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[화재조사관 이야기] “용접 불티인가? 전기적 요인인가?”

경기 부천소방서 이종인 | 기사입력 2020/03/26 [10:10]

[화재조사관 이야기] “용접 불티인가? 전기적 요인인가?”

경기 부천소방서 이종인 | 입력 : 2020/03/26 [10:10]

필자가 미상의 원인 화재 사례를 연재하는 배경은 화재 현장에서 모든 원인이 완벽히 밝혀지는 것은 아니라는 점을 분명히 하기 위해서다. 그렇지만 화재조사관은 화재 원인을 규명하기 위해 최선의 노력을 다하고 있다.

 

화재 원인이 미상이라면 더욱더 힘들고 더 많은 자료의 수집이 필요하다. 원인을 명쾌하게 규명한다면 더할 나위 없이 좋겠지만 화재조사관에게 있어 원인 미상의 화재는 피할 수 없다.

 

무엇보다 이러한 원인 미상 화재를 기록하는 것은 큰 부담과 애로로 다가온다. 모든 개연성을 조사하고 미상에 대한 의견을 하나둘씩 더 많이 기록해야 하기 때문이다. 화재조사 이야기 일곱 번째 사례를 소개한다.

 

화염 목격자 진술의 신뢰성

어느 해 8월 말 새벽에 발생한 창고 화재다. 오전 3시 45분께 119에 신고가 접수됐다. 최초 화재를 감지한 건 무인경비시스템 열선 감지기였다. 열 감지 신호가 무인경비업체 상황실에서 확인됐고 상황 전파 후 관계 직원이 현장에 도착했을 땐 “창고 모퉁이 부근에서 모닥불처럼 타오르고 있었다”고 진술했다.

 

목격자 진술을 배제할 수는 없지만 현장을 조사하고 수집된 모든 증거를 종합해 일치할 때 비로소 증거로써 확정력을 다툴 수 있게 된다.

 

신고자인 무인경비업체 관계자는 현장에 도착하니 “창고 동 모퉁이 부근에서 불꽃이 모닥불처럼 타오르고 있었다”고 했다. 창고는 철골조 천막으로 된 가설 건축물이었다.

 

무인경비업체 직원이 거짓이나 엉뚱한 진술을 한 건 아니었지만 신뢰성이 떨어졌다. 열 감지 신호를 받고 현장에 도착한 시간은 30여 분이 지난 시점인데 천막 모퉁이만 불꽃이 있었다는 건 이해하기 어려웠기 때문이다.

 

내부에 설치된 열 감지기 동작 후 30분가량 지났음에도 ‘천막이 연소하지 않고 모퉁이에 일부만 불꽃이 보였다?’, ‘그런데 진압하지 못했다?’ 천막 내 열 감지가 있었고 30분이나 지난 시점이라는 사실은 석연치가 않았다. 그 이유는 여러 가지다.

 

첫째로 밀폐된 공간도 아닌 개방된 공간 내 폴리염화비닐 재질이 열 감지 후 30분이 지났는데도 연소가 확대되지 않은 채 발화지점에 머물고 있었다는 점이다.

 

둘째는 천막으로 사방이 둘러싸인 창고에서 연기 분출 없이 열이 감지된 이후 목격자가 연기를 뚫고 지나갔다는 것도 이상했다. 천막이 연소하면 이산화탄소, 황화수소, 아크로레인 등 연소 생성물이 발생한다.

 

안전장비 없이는 접근이 불가능한 상황에서 출입구 반대쪽 끝 지점에 있는 발화지점을 정확하게 볼 수 있었다는 점도 신뢰성이 다소 떨어진다. 그런데 목격자가 지목한 지점에 집중 탄화흔적이 관찰된다는 게 이상했다.

