외장재의 화재성능(19)
출처: http://www.abcb.gov.au/Resources/Publications/Research/FCRC-Fire-Performance-of-Exterior-Claddings
11. 결론
1) 역사적인 화재 기록
가연성 외장을 포함하는 광범위한 외부 수직 화재 확산에 대한 문서화된 자료는 비교적 적으며, 그러한 확산이 생명의 안전을 심각하게 손상시키는 경우는 훨씬 적습니다. 그 이유 중 하나는 전 세계 여러 건축법에서 요구되는 외관에 불연재료의 사용 때문일 수 있으며, 따라서 적은 수의 문서화된 사례가 가연성 외장의 중요하지 않은 위험성을 갖는 것을 의미하지 않습니다. 더욱이 가연성 외장이 관련되지 않은 외부 수직 화재가 확산되는 매우 심각한 사례가 많으며, 창문 배열과 가연성 내장 및 창문 가까이에 있는 재료가 외부 외관을 뛰어 넘어 크게 기여한 경우가 많습니다.
외부 화재는 일반적으로 건물 거주자를 직접적으로 위협하지는 않지만, 화재는 개구부를 통해 화재가 상부 로 확산되면 2차 화재가 발생하여 거주자를 위협할 수 있습니다.
이 프로젝트를 위해 출판된 문헌을 검색하면 완전하게 설치된 스프링클러로 보호된 건물에서 외부 수직 화재 확산에 대한 기록을 찾을 수 없었습니다.
2) 가연성 외관(EIFS 포함)
화재가 상부 층으로 확산되지 않고 외부에서 소화가 비효율적이거나 불가능한 높이에 도달하지 못하도록 외장이나 외관에 과도한 상향 전파가 발생하는 것을 허용해서는 안됩니다. 전통적으로 이것은 외장 및 외부 벽 구조에서 불연성 재료의 사용을 요구함으로써 가능합니다. 그러나 이것은 중요한 장점(에너지 보존)을 가질 수 있는 다른 재료 및 복합 재료의 사용을 배제합니다. 따라서 적절한 대체 시험방법 및 평가 절차가 필요합니다.
실물시험은 최종 사용 설치를 대표하는 방식으로 가연성 외장시스템의 성능을 평가할 수 있습니다. 실험실 시험과 같은 콘칼로리미터는 외장 재료의 화염 확산과 점화 가능성을 조사하는데 유용하지만 조인트 및 고정 방법의 성능을 평가할 수는 없습니다. 그러나 외부 벽 외장시스템의 모든 재료/구성 요소가 별도로 평가되거나 대규모 시험 정보를 보완하는 스크린장치로 시험실 시험(기존의 가연성 시험과 동일한 방식으로)을 사용할 수 있습니다.
대안은 ISO 13785 Part 2(ISO에서 아직 개발 중임)의 주요 예비 시험으로 성과를 평가하기 위해 실물화재 시험을 사용하는 것입니다. 보다 간단하고 비용이 절감되는 축소 규모 방법에 대한 또 다른 선택으로, 건물 규제 관점에서 더 매력적일 수 있는 캐나다 국립연구위원회에서 개발한 수직채널시험은 보다 큰 실물화재 시험방법과 좋은 상관관계를 제공하는 것으로 나타났습니다.
이 두 가지 방법은 모두 더 세밀한 고려가 필요합니다.
결론은 다음과 같습니다.
① 외장에 대한 실물화재시험 ISO 13785 Part 2(초안)는 외장재에 대한 적절한 최종 사용 평가시험입니다.
성능 기준은 표준의 일부로 확인되어야하며, 그렇지 않으면 캐나다 실물시험에서 사용된 기준이 사용될 수 있습니다.(화염은 시편의 바닥에서 5m 이상 확산되지 않으며, 상단 창 개구부로부터 3.5m 높이의 열 유속 밀도는 35kW/m²을 초과하지 않아야 합니다.)
