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차량화재

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차량화재는 우리나라 전체 화재사고의 약 20%를 차지하고 있습니다. 차량화재가 인명 피해와 재산상의 큰 손실로 이어지고 발생 건수도 크게 증가하고 있는 것에 비하여 차량화재에 대한 분석기법이나 예방, 안전관리대책의 수립에는 매우 미흡한 실정입니다. 이와 같은 실정은 차량 전문가에 의한 구조적인 조사의 미흡도 어느 정도 영향을 미쳤을 것으로 추정됩니다. 정확한 화재 원인을 파악하기 위해서는 차량의 시스템 구조와 작동 원리를 이해하고, 주행 또는 관리 과정에서 노출될 수 있는 다양한 화재 발생 요소와 요인을 검토해야 하는데, 실제 차량화재 조사 과정에서 정작 차량 전문가의 참여는 매우 제한적이기 때문입니다. H&T 차량·기계 기술법인에서는 축적된 차량화재 감정 기술과 분석 기법을 토대로 차량화재 원인에 대한 공정하고 객관적인 기술적 판단 및 사실관계 규명을 위해 노력하고 있습니다.

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​화재의 3요소

화재란 급격한 연소반응에 의해 발생하는 재해를 말하고, 연소란 물질이 빛과 열을 내면서 산화반응하는 것을 말합니다. 연소가 이루지기 위해서는 발화원(열 또는 불꽃)과 가연물(연료를 포함하는 가연성 물질) 그리고 산화를 일으키기 위한 산소가 공급되어야 하는데, 이것을 연소의 3요소라고 합니다.

발화원 : 연소에 필요한 열과 불꽃으로 발화원의 크기(온도, 불꽃의 세기)는 가연물질의 착화·인화점 등 물리적 특성에 의해 결정된다.

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가연물 : 연소반응을 일으킬 수 있는 가연성 물질로서 종이, 나무, 프라스틱 등의 고체가연물과 가솔린, 경유, 알콜, 윤활유 등의 액체가연물 그리고 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 등의 기체가연물로 구분할 수 있다.

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산소(oxygen) : 상온·상압에서 무색·무미·무취한 기체로서 가벼운 비활성기체를 제외한 모든 원소와 화합물을 만들고 많은 원소와 직접 반응한다. 가연물의 특성에 따라 연소반응을 일으킬 수 있는 산소량이 결정된다. 연소에 필요한 요구산소량이 부족하면 가연물과 발화원이 존재하더라도 연소반응은 일어나지 않으며 연소된 상태에서 계속적인 산소공급이 이루어지지 않으면 연소반응은 자연 소멸된다.

차량화재의 유형과 특징

자동차는 보통 원동기와 연료를 싣고 주행하기 때문에 연료계통의 유류가 직접적인 가연물이 되는 경우가 많고 전기·점화계통에 의해 열(불꽃) 발생요인이 크고 더욱이 산소(공기)를 충분히 공급받을 수 있기 때문에 급속히 연소가 확대 진행되는 특징이 있습니다. 특히 충돌사고에 의해서 연료 또는 발화원의 노출이 용이할 뿐만 아니라 주행 중에 화재가 발생하면, 진화작업에 어려움이 있고 좁은 공간내에서의 대피도 쉽지 않기 때문에 화재에 의한 피해의 유발 위험성도 높다고 볼 수 있습니다. 

차량화재는 크게 방화와 차량구조적요인으로 분류할 수 있으며 다시 방화는 차량외부방화와 차량내부방화로 구분하고, 차량구조적요인은 충돌사고를 동반한 화재와 구조적 결함(불량)에 의한 화재로 구분할 수 있습니다

