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[화재조사관 이야기] “그라인더 불티가 날려 불이 날까? 아니면 부주의?”

비닐하우스 공장 화재

경기 부천소방서 이종인 | 기사입력 2020/12/21 [10:00]

[화재조사관 이야기] “그라인더 불티가 날려 불이 날까? 아니면 부주의?”

비닐하우스 공장 화재

경기 부천소방서 이종인 | 입력 : 2020/12/21 [10:00]

평소 ‘작은 불씨에 연소가 진행될 수 있을까?’ 하는 의문점이 들곤 한다. 물론 화재조사관 입장에서 생각해 보면 충분히 점화되고 연소하면서 화재로 진행될 수 있다.

 

하지만 대한민국 국민 중 산업 현장이나 일상에서 작은 화염 또는 불티를 접하고 경험하는 이들은 이해하기 어려울 수도 있다. 왜? 작은 불티는 스스로 꺼지고 화재로 발전하지 않는다고 생각하기 때문이다.

 

평소 기계나 기구를 사용할 때 작은 불티가 흩뿌려지는 걸 목격했는데 아무런 문제가 발생하지 않았다. 사고란 평소 아무런 문제가 없던 곳에서 우연의 일치로 연소조건이 맞으면 예기치 않게 발생한다.

 

화재가 발생한 지점을 점유하거나 소유한 분들은 한결같이 “전혀 불이 날 곳이 아닌데…”, “불씨가 없는데…”, “화기도 없어요”라고 얘기한다.

 

“평소처럼 기계나 기구를 같은 장소, 같은 방향에서, 같은 방법으로 몇 년간 사용했는데 아무런 문제가 없었어요. 설마 그 원인이 맞나요?”라고 의문점을 제기하는 사람이 있다. “아, 맞아. 그럴 수 있어” 또는 “그 작은 불티가 이렇게 크게 탔다고? 설마…” 하는 사람도 있다.

 

화재는 전혀 예상치 못한 곳에서 발생할 수도,  예측 가능한 곳에서 발생할 수도 있다. 평소 주의를 기울이다 아차 하는 순간에 화재는 발생한다. 

 

어느 해 이른 봄 비닐하우스를 공장으로 사용하는 지점에서 발생한 화재다. 화재가 발생한 날 작업자는 평소처럼 작업하고 있었다. 화재 발생 10분 전쯤 비닐하우스 뒷문에서 그라인더 작업을 하고 들어와 내부에서 작업공정을 진행했다. 작업 중 그라인더 작업을 했던 부분에서 화염을 목격하고 전원 차단기를 내린 후 소화기로 화재진압을 시도했다. 하지만 불길이 크고 소화기로 제어되지 않자 밖으로 대피했다.

 

목격자와 관계자 진술을 청취하라!

신고자는 인근 사업장 직원으로 “작업장 내에서 우연히 밖을 바라보는데 비닐하우스 끝부분에 화염이 있어 신고했다”고 진술했다. 신고자가 화염을 목격했다고 한 지점에는 발화 열원이나 요인이 전혀 식별되지 않았다. 이런 경우 인위적인 착화를 의심할 수 있다.

 

그러나 목격자 진술만으로 단정할 순 없다. 화재가 발생한 비닐하우스 점유자는 “내부에서 작업하고 있었고 화재 발생 약 10분 전 뒷문 주변에서 그라인더 작업을 하고 들어왔다”고 진술했다. 비닐하우스 뒤쪽은 외부인 출입이 가능하나 평소 사람들이 왕래하는 길은 아니었다.

 

▲ [사진 1] 비닐하우스 내부


화염을 목격하고 촬영한 사진이다. 내부에는 연소 형태가 없고 외부에서 화염이 진행한 형태로 관찰된다. 내부에서 발화했다면 내부에 연기가 가득해야 함에도 상단에 조금 연기가 있는 건 비닐하우스 외부에서 시작된 불이 진행하며 나타난 현상으로 판단했다.

 

주변에서 촬영한 사진이나 동영상을 확보하라!