 

▲ [사진 1] 목격한 발화지점


이 화재처럼 천막으로 축조된 가설 건축물에 불이 나면 쉽게 연소하고 주변으로 연소 확대가 빠르게 진행된다. 현장은 [사진 1]과 같이 발화지점 우측 천막은 연소하지 않은 채 잔류돼 있었다. 목격자가 지목한 부분이 발화지점이라면 풀리지 않는 의문이 생긴다. 하나하나 확인하며 현장에서 화재 원인의 퍼즐을 맞춰갔다.

 

▲ [사진 2] 목격 지점

 

[사진 2]는 목격자가 발화지점이라고 지목한 부분이다. 측면 천막이 원형으로 식별되고 발화지점 인근에 화재 원인이 될 만한 요인은 전혀 관찰되지 않았다. 한 가지 증거를 확인했다면 주변의 두 번째 증거를 찾아야 한다.

 

화재 현장에서 한군데 발화지점이나 원인이 규명됐다고 화재 원인을 단정할 수는 없다. 화재 현장은 많은 사연을 담고 있고 발화지점이나 발화 원인에 따라 관계자의 입장이 첨예하게 대립하기 때문이다.

 

목격자의 목격 지점은 공교롭게도 담장이 무너져 있었고 무너진 좌측과 우측의 점유자, 소유자가 달랐다. 좌측 피해자의 경우 우측 공장 작업자들이 발화지점에서 흡연 후 담배꽁초를 좌측 공장으로 던졌다는 진술도 했다. 우측 공장 관계자는 낮에는 흡연하지만 그날은 일이 없어 작업하지 않았고 더군다나 화재 전일 오후 6시께 모두 퇴근했다고 진술했다.

 

소리 없는 목격자와 느낌으로 말하는 감시자

▲ [사진 3] 발화지점 인근

 

▲ [사진 4] 내부 탄화형태

현장에 설치된 무인경비시스템 폐쇄회로 촬영 영상과 열 감지기를 확인해야 한다. 기계라 감정이 없다 해도 현장을 누구보다 정확하고 객관적으로 보고 있었을 것이다. 화재 발생 전 증거와 화재 후 잔류 된 탄화 잔류물을 확인하고 연소 매개체나 화인의 존재 가능성 등을 고루 확인해야 한다. 

 

[사진 3]은 발화지점 인근의 탄화형태다. 내부에서 연소한 현상처럼 보인다. 철재의 수열 정도나 목재의 탄화 정도로 볼 때 내부에서 발화된 형상이다. 그러나 목격자는 불꽃을 외부에서 봤다고 했다.

 

화재조사관은 현장의 모든 것을 살펴 하나하나 현장의 증거를 조합해야 한다. 그곳엔 어떤 증거가 있었을까.

 

[사진 4]는 [사진 3] 지점의 내부다. 탄화형태 또한 외부보다 내부에 더 많은 소훼형태가 잔류돼 있다. 특이점은 내부가 더 많이 탄화됐음에도 보관된 염화비닐들이 하단부터 탄화됐고 중간 부분은 탄화되지 않은 형태이며 벽면 목재는 하단부터 탄화된 모습이 나타난다. 내부 염화비닐의 탄화 정도와 방향성을 고려할 때 Fall-Down fire로 해석된다. 지붕을 이루고 있는 천막이 연소하며 떨어진 불꽃에 의해 재발화한 형상이다.

 

숨은 목격자

내부에 설치된 폐쇄회로의 촬영 시간은 실시간으로 확인됐다. 오전 2시 23분께부터 내부에 탁한 영상이 관찰되고 재가 날리는 형태가 보인다. 불꽃은 안 나타나지만 연기와 재가 날리는 영상만으로도 훈소 형태의 화재가 발생한 사실은 알 수 있었다. 어느 지점에서 정확하게 발화됐는지, 원인이 무엇인지는 알 수 없지만 천막 내부에서 발화한 것으로 판단된다. 

 

이 사실은 열 감지 시간보다 42분 빠르고 신고 시간보다 약 75분 빠른 시간이었다. 그렇다면 내부에서 불꽃 없이 연소가 이뤄진 것이 확실하고 서서히 진행하면서 열 감지 신호가 늦게 감지된 것으로 추정된다. 

