이산화탄소 소화설비 개요

이산화탄소(CO2) 소화설비로 인한 사망사고를 예방하고 이산화탄소가 방출, 누출 및 확산될 수 있는 작업공간의 근로자 안전을 확보하기 위하여 이산화탄소 소화설비 안전대책 및 작업현장의 안전조치가 필요하다.

 

 

 

이산화탄소 소화설비 개요

소화원리

1. 소화개요: 연소는 열(점화원), 산소, 가연물, 그리고 연쇄반응의 상호작용이며, 이 4가지 요소 중 하나라도 제거되면 연소하지 못하고 소화(불이 꺼짐)가 된다. 

2. 소화방법: 산소를 차단하는 방법 (질식소화), 열을 제거하는 방법 (냉각소화), 연쇄반응을 차단하는 방법 (부촉매소화)이다.

 

<그림 1> 연소의 4요소 및 이와 관련한 소화방법

 

 

이산화탄소의 소화효과 

1. 질식소화: 공기 중 이산화탄소 농도가 30 %로 높아지면, 산소 농도는 15 % 미만으로 떨어져 불이 꺼진다.

※공기 중의 산소 농도는 21 % 이지만 이 농도가 15 % 아래로 떨어지면 연소를 더 이상 지속할 수 없기 때문에 불이 꺼지는 것이다.

2. 냉각소화: 소화설비 방출헤드의 작은 구멍으로 고압의 이산화탄소가 대기로 방출될 때 온도가 급격히 낮아지는 냉각작용으로 불을 끄는 것을 도와주는 보조효과도 있다.

 

 

이산화탄소 소화설비 구성

전역방출방식 이산화탄소 소화설비는 고정식 이산화탄소 공급장치에 배관 및 방출헤드를 고정설치 하여 밀폐된 방호구역에 이산화탄소(소화약제)를 방출하는 설비를 말한다. 이 밖에 국소 방출방식과 호스릴방식도 있다.

전역방출방식 소화설비(가스압력식)의 구성은 다음과 같다.

 

<그림 2> 전역방출방식 소화설비(가스압력식)의 구성

 

 

이산화탄소 소화설비의 위험성

1. 중독: 이산화탄소 농도 10 % 이상에서 수분이내, 이산화탄소 농도 30 % 이상에서 8~12 회 호흡시 의식을 상실하고 그 후 단시간 내에 생명의 위험이 발생한다.

2. 질식: 소화설비 작동으로 방호구역에 이산화탄소가 최소설계농도*(34 %)로 방출되었을 때, 산소 농도가 14 %까지 떨어져서 산소결핍이 발생하게 되고 방출된 장소에 이산화탄소가 고농도로 체류하면서 근로자가 질식으로 사망까지 이를 수 있다.

* 최소설계농도: 이산화탄소를방출하여산소 농도를낮춰 불을 끄기 위해 필요한 이산화탄소의 농도(34 %)로서, 소방설계 시 소화설비에 요구되는 이산화탄소의 양을 산정할 때 반영한다

3. 동상: 이산화탄소가 방출될 때 -83 ℃까지 온도가 급격히 떨어져 저온의 이산화탄소에 접촉되면 동상을 입을 수 있다.

4. 상해: 사람에게 직접 방출된 이산화탄소 가스는 눈과 귀를 손상시킬 수 있고, 방출가스의 충격으로 균형을 잃고 넘어질 정도로 인체에 해로워 충분히 상해를 입힐 수 있다.

5. 수증기로 착각: 이산화탄소가 방출될 때 발생하는 운무현상으로 인해 수증기 (스팀)가 유출되는 것으로 착각하고, 이산화탄소가 방출되어 체류하는 장소로 들어가면 질식사고가 발생 수 있다. 그리고 시야를 제한할 수 있어 작업 중인 근로자들이 신속히 대피하지 못할 경우 대형 사고로도 이어질 수 있다.

 

 

사고 사례

1. 사고 현황:

- 이산화탄소 소화설비 점검, 소화설비가 설치된 장소에서 정비보수 작업 중 11건의 사고가 발생하여 15명이 사망

2. 사고사례에서 보는 사고의 원인

① 오작동 

- 옥외에 설치된 수동조작함으로 빗물 또는 이물질이 유입되었거나, 옥내의 제어반 회로가 부식되어 고장이 발생하여 소화설비가 오작동

- 소화설비 기능 점검 및 정비 중 부주의로 인한 소화약제(이산화탄소) 불시 방출

- 작업하던 근로자의 오조작으로 인한 소화설비 불시 작동

- 건설공사, 정비보수 작업 중 발생한 연기, 불꽃, 먼지 등에 감지기가 화재신호를 보내 소화설비가 작동하여 소화약제 방출

② 기타

- 소화설비 작동으로 방출된 이산화탄소를 수증기(스팀)로 착각하고 이를 확인 하여 조치하려고 가스 방출 장소로 들어감

- 소화설비 시공이 미흡하여 소화약제가 고압으로 방출될 때 설비 구성품(배관 및 밸브 등)이 파손되어 이탈하면서 근처에서 작업하던 근로자가 이에 맞아 상해를 입음

3. 현장 상황 및 관리시스템에서 기인하는 사고 유발요인

① 현장상황

- 소화약제 방출 관련 위험경고 표지가 미흡하거나 설치되지 않음.

- 대피경보 방송 미실시 및 대피동선이 확보되지 않음.

- 작업 소음으로 인해 음향경보를 제대로 인지할 수 없음.

- 사고 현장에 공기호흡기 등 구조장비가 비치되어 있지 않음.

- 출입문이 안쪽으로 열리게 되어 사고 시 긴급 대피가 제한됨.

- 수동조작함에 게시된 스위치 조작요령이 불명확하고, 조작요령에 대해 숙지 되지 않음.

② 관리시스템

- 사고대응 매뉴얼이 없고 안전교육 및 훈련이 실시되지 않아, 사고발생 시 현장 대응이 미흡함.

- 방호구역 내에서 소화설비 관련 작업 전 소화설비 배관 차단 및 잠금조치를 실시하지 않음.

 

Reference : KOSHA 이산화탄소 소화설비 안전조치 매뉴얼