외장재의 화재성능(4)

 

출처: http://www.abcb.gov.au/Resources/Publications/Research/FCRC-Fire-Performance-of-Exterior-Claddings

 

5) 비가연성 외장재와 관련된 화재 

(1) President Tower(방콕, 1997)

이 화재는 37층 건물로 소매점, 상업용 사무실, 호텔로 개발이었다. 스프링클러는 설치되었지만 내부 장착이 완전히 완료되지 않았기 때문에 설치된 시스템이 아직 작동하지 않았습니다. 7층에서 커튼월 시스템의 파괴를 일으키는 폭발과 화재가 발생했습니다. 층 가장자리에 화재가 멈추는 효과는 바닥에서 바닥으로 이어지는 케이블 연결로 인해 손상되었습니다. 유리와 알루미늄 사이의 구조적인 실리콘 실란트 결합이 파괴되기 전에 창과 스팬드럴 유리(spandrel glass)가 산산이 부서졌습니다. ​많은 열 강화 유리는 고온의 온도를 견디지만 냉각되면서 균열이 발생되면서 부셔졌습니다. ​수직 화재 확산은 10층까지 확장되었습니다.

 

(2) 필라델피아(One Meridian Plaza Building, 1991)

이것은 38층 은행 건물로 22층에서 발생한 화재였습니다. 건물 프레임은 콘크리트 바닥이 금속 데크 위 에 깔려있고, 스프레이 내화재로 보호된 구조용 강철이었습니다. 건물의 외벽은 화강암 커튼월 패널에 유리 창문이 부착되어 있습니다. 건설 당시에는 지상 1층에만 스프링클러가 설치되어 있었고, 이후 30, 31, 34, 35층과 11층과 15층에 추가되었습니다. 화재로 인해 22층의 창문이 파손되었고, 창문에서 화염 방출로 인해 위의 바닥에 불이 붙었습니다. 화재는 스프링클러가 설치된 30층에서 중단 되었습니다.

[One Meridian Plaza fire(출처: Klem, 1991)]

(3) 캘리포니아 은행 건물

이 은행 건물은 지하, 차고, 지하 보행자 터널에만 스프링클러를 설치한 62층짜리 타워였습니다. ​그 당시 자동 스프링클러시스템이 설치되어 있었습니다. 건물은 철 구조로 방화 스프레이와 경량 콘크리트 데크를 갖춘 건물이었습니다. 외부 커튼월은 커튼월과 바닥 슬래브 사이에 100mm 간격의 틈이 있고 유리와 알루미늄으로 되어있었고, 방화구획은 15mm 석고보드와 유리섬유 코킹으로 이루어져 있습니다. ​화재는 12층에서 시작하여 주로 건물 외벽을 통해 위에 있는 층으로 확산되었습니다.

화염은 또한 창문과 기둥이 파괴되기 전에 화염이 통과하여 화재를 멈추게 하기 위해 알루미늄 기둥이 충분한 변형이 가능한 바닥 슬라브의 끝 단부 부근에 있는 스팬드럴 패널 뒤로 침투하였습니다. 화염은 건물의 전면에서 9m 높이로 휘감았고, 창을 포함한 스팬드럴 패널 및 기둥과 커튼월 벽은 거의 완전히 불에 의해 거의 전소되었습니다. 화염 확산은 26층에서 중단되었습니다.

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[캘리포니아 은행 화재(출처: Morris, 1990)]

(4) 웨스트체이스 힐튼 호텔, 1982

이 건물은 306개 객실의 철근 콘크리트 건물의 13층짜리 건물이었습니다. 화재는 4층 객실에서 발생하여 인접한 내부 복도로 확산되었습니다. 또한 5층에 3개의 객실에는 외부로 수직 화재가 발생했습니다. ​화재가 발생한 층에 전체적으로 연기가 퍼졌으며, 건물 전체에 걸쳐 다양하게 확산되었습니다. ​화재가 발생한 객실의 도어는 오작동하거나 작동하지 않아 도어는 닫히지 않았습니다.

외벽은 천장 프레임에서 알루미늄 바닥까지 강화 유리로 되어있었습니다. 알루미늄 판은 바닥 슬래브의 가장자리와 외장재 사이의 틈새에 걸쳐 있었습니다. 스프링클러는 오직 리넨 슈트(linen chtes)에만 설치 되어 있었습니다. 화재는 외부 유리벽에 충돌하여 깨진 창문을 통해 위층으로 번졌습니다. ​화재는 소방대원들에 의해 진압되었습니다.

