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준불연 경질우레탄폼 단열재의 벽과 천장 및 지붕에서 화재성능

출처: https://cdn.ymaws.com/www.polyiso.org/resource/resmgr/Tech_Bulletins/tb103_Feb2017.pdf

1. 벽과 천장에서 화재성능

 

 1) 건축에서 건축법의 중요성

 

     건축법은 설계, 건축 관행, 건축 자재의 품질(화재성능 포함), 위치, 점유 및 구조, 건물의 유지관리를 규제를 통해 생명을 보호하고 공공복지를 보호할 수 있는 수단을 제공하기 위한 것입니다. 재료를 규제할 때, 많은 건축법은 미국시험재료학회(ASTM, American Society for Testing and Materials)와 같은 표준 제정 기관이 발행한 품질 표준을 참조합니다. 일부 건축법 및 보험 등급 기관은 FM Global(FM) UL(Underwriters Laboratories Inc.)의 시험 정보에 의존합니다.

 

 2) 폼 플라스틱 단열재와 건축법

     – 폴리 이소 준불연 단열재를 위한 피복 및 벽 적용

 

     ICC 건축법에는 건축에서 폼 플라스틱의 안전 사용에 관련된 특정 섹션이 포함되어 있습니다. 일반적인 벽 적용에는 3가지 요구 사항이 있습니다.

 

   ① ASTM E84에 따른 시험에서 폼 코어의 화염 확산이 75 또는 이하

   ② ASTM E84에 따른 시험에서 폼 코어의 연기 발생이 450 또는 이하

   ③ 건물의 내부 또는 점유된 쪽에 12.7mm 석고보드와 같은 열 장벽 사용

 

     PIMA 협력 제조업체가 생산한 모든 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 이 요구 사항을 충족합니다.

 

 3) 준불연 경질우레탄 폼 단열재를 위한 특수 벽 적용

 

     건축법에는 특수 용도의 발포 단열재에 사용에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 예를 들어, 만일 준불연 경질우레탄 폼 단열재가 공인시험소에서 대규모 화재 시험을 성공적으로 수행한 경우 열 장벽이 필요하지 않을 수 있습니다. 특정 시험 결과, 건축법 승인 및 권장 노출에 대하여 단열재 제조업체에 문의합니다.

 

     유사하게 일부 준불연 경질우레탄폼 단열재는 1시간 및 2시간 석조 및 목조 프레임 벽 구조에 사용하기 위해 테스트되고 공식화되었습니다. 시간/등급 조립을 검증하는 데 사용되는 표준 테스트는 ASTM E119입니다. 시간/등급 구조에 설치하기 전에 준불연 경질우레탄 폼 단열재 제조업체 및 법 기관에 문의합니다.

 

 4) 화재 테스트 정의

 

  (1) ASTM E84(Standard Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Materials)

 

       참고: https://www.youtube.com/watch?v=tO3zZn1g6cs

 

       ASTM E84(건축 재료의 표면 연소 특성에 대한 표준 시험방법)은 재료 표면의 화염 확산을 평가하는 시험방법입니다. 종종 “Tunnel Test”라고하며, E84는 수평 테스트 챔버의 천장에 약 6m , 7.6m 길이 재료의 샘플을 설치합니다. 재료는 터널의 한쪽 끝에서 10분 동안 1.2m 길이의 가스 불꽃에 노출됩니다. 재료의 화염 전면 진행속도는 선택된 표준과 비교되고, 화염확산 등급을 산출하기 위해 계산됩니다. 터널의 화재로 인한 연기는 연기발생 등급을 평가하기 위해 광선을 사용하여 배기 스택에서 측정됩니다. ASTM E84UL 723, NFPA 255 또는 ICBO 8-1과 같은 여러 다른 명칭도 가지고 있습니다.

 

       ASTM E84는 단일 재료에 대한 표준 실험실 화재 테스트이므로, E84에서 파생된 수치 등급은 실제 화재조건에서 테스트 재료가 나타내는 위험을 반영하지 않습니다.

 

   ① ASTM E84: 준불연 경질우레탄 폼 단열재 vs. 발포 폴리스티렌 단열재

 

       열경화성 재료인 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 화재 노출 중에는 그대로 유지되고, 터널 테스트 중에도 그대로 유지되어 건축법에 따라 필요한 등급을 모두 충족합니다.

 

       열가소성 재료인 폴리스티렌은 터널 테스트에서 크게 다르게 작동합니다. 재료는 73에서 연화되고, 82~93에서 녹기 때문에, 폴리스티렌은 화재 앞쪽으로 녹아내리고 종종 터널 바닥으로 떨어져, 거기서 계속 타오를 수 있습니다.

