화재패턴의 종류

화재패턴이란, 열과 연기의 영향으로 생긴 물리적인 흔적으로 시각적으로 식별 가능한 기하학적 모양

1. 수직 표면에서 'V패턴'

  ① 형태면의 측면 확산은 위에서 복사된 열에너지와 천장, 처마 테이블 상부 또는 선반 같은 수평면과 만나는 고온가스와 화염 위쪽과 바깥쪽으로의 이동에 의해서 생성

  ② 'V' 형태를 만드는 각이 진 경계선은 높은 층에서 낮은 층으로 발화지점을 향해 거꾸로 추적할 수 있음. 'V' 의 정상점이나 낮은 점은 종종 발화지점을 나타내며, 일반적으로 'V'의 각이 더 둔간 이거나 예각일 수록 연소된 물질은 가연성 벽이 포함된 곳을 더 오랫동안 가열하기 쉽다.  

  ③ 가연성 수직면의 'V' 각은 불연성 'V'각보다 넓다. 

  ④ 상측에 20, 좌우 1, 하방 0.3 의 속도 비율로 연소가 확대

  ⑤ 인입공기가 혼합되면서 상승하는 열기둥이 옆으로 퍼져 'V'자 형태가 되며 화염에 대한 제한성이 없는 경우 그 각도는 약 30도 정도

  ⑥ "V" 각이 큰 것은 화재의 성장속도가 느렸다는 증거이며, V자 각이 작은 것은 화재의 성장속도가 빨랐다는 증거

  ⑦ "V" 형 패턴의 각을 형성하는 변수로는 열방출률, 가연물의 형태, 환기효과, 천장 선반, 테이블 상판과 같은 수평면이 존재하는 경우 등

2. 모래시계(허리가 잘록한) 형태 (Hourglass pattern)

  ① 화재 위에 생선된 고온 가스 플룸은 "V" 형태와 같은 형상의 고온 가스 구역과 그 밑바닥에 존재하는 화염 구역으로 구성

  ② 화염이 수직표면과 가깝게 맞닿으면 이로 인해 화염구역에서는 거꾸로된 "V" 형태가 형성. 

3. 전소화재패턴 (Full-room Involvement Patterns)

  ① 건물내 각 층으로 연결된 모든 통로를 포함한 구획실 전역의 모든 연소물 표면에 나타남.

  ② 초기 'V'패턴의 분석이 어려움. 이 경우 구획실 내 가연물 하중 총량이 화재 손실의 범위를 결정

4. U패턴

  ① U패턴은 훨씬 날카롭게 각이진 V패턴과 유사하지만, 완만학 곡선을 유지

  ② U패턴은 V 패턴 효면보다 동일 열원에서 더 먼 수직면의 복사열 에너지의 영향으로 생성

  ③ U패턴의 가장 낮은 경계선을 발화원에 더 가까운 V패턴의 가장 낮은 경계선 보다 더 높게 위치.

    (*) 구획된 실에 화재가 발생하면 연소가 확대되면서 V패턴의 꼭짓점보다 높은 위치에 U패턴이 형성되는 것은 발화지점에서 발생한 복사열이 수직벽면에 열원으로 작용하기 때문이다. 

5. 열그림자패턴(Heat Shadowing Patterns)

① 장애물에 의해 열원으로부터 그 장애물 뒤에 가려진 가연물 까지 열 이동이 차단될 때 발생하는 그림자 패턴

② 열그림자는 보호구역을 형성하고 물건의 이동 또는 제거하였음을 알 수 있음. 화재 이전의 물건 위치가 나타나므로 현장 복구 과정에 중요

6. 폴 또는 드롭다운 패턴 (Fall or Drop Down Patterns)

  ① 화재가 진행하는 동안 연소잔재가 저층으로 떨어져 그 지점에서 위로 타올라가는 형상을 "폴다운" 또는  "드롭다운" 이라 한다. 

  ② 복사열 등에 의해 벽에 부착된 커튼, 수건걸이, 옷 등이 충분히 열에 노출된 경우 바닥으로 떨어져 연소.

  ③ 화재로 부터 멀리 떨어진 가연물에 착화 되어 연소물이 바닥에 떨어져 그 지점 부터 타 올라간 형태로 발화지점과 혼돈하기 쉬움. 

7. 포인터 또는 화살형태 (Pointer or Aroow Pattern)

  ① 수직재인 목재나 알루미늄 등이 타거나 녹을 경우 발화원과 가까운 곳일수록 짧거나 뾰족하고 탄화가 격렬하게 일어나 화살모양처럼 형태가 나타남

  ② 벽의 뼈대선이나 수직 목재벽 샛기둥에 나타남

  ③ 샛기둥 교차점의 형태는 열원을 거꾸로 지시하는 "화살"을 생성한다. 

8. 대각선 연소패턴 (Diagonal Fire Pattern)

  ① 뜨거운 열기는 부력과 팽창에 천장을 통해 연소가 확산 

  ② 벽면에 진행 형태가 나타남

  ③ 열기가 강하고 열 층이 낮은 쪽에서 확산되면서 대각선 형태를 나타냄

9. 고온가스층 지배패턴 (Hot Gas Layer-Generated Patterns)

  ① 과열된 고온층이 유동하는 공간으로 부터 발생한 복사선은 구조물의 표면과 바닥에 탄호, 연소, 불연성 표면에 변색, 변형이 발생 이 과정은 상온부터 플래시오버 조건 사이에 시작

  ② 복사열을 받아 바닥표면이 손상된 것과 유사한 손상이 화재에 완전히 노출된 인접 외벽 표면에도 나타난다. 최성기가 되면 복도 현관, 발코니에 동일한 손상이 나타남.