② 규제 용도로는 덜 비싸고 덜 복잡한 수직채널시험방법을 사용해야합니다.(실물시험과 만족스러운 상관관계가 존재한다는 것을 근거로) 이를 위해서는 ASTM 작업 그룹 초안 시험방법을 호주 표준 또는 호주 건축법규가 참조할 수 있는 기타 문서로 개발해야합니다. ASTM 작업 그룹이 제안한 것과 동일한 성능 기준을 채택해야합니다.(최대 화염 확산 거리 5m, 시편 바닥에서 3.5m 거리에서 최대 열 유속 35kW/m²)
③ 이전에 ISO 13785 또는 수직채널시험에 대해 시험한 벽 조립의 구성에 대한 조인트 및 고장 장치가 아닌 사소한 변화를 평가하기 위해 콘칼로리미터 결과를 평가에 사용하도록 허용해야합니다. 최고 HRR과 15분 동안 총 열 방출이 실물시스템에서 시험한 것보다 크지 않다면 변이는 허용될 것으로 예상됩니다.
④ 새로운 시험 방법을 채택할 경우, 동시 사용은 6개월에서 12개월이 권장되며, 새로운 요구 사항이나 기존 요구 사항에 기초한 승인이 받아들여질 수 있습니다.
⑤ 내구성 측면은 본 자료에서 다루지 않았습니다. 시편의 가속된 풍화가 적절한지 여부를 확인하기 위해서는 추가 작업이 필요할 수 있으며, 그렇다면 어떤 풍화 방식을 사용해야 하는지 확인해야합니다.
3) 단열 샌드위치패널(조립식판넬)
단열 샌드위치패널(조립식판넬)과 관련된 주요 화재 위험은 제대로 설계되지 않은 샌드위치패널(특히 천장)이 건물 안에서 소방관을 함정에 빠트리고 적절한 경고 없이 붕괴되어 소방관과 관련이 있는 것처럼 보입니다. 열가소성 단열재(발포폴리스티렌) 샌드위치패널은 더 까다로울 수 있습니다. 건물 거주자가 샌드위치패널(조립식판넬)이 불타면서 직접 위험에 처하게 되는 상황이 있을 수 있지만, 샌드위치패널에 처음 점화가 발생한 재료라면 개발은 상당히 느리고 억제되며, 샌드위치패널(조립식판넬)은 이미 크고 위험한 화재에만 기여할 것이라는 증거가 있습니다. 이러한 샌드위치패널과 관련된 화재의 위험은 불연성 또는 발포성 실링(발포 폼보다는 미네랄울과 같은 불연성 자재 사용 그리고 스프링클러의 설치)으로 샌드위치패널의 끝을 밀봉함으로써 줄일 수 있습니다.
규제 목적을 위한 자립형 샌드위치패널(조립식판넬)을 위한 가장 적합한 시험 방법은 ISO TC92 SC1 WG7에 의해 개발된 ISO 13784 Part 1 중규모 시험인 것으로 보입니다. 샌드위치패널은 4개의 벽과 천장 그리고 벽 하나에 개구부가 있는 방(3.6m×2.4m×2.4m 높이)으로 세워져 있습니다. 화재 발생원은 가스 버너(100/300kW)를 사용합니다.
최근 ISO에서 활동은 관련 샌드위치패널(조립식판넬) 조립체로 실내를 구성하여 실물시험의 개발을 목표로 하지만, 기존 BCA 요구 사항이 완전히 만족스럽지 않은지는 명확하지 않습니다. ISO가 검토하는 유형 의 실물시험은 기존 요구 사항보다 상당히 비싸지만, 호주 규제 당국은 현재 요구 사항보다 현실적인 최종 사용 시험의 이점이 충분히 높다는 것을 만족해야합니다. 실제 화재에서 샌드위치패널(조립식판넬)의 불만족스러운 성능은 조인트의 세부 사항이 부적절하고 재료가 부적절하게 사용된 경우가 많습니다. 적절한 설계에 대한 제조업체 및 설계자에 대한 교육 및 안내는 단기간에 충분할 수 있습니다.
4) 커튼월 구조
커튼월 구조는 커튼월과 바닥 슬래브 가장자리 사이에 나타나는 공간을 통해 화재가 확산되는 특수한 문제가 있습니다. 공간은 벽 샌드위치패널(조립식판넬)이 휠 때 만들어지거나 화재가 멈출 때 발생합니다. 최근 손실방지협의회(UK)는 커튼월 공사를 통해 화재확산 가능성을 조사했습니다. 그들은 유리창과 스팬드럴 패널이 13분 만에 고장났으며, 24분 후 알루미늄 외장 프레임이 파손되고 28분 후에 알루미늄 고정 브래킷이 고장나는 것을 발견했습니다.
