# 건물 화재에서 굴뚝효과(stack effect)에 대한 설명으로 옳은 것은?

> source: MyMerci (mymerci.kr)  
> url: https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625863  
> language: ko  
> subject: 연소이론

## 문제

건물 화재에서 굴뚝효과(stack effect)에 대한 설명으로 옳은 것은?

## 보기

1. 계단실·승강로 같은 수직공간은 굴뚝효과가 거의 발생하지 않는 예외적인 공간에 해당한다
2. 굴뚝효과는 냉방하는 여름철에는 발생하지 않고 겨울철에만 제한적으로 나타나는 현상이다
3. 건물 내외 온도 차로 생긴 밀도 차이 때문에 수직 기류가 발생하며 여름철에는 역굴뚝효과로 나타날 수 있다 **✔ 정답**
4. 굴뚝효과의 세기는 건물의 높이나 내외 온도 차와는 관계없이 항상 일정하게 유지된다

**정답: 3**

## 해설

굴뚝효과는 건물 내외 온도 차로 생긴 밀도 차이 때문에 수직 기류가 발생하는 현상으로, 계단실·승강로 등 수직공간이 주된 통로가 된다. 난방철엔 상승 방향, 냉방철엔 역굴뚝효과로 방향이 바뀌며 온도 차가 클수록·건물이 높을수록 세기가 강해진다.
[근거 조문] 굴뚝효과·역굴뚝효과(NFTC 501A 용어)

## 심화 해설

화재 현장에서 굴뚝효과(stack effect)는 건물 내부와 외부의 온도 차이에 의해 공기의 밀도 차가 발생하고, 이 밀도 차가 압력 차로 이어지면서 수직 공간을 따라 기류가 형성되는 현상입니다. 화재 시 발생하는 고온의 연기와 유독가스가 건물의 수직 통로를 타고 빠르게 상층부로 확산되는 핵심 기전이므로, 응급구조학과 학생과 국가고시 수험생은 화재 현장 인명구조 및 환자 분류(triage) 관점에서 반드시 이해해야 합니다.

굴뚝효과의 발생 기전

화재가 발생하면 건물 내부 공기는 연소열로 인해 급격히 가열되어 밀도가 낮아지고, 상대적으로 차가운 외부 공기보다 가벼워집니다. 이렇게 가벼워진 실내 공기는 부력(buoyancy)을 받아 상승하려는 성질을 갖게 되는데, 계단실·승강기 샤프트·배관 덕트처럼 수직으로 뚫린 공간이 있으면 그 통로를 따라 강한 상승 기류가 만들어집니다. 근거 자료 [2]에서는 난방 시즌의 고층 건물에서 실내 공기의 부력이 수직 샤프트에 큰 압력 차를 만들어, 아래층에서 위층으로 공기 흐름을 유도한다고 설명합니다. 화재 시에는 이 난방 시즌의 온도 차보다 훨씬 큰 온도 차가 발생하므로, 굴뚝효과에 의한 연기 확산 속도와 압력 차는 더욱 커집니다.

여름철 역굴뚝효과(reverse stack effect)

굴뚝효과는 겨울철에만 발생하는 현상이 아닙니다. 건물 내외 온도 차로 생긴 밀도 차이 때문에 수직 기류가 발생하며, 여름철에는 실내가 냉방되어 외부보다 차가워지면 공기의 밀도 관계가 역전되어 위에서 아래로 향하는 역굴뚝효과가 나타날 수 있습니다. 즉, 냉방 중인 여름철 건물에서는 실내 공기가 외부 공기보다 무거워져 상부에서 하부로 기류가 형성됩니다. 화재 상황에서도 화재 초기에는 화재실과 인접한 수직 공간의 온도 분포에 따라 기류 방향이 달라질 수 있으므로, 연기가 항상 위로만 이동한다고 단정해서는 안 됩니다.

수직공간과 굴뚝효과의 관계

보기 1번은 틀린 설명입니다. 혼동 주의! 계단실과 승강로는 굴뚝효과가 가장 잘 발생하는 대표적인 수직 공간입니다. 근거 자료 [1]의 화재 사례를 보면, 38년 된 노후 주택에서 8개의 계단이 모두 같은 지하실로 연결된 구조가 굴뚝효과와 보충공기(makeup air) 현상을 만들어 화재 연기와 그을음이 건물 전체로 확산되는 원인이 되었습니다. 이 사례는 수직 공간이 굴뚝효과의 예외적인 공간이 아니라 오히려 핵심 통로라는 사실을 보여줍니다.

굴뚝효과의 세기를 결정하는 요인

보기 4번도 틀린 설명입니다. 굴뚝효과의 세기는 건물의 높이와 내외 온도 차에 비례하여 커집니다. 근거 자료 [2]는 고층 건물에서 수직 샤프트에 발생하는 큰 압력 차가 아래층에서 위층으로의 공기 흐름을 유도한다고 기술하고 있는데, 이는 건물 높이가 굴뚝효과의 강도에 직접적인 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 건물이 높을수록 수직 통로의 길이가 길어져 압력 차가 누적되고, 내외 온도 차가 클수록 공기 밀도 차가 커져 부력이 강해집니다. 따라서 굴뚝효과의 세기가 항상 일정하다는 설명은 물리적으로 성립하지 않습니다.

