 산소를 희석하거나 배제함으로써 질식시키는 것입니다. 물을 끓는 점까지 가열하면 물은 수증기 또는 스팀이라 불리는 기체 상태로 열을 흡수합니다. 스팀의 가시적 형태는 응축 스팀이라고 합니다.

열 흡수는 물질의 온도를 높이기 위해 필요한 열과 상태를 변화시키기 위해 추가로 필요한 열을 모두 포함합니다. 특정 열은 지정된 물질의 질량을 1도 올리기 위해 필요한 열 에너지량입니다. 이것은 1그램의 물질의 온도를 1 섭씨도 올리기 위해 필요한 온도입니다. 물질을 액체에서 기체 상태로 변화시키는 데에도 에너지가 필요합니다. 이것을 증발 열이라고 합니다.

불이 물질의 표면에 물의 작은 입자나 물방울 형태로 분해될 때 물은 더 빨리 열을 흡수하고 증발합니다. 이는 물의 표면적이 더 많이 불에 노출되기 때문입니다. 예를 들어, 얼음의 1큐빅 인치를 물 컵에 넣으면 물의 열을 흡수하는 데 시간이 걸립니다. 이는 얼음의 표면적이 물과 6제곱 인치로만 노출되기 때문입니다. 그 얼음 큐브를 ⅛ 큐빅 인치 큐브로 나누고 물에 넣으면 얼음의 48제곱 인치 표면적이 물에 노출됩니다. 미세하게 분해된 얼음 입자는 열을 빠르게 흡수합니다. 이 같은 원리는 액체 상태의 물에도 적용됩니다.
참고: 소화수 스트림이 열을 흡수하는 효율은 물의 표면적에 크게 의존합니다. 이는 고체 스트림 노즐을 통해 분출되는 물에 대한 영향을 비교하여 보여줄 수 있습니다.

 

고체 주수는 안개 주수보다 더 조밀하기 때문에 표면적이 더 작고 열을 효율적으로 흡수하지 못할 것입니다. 물론 모든 상황에서 한 종류의 노즐이 다른 것보다 우수하다고 말할 수 없는 다른 중요한 차이점들이 있습니다. 예를 들어, 화재에 충분한 물을 흡수하기 위해 화재에 도달할 수 있는 경우를 제외하고는 고체 주수는 비효과적입니다. 어떤 상황에서는 안개 주수가 불을 끄기 전에 증발될 수 있으며 불의 중심에 도달하기 위해 고체 주수가 필요할 수 있습니다.

불을 소화하는 데 유용한 물의 또 다른 특성은 팽창 능력입니다. 100도 섭씨에서 물은 증기로 변환될 때 원래 부피의 약 1,700배로 팽창합니다. 팽창량은 온도에 따라 다르며, 더 높은 온도의 환경에서는 물이 더 큰 증기 부피로 팽창합니다. 이 팽창은 열과 연기를 밀어내면서 구획을 냉각하는 데 도움이 됩니다. 그러나 증기는 소방관과 건물 주민에게 심각한 화상을 일으킬 수 있으므로 주의가 필요합니다.

생산되는 증기 양은 적용된 물의 양에 크게 의존합니다. 증기 팽창의 효과를 설명하기 위해 다음 두 가지 예를 고려해 보겠습니다. 두 경우 모두 3m x 6m 구획에서 3m  천장이 있는 화재가 발생하며 증기 노즐의 유량은 600 L / 분입니다.

예제 1: 이 예에서 노즐 작동자는 1분 동안 물을 계속해서 유입합니다. 이 시간 동안 28 평방피트의 물이 방출되고 증발합니다. 이 양의 물은 약 48,000 평방피트의 증기로 팽창합니다. 이것은 높이 10피트, 폭 50피트, 길이 96피트 정도의 방을 가득 채울만큼 충분한 증기입니다.

예제 2: 이 예에서 노즐 작동자는 뜨거운 가스 층으로 물 안개를 두 번 짧게 분출합니다. 이 짧은 시간 동안 0.33 평방피트의 물이 약 792 평방피트의 증기로 팽창합니다. 이 증기 양은 구획의 절반도 되지 않습니다. 이 물 적용의 냉각 효과는 뜨거운 가스 층을 수축시킬 수 있으므로 가스 층의 수준을 높일 수 있습니다.

물을 사용한 효과적인 소화는 일반적으로 증기 생산을 필요로 합니다. 물은 그냥 끓이는 것보다 증기로 변환될 때 더 많은 열을 흡수합니다. 구획 안에서 불을 끄는 경우, 물을 올바른 형태와 양으로 적용하여 효과적인 소화 제어를 달성하고 견딜 수 있는 작업 환경을 유지하기 위해 중요합니다. 노즐 조작 및 소화 및 환기의 조화는 이 과정에서 중요한 요소입니다.

불 소화에 매우 유용한 물의 몇 가지 특성은 다음과 같습니다:

- 물은 쉽게 이용 가능하며 비교적 저렴합니다.
- 물은 대부분의 일반 소화제보다 높은 열 흡수 용량 (높은 비열)을 갖고 있습니다.
- 물이 증기로 변환되려면 상대적으로 큰 열량이 필요합니다 (높은 증발열).
- 물은 여러 가지 방식으로 적용할 수 있습니다 - 고체 주수, 안개 주수 (직선, 좁은 패턴, 넓은 패턴 포함), 또는 주수 비말.

고체 주수:
안개 노즐을 통해 분출되는 것처럼 고체한 질량으로 유지되는 호스 스트림으로, 일자 주수과 혼동해서는 안 됩니다.

안개 주수:
불 통제를 위해 사용되는 물의 미세하게 분해된 입자의 주수

주수 비말:
물 비말이 거칠게 분해된 형태