  ③ 화재가 완전히 실내 화재로 진행되지 않는다면 부풀음, 탄화 및 용융 정도의 손상만 일으킬 것. 보호된 표면은 손상을 받지 않을 것. 

10. 수평관통부의 화재확산패턴 (Fire Penetration of a Horizontal Surface)

  ① 수평 관통부 생성 원인 : 국한된 지역 훈소 

  ② 아래 방향으로 부터 관통부 생성 원인

       - 부력에 의한 열 이동의 작용으로 보면 일반적이지 않음. 구분된 부분에 전반적으로 불이 붙는 경우에는 고온 가스가 바닥에서 작고 산재된 구멍으로 관통하는 결과를 나타낼 수도 있음

       - 폴리우레탄 매트리스, 소파, 의자 등의 가구가 격렬하게 연소함으로써 생길 수도 있음

       - 붕괴된 바닥이나 지붕아래서 생기는 화염으로 바닥 관통부를 만들 수 있음

  ③ 수평 관통부 화재패턴 조사

       - 바닥 또는 테이블 상부에서 연소된 구멍 등의 아래 방향으로 관통부를 주의 깊에 관찰하고 분석

       - 연소된 수평 관통부의 경사면 확인으로 연소가 위로부터인지 그 반대인지를 알 수 있음

       - 경사면이 구멍을 향하여 위에서부터 아래 방향으로 기울어져 있다면 이는 화재가 위에서 부터 발생했다는 것을 나타냄

       - 경사면이 바닥에서 넓고 구멍의 중심을 향하여 윗방향으로 기울어져 있다면 이는 화재가 아래에서부터 발생했다는 것을 나타냄

       - 화재가 표면을 통하여 아래로부터 유도한 것인지 위로부터 유동한 것인지를 결정하는 신뢰할 만한 또 하나의 방법은 표면에 의해 양 부분의 파괴 정도를 비교하는 것임.

11. 환기생성패턴 (Ventilation -Generated Pattern)

   ① 문이 잠겨있는 구획된 실에 화재가 발생하면 고온가스 닫힌 문의 상부 틈으로 흐르고 차가운 공기는 빠져 나간 공기만큼 문의 바닥을 통하여 유입되면서 출입문 안쪽의 상부에 탄화 발생

   ② 출입문 상단 바깥쪽은 문틈으로 유출된 연기 또는 고온의 가스로 탄화되거나 그을음으로 오염된 형태가 나타나므로, 이것으로 연소가 실내에서 실외로 확산되었음을 알 수 있다. 

   ③ 구획된 실에서 연소가 진행되면서 화재가 더욱 성장하면 고옥가스는 문의 바닥 쪽으로 이동하면 문틈의 상단과 하단으로 유출되면서 전체적으로 탄화가 이루어진다. 

12. 완전연소패턴 (Clean-Burn Patterns)

  ① 완전연소는 일반적으로 표면에 달라붙어서 발견되는 검댕과 연기 응축물이 다 타버릴 때 불연성 표면에 나타나는 현상

  ② 생성물로 까맣게 된 지역 근처에 깨끗한 지역을 생성. 가장 일반적으로 오나전연소는 강렬히 복사된 열이나 화염과 직접적인 접촉에 의해서 생성

  ③ 완전연소 지역만으로 화재발생지역을 표시할 수는 없음. 완전연소 지역과 검댕이 생긴 지역 사이의 경계선은 조사자가 화재 확산의 방향이나 연소기간이나 강도의 차이를 결정하는 이용

  ④ 조사자는 폭열 지역과 완전연소 지역을 혼동하지 않도록 조심. 완전 연소는 폭열릐 특성을 가지는 표면물질의 손실을 나타내지 않음. 

13. 끝이 잘린 원추형태

  ① 수직면과 수평면 양쪽에서 보여주는 화염의 끝이 잘릴 때 나타나는 3차원의 화재형상

  ② 원추 모양의 열 확산은 불기둥의 자연적인 팽창이 생기면 이로 인해 발생하고 화염이 실의 천장과 같은 수직적으로 이동하는 장애물을 만났을 때 열에너지의 수평적 확산에 의해서도 생긴다. 

  ③ 끝이 잘린 원추형태의 이론적인 증명은 천장에 나타나는 원형 형태의 부분이나 원형 뿐만 아니라 변형된 "V"나 "U" 형태를 각각 보여준 것이다. 상응하는 형태는 실내에 있는 기구에서도 구분이 가능하다.  

14. 원형패턴

  ① 천장, 테이블 상부 및 선반 등의 수평면의 아랫면에 매끄럽지 않은 원형 모양으로 표면의 가장 자리가 완전한 원을 나타낼 수 있을 만큼 팽창하지 않을 때나 벽에 근접해 있을 때 발생.

  ② 원형의 중심부는 많은 열원에 노출되어 깊에 탄화된 형태를 보임. 원형 형태의 중심부 하단에 강한 열원이 존재 하였음을 입증. 

  ③ 바닥에는 휴재통, 가구 등 원형 물건이 타서 생기는 형태

15. 안장형패턴

  ① "안장형 연소자국"은 때때로 바닥 접합부의 상부 가장자리에서 발견되는 안장 모양의 형태이거나 "U" 형태

  ② 영향을 받는 접합부 위의 바닥을 통하여 아래 방향으로 타들어 가면서 생김. 깊고 심한 탄화를 나타내고 화재형태는 매우 제한되어 있고 완만하게 굽어 있음.