EPS 샌드위치패널의 화재성능 개선(2)
출처: http://ot4.aimplas.es/ficheros/noticias/branz-improving-the-fire-performance-of-polyst.pdf
2) 방법론
이 프로젝트의 기본적인 토대는 프로세스 이해 관계자를 첨여시켜 성공적인 결과를 달성하기 위한 업계 차원의 접근방식입니다. 연구를 감독하기 위해 프로젝트 초기에 운영위원회를 설립하였습니다. 위원회의 대표는 뉴질랜드 플라스틱, 뉴질랜드 소방서 및 뉴질랜드 건축 연구소협회와 추가로 보험업계가 위원회에 참석하였습니다.
이 프로젝트는 여섯 가지 단계로 구분됩니다.
(1) 1단계: 업계 워크샵
제조업체, 설계사, 최종 제품 사용자, 소방서, 규제 기관, 보험사, 소방 엔지니어 및 계약자 등의 대표와 함께 모든 이해 관계자들이 모이는 워크샵이 개최되었습니다. 워크샵의 목적은 이해 관계자들에게 영향을 미치는 핵심적인 화재 성능 문제를 명확하게 파악하고, 연구 프로그램이 취할 수 있는 일반적인 방향을 확립하는 것이었습니다.
(2) 2단계: 국제 문헌 조사 및 NZBC 요구사항
전체 프로젝트의 두 번째 단계는 국제적으로 존재하는 연구에 대한 상세한 조사를 포함합니다. 그 목적은 뉴질랜드에서 사용될 수 있는 것인지 확립하는 것이고, 제안된 연구가 이미 해외에서 행해진 연구를 반복하지 않기 위해서입니다. NZBC는 EPS 샌드위치패널에 대해 현재 화재안전 요건을 평가하였습니다.
(3) 3단계: 뉴질랜드 전략 개발
운영위원회 권고 상황을 토대로 뉴질랜드 상황에 적용되는 주요 화재 안전 문제를 다루는 일관된 전략이 개발되었습니다. 이 프로젝트 단계에서는 목표를 성공적으로 달성할 수 있는 가능성이 가장 큰 건설 방법을 확인했습니다. 전략 보고서를 작성하여 의견 및 피드백을 얻기 위해 워크샵 참가자 및 일반 이해 관계자에게 배포했습니다.
(4) 4단계: 이해 관계자 서명
(5) 5단계: 실험적 연구
(6) 6단계: 최종 권고 사항
2. 업계 워크샵
문헌 조사에 앞서 EPS 샌드위치패널의 화재 성능과 관련된 주요 쟁점을 파악할 수 있도록 광범위한 산업 분야의 의견을 수렴하였습니다. 워크샵에서 수집된 정보는 나중에 프로젝트의 방향을 설정하는 데 사용되었 습니다.
1) 확인된 문제
다음 목록은 워크숍에서 확인된 주요 쟁점을 요약한 것입니다.
(1) 시험방법
EPS 샌드위치패널에 적합한 현실적인 시험을 수립해야합니다. AS 1530.4에 근거한 10분 FRR 시험은 진지하게 검토되어야합니다.
(2) 설계 방법
① EPS 샌드위치패널을 더 수용하기 위해 산업 표준과 설계 방법/실천 지침으로 진전이 필요함
② 조화된 방법이 필요
③ 영국의 실천 법규 확인
④ 재료에 적용되는 연구 및 시험에 의존
(3) 표면재의 박리
박리는 접착제가 손상되고 단열재와 독립적인 경우 150~200℃에서 발생합니다.
(4) 소방관
① 구조를 제외하고, 소방관이 화염이 있는 건물 안으로 진입을 꺼림(EPS 샌드위치패널)
② 밀집한 연기로 길 찾기가 어려움
③ 박리와 낙하되는 EPS 샌드위치패널 강판 위험
뉴질랜드 소방관은 피난에 만족하며, 1970년대에 기어스의 화재에서 유일하게 사망이 기록되었습니다.
(5) 화재의 원인
① 고온 작업
② 요리와 같은 고온 공정
③ 전기적 결함
④ 건물의 구조물이 고온 작업으로 점화
(6) 스프링클러
① 랙 저장 시설이 있는 높은 건물에서 매우 효과적입니다.