병원전 처치 관점의 적용

화재 현장에 출동한 응급구조사는 굴뚝효과로 인해 연기와 유독가스가 계단실을 따라 상층부로 빠르게 확산된다는 점을 고려해 현장 접근과 환자 분류를 수행해야 합니다. 근거 자료 [1]의 사례에서 거주자 3명이 심한 그을음에 뒤덮인 채 발견된 것처럼, 굴뚝효과가 발생한 건물에서는 화재 발생 층보다 높은 층에서도 연기 흡입에 의한 호흡기 손상 환자가 다수 발생할 수 있습니다. 상층부에서 발견되는 의식 저하 환자나 호흡 곤란 환자는 일산화탄소 중독과 시안화수소 중독 가능성을 우선적으로 고려해야 하며, 고농도 산소 투여와 신속한 이송이 필요합니다. 또한 계단실이 연기로 오염된 경우 구조대원과 환자의 2차 노출을 막기 위해 우회 경로를 확보하거나, 양압 환기(positive pressure ventilation)를 통해 계단실의 연기를 밀어내는 전술을 고려할 수 있습니다.

핵심! 굴뚝효과는 건물 내외 온도 차에 의한 밀도 차로 수직 기류가 발생하는 현상이며, 겨울철에는 상승 기류, 여름철 냉방 시에는 역굴뚝효과로 하강 기류가 나타날 수 있습니다. 계단실과 승강로는 굴뚝효과의 주요 통로이며, 건물이 높고 온도 차가 클수록 그 세기가 강해집니다. 화재 현장에서는 굴뚝효과에 의한 연기 확산 경로를 예측하여 상층부 환자의 호흡기 손상 가능성을 우선적으로 평가해야 합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Stack effects in tall building fires: a case study of Taiwan old apartment fire.케이스리포트Huang H, Lin C, Wang S, Su C, Chen L (2022) · DOI: 10.1038/s41598-022-13118-z

- [2]The influence of airtightness on contaminant spread in MURBs in cold climates.일반논문Mckeen P, Liao Z (2022) · DOI: 10.1007/s12273-021-0787-6

## 임상 시나리오

화재 현장 굴뚝효과 대응 가이드연기 확산 경로 예측과 인명구조 우선순위
화재 시 계단실, 승강기 샤프트, 배관 덕트는 굴뚝효과의 핵심 통로로 작용한다. 건물 내외 온도 차가 클수록, 건물이 높을수록 상승 기류 속도와 압력 차가 커져 연기가 수 초~수 분 내에 상층부로 확산될 수 있다.

여름철 냉방 중인 건물에서는 역굴뚝효과로 연기가 위에서 아래로 이동할 수 있으므로, 화재 층보다 아래층에서도 연기 중독 환자가 발생할 수 있다. 현장 도착 시 화재 층뿐 아니라 수직 공간 전체의 연기 확산 범위를 확인해야 한다.

주의연기가 보이지 않는 층이라고 해서 안전하다고 판단하면 안 된다. 굴뚝효과로 인한 연기 확산은 화재 층 상부에서 가장 빠르게 진행되므로, 상층부 거주자와 수직 통로 인근 환자를 최우선으로 분류하고 구조해야 한다.

## 핵심 개념

- **굴뚝효과** — 건물 내외부 온도 차로 인한 공기 밀도 차이가 수직 공간을 따라 기류를 형성하는 현상
- **역굴뚝효과** — 여름철 냉방으로 실내가 외부보다 차가워져 공기가 위에서 아래로 이동하는 현상
- **부력** — 가열되어 가벼워진 공기가 상승하려는 힘
- **수직공간** — 계단실, 승강기 샤프트, 배관 덕트 등 굴뚝효과의 주요 통로가 되는 공간
- **보충공기** — 화재로 상승 기류가 생길 때 하부에서 유입되어 연소를 지속시키는 공기

## 같은 주제 문제

- [화재 시 발생하는 유독가스와 그 특성을 옳게 연결한 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625734)
- [확산연소의 이상현상에 대한 설명으로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625735)
- [화재 시 발생하는 연기의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625736)
- [특별피난계단 부속실 제연설비의 차압·개방력 기준으로 옳은 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625737)
- [동물의 털·모직·비단·나일론 등 질소함유물이 불완전연소할 때 발생하는 맹독성가스는?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625855)
- [가스버너 등에서 연소속도가 분출속도보다 커서 불꽃이 노즐 속으로 역류하는 현상은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625856)
- [노즐 위로 불꽃이 들뜨는 현상으로, 연소속도가 분출속도보다 작을 때 나타나는 것은?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625857)
- [공기(산소) 공급이 부족할 때 불완전연소로 나타나는 주황색(황색) 불꽃을 의미하는 용어는?](https://mymerci.kr/pages/nclex_q.php?qn_id=625858)

---

More free questions: [기출문제](https://mymerci.kr/)

_학습 참고용입니다. 실제 임상은 최신 지침과 소속 기관 프로토콜을 따르세요._