화재라고 하면 보통 활활 타오르는 붉은 불꽃을 떠올리지만, 우리 주변에는 불꽃 없이 조용히 타들어가는 더 교활한 형태의 위험이 존재합니다. 바로 훈소(Smoldering)입니다.
훈소는 낮은 온도에서 매우 느리게 진행되어 초기 단계에서 인지하기가 극히 어렵습니다. 하지만 그 과정에서 다량의 일산화탄소를 포함한 유독가스를 지속적으로 배출하여, 소리 없는 암살자처럼 인명에 치명적인 위협이 될 수 있습니다.
특히 가구, 단열재, 석탄 더미와 같은 다공성 물질 내부에서 발생하는 심부화재의 경우, 그 중심부를 찾아 완벽하게 진압하는 것은 베테랑 소방관에게도 매우 까다로운 과제입니다.
1. 훈소 연소의 과학적 메커니즘 파헤치기
훈소는 단순히 ‘불이 약하게 타는 것’이 아닙니다. 발화 연소(Flaming Combustion)와는 근본적으로 다른 화학적, 물리적 메커니즘을 가집니다. 이를 이해하는 것이 효과적인 대응의 첫걸음입니다.
1.1 훈소와 발화 연소의 근본적인 차이점
가장 큰 차이점은 연소 반응이 일어나는 위치에 있습니다. 발화 연소는 가연물에서 발생한 ‘가연성 가스’가 공기 중의 산소와 혼합되어 기체 상태에서 반응하는 것입니다. 우리가 보는 불꽃이 바로 이 기상 반응의 증거입니다.
반면, 훈소는 가연성 가스가 생성되지 않는 낮은 온도에서 고체 표면 또는 내부에서 직접 산소와 반응하는 ‘표면 연소(Surface Combustion)’입니다. 이 과정은 열분해와 산화 반응이 고체 매질 내에서 복합적으로 일어나며, 불꽃 없이 열과 연기, 유독가스만을 방출합니다.
1.2 훈소 발생을 위한 3가지 필수 조건
훈소가 시작되고 지속되기 위해서는 세 가지 핵심 요소가 필요합니다.
1.2.1 다공성 가연물
스펀지처럼 내부에 수많은 기공이 있는 물질이 훈소의 주된 대상입니다. 소파, 매트리스의 폴리우레탄 폼, 단열재로 쓰이는 스티로폼, 담뱃재, 톱밥 등이 대표적입니다. 이 기공들은 산소를 공급하는 통로이자 열을 내부에 가두는 역할을 하여 훈소가 꺼지지 않고 지속되도록 돕습니다.
1.2.2 제한적인 산소 공급
역설적이게도 훈소는 산소가 너무 많아도, 너무 적어도 일어나기 어렵습니다. 충분한 산소는 온도를 급격히 높여 발화 연소로 전이시키고, 너무 적은 산소는 반응 자체를 중단시킵니다. 다공성 물질 내부로 스며드는 정도의 제한된 산소 공급이 훈소를 지속시키는 최적의 조건이 됩니다.
1.2.3 지속적인 열원
담뱃불, 전열기기의 과열, 전기 합선 시 발생하는 작은 불꽃 등 초기 점화 에너지는 작지만 지속적으로 열을 공급할 수 있는 열원이 필요합니다. 이 열이 가연물의 온도를 서서히 올려 훈소 반응을 개시시킵니다.
1.3 주요 생성물과 그 치명적인 위험성
훈소는 불완전연소의 대표적인 형태로, 다량의 유독성 연기를 생성합니다. 주성분은 일산화탄소(CO)로, 혈액 속 헤모글로빈과 결합하는 능력이 산소보다 200배 이상 강해 소량만 흡입해도 심각한 저산소증을 유발합니다.
또한, 연소 물질에 따라 시안화수소(HCN), 염화수소(HCl) 등 다양한 유독가스가 함께 배출되어 화재 시 주요 사망 원인이 됩니다.
2. 소리 없이 생명을 위협하는 훈소 화재의 실제
이론적 지식만큼 중요한 것이 실제 현장에서 훈소가 얼마나 위험하게 작용하는지 아는 것입니다. 훈소는 그 자체로도 위험하지만, 더 큰 화재의 도화선이 되기도 합니다.
2.1 발화원으로의 전이 과정과 그 파급력
훈소는 오랜 시간 열을 축적합니다. 다공성 물질 내부에 축적된 열이 임계점을 넘거나, 외부에서 신선한 공기가 다량으로 유입되면 상황은 급변합니다.
축적된 열에 의해 한계에 도달한 가연물이 한꺼번에 열분해되며 다량의 가연성 가스를 생성하고, 이것이 산소와 만나 격렬한 발화 연소(Flaming Combustion)로 전이됩니다. 조용하던 화재가 순식간에 건물 전체를 집어삼키는 대형 화재로 발전하는 순간입니다.
이러한 전이 현상을 이해하는 것은 화재 현장에서의 안전 확보와 직결됩니다.
2.2 다량의 유독가스 발생과 인명피해 사례
잠든 사이 발생하는 화재에서 인명피해가 큰 이유는 바로 훈소 단계에서 배출되는 유독가스 때문입니다. 사람들은 불꽃이나 열기보다 먼저 유독가스, 특히 일산화탄소에 중독되어 의식을 잃고 대피할 기회를 놓치게 됩니다. 2018년 밀양 세종병원 화재 참사 당시에도, 초기 단계에서 발생한 다량의 유독가스가 급격히 확산된 것이 대규모 인명피해의 주요 원인 중 하나로 지목되었습니다.