▲ [사진 2] 비닐하우스 외부


비닐하우스 외부가 연소하는 모습이다. 주변으로 소방차량 접근이 어려운 상태였다. [사진 2]는 인근에 작업하던 사람들이 찍었다. 화재 현장까진 외길이어서 길이 좁아 중형펌프차 진입이 어려웠고 소형펌프차 진입만 가능했다.

 

▲ [사진 3] 연소 확대


이렇게 비닐하우스가 타들어 가는데 일각이 여삼추라고 신고한 후 소방차를 기다리는 마음은 얼마나 안타깝고 망연자실(茫然自失)했을까? 이런 사진을 받아볼 때 화재조사관은 연소 확대 과정과 발화지점을 입증하는 데 중요한 자료로 활용할 수 있어 좋을 수 있다. 하지만 피해 당사자의 애타는 마음은 이루 표현할 수 없을 거다. 이런 상황을 보며 현장을 조사해야 하는 화재조사관 마음도 편치만은 않다.

 

▲ [사진 4] 전소한 비닐하우스 내부


소소하게 잔류한 형상을 챙겨라!

비닐하우스 내부는 전체적으로 소실돼 있었다. 잔류한 형상만으론 연소 방향성을 추정하기 어렵다. 물론 소염 구간을 확인하고 소실 전 내부 가연물 위치와 양을 조사한다면 화염 방향을 확인할 수 있다. 하지만 화재 현장에서 발굴하고 잔류물을 모두 제거하긴 어렵다. 

 

▲ [사진 5] 전경


인근 밭에서 바라본 모습인데 좌측보다 우측에 미연소 잔류물이 많이 남아 있다. 잔화 정리 시 비닐하우스 밖으로 이동시킨 것이긴 하나 좌측 소훼 상태가 심하게 관찰된다. 화재조사관은 현장의 소소한 형상도 간과해선 안 된다. 현장에서 수집한 증거와 잔류한 연소 형상을 비교하고 종합해야 한다.

 

▲ [사진 6] 수열 패턴


연소 패턴을 이해하라!

좌측에 가연물이 많아 좌측의 연소 형태가 심하게 식별되고 샌드위치 패널에는 Moire pattern1)이 관찰된다. Moire pattern은 하단에서 상단으로 진행한 것으로 보이고 좌측의 군청색이 진하게 잔류한 모습은 수열을 장시간 받았단 증거다.

 

우측 샌드위치 패널의 군청색도 수열을 받아 변색한 형상이다. 샌드위치 패널에 화염 방향성을 나타내는 패턴은 크게 두 가지가 있다. 하나는 Moire pattern이고 또 하나는 Squama pattern2)이다.

 

▲ [사진 7] 연소 패턴


현장에 잔류한 패턴으로 수열 방향성을 알 수 있다. Moire pattern은 그 무늬가 물결처럼 흘러가는 패턴으로 식별되며 샌드위치 패널 화재 현장 조사 시 화염 방향을 확인할 수 있는 자료다. 또 Squama pattern은 그 무늬가 어패류 비늘 같으며 둥근 모양 방향으로 화염이 진행한 걸 알 수 있다.

 

패턴은 약 1년간 샌드위치 패널 화재 현장에서 관찰하고 정립한 용어다. Moire pattern에서 나타나는 층층의 색 변화가 화염 노출 정도에 따라 달라지고 방향성을 나타낸다. Squama pattern은 화염이 지나간 방향으로 물고기 비늘처럼 균열이 잔류해 있는 걸 알 수 있다.

 

전기시설을 확인하라!

▲ [사진 8] 분전반

 

분전반은 검게 탄화한 부분에 설치돼 있었고 소훼 상태가 심해 확인하기 어려웠다. 다만 차단기를 이루고 있는 내부 부속의 철편을 확인하면 ON, OFF 상태를 확인할 수 있다. 차단기의 ON, OFF 상태를 확인하는 건 전기의 통전 여부만 확인할 수 있을 뿐 발화 여부는 확인할 수 없다.

 

물론 현장에 잔류한 차단기와 연결된 전선에서 용융점이 있다면 한 번쯤은 의심해 볼 만 하다. 그러나 차단기에 연결된 전선도 1차인지, 2차인지 확인해야 한다. 

