Chapter 2: 자료 검토
이 장에서는 전통 및 현대 문헌을 검토하고 샌드위치패널(판넬) 구성과 관련된 개념 및 특징과 건축 환경에서의 사용에 대해 소개하는 것을 목표로 합니다. 이 장에서는 화재 및 구조가 샌드위치패널(판넬) 유형을 인식하고 화재와 관련된 샌드위치패널(판넬) 구조와 관련된 문제, 위험 및 위해를 식별하는 방법에 대해 설명합니다.
영국 화재 및 구조에 제공되는 지침 문서에 대한 전체 검토를 수행하여 지침간의 유사점과 차이점을 파악하고 샌드위치패널(판넬) 구조와 관련된 화재를 처리하는 접근 방식을 파악합니다.
1. 샌드위치패널(판넬) 구조의 소개
단열 샌드위치패널(판넬)은 1980년부터 현장 조립 시스템에서 인수되기 시작했습니다. 이 증가는 다음과 같이 인용됩니다.
① 1990년까지 시장의 10%
② 1990년대 말까지 40%
③ 2006년까지 60% 이상
현대 샌드위치패널(판넬)은 절연 코어의 양쪽에 있는 두 개의 금속으로 구성됩니다. 샌드위치패널(판넬)은 일반적으로 폭이 1m이고 길이는 운반 가능한 길이인 20m입니다. 금속 표면은 미관 및 수행할 기능에 따라 평평하거나 성형될 수 있으며, 종종 보호 코팅으로 플라스틱 또는 목재 보드에 면할 수 있습니다. 외부 표면에 골 사이의 거리가 긴 불규칙한 형상이 있는 경우 피복재는 절연 샌드위치패널(판넬)이 될 가능성이 가장 높습니다. 이러한 샌드위치패널(판넬)은 건물의 지붕과 벽 양쪽에서 사용할 수 있습니다.
표면 재료는 일반적으로 바람, 물 및 증기 기밀과 관련된 기능 요건을 충족하지만 국부적 하중, 부식 및 화재에도 견딜 수 있는 얇은 고강도 시트로 구성됩니다. 강판은 일반적으로 가장 일반적으로 사용되는 표면 재료이며, 일반적으로 부식 방지층으로 사전 코팅되어 있습니다. 강판 두께는 보통 0.5mm이고 알루미늄은 0.5mm로 취급 중에 손상을 방지하기에는 너무 얇은 것으로 간주되어 일반적으로 0.7mm입니다.
1) 단열 코어
샌드위치패널(판넬) 구조에 사용되는 코어 재료는 여러 가지 요인에 따라 다르며, 기본 특성 중 일부는 아래에 설명되어 있습니다. 경질우레탄폼의 밀도는 원료비가 제조원가보다 중요하기 때문에 가능한 가장 낮은 밀도로 원하는 물리적, 기계적 성질을 얻는 것이 중요합니다. 온도가 높을수록 경질 폼이 부드럽고 탄성이 강해지는 반면, 온도가 낮을수록 폼이 더욱 부서지고 단단해지고 강해집니다. 반면에 미네랄울은 안정적인 물질이고 온도는 그들의 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않습니다. 강도는 밀도에 따라 증가하지만 섬유 내부 구조에 따라 달라집니다.
(1) 폴리우레탄폼(Polyurethane foam, PUR)
폴리우레탄은 두 가지 주요 액체 성분과 여러 첨가제의 반응성 혼합물로 만든 유기 절연 재료로ㅡ 폐쇄 셀 구조의 고도로 교차 결합된 폴리머를 생성합니다. 생성된 폼은 일반적으로 작은 열원에 의해 점화되지 않지만, 더 큰 불꽃은 점화 및 화재 확산을 유발하며, 풍부한 연기와 독성 분해로 시안화수소, 질소 산화물 및 일산화탄소를 방출합니다. 이것은 불에 노출되었을 때, 탄소질 숯을 형성하는 열경화성 플라스틱입니다. 폴리우레탄은 150~200℃에서 분해되기 시작하고 300℃에서 가연성이 됩니다.
(2) 폴리이소시아누레이트폼(Polyisocyanurate foam, PIR)
폴리이소시아누레이트는 폴리우레탄과 같은 방식으로 만들어지지만 일반적으로 성분과 첨가제 유형 간의 비율이 다르므로 내열성이 높은 화학 결합을 포함하는 폴리머를 형성합니다. 연기 및 분해 생성물은 폴리우레탄과 유사합니다. 이것은 불에 노출되었을 때, 탄소질 숯을 형성하는 열경화성 플라스틱입니다. 폴리이소시아누레이트는 150~200℃에서 분해되기 시작하고 300℃에서 가연성이 됩니다.
(3) 발포 및 압출 폴리스티렌 폼(EPS 및 XPS)
발포폴리스티렌(EPS)은 에틸렌과 벤젠의 조합으로 원유에서 파생된 스티렌 단량체에 촉매와 발포제(일반적으로 펜탄)를 첨가하여 만든 유기 절연 재료입니다. 그런 다음 비드는 갖힌 공기를 포함하는 발포 제품으로 만들어집니다. 작은 불꽃에 노출되면 폴리스티렌은 녹아 열원에서 멀어집니다.
