EPS 샌드위치패널의 화재성능 개선(10)
출처: http://ot4.aimplas.es/ficheros/noticias/branz-improving-the-fire-performance-of-polyst.pdf
5. 결론
EPS 샌드위치패널의 화재 성능 개선 측면에서, 연결되는 샌드위치패널의 일부 이점이 확인되어 화재에 단열재 EPS가 관여하는 것을 지연시킬 수 있습니다.
1) 콘칼로리미터시험
콘칼로리미터시험은 임계 열유속과 총 열방출을 비교했으며, 비난연(NFR) EPS와 비교하여 난연(FR)처리된 EPS의 우수한 성능을 확인했습니다. 강판 표면재의 부착은 화재 성능을 향상시켰으며, 강판 표면재 아래에 섬유 시멘트보드를 추가하면 성능을 현저하게 향상시키는 것으로 나타났습니다.
2) 빈 공간 화재확산
(1) 수직 샌드위치패널
수직 샌드위치패널의 경우 샌드위치패널 빈 공간 자체 안에서 눈에 띄는 화재 확산 또는 상당히 지속되는 연소는 나타나지 않았습니다. 화재로 소모된 EPS 단열재의 면적은 열 영향 지역으로 제한됩니다. 난연제의 필요성이 입증되었습니다. 크게 벌어진 조인트는 발생하지 않았으며, 기화된 EPS 가스 및 외부 공기의 순환 및 치환이 최소화 되었으며, 이는 난연제가 그 기능을 수행했음을 의미합니다.
(2) 수평 샌드위치패널
조명 장치와 같은 샌드위치패널을 관통하는 수평 샌드위치패널의 경우, 용융된 EPS가 화재원에 유출될 가능성이 있으며 화재 확산과 성장에 기여합니다. 샌드위치패널 조인트에 틈이 생기면 용융된 EPS 단열 재를 화재원 또는 근처에 떨어져 화재 확산을 허용할 수 있습니다.
3) 조인트
3개의 맞물림 조인트와 2개의 45° 연귀 모서리 조인트의 EPS 샌드위치패널에 대한 ISO room 열량측정법 시험은 열 방출량이 시작되어 증가되는 시간의 지연, 열 방출 크기에서 감소를 근거로 화재 성능이 개선되 었음을 보여줍니다. 600mm로 맞물림 조인트의 리벳 간격을 줄이면 눈에 띄게 개선은 느려졌지만, 그러나 2400mm와 1200mm 간격의 차이는 별 차이가 없었습니다.
2개의 45° 코너 조인트의 성능은 알루미늄 앵글과 비교하여 스틸 앵글을 부착한 조인트가 우수한 성능을 보였으며, 이로 인해 EPS가 용융되고 조인트 양쪽이 벌어져 EPS 단열재가 초기에 화재에 관여했습니다. 스틸 앵글과 리벳은 20분 동안 남아있었으며, EPS 단열재의 관여는 가연성 가스가 변형된 조인트로부터 빠져나갔습니다. 화재 조건에서 조인트가 벌어짐에 대한 저항성이 더 크면 성능이 더욱 향상될 수 있습니다.
[샌드위치패널 조인트 기밀성]
4) 잠재적 개선
표면재가 벌어지지 않고 그대로 남아있으면 난연성 효과를 유지하면서 샌드위치패널 내에서 공기와 할로겐 가스의 교환을 상당히 제한하는 것으로 난연(NR) EPS 값이 입증되었습니다. 샌드위치패널이 더 많이 벌어 지는 경우, 일부 빈 공간에서 연소/소화 및 재점화가 발생하는 것으로 관찰되었습니다.
화재 노출과 관련된 가장 중요한 문제는 원래 견고하고 튼튼한 샌드위치패널이 매우 유연하고 불안정한 스틸 표면재가 된다는 것입니다. 표면재를 서로 결합하고 구조물에 부착하는 만족스러운 방법을 제공하면 단열재는 화재에 관여가 느리고 연료의 원천으로 단열재의 가능성을 방해함으로써 화재 진전을 감소시킬 것입니다. 빈 공간에서 확산은 화재 확산을 위한 방법이 아니며, 지연성 할로겐 가스의 배출을 허용하는 조인트의 벌어짐과 같은 다른 요소가 일부 단열재 연소를 허용한다는 것이 입증되었습니다.