 

전선의 단락 흔적을 확인할 때 기본적인 수칙이 하나 있다. 전기는 흐르는 물과 같다. 수도 밸브를 잠그면 물이 나오지 않는 이치와 같다. 전원 측에서 차단기를 내리거나 단락이 발생해 전기 공급이 중단되면 부하 측에는 당연히 전기가 흐르지 않는다.

 

전원 측에서 전기적 이상이 선행됐다면 부하 측은 전기가 흐르지 않아 단락 흔적이 절대 형성될 수 없다. 현장의 말단 전선에서 단락 흔적이 있다면 최소한 단락 흔적이 있는 지점까진 전기가 통전 됐다고 보는 게 보편적이고 타당하다. 

 

전기적 흔적은 부하 측 말단에서 전원 측으로 흔적을 추적하고 말단에 있는 전기적 흔적이나 단락 흔적이 발화 열원일 가능성이 가장 크다는 결론에 도달하는 거다. 전기가 흐르는 형태는 물이 흐르듯 나타나는 현상으로 부하 측에 형성된 전기적 흔적이 2차적으로 형성된 거라 부인할 수 없다. 

 

전기 부품을 확인하라!

▲ [사진 9] 차단기 부품


다 타버린 분전반으로 통전 여부를 확인하기 어렵다. 차단기 Lever 내부 부품을 확인하면 차단기 종류에 따라 ON, OFF, Trip 등을 확인할 수 있다. [사진 9]처럼 차단기 부품을 확인한바, ①번은 Lever가 우측으로 치우쳐 있는 형태로 ON, ②번은 Lever가 중간에 있는 상태로 Trip, ③번은 Lever가 좌측으로 치우쳐 있는 형태 OFF로 확인된다. 이러한 형태는 현장에서 쉽게 확인할 수 있다. 통전 중이었다는 게 확인됐다.

 

다 아는 사실이지만 통상적으로 판매되는 차단기 중 가정용에는 Trip 기능이 없고 ON, OFF 기능만 있다. 외국의 경우는 30A 차단기에도 Trip 기능을 넣어 사용하기도 하지만 우리나라는 주문생산하는 것으로 알려져 있다. 우리나라 차단기 중 Trip 기능이 있는 차단기는 50A 이상에 적용한다.

 

즉 Trip 된 차단기는 50A 이상의 차단기다. ②번 차단기가 Trip 됐다는 건 부하 측이 전기적 이상이 있거나 연소 확대 과정에서 염전류(炎電流)3)에 의해 형성된 걸 수 있다.

 

▲ [사진 10] 전선의 특이점


전선이 발견된 지점에서는 비닐하우스 내부 차단기 2차 측에 연결된 전선에서 용융점이 식별됐다. 전선의 용융점은 연소 확대 과정에서 화염에 의해 전선 피복이 손상되고 형성된 전기적 흔적으로 판단했다.

 

연소 흔적이나 분열 흔적을 확인하라!

▲ [사진 11] 뒷문


점유자가 뒷문에서 그라인더 작업을 했다고 한 지점으로 바닥에서 그라인더가 탄화된 채 발굴됐다. 발화지점이라면 주변으로 연소 확대한 방향성이나 주변으로 열이 분산된 분열 흔적이 있는질 확인해야 했다. 

 

▲ [사진 12] 화염 방향


응축기에 잔류한 수열 흔적은 좌측에서 우측으로 진행한 패턴으로 관찰된다. 응축기의 냉각 핀은 알루미늄으로 융점이 660℃이며 용융 방향이 좌측에서 우측으로 진행한 패턴으로 관찰됐다. 변색 흔적도 좌측 부분의 동관이 수열을 많이 받은 형태다. 압축기 변색 흔적은 화염에 살짝 노출된 정도로 관찰됐다.

 

▲ [사진 13] 깊은 탄화심도


그라인더 작업을 했던 부분에 잔류한 목재의 탄화심도가 깊게 나타나 있었다. 목재 좌측은 황토가 그대로 있고 우측 땅에는 성분을 알 수 없는 기름이 있는 형태로 관찰됐다.

 

그라인더를 확인하라!

▲ [사진 14] 그라인더


관계자가 그라인더 작업을 했다는 지점에서 탄화된 그라인더 잔해를 확인했다. 그라인더 주변의 목재 탄화심도가 깊게 관찰됐다. 그라인더에 연마석을 끼워 연마 작업을 했던 것으로 판단했다.