유염화원이 있었다면 폐쇄회로에 빛이 촬영되고 열 감지 시간이 더 빠르게 감지됐을 것이다.

 

▲ [사진 5] 폐쇄회로 확인

 

연소패턴의 암시

▲ [사진 6] 연소 패턴

 

연소 패턴 사진([사진 6]) 우측 ②번은 좌측 ①번 부분에 올려 져 있었다. 그렇다면 MDF가 쌓인 중간 부분에서 분열 흔적이 나타난다는 것을 한눈에 알 수 있다. 그런데 발화지점과는 상당한 거리가 있었다. 주변 가연물로는 골판지 박스가 있었지만 진압과정에서 박스와 진열 형태가 흐트러져 화염의 방향성은 알 수 없었다.

 

▲ [사진 7] 창고 내 차단기

 

천막 내부 전기시설 중 분전반의 특이점은 관찰되지 않았다. 다만 목제 기둥에 거북등 패턴(Turtle Pattern)으로 화염의 방향성 추정이 가능했다. 철제 기둥에 남겨진 적 산화 현상으로도 수열 방향을 추정할 수 있었다. 이처럼 천막 내부 곳곳에 독립된 발화지점이 잔류된 것은 인위적인 착화가 의심된다.

 

그러나 천막 내 무인경비시스템이 설치돼 출입 여부를 알 수 있었다. 출입을 교묘하게 교란해 경비 시스템을 무력화할 수는 있지만 화재보험이나 기타 수익보다는 피해가 더 많은 게 확인됐고 화재 건물 외 인근 폐쇄회로에도 출입자가 확인되지 않는 점을 고려하면 방화 개연성은 낮은 것으로 확인됐다.

 

전기시설을 확인하라

▲ [사진 8] 차단기 확인

 

모든 화재 현장에서 차단기를 확인할 땐 ON, OFF 스위치(Switch Lever)의 외형상 위치만을 확인해선 안 된다. 차단기 내부 걸림쇠(Catch)와 접점(Terminal) 부분을 반드시 확인해 통전 여부를 봐야 한다. 이 경우 걸림쇠를 고정하는 부분은 플라스틱으로 용융되거나 탄화되는 경우가 대부분이다. 

 

이 때문에 확인 시 충격을 가하지 않도록 주의해야 한다. 차단기 전면커버를 개방할 때 충격으로 위치가 변경되는 경우가 있어 더 세심한 주의가 요구된다.

 

▲ [사진 9] 병렬 아크 현상이 보이는 전기적 특이점


화재 현장 천막 창고 내부의 차단기는 모두 OFF 상태로 확인됐다. 메인 차단기의 경우 [사진 8] 우측 사진처럼 Lever Pin이 상단에 위치한 것은 차단기 OFF 상태를 의미한다. 그러나 화재 이후 발생 현상인지, 화재로 인해 형성된 것인지는 확인할 수 없다.

 

이 경우 화재조사관이 주의해야 할 게 있다. Trip 현상으로 논하는 경우 차단기의 용량을 반드시 확인해야 한다. 우리나라 차단기 중 50A 미만은 Trip 기능이 없는 게 대부분이다. 30A는 주문 생산해 사용한다는 것을 유념해야 한다.

 

차단기 1차 측 전선에서 특이점이 관찰됐다. 전선에서 [사진 9]처럼 병렬 아크 현상이 살짝 보였다. 화재로 인해 전선 피복이 손상되며 나타난 현상으로 판단된다. 천막 창고 내 설치됐던 전등에서는 전기적 특이점이 전혀 관찰되지 않았다.

 

발화부를 찾아라

▲ [사진 10] 추정 발화지점

 

가장 심하게 소실된 곳은 목제 팔레트 하단이었다. MDF 목제 탄화 형태를 타 부분과 비교해 본 결과 현저하게 깊은 탄화심도가 식별됐다. 물론 인근에 골판지 박스가 있어 더 잘 탈 수 있는 조건이 형성돼 있었다.

