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외장재의 화재성능(8): 샌드위치패널 구조

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외장재의 화재성능(8): 샌드위치패널 구조

Posted on 2018년 1월 11일2018년 1월 9일 by khbkgs1004
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외장재의 화재성능(8): 샌드위치패널 구조

 

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

​

2) 단열된 샌드위치패널(조립식판넬)구조

본 연구는 외벽 구조의 일부로 사용되는 샌드위치패널(조립식판넬)에 대한 내용입니다. ​이러한 샌드위치패널은 내벽 및 천장으로도 사용되지만 여기에서는 이러한 용도를 고려하지 않습니다. ​샌드위치패널 외벽 구조에 적용되는 세 가지 주요 화재 상황은 다음과 같습니다.

① 내부 화재가 샌드위치패널 조인트에 영향을 줄 때

② 벽 근처에 저장된 가연성 물질로 인한 외부화재(예: 쓰레기, 차량)

③ 인접한 건물에서 화재 발생

이러한 첫 번째 상황은 일반적으로 밀폐된 화재로 인해 더욱 강렬한 가열 때문에 가장 심각한 상황입니다.

 

Babrauskas(1997)는 샌드위치패널을 다음과 같이 정의합니다.

① 주로 자체지지(즉, 기판 위에 도포하기 위한 표면재료가 아님)

② 하나 이상의 재료로 구성됨

③ 표면에 가연성이 낮은 재료를 가짐

ISO(1999a)는 일반적인 재료를 설명합니다.

 

“샌드위치패널(조립식판넬)은 접착제 또는 화학적으로 서로 결합된 3개 이상의 층으로 구성된 다층 제품에 사용된 용어입니다. 하나의 층은 단열료, 즉 미네랄울, 셀룰라폼 또는 천연재료입니다. 예를 들어, 양쪽의 표면재(facing)에 의해 보호되는 판을 말합니다. 외장은 다양한 재질 중에서 선택할 수 있으며 평면 또는 성형이 될 수 있습니다.”

 

ISO(1999a)는 또한 두 가지 건설 유형을 설명합니다.

① A 타입으로 지지형 구조물

샌드위치패널(조립식판넬)은 구조용 골조(일반적으로 스틸)의 외부 또는 내부에 기계적으로 고정됩니다. ​천장/지붕은 전통적으로 또는 샌드위치패널로 설치할 수 있습니다. ​대부분의 경우 이러한 종류의 샌드위치패널(조립식판넬)은 산업 빌딩의 외벽 또는 지붕입니다.

② B 타입으로 독립 구조물

샌드위치패널(조립식판넬)은 다른 구조 골조의 안정성에 의존하지 않는 공간이나 밀폐를 제공합니다. ​예를들어 냉장창고, 냉동고 또는 일반적으로 비바람에 견질 수 있도록 만든 클린룸 구조입니다.​이러한 구조의 천정은 때때로 위에 지지될 수 있습니다. 이 룸(room)들은 대개 다른 건물 내부에 있습니다.

 

단열 샌드위치패널(조립식판넬)을 포함한 영국 식품 산업의 대규모 화재 손실은 이러한 화재 시스템에 주의를 집중시키고 있습니다. PVC코팅 강판으로 제작된 EPS 샌드위치패널이 특히 관련이 있습니다. ​이러한 문제는 다음과 같이 관련되어 있습니다.

① 완전히 캡슐화 되지 않은 EPS 단열재는 각 면에 접착된 금속 시트가 가장자리(또는 맞대기 접합부)에 매우 짧게 접혀있으며, 열악한 조인트는 EPS 단열재의 화염 침투 및 발화를 허용합니다.

② 소방관이 직면한 어려움: 내벽에서 떨어져 나가고, 탈출 경로를 차단하며 더 많은 양의 연기가 발생하고 구조물이 붕괴될 위험이 높습니다.

 

영국의 소방연구소(Fire Research Station, FRS)는 샌드위치패널(조립식판넬)을 포함한 건물에서 소방관 들의 안전이 주요 사항임을 확인했습니다. 다른 요인은 막대한 재산 손실과 환경오염이었습니다. ​대형 콘칼로리미터를 사용하여 실시한 시험은 샌드위치패널과 관련된 위험이 주로 소방에 있다는 사실을 뒷받침했습니다. 샌드위치패널이 연소되면서 거주자가 위험에 처할 수 있는 상황이 있을 수 있지만, 샌드위치패널에 처음 점화된 경우, 화재 개발은 상당히 느려지고 샌드위치패널은 크고 위험한 대형 화재에 기여할 것입니다.