 

(5) 라스베가스 힐튼호텔(1981)

이 건물은 철근 콘크리트 구조물로 세워진 30층짜리 호텔이었습니다. 층 사이의 유리창은 스틸 스터드에 석조, 석고 및 석고보드가 미리 조립된 1m 스팬드럴에 의해 수직으로 분리되었습니다. 화재는 동쪽 타워 리프트 홀 8층에서 발생했고, 화재가 발생한 곳은 커튼, 벽, 천정 및 바닥에 카페트, 가구 등이 포함되어 있습니다. 외부에 판 유리창은 부서져 불꽃이 건물 외부 위쪽으로 뻗어나갔습니다. 외관상으로 8층에서 건물 상부 (약 20층)까지 외부 화재 확산은 20~25분 정도 걸리지 않았습니다. 수직 화재 확산을 위한 두 가지 원인이 확인되었다.

① 상부 창문 밖의 화염은 창문을 통해 열을 방출하여 커튼, 목재 의자 및 틈새를 메운 폴리우레탄폼에 점화 되고, 그 후 방 표면에 카펫에 점화되었습니다.

② 화염이 판 유리창에 닿습니다. 이것은 삼각형 모양의 스팬드럴 및 오목한 판유리가 난기류를 발생시키고, 창문에 화염을 굴려 초기에 화재 차단을 실패한 것으로 생각됩니다.

사망자가 발생한 객실의 문들은 열려 있었거나, 화재 발생시 열렸습니다. 문이 닫혀 있던 방에는 사망자가 없었습니다. 이는 외부의 화재 확산보다는 내부의 화재 확산이 사망의 주요 원인임을 시사합니다.

 

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[Hilton 호텔 화재(출처: anon, 1982)]

(6) Joelma Building(Sao Paulo, 브라질, 1974)

이 건물은 철근 콘크리트 구조물(보, 기둥, 바닥 슬래브)로 양쪽에 시멘트 석고로 장식된 속빈 타일이 있는 외부 커튼월과 알루미늄 프레임이 있는 창으로 시공된 25층짜리 사무실 건물이었습니다. ​바닥 슬래브는 콘크리트로 북쪽 벽면에 900mm 돌출부와 남쪽 벽면에 600mm 돌출부가 있습니다. ​화재는 창문 근처의 12층에서 시작되었습니다. 화재는 건물 외부의 상부 2곳에서 확산되었고, 위층 창문 내부에서 가연성 마감재를 쉽게 발화시켜 수직 확산이 계속되었습니다.

 

(7) Avianca Building(콜롬비아, 1973)

이 건물은 철근 콘크리트 구조물로 된 36층짜리 사무실 건물이었습니다. 외벽은 콘크리트 기둥사이에 금속 프레임에 유리와 금속 패널로 구성되었습니다. 화재는 13층에서 시작되었습니다. 외장과 층의 가장 자리 사이 공간은 화재가 층에서 층으로 확산할 수 있는 통로를 제공했습니다. 화재 확산은 내부와 외부 확산의 조합이었습니다. 다른 건물과는 달리 수직 화재 확산속도는 비교적 느렸습니다. 외관상 수직 화재 확산을 유지하기 위해 창문 내부에 충분한 가연성 물질이 있지 않았습니다.

 

(8) Pima 카운티 관리청(1973)

이 화재는 11층 사무실 건물 4층에서 발생했습니다. 화염은 4층의 창문에서 확산되어, 5층과 6층에 있는 창문으로 들어왔습니다. 4층은 절반이 불에 탔고, 5층과 6층은 경미한 피해가 발생하였으며, 화재는 45분 만에 진압되어 사망자는 없었습니다.

[Andraus 건물 화재(출처: Willey, 1972)]

(9) Andraus Building(브라질, 1972)

이 건물은 31층 백화점과 사무실 건물에서 일어난 화재입니다. 이 화재는 4층에서 발생하여, 다른 24개 층을 포함하여 건물 측면에서 외부로 확산되었습니다. 풍속과 가연성 내부 마감재 및 내용물이 화재 확산 에 기여했습니다. 건물 구조는 철근 콘크리트로 이루어졌습니다. 건물 외벽은 바닥부터 천장까지 유리로 되어있는 부분이 있었으며, 스팬드럴의 높이는 350mm이고, 건물 앞면에서 305mm 돌출되어 있었습니다. ​화재는 창문을 통해 분산되어 백화점 3~4층 전면으로 노출되었습니다. 복사열은 각 층마다 가연성 천장 타일과 나무 칸막이를 점화시켰습니다. 화염이 늘어나면서 불꽃이 높이 솟아올라 절정에 이르렀습니다. ​외부 외벽에 걸친 화염은 높이 100m, 폭 40m 이상이었고, 거리는 최소 15m 돌출되었습니다.

 

(10) 기타 화재(영국, DoETR, 1999)  

8층에서 시작된 화염이 건물을 덮었습니다. 이 건물은 12층으로 사무실 건물이었습니다. 8층에서 발생한 화재는 강한 바람을 타고 10층에 있는 유리 커튼월 뒤에서 외부로 퍼졌습니다.