외장재의 화재성능(15)
출처: http://www.abcb.gov.au/Resources/Publications/Research/FCRC-Fire-Performance-of-Exterior-Claddings
(5) 스웨덴– Lund University
Lund University에서 3층 건물을 사용하여 시험을 진행하였습니다. 모의시험은 합성 가구로 구획 화재가 발생했습니다. 이것은 정면에서 약 140kW/m², 2층 창에서 약 75kW/m²의 열 노출을 일으키며 110MJ/m² (전체 내부 표면적의) 화재 하중 밀도와 동일하며, 이는 60리터의 헵탄을 함유하는 기름통(폭 0.5m×길이 2.0m×깊이 1m)를 사용하여 생성됩니다. 시험 설비는 기포콘크리트로 구축되며 시험할 시스템은 실제와 같이 전면에 설치됩니다.
이 방법은 폭 4.18m, 높이 6m인 표면 시편으로, 시편의 하단 가장자리에 개구부가 있습니다.
시편은 경량기포콘크리트 구조물에 설치됩니다. 시편은 창 위 개구부를 나타내기 위해 정면 표면에 2개의 50mm 깊이로 움푹 들어간 곳을 포함합니다. 열 흐름 측정기는 2번째 위 창 중앙에 포함되어 있습니다. 열전대는 시편의 상단과 불연성 처마 아래 부분에 있습니다. 검사된 외부 단열 벽 조립품은 아래에 설명 되어있습니다.
[Lund University에서 외부 단열 벽 조립품 시험]
실물화재시험의 성능은 3가지 기준에 따라 평가됩니다.
① 외부 추가 단열시스템의 주요부가 붕괴되지 않습니다.
② 화염의 표면 확산(a)과 단열재 안에서 화염확산(b)은 3층 창문의 바닥 부분으로 제한되어야합니다.
③ 처마를 발화시킬 수 있는 외부 화염은 허용되지 않습니다.
아래 표에서와 같이 1.2, 2.1, 2.2, 2.3 및 3.6만이 모든 시험 기준을 통과하였으며, 폴리스티렌을 포함하 는 시스템은 시험 기준을 통과하지 못했습니다.
[Lund University 시험 결과]
(6) 수정된 스웨덴 표면시험
SP 105 시험방법은 1m 폭의 재진입 코너를 추가하여 약간 변형되었으며, 똑바른 정면 구획의 가장자리에 설치– 표면은 개구부 가장자리로부터 0.59m에 위치합니다. 표면시험 장비는 열 방출율과 연기 생성과 같은 다른 특성을 정량화할 수 있는 대규모 제품 열량계 아래에 위치합니다. 3가지 다른 EIFS(드라이비트시스템) 시편과 비교 시편을 시험했습니다. 3개의 시편 각각은 단열재의 유형을 제외하고는 동일합니다.
단열재는 미네랄 타입 석고를 사용하여 콘크리트 기판에 고정되었습니다.
보강망은 3kg/m²의 적용 밀도로 단열재 위의 표면에 메쉬로 사용됩니다. 동일한 석고가 단열재를 기판에 접착시키는데 사용됩니다. 표면 석고 마감은 총 두께 8mm로 3~3.5kg/m²의 밀도로 표면에 도포하였습니다. 단열재의 두께는 80mm입니다.
사용된 단열재의 3가지 유형은 Rock Wool, 발포폴리스티렌 및 경질우레탄폼단열재(PUR)입니다.
실물화재시험의 성능은 3가지 기준에 따라 평가되었습니다.
① 화염확산과 화재로 인한 피해가 2층 창문 아래쪽에 닿지 않을 수 있습니다.
② 표면의 큰 부분은 시험 중에 떨어지지 않을 수 있습니다.
③ 처마의 온도는 120초 이상 동안 500℃를 초과하거나 600초 동안 450℃를 초과할 수 없습니다. 열 흐름 측정치는 80kW/m²를 초과할 수 없습니다.
벽 조립체의 성능은 아래와 같습니다.
|
최대 창 열유속 (kW/m²) |
최대 처마 온도(℃) |
최대 피해 |
F0- 빈 공간 |
43 |
260 |
없음 |
F1- Rock Wool |
42 |
292 |
없음 |
F2- EPS |
26 |
382 |
3층 창 위 |
F3- PUR |
60 |
299 |
3층 창 아래 |
모든 조립체는 열 유속 및 처마 온도에 대한 기준을 충족하였지만, 시편 F2 및 F3는 최대 피해 기준을 충족시키지 못했습니다. 동일한 외장재도 CAN/ULC-S315에서 시험한 결과가 아래에 나와 있습니다.
|
F1- Rock Wool |
F2- EPS |
F3- PUR |
최대 열방출율(kW/m²) |
13 |
154 |
71 |
총 열방출(MJ/m²) |
4.0 |
27.9 |
25.0 |
점화시간(초) |
– |
248 |
176 |
(7) NFPA 285-SWRI 고층 장비
NFPA 285는 중규모, 고층 시험장비를 사용하여 가연성 구성 요소가 포함된 외부 비내력벽 조립의 연소 특성 평가를 위한 표준 시험방법입니다.