구획 스프링클러는 이러한 효과를 완화하는 매우 효과적인 수단입니다. 내부 및 외부 공조냉동설비시스템은 울타리 내부에서 발생하는 화재의 발생을 상당히 지연시키지만(예방하지는 않음), 화재를 저항하는 외관은 고온에서도 견딜 수 있고, 벗어나거나 후속 확산을 방지할 수 있는 것으로 나타났습니다.
스프링클러시스템이나 내화성 유리의 사용은 커튼월을 통한 수직 화재확산을 예방하는 가장 좋은 방법이지만, 손실방지위원회의 시험에 따르면 외부 및 내부 벽체 습식시스템의 사용이 수직 화재확산의 속도를 현저히 지연시키는 역할을 한다고 결론지었습니다. 현재 커튼월 공사에 대한 새로운 규제 시험 제도는 제안되지 않았습니다.
4) 에이프런 및 스팬드럴 패널
국제 연구회는 수직 화재확산을 효과적으로 제어하기 위해서는 스팬드럴 벽이 비현실적인 높이가 되어야 한다고 주장합니다.(화염이 벽의 위를 접근할 수 있게 하는 창 구조를 가정할 때) 수평 돌출은 스팬드럴 벽보다 몇 배 더 효과적이라는 것이 입증되었습니다. 캐나다 연구 결과를 적용하면, 1100mm 너비의 에이프런은 900mm 스팬드럴이 있는 노출의 약 10%까지 개구부 위로 1m 벽에 대한 노출을 감소시킬 수 있습니다.
그러므로 BCA에서의 1100mm 너비 에이프런 요구 사항은 적절한 통제이며, 900mm 스팬드럴의 선택은 결코 동등하지 않으며 크게 효과적이지 않습니다.
개구부의 수직 분리를 요구하는 A형 구조에서 수평 돌출 또는 스프링클러 보호를 위해 900mm 높이 스팬 드럴에 대한 요구 사항을 없애는 것을 고려해야합니다.
5) 건축법
BCA는 일반적으로 연소성시험(AS 1530.1) 및 초기 화재위험(AS 1530.3)을 사용하여 외부 벽 및 외장에 사용되는 자재를 통제합니다. 기존의 통제는 경우에 따라 충분히 구체적이지 않으며, 예를 들어, “그렇지 않으면 건물 외장을 통한 화재 확산의 과도한 위험을 구성하지 않습니다.”라는 표현은 만족스러운 것으로 간주되어 해결책에서 벗어난 것으로 생각합니다. 기존의 AS 1530.3 요구 사항은 최종 사용 설치시 실물 외장시스템의 성능을 적절히 평가할 수 없을 수도 있습니다.
가연성 외장시스템에서 수직 화재확산을 위한 실물화재시험을 가지고 있는 건축법은 다음과 같습니다.
① UBC(1997)
② 캐나다 건축법(NRCC, 1995)
③ 스웨덴
가연성 외장재의 사용 및 화염의 표면 확산에 대한 기여와 관련하여 BCA의 요구 사항을 충족시키는 것으로 간주되는 요건은 개정으로 이익을 얻습니다. 규정 관리 선택이 제시되어 있습니다.
또한 외장재로부터 연기 및 유독 가스의 발생을 다루는 별도의 요구 사항은 보증되지 않으며, 이는 첫째로 건물의 외부면에서 일어나는 연소로 인해 거주자에 대한 위험이 적기 때문이고, 두 번째로 연기 생성은 관련된 물질의 연소율과 연관이 있으며 재료 또는 외장재 화염 확산 정도를 제한하면 간접적으로 발생하는 연기와 가스의 양을 줄일 수 있습니다.
12. 권장사항
① 화재 사고 데이터를 수집을 수정하여 외부 수직 화재확산을 식별할 수 있습니다.
② 소형 수직채널시험방법은 최종 사용 조건에서 외장시스템의 표면 화염 확산 기여도를 평가하는 수단으로 개발하고, 이에 따라 호주 건축법이 개정됩니다.
③ 호주 건축법은 스팬드럴 벽이 효과적이지 못하다는 것을 인정하도록 개정되었습니다.
④ 샌드위치패널 또는 커튼월 구조에 대한 새로운 규정 시험 요구 사항은 제안되어 있지 않습니다.
