1. 서론
샌드위치판넬은 단일 층 소매점, 산업 및 저장 창고 건물의 외부 외피 및 내부 칸막이에 광범위하게 사용되고 있습니다. 또한 일부 병원, 집합소 및 학교 건물에서 사용되고 있습니다. 이러한 샌드위치판넬은 설치가 빠르고 에너지 효율적이며, 심미적으로 매력적이며 최소한의 유지 보수가 필요합니다.
가연성 단열재 샌드위치판넬은 화재 위험이 있다는 것은 널리 알려져 있습니다. 지정자는 이러한 샌드위치판넬을 지정할 때, 사용할 기준을 알고 싶어합니다. 마찬가지로 고용주는 자신이 담당하는 직원이 차지하는 건물이 외부 외장에 가연성 단열재 샌드위치판넬로 구성되어 있응 경우, 어떤 기준을 적용해야 하는지 알고 싶어합니다.
EPS 판넬 및 우레탄판넬, 즉 발포 폴리스티렌 또는 경질우레탄폼 단열재는 화재 발생의 심각성과 속도에 기여할 수 있으며, 이로 인해 대규모 화재 손실과 사업 중단이 발생했습니다. 식품 가공 산업에서만 화재가 많고 비용이 많이 들었습니다. 1992~97년 동안 39건의 화재가 소방 협회로 보고되었으며, 1996년 1월부터 1997년 12월 사이에 24건의 대규모 화재가 발생하여 업무 중단을 제외하고 2,400만 파운드 총 비용이 발생했습니다.
보험사의 수동적이고 적극적인 화재 예방 권고안은 종종 생명 안전 규제기관의 권고안보다 더 엄격합니다. 보험사는 입주자가 탈출하는 기간(생명안전 규제기관의 주요 관심사)뿐만 아니라 화재 피해가 더 많이 발생할 수 있는 기간에도 건물 및 내용물의 피해를 줄이는 데 관심이 있습니다. 보험사는 더 높은 내화 기간을 원하고 생명안전 규제 기관보다 불연성 재료 및 화재 진압 시스템의 사용에 더 많은 의존을 필요로 합니다.
가연성 단열재 샌드위치판넬은 특히 두 명의 소방관이 사망한 1993년 Herefoad에 있는 Sun Valley 식품 가공 공장의 화재에서 인명 손실의 원인으로 연루되었습니다. Sun Valley 화재 이후, DOE(현재 DETR)와 내무부는 샌드위치판넬의 화재 행동에 대한 연구를 후원했으며, 이 작업은 계속됩니다. 건물 연구 기관의 소방연구소가 연구를 수행했으며, 여러 보고서가 작성되었습니다.
건물에서 화재로 위험에 처한 소방관 및 다른 사람들의 이익을 대표하는 소방대는 건물에서 사용되는 플라스틱 폼 단열재 샌드위치판넬과 관련된 생명 위험에 대해 정당하게 우려하고 있습니다. 규제 및 통제 당국에 영향을 미치려는 사람들 중 가장 중요한 것은 이러한 샌드위치판넬의 한계와 적절한 사용에 대한 인식을 높이는 것입니다.
Journal은 ‘샌드위치판넬은 언제 불에 안전한가?’라는 3부작 시리즈의 논문을 발표했습니다. 1부에서는 샌드위치판넬의 장점, 잠재적인 문제, 화재 안전 목표를 설명하고 샌드위치판넬의 화재 하중과 건물 내용물의 화재 하중을 계산하고 비교하는 간단한 방법을 제시합니다. 2부에서는 샌드위치판넬 붕괴 방지에 대해 다루고 적절하게 고정되었을 때, 천장 샌드위치판넬 면에서 발생하는 사슬 형태의 힘(양쪽 끝을 고정시키고 중간 부분을 자연스럽게 늘어뜨렸을 때의 힘)을 계산하는 방법을 제시합니다. 4부에서는 화재 상황과 화재 테스트를 살표보고 설계자를 위한 체크리스트를 제공하며 가연성 단열재 샌드위치판넬 사용시 주의를 권장합니다. ECCS와 CIB의 공동 작업 그룹이 준비한 책에는 샌드위치판넬의 화재 안전 설계에 대한 많은 유용한 지침이 포함됩니다.
손실방지위원회는 식품 및 음료 업계에서 샌드위치판넬의 설계 및 사용을 다루는 관행 규칙을 준비했습니다. 이 규칙은 위험 평가에서 샌드위치판넬에 대한 발화의 용이성과 연기 및 독성 제품의 생성을 두 가지 중요한 위험 요소로 고려해야 한다고 권장합니다.
주) 1. 이러한 비교는 현재 설계 및 구성을 기반으로 합니다. 설계, 특히 조인트 공사의 개발은 화재 성능을 향상시킬 수 있습니다.