 

그렇다 하더라도 팔레트 하단까지 깨끗하게 소실된 건 심부에서 화염이 있었음을 의미한다. 심부 화재의 경우 미상의 화원으로 깊게 탄화되는 형태를 말하는데 담배꽁초나 용접 불티 같은 무염의 화원에 의해 나타나는 경우가 대부분이다. 관계자는 화재 전일 천막을 덧대기 위해 오후 3시부터 용접작업을 했다고 진술했다.

 

▲ [사진 11] 발굴

 

발화지점으로 의심되는 부분을 발굴했다. 바닥에 깔아놓았던 팔레트가 완전하게 소실됐음을 확인할 수 있다. 상단에 골판지 박스가 쌓여 있었음에도 바닥부터 소실된 것은 발화부로 지목하기에 충분했다. 그러나 발화한 원인이 없었다. 하나하나 되짚어 보는 것이 필요했다.

 

화재 원인과 연소경로를 검토하라

초기 목격자인 무인경비시스템 직원은 건물과 건물 사이 담장 아래에서 불꽃이 처음 보였다고 진술했다. 이때 천막 외부에서는 연기가 관찰되지 않았으나 천막 내부에는 연기가 꽉 차 있었다. 내부에 안면 마스크 없이 들어가 발화부를 확인할 수 있었던 건 골판지가 무염 연소하는 과정이었기 때문으로 추정된다.

 

천막이 탄화됐을 땐 유염연소와 유독가스가 다량으로 발생했을 것으로 보이기에 화재가 천막보다 골판지 박스 부분에서 먼저 시작된 것을 짐작할 수 있었다.

 

천막 재질의 pp(폴리프로필렌)는 석유화학제품이다. 연소 시에는 이산화탄소, 황화수소, 아크로레인, 일산화탄소, 시안화수소 등 유독가스가 발생한다. 이 같은 이유로 미뤄볼 때 현장에 근접해 확인할 수 있었던 건 골판지가 탄화돼 상대적으로 유독가스가 적었기에 가능했을 일이다. 목격자가 발화부라고 지칭하는 부분까지 진입할 수 있었던 이유로 판단된다.

 

현장 조사 내용을 토대로 화재 원인을 검토해보면 세 가지로 압축 가능하다.

 

첫째는 방화 가능성이다. 발화지점은 화인이 없는 지점이었다. 또 여러 군데에 탄화흔적이 발견됐다. 내부 사정을 잘 알고 접근이 가능한 사람은 내부 사람들이다. 그러나 무인경비시스템이 동작하고 출입자가 확인되지 않았다.

 

무염 연소로 진행된 사실도 폐쇄회로에 촬영됐다. 재의 날림과 농연이 자욱한 것으로 확인되는 부분은 내부에서 발화됐다는 걸 의미한다. 외부인의 투척 방화나 내부인에 의한 착화 개연성도 배제할 수는 없다. 화재보험 가입 내용을 확인할 때 부동산 담보 내용은 없고 동산 담보만 가입된 형태로 방화로 인한 보험금 편취 목적은 분명 적은 것으로 판단된다. 그렇다고 방화 가능성을 배제하지는 못했다.

 

둘째는 전기적 요인이다. 그러나 분전반 차단기는 모두 OFF 상태로 확인됐으며 1차 측에서 전기적 요인에 의한 단락 흔적이 관찰됐다. 현장에 잔류한 전선 피복이 벗겨진 상태로 전선이 늘어져 있었다. 누전에 의한 개연성은 있지만 출화점이 확인되지는 않았다.

 

분전반 1차 측에 용융 흔적이 관찰되나 화열에 의해 전선 피복이 손상된 상태에서 형성된 단락 흔적으로 판단됐다. 배선용 차단기가 모두 OFF 상태였다는 사실은 전기적 이상을 추정할 수 있게 한다. 그러나 부하 측 전선에서 전기적 이상점이 전혀 관찰되지 않았다.