외부방화

차량외부에서 가연물을 이용하여 발화시키는 방화 형태로 발화촉진제는 보통 유류가 사용되고 있습니다. 유류 중 인화점이 높은 경유(등유)는 상온에서 불꽃을 던져도 쉽게 착화되지 않지만 일단 불이 붙으면 급격한 연소반응이 일어나며, 휘발성이 좋고 인화점이 낮은 가솔린, 벤젠, 알콜 등의 연료는 인화와 동시에 급격한 연소가 이루어지게 됩니다. 보통 최초발화부에 심한 수열 변색흔이 나타나며 연소의 이동형태는 풍향(風向)에 의해 결정되는 경우가 많습니다. 이와 같은 방화형태에서는 유류의 양에 따라 다르지만 차량의 바닥 또는 옆부분에 떨어진 연소 잔존물과 지면의 토양에 대하여 성분 검출시험을 하면 인화성물질의 개입여부를 판단할 수 있습니다. 또한 가연물로서 유류가 아닌 종이나 섬유 등을 사용할 경우 차량의 바닥이나 주변을 세밀하게 관찰하게 되면 가연물의 흔적을 파악할 수도 있습니다.

내부방화

차량내부에서 가연물을 이용하여 발화시키는 방화형태로 발화촉진제로는 차량외부방화와 마찬가지로 보통 인화성물질인 유류가 사용됩니다. 차량내부방화에 있어 연소의 진행 형태는 인화성물질의 양과 실내 밀페 여부에 따라 크게 달라지게 되는데, 실내에 유입된 인화성물질과 산소의 혼합기가 연소한계내에 존재한 상태에서 점화되면 연소반응을 일으키기 시작하며 실내의 밀페 정도에 따라 급격한 압력상승이 일어나 폭발이 일어나기도 합니다. 또한 차량실내가 완전히 밀페된 경우에는 산소의 공급이 원활하지 않기 때문에 비록 인화성연료나 기타 가연성물질에 의해 발화되더라도 화염은 확대되지 않고 자연 소화되는 경향을 나타내기도 합니다. 따라서 차량내부방화의 경우에는 산소공급를 충분히 유지하기 위해 창문이 내려져 있거나 파손되어 있는 경우가 많습니다.

충돌사고를 동반한 차량화재

자동차가 상대차량 또는 장애물과 충돌하게 되면 차체 구조물의 찌그러짐이 동반되기 때문에 엔진내부의 윤활유나 작동유 또는 연료계통의 인화성연료(가솔린, 경유 등)가 누출될 수 있습니다. 여기에 파열된 전조등, 등화장치의 접점, 배선의 짓눌림 또는 피복손상에 의한 단락(short), 배터리의 접지불량, 점화전류의 누출 등에 의해 발생한 열 또는 불꽃이 가연물과 접촉하게 되면 급격한 연소반응을 일으킬 수 있습니다. 일반적으로 충돌사고를 일으킨 운전자 또는 동승자의 경우에는 충격의 영향에 의해 의식을 상실한 상태이거나 찌그러진 차체에 신체가 끼거나 눌려 거동이 불완전한 경우가 많기 때문에 2차적인 화재사고가 발생하는 경우 더 큰 인명피해로 확대될 수 있습니다.

차량 결함(불량)에 의한 화재

차량결함에 의한 화재는 주차·공회전·주행 등 다양한 운전조건과 제작 차체의 결함, 정비불량, 운전관리상의 부주의 등 다양한 요인이 단독 또는 복합적으로 작용하여 나타날 수 있습니다.

차량결함에 의한 화재 분석을 위해서는 발화지점의 특정과 연소경로의 추정이 필요합니다. 자동차의 차체구조는 크게 엔진룸, 차실내, 트렁크로 구분할 수 있으므로 먼저 발화부위를 선정한 후 형태에 의한 공기의 유동이나 가연물의 분포 및 연소정도, 수열온도에 따른 차체의 변색흔 등을 고려하여 연소경로 및 발화지점의 범위를 좁히는 작업이 필요합니다. 동시에 발화지점부근에 위치하는 특정 구조물 또는 부품 등을 면밀히 관찰함으로써 가연물과 발화원의 특정이 가능합니다. 금속은 보통 온도에 따라 색깔이 달라지기 때문에 차체의 변색흔도 급속한 연소가 이루어지는 초기발화부에서 회·백색의 색깔을 띠게 됩니다.