열원이 클수록 용융된 방울이 타오르고 밀도가 높은 검은 연기/그을음이 빠르게 방출됩니다. 이 재료는 열가소성 수지로, 100℃ 이상의 온도에서 녹기 시작하여 점화 및 연소 방울을 형성합니다.
(4) 페놀 수지 폼(PF, Phenolic resin foam)
페놀 수지 폼은 폴리우레탄 경질 폼 코어의 난연성을 개선하기 위한 대응으로 도입되었습니다. 이것은 우수한 숯 형성 특성과 낮은 연기 방출을 갖는 열경화성 재료입니다. 또한 페놀 수지 폼은 350~500℃ 사이에서 분해되기 시작하여 530~580℃ 사이에서 점화됩니다. 연소하는 동안 주로 탄화수소와 일산화탄소를 방출하는 안정된 숯이 형성됩니다.
이것은 폴리우레탄(PUR) 및 폴리이소시아누레이트(PIR)보다 덜 일반적으로 사용되지만, 내부 벽 및 천장에 자주 사용됩니다. 코어는 작은 점화원에 의해 쉽게 점화되지 않으며 자체 보호 기능을 가지고 있습니다. 그러나 점화 불꽃이 소멸된 후에 일부 연무 또는 발광이 관찰되었습니다.
(5) 미네랄울(MF)
미네랄울은 코크스 및 백운석 및/또는 슬래그로 자연적으로 발생하는 암석을 녹여 생성합니다. 용융암은 회전 바퀴와 접촉하여 암면으로 형성됩니다. 모직 구조는 공기를 가두며, 경화된 수지로 결합되어 열량이 매우 낮은 다양한 밀도에서 불연성 단열재를 형성합니다.
2) 중합체의 열분해
고체 폴리머는 열이 가해지면 물리적 및 화학적 변화를 모두 겪으며 재료에 원하지 않는 변화를 초래합니다. 미국 재료 시험 학회(ASTM, American Society for Testing of Materials)에서 정의한 열분해와 열 악화 사이에는 구체적인 차이가 있습니다. 열 악화눈 열을 가하거나 온도를 상승시키면 물리적, 기계적 또는 전기적 특성이 손실되는 과정입니다.
화재 측면에서 중요한 변화는 열분해로 고체 물질의 화학적 분해가 기체 증기를 생성하여 고체 물질 위에서 연소됩니다.(ASTM, American Society for Testing of Materials, 2006)
용융 및 탄화와 같은 물리적 변화는 고분자 재료의 연소 및 분해 특성을 변경할 수 있습니다. 열경화성 및 열가소성 중합체를 포함한 많은 재료는 열분해시 탄소질 숯을 생성합니다. 이러한 숯의 물리적 구조는 두께가 증가하여 열 흐름이 순수한 물질에 노출되는 것을 방지함으로써 지속적인 분해 과정에 영향을 미치므로 분해율을 감소시킵니다.
3) 조인트 설계 및 고정 방법
측면 겹침의 설계는 인접한 샌드위치패널(판넬) 간의 연결을 보장하기 위해 중요합니다. 가장 일반적인 형태의 조인트는 마주보는 부재의 가장자리가 다시 코어에 접혀 들어가 열교를 방지하는 ‘암/수’ 배열입니다. 그런 다음 셀프 태핑 나사가 양면을 통과하여 샌드위치패널(판넬)을 지지 구조물에 연결합니다. 냉장 저장을 위한 다른 설계는 적용에 필요한 열 효율 요구 사항을 충족하기 위해 더 까다롭습니다.
공장에서 제작된 샌드위치패널(판넬)은 고도로 설계되었으며, 가장자리 디테일은 샌드위치패널(판넬)이 연동되도록 설계되어 있어 내측 및 외측 금속 표면 사이에 접촉이 없는 완전한 조립을 제공합니다. 아래 그림은 산업용 외부 벽을 위한 몇 가지 일반적인 조인트를 보여줍니다.
(1) 표준 벽 샌드위치패널(판넬)
[표준 벽 샌드위치패널(판넬) 조인트
]
① 조인트 고정
② 샌드위치패널(판넬) 조인트 양쪽 동일한 형태 고정, 화재 무결성을 강화하고 조립을 쉽게합니다.
③ 조립을 용이하게 하는 샌드위치패널(판넬)의 내부 조인트는 표면이 원추형 경사
④ 연속 폴리우레탄 씰(seal) 또는 알루미늄 호일이 생산 공정에 도입된 불연성 재료로 만들어 증기의 침투를 방지하고 높은 단열성을 유지합니다.
⑤ 단열재 중 열전도율이 가장 낮은 경질 폴리우레탄폼 코어 기술
⑥ 스테인리스 코팅의 높은 내구성을 보장하기 위한 특수한 표면 형상
⑦ 높은 건축 요구 사항을 충족하는 광범위한 외부 코팅 형상
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