 

셋째는 부주의였다. 발화지점으로 추정되는 부분에는 화인으로 특정 지을만한 열원이 관찰되지 않았다. 팔레트 하단부가 소실되고 천막을 덧대기 위해 용접을 했다는 진술이 있었지만 화재 신고 시간과 차이가 커 개연성이 적었다.

 

그렇다고 이를 배제할 수는 없었다. 용접 불티 소락으로 골판지를 쌓아놓은 지점에 응착돼 축열됐다면 충분한 개연성이 있을 수 있다. 최초 목격자 진술과 팔레트 탄화형태, 폐쇄회로에 재가 날리는 현상 등을 종합적으로 고려할 때 미소화원에 의한 개연성을 배제할 수 없다.

 

▲ [사진 12] 무인경비 시스템 평면도



또한 폐쇄회로를 살펴보면 최초 발화 추정 시간은 오전 2시 20분 이전으로 사료된다. 무인경비시스템 열 감지 시간이 최초 오전 2시 5분에 07번 감지기가 동작하고 3시 45분께 화재 신고가 접수됐다. 최초 목격자가 불꽃을 확인한 곳은 [사진 12] ‘’다. 탄화패턴으로 확인되는 발화부는 [사진 12]의 ‘’부분이다.

 

목격자가 최초 불꽃을 목격했다고 진술한 지점은 [사진 1]이다. 실제 거리가 상당하고 연소한 시간이 약 70여 분 지난 상태인데 마스크 없이 출입했다는 건 농연의 농도가 종이 탄화로 호흡이 가능했다는 정도로 판단된다. 천막 연소 시 발생하는 이산화탄소, 황화수소, 아크로레인, 일산화탄소, 시안화수소 등은 없었던 것으로 추론할 수 있다.

 

따라서 목격자 진술 발화부는 부인된다. 왜냐하면 목격자가 확인한 시간은 오전 3시 40분께로 추정되고 3시 45분에 119에 화재 신고가 접수됐기 때문이다. 또 창고 내부 폐쇄회로에서는 최초 연기 발생 시간이 오전 2시 20분께로 확인되고 남서 방향에서 날아드는 탄화재도 나타난다. 

 

오전 2시 57분께 무인경비 시스템 07번 감지기에 열이 감지됐다. 최초 발화 시간이 2시 20분께라면 목격자가 확인한 시간은 최초 발화 시간에서 1시간 10분 후다. 당시 내부에서 유염화원은 목격되지 않고 [사진 12]의 ‘’ 부분에서 목격됐다면 이는 천막 내부에서 무염 연소 진행 도중 경비업체 관계자가 출입문을 개방하고 내부로 진입하면서 유입된 공기에 의해 급격하게 연소가 진행된 것을 추정할 수 있다. 

 

화재 당시 최초 목격자는 소화기를 찾아 건물 입구까지 나왔다. 들어가는 순간 화염이 거세져 소화기로 진압하지 못했다고 진술한 내용을 종합해 보면 천막 내부 발화 화재로 판단할 수 있다. 따라서 [사진 11]의 팔레트 하단까지 집중 탄화된 형태로 잔류된 [사진 12]의 ‘’ 부분이 발화부인 것으로 추정할 수 있다. 하지만 화인을 특정할 수는 없었다.

 

Tip - 아크(Arc)

1. 직렬아크: 주로 콘센트 접속 부분에서 발생하며 전선에서는 반단선, 접촉불량, 아산화동 증식에 의해 형성되는 경우가 많다. 전극 안쪽에서만 관찰되는 것이 특징이다.

2. 병렬아크: 전선 피복이 손상되거나 반복적인 스트레스에 의해 절연피복이 손상돼 나타나는 현상이다. 

즉 합선을 의미한다.

3. 지락아크: 접지 아크라고 하며 통전되는 전극과 접지 사이 절연성이 약화되거나 파괴돼 누전형태로 나타나는 현상이다.

 

경기 부천소방서_ 이종인

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2019년 11월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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