차량화재의 주요 감식요소

전기장치 결함으로 인한 화재

전기적인 화재는 자동차에 설치된 많은 커넥터와 배선들에 대한 설치 및 정비 불량, 조립불량, 타 물체와의 접촉 등에 의해 이완되거나 손상으로 발생한 순간적인 쇼트나 합선, 각종 전기장치 작동부위 및 배선의 과부하 등으로 발생할 수 있습니다. 또한 차량 출고 후 장착된 원격시동장치, 경보장치, 보조등, 경음기, 블랙박스 영상기록장치, 네비게이션, 보조 배터리 등에 대한 배선 연결불량, 단선, 단락, 과전류 등도 화재의 원인이 될 수 있으므로, 이 부위에 대한 주의 깊은 감식이 필요합니다.

엔진 및 배기장치 과열에 의한 화재

냉각수 및 오일부족, 시스템의 막힘, 순환불량 등으로 엔진이 과열되거나 이상연소에 의한 배기장치의 과열에 의해 주위의 배선이나 언더코팅재, 차량 실내의 바닥 매트 등이 연소되면서 착화될 수 있습니다. 또한 엔진 및 배기장치, 과급기(터보)가 과열되거나 주행 중 노면에 있던 종이, 비닐봉투 등의 인화물질이 과열된 표면에 닿아 화재로 이어질 수도 있습니다.

연료 및 오일누유에 의한 화재

연료(오일)공급라인의 체결불량 또는 파손, 연료(오일) 공급라인의 경화 또는 노후화, 호스 체결밴드의 균열 등으로 인해 연료나 오일이 누출되면, 충돌, 엔진열, 배기열, 배선의 쇼트 등에 의해 착화되어 화재로 이어질 수 있습니다.

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차량화재의 가연물

차량화재의 대표적인 가연물은 기관(engine)의 에너지원이 되는 연료(fuel)입니다. 자동차의 연료로는 가솔린(gasoline), 경유(diesel), 액화석유가스(LPG) 등이 일반적으로 사용됩니다. 또한 연료처럼 급속한 연소반응이 나타나지는 않지만 이외의 가연물로는 엔진오일 및 기타 작동유(브레이크, 변속기, 파워스티어링 오일 등), 차체의 도장 페인트류, 엔진 및 각 주행장치와 연결된 전기배선, 소음방지를 위한 방음재 및 차음재, 실내의 좌석(seat) 및 내장재, 타이어, 범퍼(bumper) 등이 있습니다.

차량화재의 발화원

자동차 엔진의 연소실온도는 정상 작동시 약 2000℃ 이상으로 상승하고, 엔진내부의 피스톤(piston)과 크랭크축(crank shaft) 등은 고속으로 왕복 또는 회전운동하기 때문에 정상적인 윤활작용과 냉각작용이 이루어지 않으면 기관은 과열하게 됩니다. 특히 엔진의 연소가스가 배출되는 배기통로는 항상 높은 온도로 유지된 상태에서 엔진룸의 내부와 차체의 하단부에 그대로 노출되기 때문에 발화원으로써 그 위험성이 높다고 할 수 있습니다. 엔진의 역화(back fire)현상에 의하여 직접적인 불꽃이 엔진룸 내부에 발생할 수 있습니다. 또한 동력전달 과정에서 발생된 각종 마찰열도 화재의 발화원이 될 수 있습니다.

한편, 전기적인 발원원은 크게 점화계통과 전기장치 요인으로 구분할 수 있습니다. 휘발유와 LPG를 연료로 사용하는 엔진은 연소특성상 불꽃을 통해 연소가 이루어지기 때문에 고전압의 불꽃을 튀겨주는 별도의 점화장치가 필요합니다. 점화장치의 회로에 절연이 불량하거나 작동결함이 나타나면 불꽃이 엔진외부로 누설될 수 있습니다. 또한 자동차의 모든 전기장치는 배터리(battery)와 발전기(altermator)로부터 전기 공급을 받게 되는데 이 때 전기 회로내의 합선(合線), 단락(短絡), 피복손상 등의 원인에 의해 발화가 될 수 있습니다.

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