 

       많은 폴리스티렌 단열재가 5의 화염확산지수라고 주장하지만, 압출 폴리스티렌 단열재에 대한 시험소 인증 레이블 1의 시험 결과는 다음과 같습니다.

** 화염확산 및 연기 발생은 원래 테스트 위치에 재료가 남아있는 동안 기록되었습니다. 노 바닥에 용융 잔류물의 발화는 45의 화염확산 분류와 350의 연기발생 등급에 해당하는 화염 이동에서 비롯되었습니다.

 

++ 화염확산 및 연기 발생은 원래 테스트 위치에 재료가 남아있는 동안 기록되었습니다. 노 바닥에 용융 잔류물의 발화는 90의 화염확산 분류와 500의 연기발생 등급에 해당하는 화염 이동에서 비롯되었습니다.

  (2) ASTM E119(Standard Test Method for Fire Tests of Building Construction and Materials)

 

       ASTM E119(Standard Test Method for Fire Tests of Building Construction and Materials)은 전체 조립의 내화성을 결정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 벽 등급은 전체 벽 시스템의 3m×3m 영역(프레임, 이중 벽 단열, 외장, 사이딩 및 석고 벽 보드)을 구성하여 측정됩니다. 벽 영역은 가스로에 수직으로 설치되고, 벽 시스템은 등급이 요구되는 기간, 1, 2, 3 또는 4시간 화염에 노출됩니다.

 

       화재 노출 시간동안 잘못된 지점은 다음과 같습니다. 벽 부분을 통한 화염 침투, 조립의 노출되지 않은 면에서 허용되지 않는 온도 상승, 조립의 구조적인 결함 및 붕괴. 따라서 1시간 내화 등급은 시험된 벽 구조를 포함하는 구조물이 화재가 시작된 후 적어도 1시간 동안 설계 부하를 지지하면서 붕괴되거나 화염 또는 고온을 전달하지 않음을 의미하는 것으로 간주됩니다.

 

       천장 구조는 ASTM E119에 따라 수평으로 테스트할 수도 있습니다. 건축법은 일반적으로 건물에 필요한 내화 시간을 지정합니다. 내화 지속시간에 영향을 미치는 요인에는 건축 유형, 거주지 지정, 건물 위치 및 보험 기준입니다.

 

        ASTM E119UL 263, NFPA 251 또는 UBC 7-1이라고도 합니다.

출처: https://cdn.ymaws.com/www.polyiso.org/resource/resmgr/Tech_Bulletins/tb104_Feb2017.pdf

 

2. 지붕시스템의 화재성능

 

    제품의 지속적인 개발과 수년간의 엄격한 테스트는 준불연 경질우레탄폼 단열재가 지붕 시스템에서 단열에 사용되는 가장 광범위한 법규 승인 범위를 제공함을 의미합니다. 스틸 데크에 직접 적용하여 Class 1 지붕시스템의 FM 승인을 획득할 수 있는 유일한 발포 플라스틱 제품입니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재는 단일 싱글 및 아스팔트 지붕 덮개 아래에서 폼 플라스틱 단열재를 직접 스틸 데크 적용으로 지붕시스템에 사용하기 위해 UL에 의해 분류됩니다.

 

 1) 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 지붕시스템을 위한 최고의 선택

 

  (1) 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 모든 지붕시스템에 사용됩니다.

 

       신축 또는 개보수인 경우, 준불연 경질우레탄폼 단열재는 모든 유형의 지붕시스템에 사용할 수 있는 유일한 발포 플라스틱 단열재입니다.

 

   ① 건축 지붕: 준불연 경질우레탄폼 단열재는 고온 안정성을 가지고 있으며, 뜨거운 아스팔트로 문지를 경우 열가소성 단열재와 같이 녹지 않습니다.

 

   ② 변형된 역청 지붕: 준불연 경질우레탄폼 단열재는 고온 방법 또는 고온 아스팔트로 부착된 변형된 역청시스템에서 사용할 수 있습니다.

 

   ③ 역청 지붕: 준불연 경질우레탄폼 단열재는 고온 방법 또는 고온 아스팔트로 부착된 변형된 역청시스템에서 사용할 수 있습니다.

 

   ④ 싱글 지붕: 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 모든 유형의 싱글 시스템에 사용할 수 있습니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재는 적절하게 도포된 접착제 구성의 영향을 받지 않으며 덮개 보드가 없어도 사용할 수 있습니다.

 

   ⑤ 금속 지붕: 준불연 경질우레탄 폼 단열재는 치수 안정성이 우수하여, 이러한 시스템에서 중요합니다.

 

  (2) 준불연 경질우레탄폼 단열재는 지정하기 쉽습니다.