② 저온 건물의 건식시스템의 경우 약간의 시간 지연이 있음
③ 스프링클러는 내용물을 보호하고 사고를 통제합니다.
(7) 보험사
① 화재의 잠재적인 원인과 건물의 사용은 위험을 결정할 때 화재 예방 수준보다 덜 영향력이 있는 요소입니다.
② 모든 EPS 샌드위치패널 건물이 하나의 연결되어 있다는 우려
③ 다양한 요소가 고려되며, 모든 EPS 샌드위치패널 건물이 하나의 연결되어 있으며, 각 사례는 그 장점을 취합니다.
④ 건물 재료의 등급이 위험/비용 결정에 중요한 역할을 합니다.
⑤ 뉴질랜드는 EPS 시스템 등의 개선을 통해 보험시장에 영향을 미치는 유리한 위치에 있음
(8) 화재 행동
① EPS 샌드위치패널 건물은 통풍이 없는 특정 용도 건물에서 ‘높은 단열성’과 ‘낮은 열적 관성’ 제공
② 건물 기밀의 특성은 화재시 급속한 온도 상승과 열 억제가 가능하며, 어느 정도까지는 발포폴리스티렌의 난연성이 억제합니다.
③ 열 및 연기 밀도로 화재 진압이 어려워지고, 일반적으로 건물의 총 손실로 이어집니다.
④ 발포폴리스티렌 자체 내에서 화재 성장의 확실한 증거는 없으며, 이는 EPS가 연소되어 많은 양의 연기가 방출되는 것은 열 억제와 고온입니다.
(9) 환경
① 연기 생성은 주요 오염원이며, EPS 단열재, 라미네이팅 접착제 및 페인트 코팅이 주요 원인이고, EPS 난연제는 미세한 영향을 줍니다.
② 오염된 물은 덜 중요하지만, 그 양은 포함된 오염 물질만큼이나 중요합니다.
워크샵에서 확인된 주제 영역은 다음과 같은 프로젝트의 범위와 관련된 다섯 가지 일반 영역으로 통합되었습니다.
① EPS 샌드위치패널에 대한 현재 NZBC 요구 사항의 적합성
② 화재 성능을 향상시키는 설계/시공 방법
③ 소방 문제
④ EPS 샌드위치패널의 화재 행동
⑤ 환경 문제
3. 문헌 조사
1) 국제 문헌 조사
국제 학술지 검토는 주로 소방학술지 기사, 연구보고서, 업계 협회 및 기타 문헌 검토 자료를 중심으로 이루어졌습니다. 문헌 검토의 목적은 뉴질랜드에서 규정한데로 문제를 해결하고 뉴질랜드 상황에서 해결책을 발전시키기 위한 실험 프로그램을 설계하기 위한 전략을 개발하기 위한 방침을 결정하는 것입니다.
(1) 설계 및 시공, 소방 및 화재 행동 문제
국제저온저장협회(IACSC)는 온도조절 환경을 위한 단열 기밀의 설계, 시방, 시공, 유지 보수 및 화재관리 지침에 대한 다양한 권장 사항을 제시합니다. IACSC 문서는 이 프로젝트와 관련된 많은 영역을 다루고 있습니다.
참고(IACSC): http://www.gcca.org/about-us/partners/iacsc/
화재의 원인을 파악하는데 있어, 화재의 50%는 건물 외부 방화로 발생하고, 나머지 대부분은 전기 결함, 고온 작업, 요리 및 덕트 내 가연성 잔여물로 인해 발생합니다. EPS 샌드위치패널 조인트 내/외부에 불연성 재료를 추가하는 것은 화재 확산 방지에 긍정적인 단계로 여겨집니다. 가연성 단열재를 노출시키는 EPS 샌드위치패널의 손상을 최대한 빨리 복구하는 것이 좋습니다.
일반적으로 EPS 샌드위치패널 건물에는 창문이 없고 통풍이 되지 않습니다. 따라서 주요 화재는 일반적으로 환기가 제어되어 화재 진압이 어려워집니다. 이것은 화재 진압을 위한 소화수의 정상적인 경로를 제한하고 연기를 함유하고 있어 시야가 제한됩니다.