2. 화재 저항성은 지지구조 및 조인트 세부 사항을 포함한 전체 구조에 대해 측정됩니다. 내화성에 대해 1등급인 단열재 유형 조차도 적절하게 구성되고 설치된 경우에만 이를 달성할 수 있습니다.
3. 이 표의 단열은 정상적인 사용 중에 샌드위치판넬이 제공하는 단열을 의미하며, 법규에 정의된 화재 조건에서의 단열 값이 아닙니다. 주어진 값은 서로 다른 단열재의 상대적 단열 특성에 대한 가이드로 사용됩니다. 실제로, 동등한 단열 성능은 단열재의 두께를 늘리거나 줄임으로 얻을 수 있습니다.
4. 이 값은 화재 중에 노출된 단열재에서 생성된 연기 및 독성 가스의 상대적 수준을 나타냅니다.
표에서 제공된 정보의 종류는 이제 새로운 LPC 설계 가이드의 구성 설계에서도 제공됩니다.
LPC 실무 규정에는 샌드위치판넬의 화재 하중이 건물 내용물의 화재 하중에 크게 추가될 수 있음을 보여주는 샌드위치판넬(단열재의 화재 하중에 대한 데이터를 포함합니다. 이러한 데이터는 중요하며, 이 보고서의 아래 [부록3]에 나와있습니다. 부록은 50mm 두께의 우레탄판넬(PUR) 또는 폴리이소시아누레이트(PIR 판넬)로 외장 처리된 40m×40m×10m 높이의 평면 지붕 건물에서 샌드위치판넬의 화재 하중은 건물이 낮은 화재 화재 하중 범주에 있다고 가정할 때 내용물의 화재 하중의 1/3 이상을 나타냅니다. 바닥 면적 300MJ/m²의 화재 하중 밀도를 갖습니다.
[부록3] 샌드위치판넬의 화재 하중
화재 위험 평가의 일부로 샌드위치판넬의 화재 하중(열량 함량)에 대한 지식이 있으면, 샌드위치판넬이 화재시 생성할 수 있는 영의 양을 알 수 있습니다. 연기 및 유독성 연기의 양은 종종 화재 하중과 관련이 있으며 생명 안전 및 재산 보호를 위해 샌드위치판넬에서 방출되는 열, 연기 및 유독성 연기를 최소화하는 것이 바람직합니다.
성형된 표면의 보호/장식용 플라스틱 코팅은 매우 얇고 무시할 수 있기 때문에 생성되는 열은 샌드위치판넬 단열재에서 발생합니다. 특정 두께의 샌드위치판넬 단열재의 단위 면적 당 화재 하중(MJ/m²)은 발열량(MJ/m) 곱하기 밀도(kg/m³) 곱하기 샌드위치판넬 두께(m)와 같습니다. 이 관계는 적절한 밀도의 서로 다른 단열재의 서로 다른 두께의 화재 하중을 계산하기 위해 다음 표에서 사용되었습니다.
* 폴리이소시아누레이트 PIR 폼의 데이터는 유사합니다.
● 수치에는 코어를 외장에 접착하기 위한 폴리우레탄 접착제의 6MJ/m² 값이 포함됩니다. 무기 접착제를 사용하면 미네랄울단열재 값이 줄어들 것입니다.
두꺼운 샌드위치판넬의 경우 분명합니다. 예를 들어, 높은 수준의 단열이 필요한 식품 저장실에 사용되는 샌드위치판넬은 가연성 단열재로 샌드위치판넬로 표시되는 화재 하중이 높습니다. 미네랄울단열재가 포함된 비가연성 단열재 샌드위치판넬과 비교할 때 거의 10배가 더 높습니다.
건물의 모든 샌드위치판넬로 표시되는 화재 하중을 얻으려면 표의 데이터에 평방 미터 단위의 샌드위치판넬 총 면적을 곱해야 합니다. 예를 들어, 평면 지붕이 있는 건물에서 높이 10m, 길이 40m, 폭 40m 전체가 샌드위치판넬로 덮힌 상태에서 지붕의 면적은 40×40=1,600m²이고, 벽의 면적은 4×40×10=1,600m²이므로 총 면적은 3,200m²입니다.
이 예에서 50mm 두께의 우레탄판넬을 사용하면 58×3,200=1.85×105MJ의 화재 하중이 발생합니다. 건물의 내용물이 낮은 화재 부하 범주에 속한다면(즉, 화재 하중 밀도가 바닥 면적의 300MJ/m²인 경우) 우레탄판넬의 화재 하중은 건물 내용물의 화재 하중의 1/3이상을 나타냅니다. 우레탄판넬 두께가 100mm이면 계수는 2/3가 됩니다. 일반인은 화재 하중량을 시각화하기 어렵지만 숙련된 화재 안전 기술자가 그 중요성에 대해 조언할 수 있어야 합니다.