 

연소 방향성을 확인하라!

▲ [사진 15] 파이프 수열 흔적


비닐하우스 외부에는 차광막이 설치돼 있었다. 내부는 비닐과 부직포, 비닐 순서로 설치돼 있었으나 모두 소실됐고 불연재와 가연재 일부는 탄화되고 잔류해 있다. 철 파이프에 동일하게 잔류한 흔적은 바깥쪽이 그을린 형태였다. 일부는 비닐이 연소하며 응착물이 응착돼 있었다.

 

철 파이프에 잔류한 흔적은 외부에서 내부로 화염이 전파한 형태로 확인됐다. 즉 발화지점은 목격자가 촬영한 사진과 비닐하우스 뒤에서 작업했다는 관계자의 진술을 종합할 때 외부에서 발화해 비닐하우스가 전소한 화재로 판단했다.

 

화재 원인을 검토하라!

화재 발생 시간은 저녁 시간이라 태양열에 의한 수렴화재 가능성은 없었다. 비닐하우스 외부에 화학물질이 확인되지 않아 화학적 요인에 의한 발화 가능성은 낮았다. 외부에서 화염이 시작됐고 불특정 다수인 출입이 가능한 지점이라 외부인에 의한 방화 가능성은 있었다.

 

하지만 내부에 작업자가 수시로 왔다 갔다 하면서 작업하는 상황이라 외부인 접근이 쉽지 않았다. 더구나 관계자에 의한 방화는 화재보험이나 화재로 인한 이익 발생이 전혀 없고 막대한 손해 발생만 있어 배제했다. 차단기가 Trip 돼 있고 전선에 용융점이 있어 전기적 이상 점은 확인되나 화염이 진행된 방향으로 볼 때 외부에서 발화한 화재로 전기적 요인에 의한 발화 가능성은 배제했다.

 

발화지점으로 추정되는 지점에 설치됐거나 작동하는 기계는 없었다. 발화지점으로 추정된 곳이 비닐하우스 외부 뒤쪽이고 주변에 방화 도구나 담배꽁초 등 발화 가능성이 있는 요인이 식별되지 않았다.

 

하지만 관계자의 진술처럼 그라인더 작업 후 10분 만에 화재가 발생한 건 그라인더 불티에 의한 것일 수 있다는 점, 그 지점 목재의 탄화심도가 깊게 나타나 있었다는 점, 철 파이프에 잔류한 흔적도 외부에서 내부로 연소한 흔적으로 관찰되는 점 등으로 볼 때 부주의 가능성이 가장 높았다.

 

화재 현장에 비닐하우스 관계자가 작업하고 있었고 외부인의 출입은 없었던 것으로 확인됐다. 전기 차단기는 관계자가 차단했다고 했으며 비닐하우스 외부에서 화염이 시작된 것으로 관찰됐다.

 

비닐하우스 창문 너머로 화염이 관찰되지 않아 화염이 외부에서 시작, 진행된 것으로 판단됐다. 화재 발생 전 관계자가 비닐하우스 뒤편에서 그라인더 작업을 했다고 진술한 내용과 그라인더가 용융된 상태로 잔류돼 있는 점, 그라인더가 있던 지점의 목재 탄화심도가 깊게 잔류한 점, 수열 패턴이 밖에서 안으로 향하고 있던 점 등으로 볼 때 그라인더 측면에서 최초 화염이 시작돼 연소 확대된 형태로 관찰됐다.

 

비닐하우스 주변으로 그라인더 불티 외 특정되는 화인이 없는 것으로 볼 때 그라인더 불티에 의해 비닐하우스 차광막과 보온재에 착화, 발화된 화재로 추정했다.

 


1) moire pattern: 물결무늬(물결이 지나간 흔적으로 보이는 흔적)

2) Squama pattern: 비늘 모양(어패류 비늘 모양의 패턴)

3) 염전류: 연소할 때 생성되는 연소화합물에 의해 두 전극 간 흐르는 미약한 전류

 

경기 부천소방서_ 이종인

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2020년 12월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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