EPS 샌드위치패널이 떨어져 부분적인 붕괴가 발생하면 환기가 증가되고, 휘발성 가스가 연소되어 연료가 제어되는 상태로 되돌아가면 온도가 상승하고, 화재를 진압하기 더 어렵게 만듭니다.
설계의 다양한 기능 개선과 구조 제안은
① 천장 EPS 샌드위치패널 내장의 안전성과 보다 안전한 조인트 설계
② EPS 샌드위치패널에서 화재 확산을 방지하기 위해 패널에 화재 차단막
③ 하부 외장재의 확실한 고정은 주요 방법
④ 환기 및 소화 작업을 돕기 위해 EPS 샌드위치패널을 해체하면 보안 문제가 제기됨
영국 미네랄울협회가 의뢰한 다른 보고서에서 위험 평가 프로세스와 화재 안전 문제에 대한 결과를 고려하였습니다. 보고서는 IACSC 지침 및 기타 출판물에서 다음과 같이 강조합니다.
① 화재 확산을 방지하기 위해 EPS 샌드위치패널에 화재 정지/불연성 화재 차단을 권장할 때, 화재시 만족스럽게 행동한다는 명확한 시험 자료는 없습니다.
② 플라스틱 폼 단열재는 우수한 화재 시험 결과를 얻을 수 있지만 여전히 극단적인 위험이 될 수 있습니다.
③ 가연성 단열재 샌드위치패널의 화재 행동은 외장재, 조인트 및 단열재의 행동에 달려있습니다.
ISO 9705 룸 코너 시험(room coner test)는 샌드위치패널 행동을 평가하는데 도움이 되는 실제적인 화재상황입니다.
[ISO 9705 룸 코너 시험(room coner test)]
④ 강판 사이의 단열재를 기밀하게 밀봉할 수 있다면, 화재시에도 단열재를 밀봉할 수 있다면 열분해로 인해 가연성 물질이 분해되어 화재에 위험이 적습니다. 실제로 화재로 인해 강철 샌드위치패널의 휨이 발생되어 용융된 물질이 화재에 영향을 줄 수 있습니다.
⑤ 건물의 다른 부분 또는 상부 층 화재로 샌드위치패널 안에서 열분해 가스의 수직 이동은 또 다른 위험 요소입니다. 연기 이동 방법에 대한 시험이 제안됩니다. 화재 방지용 씰링은 열분해 가스의 이동을 방지하고 제안된 시험 방법의 대상이 될 수 있습니다.
영국 미네랄울협회 Dr. Gordon Cooke’s는 화재의 심각성에 영향을 미치는 요인에 대해서 설명합니다.
① 표면재로 강판을 사용한 샌드위치패널(조립식판넬)의 단열 효과는 건식 벽체시스템보다 약간 높은 온도를 나타내지만, 플래시오버에 큰 영향을 미치지 않습니다.
② 샌드위치패널(조립식판넬) 표면재의 박리는 단열재가 노출되어 화재 부하, 온도 및 위험에 기여하므로 화재의 심각성에서 보다 중요한 요소로 간주됩니다.
③ 열평형은 전도와 방열에 의한 열 손실이 배기가스(50~60%)로 인한 손실과 비교하여 최소(30% 이하)임을 보여줍니다.
④ ISO 9705 룸 코너 시험(room coner test)는 플래시오버를 설명합니다. 다른 시험방법은 플래시오버에 편견을 가진 것처럼 보이며, 열을 동등하게 포함하지 않는 개방형 수동 장치입니다.
Cooke의 중요한 결론은 가연성 벽과 천장 내장재가 플래시오버로 이어질 수 있다는 것입니다.
따라서 EPS 샌드위치패널(조립식판넬)이 금속면과 분리되면, 조인트가 벌어지는 것과 마찬가지로 심한 플래시오버의 발생할 수 있습니다. 이는 떨어지는 샌드위치패널 표면재와 동시에 발생할 수 있는 위험 요소 입니다.