성능은 다음에 의해 평가됩니다.
① 시험 조립체 외부 면에 화염이 수직으로 확산되는 것을 방지하는 기능
② 시험 조립체가 한 층에서 다음 층까지 패널의 가연성 심재/구성 요소 내에서 수직 방향으로 화염이 확산 되는 것을 방지하는 기능
③ 시험 조립체가 한 층에서 다른 층으로 패널의 내부 면을 가로지르는 화염의 수직 확산에 저항할 수 있는 기능
④ 화재 발생 구획 인접한 공간에서 측면으로 화염 확산을 저항할 수 있는 시험 조립체의 기능
이 시험은 전체 높이가 4.6m, 폭 4.1m인 2층 시험 구조로 구성됩니다. 각 방의 크기는 3.05m×3.05m이 고 바닥에서 천장까지의 높이는 2.13m입니다. 바닥에서 높이가 760mm이고 폭이 1981mm이며 낮은 층 760mm인 높이에 모의 창이 있습니다. 시험 조립체는 높이가 5.33m, 폭 4.06m가 요구됩니다.
시험 조립체의 성능은 온도 데이터와 시각적 관측을 기준으로 판단됩니다. 이 방법의 전신은 South West Research Institute의 고층 설비입니다. Beitel과 Evans는 이 설비를 사용하는 고층 화재평가 프로그램을 보고하고 여러 외벽시스템에 대한 결과를 제시하였습니다.
외벽시스템에 대한 6가지 실물화재시험은 아래에 설명된 것과 같습니다. 전반적인 목적은 발포 플라스틱으로 단열된 비내력벽 시스템의 성능 특성을 평가하는 것입니다.
시험으로 결론은 다음과 같습니다.
① 목재 더미 화원은 30분 동안 ASTM E 119의 시간 온도 조건과 비슷한 화재강도를 적절하게 나타냅니다.
② 모든 시험에서 30분 시험 동안 2층에 화염 침투가 없었습니다.
③ 모든 시험에서 약 3.6m 높이까지 단열재가 완전히 파괴되었습니다.
④ 모든 시험에서 창 개구부와 벽의 2층 위 라인의 단열재에 열 손상이 있었습니다.
⑤ 모든 시험에서 패널의 외부 면에는 중요한 화염 전파가 없었습니다.
(8) 독일 카를스루 대학– EIFS(드라이비트시스템) 시험
1987년 내부 및 외부 코너가 있는 2층 건물에서 실물화재시험이 2회 실시되었습니다. 2회의 EIFS(드라이비트시스템)의 시험은 폼 및 광물질의 토대로 화재 반응의 차이를 평가하였습니다. 정면에는 2개의 창 개구부가 있습니다. 방(5.1m×4.1m)은 하부 개구부 뒤에 있으며, 창의 앞에 위치한 12개의 소나무 더미 형태로 총 627.3kg의 목재(30kg/m²)를 포함하고 있습니다. 위의 창문에는 3중 유리가 달린 온전한 목재 프레임 창과 안쪽으로 화염이 확산되는 지표로 내부에 커튼이 있습니다.
발포폴리스티렌단열재 시스템은 80mm 두께의 15kg/m³ 밀도 발포폴리스티렌을 접착 몰탈과 m²당 8개의 플라스틱 화스너로 벽에 고정하였습니다. 보강 코트는 유리섬유 메쉬로 두께 4mm입니다. 마감은 2mm 두께의 합성수지입니다. 광물단열재 시스템은 발포폴리스티렌 대신 락울(rockwool) 80mm 두께와 밀도 150kg/m³를 사용하는 것을 제외하고 동일했습니다.
유리섬유 보강 메쉬는 창문을 위해 개구부에서 뒷면의 단열재 주위로 돌아가지 않았으나, 목재 창 트림으로 숨겨진 외부 가장자리에서 마무리되었습니다. Christensen의 시험 관측 결과는 아래와 같습니다.
[시험 관찰– EIFS(드라이비트) 시스템]