2.3 실제 담뱃불에 의한 매트리스 훈소 화재 사례 분석
어느 겨울 새벽, 서울의 한 다가구주택 3층에서 화재가 발생했습니다. 최초 신고자는 “창문에서 검은 연기가 새어 나온다”고 신고했습니다. 소방대가 현장에 도착했을 때, 내부는 이미 앞을 분간하기 어려운 짙은 연기로 가득 차 있었지만 의외로 불꽃은 보이지 않았습니다.
열화상 카메라로 내부를 탐색한 결과, 방 한가운데 놓인 침대 매트리스에서 매우 높은 온도가 감지되었습니다. 원인 조사 결과, 잠들기 전 침대에서 피운 담배꽁초가 매트리스 위에 떨어지며 훈소가 시작된 것으로 밝혀졌습니다.
약 2~3시간 동안 천천히 매트리스 내부를 태우며 발생한 유독가스가 방을 가득 채웠고, 다행히 이웃의 빠른 신고로 발화 연소로 전이되기 직전에 진압할 수 있었습니다.
만약 발견이 조금만 늦었다면, 방문을 여는 순간 유입되는 산소로 인해 백드래프트(Backdraft) 현상이 발생하며 폭발적인 연소 확대가 일어날 수 있었던 아찔한 사례입니다.
3. 훈소 화재, 어떻게 감지하고 대응해야 하는가?
훈소 화재의 특성을 이해했다면, 이제는 효과적인 감지와 대응 전략을 수립해야 합니다. 이는 방재 시스템 설계와 현장 대응의 핵심입니다.
3.1 훈소 감지에 효과적인 화재감지기 종류와 원리
화재감지기는 크게 연기를 감지하는 연기감지기와 열을 감지하는 열감지기로 나뉩니다. 훈소는 초기 단계에서 열 발생량이 적고 연기, 특히 입자가 큰 연기를 다량으로 발생시키므로 연기감지기가 절대적으로 유리합니다. 연기감지기 중에서도 종류에 따라 성능 차이가 있습니다.
- 광전식 감지기: 연기 입자에 의해 광원이 산란되는 원리를 이용합니다. 훈소 시 발생하는 크고 흰 연기 입자를 감지하는 데 매우 효과적입니다.
- 이온화식 감지기: 연기 입자가 이온 전류의 흐름을 방해하는 원리를 이용합니다. 불꽃이 있는 화재 시 발생하는 작고 검은 연기 입자 감지에 더 빠르지만, 훈소 감지 성능은 상대적으로 떨어집니다. 이혼화식 연기감지기는 국내에 생산되지 않습니다.
따라서 숙박시설, 요양원, 주택 등 훈소 화재의 위험이 높은 공간에는 광전식 연기감지기를 설치할수 밖에 없습니다.
관련 법규는 ‘화재예방, 소방시설 설치·유지 및 안전관리에 관한 법률’ 및 하위 기준인 ‘자동화재탐지설비 및 시각경보장치의 화재안전기술기준(NFTC 203)’에서 확인할 수 있습니다.
3.2 까다로운 심부화재의 소화 전략 및 유의사항
매트리스, 소파, 대량의 섬유 더미 등에서 발생한 훈소(심부화재)는 표면에 물을 뿌리는 것만으로는 진압이 어렵습니다. 내부는 여전히 고온 상태로 남아있어 언제든 재발화할 수 있기 때문입니다. 효과적인 진압을 위해서는 다음 전략이 필요합니다.
- 침윤소화약제 사용: 물에 계면활성제와 같은 침윤제를 첨가하여 물의 표면장력을 낮춤으로써, 가연물 깊숙이 침투하여 내부의 불씨까지 소화하는 방법입니다.
- 물리적 해체 및 냉각: 가연물을 안전한 장소로 옮긴 후, 갈퀴나 중장비를 이용해 물리적으로 해체하면서 직접 물을 뿌려 내부까지 완전히 냉각시켜야 합니다.
- 질식소화: 대량의 석탄, 톱밥 더미 등 규모가 큰 경우에는 다량의 포(Foam)나 불활성 가스로 덮어 산소 공급을 차단하는 질식소화가 효과적일 수 있습니다.
4. 현장 전문가를 위한 훈소 화재 예방 및 관리 방안 제언
훈소 화재는 예방이 최선입니다. 방재 실무자로서 우리는 설계, 감리, 점검 단계에서 훈소의 위험성을 항상 염두에 두어야 합니다.
첫째, 용도와 장소에 맞는 감지기, 특히 광전식 감지기의 적용을 적극적으로 검토해야 합니다.
둘째, 가구류나 내장재에 대한 방염 성능 기준의 중요성을 인식하고 관련 규정을 철저히 준수해야 합니다.
마지막으로, 이용자 및 거주자를 대상으로 담뱃불 관리와 같은 사소하지만 치명적인 위험 요인에 대한 주기적인 교육과 홍보를 통해 안전 문화를 정착시키는 노력이 반드시 필요합니다.
보이지 않는 불씨, 훈소에 대한 깊이 있는 이해와 철저한 대비만이 소중한 생명과 재산을 지킬 수 있습니다.
