EPS 샌드위치패널의 화재성능 개선(9)
출처: http://ot4.aimplas.es/ficheros/noticias/branz-improving-the-fire-performance-of-polyst.pdf
(2) 외부 사후 검사 및 조인트 샘플 토론
시편이 화재노출 후 외부 손상 정도에 대해 외부 검사를 받았으며, 화염에 노출된 아래의 사진을 보여주 었지만, 실제 조인트의 벌어진 정도는 불분명합니다.
① 조인트 1: 양쪽에 리벳이 없음
화재에 노출된 면에서, 연결 조인트는 샌드위치패널 2400mm 높이에서 버너 위(350mm)로 높이 2150mm 위는 100% 이상 벌어졌습니다. 노출되지 않은 면에서 조인트 전체 높이에서는 전혀 벌어지지 않았습니다. 가장자리 유바는 주변부의 40% 이상, 상단 모서리의 전체 길이 및 각 측면의 30~40% 이상으로 벌어졌습니다.
② 조인트 2: 화재에 노출된 면에 1200mm 중앙에 리벳이 있고, 노출되지 않은 면은 리벳이 없음
화재에 노출된 면에서, 연결 조인트는 중앙에 체결된 리벳이 전단되어 샌드위치패널 2400mm에서 2150mm인 버너 위로 높이(350mm)에서 100% 벌어졌습니다. 화재에 노출되지 않은 면에서, 조인트는 상반부 를 중심으로 전체 높이의 약 50%가 벌어졌습니다.
③ 조인트 3: 화재에 노출된 면에 600mm 간격으로 리벳이 있고, 노출되지 않은 면은 리벳이 없음
화재에 노출된 면에서 연결 조인트가 버너 위에 높이 약 350mm가 50% 이상 벌어졌습니다. 3개의 리벳 중 상위 2개는 전단되었습니다. 노출되지 않은 면에서 조인트는 벌어지지 않았으며, 아래 사진 오른쪽과 같이 열 분해된 단열재로부터 가스 누출 및 점화가 있었습니다. 가장자리 캡은 주변부의 40% 이상, 상단 모서리의 전체 길이 및 각 측면의 30~40% 이상이 벌어졌습니다.
[연결 조인트 시편, 화재 노출면, 왼쪽에서 오른쪽으로 시편 1~3]
[연결 조인트 시편, 화재 비노출 면, 왼쪽에서 오른쪽으로 시편 1~3]
④ 조인트 4: 200mm 중앙에 리벳으로 고정된 각 측면의 알루미늄 앵글과 45° 코너 버너 위 화재 노출면의 알루미늄 앵글 전체 길이(2150mm)가 녹았으며, 조인트가 광범위하게 벌어졌습니다. 비 노출면에 알루미늄 앵글은 분리되었으며, 버너 높이 이상에서는 리벳이 녹거나 용융되었습니다. 가장자리 캡은 위쪽에서 벌어졌으며 한쪽 아래는 50% 아래로 벌어졌으며, 다른 면은 손상되지 않았습니다.
알루미늄 앵글과 칼라강판 표면재의 불균등한 열팽창은 단점이고, 알루미늄 앵글의 열팽창이 커지면 알루미늄 조임 또는 전단이 리벳을 튕겨 조인트를 일찍 벌어지게 하고 결국 녹습니다.
⑤ 조인트 5: 200mm 중심에 리벳으로 고정된 각 측면의 스틸 앵글과 45° 코너화재에 노출된 면에서, 스틸 앵글을 고정하는 리벳은 1100mm 높이 이상에서 전단되거나 녹았습니다. 비 노출면에서는 리벳이 전단 및 용융으로 스틸 앵글은 분리되었습니다. 가장자리 캡은 상단 가장자리에서만 벌어졌으며 각 면은 손상되지 않았습니다.
스틸 앵글과 스틸 표면재는 동일하게 팽창하여 알루미늄 리벳의 변형이 매우 적었고, 알루미늄 리벳이 녹을 때까지 표면재 관여가 현저하게 줄어듭니다.
[코너 조인트 시편, 화재 노출면, 왼쪽에서 오른쪽으로 시편 4~5]
[코너 조인트 시편, 화재 비 노출면, 왼쪽에서 오른쪽으로 시편 4~5]
(3) 내부 사후 검사와 조인트 샘플 토론
빈 공간의 내부 검사는 20분 노출 후 아래 그림에 표시된 백분율 표시되는 것보다 적은 EPS 단열재 잔재를 보였습니다. 이것에 대한 몇 가지 이유는 샌드위치패널 안에 존재한 화재가 샌드위치패널 내에서 계속 연소되고 버너가 꺼진 후 ISO room에 남아 있던 상승된 온도가 원인으로 추정됩니다. 5가지 시험 모두에서, 사후 검사 결과 하단 가장자리 앵글에 응고된 EPS가 나타났으며, 깊이는 기록된 전체 열방출율에 대한 샌드위치패널 단열재의 기여에 따라 비례하여 변했습니다. 아래 표는 각 시편 샌드위치패널 바닥 앵글에 응고된 EPS 단열재의 깊이를 나타냅니다.
[EPS 단열재 온도가 150℃ 이상이며 용융될 것으로 추정]
[시편에 남아있는 용해된 EPS 단열재]
아래 사진은 사후 검사에 남아있는 EPS 단열재를 보여줍니다. 시편2 조인트에서는 EPS 단열재가 모두 녹았으며, 그리고 샌드위치패널 내부와 외부에 화염에 관여하지 않은 것은 응고되어 남았습니다. 시편 3에서 조인트에 추가한 리벳이 표면재에 더 많은 보호를 제공하는 경우 단열재의 작은 부분이 버너 높이 아래에서 일부 유지되었습니다. 5가지 조인트 시험을 고려할 때, 더 좁은 리벳 간격과 더 튼튼한 조인트 방법 사이의 상관관계가 일반적으로 존재하며, 남은 단열재의 양과 연소 샌드위치패널에서 발생하는 추가적인 열의 크기에 의해 표시되는 샌드위치패널 단열재의 관여는 감소됩니다.
[시편2, 완전 소모/녹은 단열재 조인트]
[시편3, 조인트 하부에 일부 남아있는 EPS 단열재]