[EPS 샌드위치패널 방화시험(조인트 체결/미체결-일반 패널)]
EPS 샌드위치패널의 화재 성능 향상은 EPS 단열재가 지원하지 않는 경우 스틸 샌드위치패널의 안전과 직접 관련이 있습니다. 약점은 주로 맞물림과 코너 조인트에 있으며, 리벳으로 고정되어 있어도 벌어지기 쉽습니다. 또한 잠재적으로 화재 확산 이전에 150℃를 초과하여 샌드위치패널을 예열하면 EPS 단열재가 용융되고, 화재에 직접적으로 노출되기 전에 샌드위치패널을 약화시킵니다.
실현될 수 있는 가장 중요한 개선점은 조인트의 벌어짐을 최소화하는 방법으로 샌드위치패널을 함께 고정 하는 것입니다. 단열재에서 기화된 EPS가 빠져나가는 것이 제거가 불가능한 경우, 이것은 샌드위치패널 외부에서 약간의 연기와 제한된 연소가스가 발생합니다. 샌드위치패널 사이의 틈을 최소화로 유지할 수 있다면, 난연성 할로겐 가스는 샌드위치패널 내의 화재 확산을 최소화할 수 있습니다.
이 문제에 대한 가장 실질적인 해결책은 EPS 단열재가 건물 전체에 화재가 진행됨에 따라 점진적으로 용융되는 EPS 샌드위치패널과 EPS가 건물 표면재에서 불가피하게 노출되는 경우를 제외하고는 개입하지 않으며, 사용 가능한 화재 부하에도 실제로 기여하지 않습니다. 이러한 상황에서 화재 진행 속도는 최소로 느려지고 샌드위치패널이 떨어지는 일 없이 과거와 현재의 경험에서 명백한 위험 때문에 현재 채택된 ‘불 태워라’하는 철학적 정신보다는 긍정적으로 소방 활동이 가능할 것입니다.
이 프로젝트에서 수행된 실험은 계획에서 확인된 특정 성능 특성보다 잘 이해하기 위한 소규모 시험에 중점을 두었습니다. 실물크기 시험이나 실제 건물 화재에서 전반적인 성능이 다를 수 있음을 인정합니다. 실물크기 시험은 전체 시스템을 평가하는 데 더 적합하지만, 관찰된 실패는 하나 이상의 원인에 기인한 것일 수 있습니다. 따라서 실물크기 시험을 수행하는 것이 건설을 구성하는 다양한 하위 시스템의 성능이 떨어지지 않을 것이라는 충분한 정도의 확신이 있으면 전체 건축 방법의 성능이 향상되었음을 입증해야합니다. 그렇지 않으면 건설에 약간의 실패가 있을 경우, 실제적인 원인에 관해서는 의심의 여지가 있을 수 있습니다.
6) 소방 문제
프로젝트 초기에 제기된 소방 문제는 다음과 같습니다.
① 천장에서 떨어지는 샌드위치패널로 인해 소방 활동에 위험이 있습니다.
② 짙은 연기로 인해 길 찾기가 방해됩니다.
③ 빈 공간 내에서 화재 확산은 화재가 눈에 보이지 않고 새로운 위치에서 나타날 수 있음을 의미합니다.
이 프로젝트의 결과는 현재 뉴질랜드에서 사용되고 있는 건설 방법을 사용하여 천장 샌드위치패널이 떨어지는 위험의 최소화를 의미합니다. 화염 건물 내부를 찾는 방법은 샌드위치패널 사이 조인트의 완전성과 관련된 문제입니다. 조인트 성능의 향상은 열분해 제품의 배출량 및 연기 수준과 직접적인 관련이 있습니다.
빈 공간에서 화재 확산, 열 영향에서 벗어난 영역은 실험 단계에서 관찰되지 않았습니다. 천장 시스템의 경우 화재는 수직 샌드위치패널 시험보다 더 확산됩니다. 그러나 이것은 천장 연기 기둥으로 인한 더 넓은 면적 노출과 용융된 EPS가 개구부에서 화재원으로 흐르기 때문입니다. 일부 EPS는 샌드위치패널 밑면의 조인트 부분에서 빠져 나갔지만, 그러나 리벳을 추가하는 것과 같은 개선으로 조인트에서 감소시킬 것입니다.
결론적으로 산업 워크숍과 문헌 조사에서 확인된 문제는 샌드위치패널의 부착과 고정의 안전함과 관련됩니다. 뉴질랜드에서 제조된 샌드위치패널 및 시스템의 경우, 성능의 일부는 기대치를 초과했지만 조인트 세부 사항에 대한 개선의 여지가 일부 있습니다.