또한 샌드위치패널(조립식판넬)은 위생 목적으로 기밀한 방수 표면을 제공하도록 설계되었기 때문에, ​소방관이 이러한 종류의 화재를 통제하는 것도 매우 어렵습니다. ​내화성이 요구되지 않을 경우 샌드위치패널(조립식판넬)은 화재로 인해 갑자기 붕괴되거나 박리될 수 있습니다. 가연성 단열재는 화재 발전에 원인이 될 수 있으며, 일부 경우에는 샌드위치패널 내부에서 눈에 띄지 않게 확산될 수 있습니다.

소방연구소(FRS) 연구에 따르면 샌드위치패널(조립식판넬)과 관련된 화재 위험은 여러 가지 방법으로 감소 될 수 있습니다. 예를 들어 샌드위치패널(조립식판넬) 끝을 발포 폼보다는 미네랄울과 같은 불연성 또는 팽창성 자재로 밀봉하거나 스프링클러 장치를 설치하는 것입니다. FRS는 또한 샌드위치패널에서 단열재가 가연성이 아닐지라도 박리가 일어나는 것을 발견했습니다. 샌드위치패널은 또한 단열재에 점화가 발생하기 전에 300℃ 이하의 온도에서 박리되는 것을 확인했습니다.

 

국제 냉장협회(Association of Cold Storage Contractors)는 온도관리 단열구조물의 설계, 시공, 설치, ​시운전 및 유지보수에 관한 지침서(IASC, 1999)를 발행했습니다. 이 지침서는 다양한 샌드위치패널 단열 재를 사용하여 화재 성능을 고려하고 화재안전법규 및 시험 요건을 검토했습니다. 이 지침서는 위험평가 기술의 사용을 장려하고, 특히 다음과 같은 위험 요인을 고려해야합니다.

① 화재하중

② 점화의 용이성

③ 화재 확산 속도

④ 연기 및 유독가스의 발생

⑤ 기계적 손상에 대한 민감성

⑥ 샌드위치패널(조립식판넬) 조립의 내화성

 

독성 측면은 최근 Babrauskas(1997)가 ISO 9705를 사용하여 서로 다른 발포 플라스틱 단열재가 있는 ​3개의 철강 외장 샌드위치패널을 시험실 벽에서 5cm 떨어진 곳에 설치하여 시험하였습니다. 테스트 룸 벽에서 5cm 떨어진 곳에 패널을 장착 한 바에 의해 조사되었습니다. 이 모든 연소 생성물(샌드위치패널의 후면에서)은 후드에 의해 수집할 수 있습니다. 전체 규모 시험은 샌드위치패널의 유독한 화재 위험을 평가 하는 가장 좋은 방법이라고 결론지었습니다.

참고(ISO 9705): https://www.saiglobal.com/PDFTemp/Previews/OSH/as/as9000/9700/9705.pdf

 

[ISO 9705 시험장치]

미국에서 FMRC가 승인한 단열 샌드위치패널은 두 장의 시트 또는 외장재 사이에 단열재로 구성됩니다. ​단열재는 폴리우레탄(PUR), 폴리이소시아누레이트(PIR), 유리섬유, 미네랄울, 허니컴 크라프트지 또는 알루미늄일 수 있습니다. 외부 표면재는 강철 또는 알루미늄일 수 있습니다. 승인은 일반적으로 대규모 코너 연소시험을 기초로 합니다.

Briggs와 Murrell(1994)은 최종 사용 조건(조인트, 공기 틈)을 평가할 수 있도록 단열 샌드위치패널에 대한 소규모, 중간 규모 및 전체 규모 시험에 대해 설명합니다. 또한 화재위험 분석을 위한 절차를 설명합니다.

Sommerfeld et al(1996)은 경질폴리우레탄폼으로 단열된 외부와 지붕에 대한 전체 규모 시험을 실시하여 기존의 지붕 및 표면이 화재 위험을 야기하지 않는다고 결론을 내렸습니다.

Cooke(1999)는 화재가 발생한 금속 샌드위치패널(조립식판넬)의 안정성을 평가하는 절차를 제시했습니다.

Tags: (주)패널테크, 가연성, 단열재, 미네랄울, 불연성, 샌드위치패널, 외장재, 조립식판넬, 클린룸, 패널총판, 폴리우레탄, 화재성능

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