 

       준불연 경질우레탄폼 단열재는 표면이 경질인 셀룰러 폴리이소시아누레이트 단열보드에 대한 ASTM C1289 표준 사양의 요구 사항을 충족합니다. ASTM C1289와 지붕시스템 단열재를 지정하면 가장 적합한 단열재로 사용할 수 있습니다.

 

 2) 건축에서 건축법의 중요성

 

     건축법은 건물, 설계, 건축 관행, 건축 자재 품질(화재성능 포함), 위치, 점유, 구조 및 건물의 유지관리를 통해 생명을 보호하고 공공복지를 보호하는 수단을 제공합니다. 재료를 규제할 때, 많은 건축법은 미국 테스트 및 재료협회(ASTM)와 같은 표준 설정하는 조직에서 개발한 품질 표준을 참조합니다. 일부 건축법 및 보험기관은 FM Global(FM), Underwrites Laboratories(UL)의 테스트 정보에 의존합니다.

 

 3) 건축법과 폼 플라스틱 단열재

 

     ICC 법규에서 건설에서 발포 플라스틱의 안전 사용과 관련된 특정 단원이 포함되어 있습니다. 일반적으로 이 규정은 ASTM E84에 따라 테스트했을 때, 폼 코어는 화염확산 등급이 75이하, 연기발생 등급이 450 이하인 것을 요구합니다. 또한 모든 폼 플라스틱은 12mm 석고보드와 같은 승인된 열 장벽으로 건물 내부에서 분리해야합니다. 지붕 적용의 경우 연기발생 등급이 적용되지 않습니다. 열 장벽의 제거는 매우 특정한 경우에만 허용됩니다.

 

   ① 스틸 데크에 폼 플라스틱 단열재의 직접 적용

 

       준불연 경질우레탄폼 단열재는 FM UL 모두에서 직접 스틸 데크에 적용을 승인받은 폼 플라스틱 단열재입니다. Class 1 지붕시스템에 대한 FM 승인은 FM 4450을 통과하여 승인되었으며, UL 승인은 UL 1256을 통과하여 획득하였습니다. 이 테스트 모두는 많은 건축법에서 구체적으로 참조됩니다.

 

       예를 들어, IBC에서 FM 4450 또는 UL 1256을 준수하는 지붕 데크 구조에 사용되는 폼 플라스틱 지붕 단열재에는 열 차단 요구 사항이 적용되지 않습니다. 모든 지붕 적용에 대해 연기발생 등급은 적용되지 않습니다. IBCIRC(International Residential Coad) 모두 비슷한 요구 사항이 있습니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재는 20년 전에 UL 1256을 처음 통과했으며, 오늘날 직접 스틸 데크적용을 위해 제품에 대한 시장 수용의 대부분을 충족합니다.

 

   ② FM 4450 칼로리미터 테스트의 중요성과 내부 화재 확산 테스트에 대한 UL 1256 저항

 

       옥상 데크의 밑면에 화재가 확산되는 것은 건물에 창고나 제조시설과 같은 넓은 개방된 내부 공간이 있는 경우에 중요합니다. 이러한 방식으로 화재확산을 평가하기 위해 사용하는 두 가지 화재 테스트는 FM 4450(FM 칼로리미터 테스트라고도 함) UL 1256(내부화재 확산 테스트에 대한 저항이라고도 함)입니다. 두 테스트에서 데크에서 지붕까지 전체 지붕 조립을 평가하지만 테스트 조건과 테스트 통과 기준은 매우 다릅니다.

[FM 4450 UL 1256 테스트 조건 및 통과 기준]

       이 테스트에서 모든 발포 플라스틱이 동일하게 나타나는 것은 아닙니다. 준불연 경질우레탄폼 단열재는 열경화성 재료이며 고온에서 견딜 수 있어 FM 4450 칼로리미터 및 ANSI/UL 1256 테스트에서 모두 성공적인 성능을 발휘합니다. 다른 폼 플라스틱 단열재인 발포폴리스티렌은 열가소성 재료로 표준 30분 화재 노출이 끝나기 오래 전에 73에서 연화되고, 82~93에서 녹습니다. FM 4450 칼로리미터 테스트에서 고온에 도달하기 때문에, 폴리스티렌은 스틸 데크의 이음새를 통해 녹고 테스트 중에 데크 아래쪽에 화재가 퍼지고 화염 입자가 노로 방출됩니다. 따라서 FM 승인 안내서에는 스틸 데크 적용(, 열 장벽을 사용하지 않음)에서 직접 발포폴리스티렌 단열재 사용에 대한 Class 1지붕시스템 승인이 나와 있지 않습니다. FM 보험 건물에는 FM 4450을 통과하는 지붕 조립만 사용할 수 있습니다.