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단열재 화재 독성 평가(9)

7. 단열재의 독성 화재위험

상대적으로 적은 수의 출판물에서 단열재의 화재 위험을 고려하십시오. 성능 특성과 실제 응용에 대한 최근에 자료는 일반적으로 건물 단열재에 난연성을 의미하지만, 그러나 증가된 가연성과 독성 연기를 통해 화재 위험에 단열재의 기여도에 관한 자료는 없습니다. 또 다른 하나는, 기술과 미래 발전 상태에 초점을 맞추어 불연 재료(그라스울단열재 및 미네랄울단열재)와 발포체(B~F) 별도의 범위(A1, A2)를 가지는 유럽 등급분류 체계와 관련하여 화재 독성과 화재 반응을 고려해야 합니다.

단열재의 화재 독성의 최근에 게시된 NES 713 영국 해군 시험의 연구는 유감스럽게도 지나치게 단순하고 불만이 많으며, 시험 샘플은 밀폐된 챔버(~1m3)를 사용하여 100 mm 버너 불꽃 위에 장착하고 시약 튜브로 독성 제품을 분석합니다. 노출된 화염에 작은 샘플을 노출하는 것은 일반적으로 건물에서 발생한 화재 시나리오를 나타내지 않습니다. “영국 건축연구소설립(BRE)”건축 재료와 제품을 위한 시험을 사용하여라는

그들의 주장은 잘못된 것입니다. 

튜브 가열로

실제 무게 손실이 제시되지만 샘플의 크기는 20 mm×20 mm로 시편은 0.05~0.5 g이고 최적의 분석 정밀도를 제공하여 선택한다.”로 표기되어 사용된 시료의 질량은 특정되지 않습니다. 결과는 그라스울단열재와 미네랄울단열재 같은 불연성 재료 그리고 폴리에틸렌과 우레탄 발포폼과 같은 가연성 재료로 적절하게 구분하지 않지만, 이는 우세하게 불연성 성분을 고려할 때 분명한 차이를 보여줄 것으로 예상됩니다.

보다 상세한 검토는 경질과 연질 폴리우레탄폼의 화재 행동은 연소 독성에 대한 발표된 연구 자료와 동일한 것으로 간주되며, 경질과 연질 우레탄폼 제품에서 독성은 크게 차이가 나지 않는 것으로 관찰됩니다. 이러한 연구의 일부는 일산화탄소 이상의 시안화수소의 큰 독성학적 중요성을 보고하였습니다.

8. 화재 독성과 이소시아네이트(Isocyanates)

화재 독성의 정량화에 화재 배출물의 일반적인 목록에 구체적으로 포함되지는 않았지만, 이소시아네이트(관능기 NCO와 분자, 폴리우레탄에서 사용되는 일부 바인더)는 배출물에서 지금까지 정량화 위험을 초래 할 수 있음을 제안하고 있습니다. 콘칼로리미터 연구는 다섯 개의 단열재 그라스울단열재, 미네랄울단열재, 비드법보온판, ​폴리우레탄폼(PUR), 이소시아누레이트(PIR)포함한, 더 큰 프로젝트의 일환으로 화재 배출물에서 이소시아네이트의 존재를 조사하였습니다.

각각의 샘플은 35kWm²의 중간 열 유속에 노출시켰습니다. 다른 연구 보고서를 포함한 이 문서는 일부 질소 물질을 포함하는 것으로 나타났으며, 이소시아네이트 제품은 불타는 초기에 통풍이 잘되는 단계의 좋은 조건을 선호하고, 시안화수소는 통풍 단계에서 독성학적으로 더 심각하며 화재 배출물의 큰 부피가 생성될 때 영향은 더 광범위합니다. 초기 검사에서 실험 및 보고 방법의 일부 측면은 결과의 오해를 가져올 수 있지만, 연구를 시작하였습니다.

그라스울단열재와 미네랄울단열재와 같은 불연성 샘플은 전체 15분 열 분해를 적용하였고, 폴리우레탄폼(PUR)5.5, 이소시아누레이트(PIR)9분 동안 연소하였으며, 비드법단열재(EPS)는 착화하지 않는 동안 10분 열 분해를 하였습니다.

여기 보고된 데이터에서 이소시아네이트의 생산량은 원래 보고서에 계산된 것과 같이 폴리우레탄폼(PUR)과 이소시아누레이트(PIR)의 질량 손실 데이터는 제공되지 않습니다.비드법보온판(EPS)에서 37.5% 질량 손실에도 불구하고, 휘발성 생성물의 조성을 제공한다는 어떤 자료는 없고, 또한 아무런 설명도 제공되지 않지만, 다량으로 그을음이 발생되면 실험을 중단할 수 있습니다. 

이소시아네이트 배출량과 계산 데이터

8. 화재 독성과 이소시아네이트(Isocyanates)(2)

배출량은 질량 충전(이것은 건물의 현재 단위 질량당 형성되는 제품의 총량이 나타내는 것처럼 기술자에 의해 선호됨)에 기초하여 계산되고, 질량 손실(그라스울단열재와 같은 재료는 비휘발성 88.5%와 유기바인더 11.5%로 결합제로 밝혀졌으며, 현재 그라스울단열재가 없으면 이것은 순수하게 유기 바인더의 배출량임)에 기초 하여 보고됩니다.

폴리우레탄폼(PUR)에서 결과 기준의 질량손실 사용은 무기섬유 단열재로부터 이소시아네이트 배출량을 매우 크게 과대 추정합니다. 실제로 그라스울단열재 9 kg에서 폴리우레탄폼(PUR)  1 kg의 배출량을 비교합니다.

이 자료는 독성 위험 요인(FED 계산과 유사하게, 하지만 생명과 건강(IDLH)에 급박한 위험이 있는 경우 사용) 데이터를 사용하여 다른 독성 물질로 이소시아네이트의 독성학적 중요성을 비교합니다. [그림3]은 콘칼로리메타로 환기가 잘되는 조건에서 현재 연구에 보고된 4개의 재료와 이소시아네이트 연구에서 추정되는 독성 위험 인자의 비교를 나타냅니다. 

NIOSH IDLH 값을 기초한 독성 위험 요소와 환기가 잘되는 단계에 화재 기준에서 제시된 데이터

콘칼로리메타에서 임의의 희석과 함께 방출물의 직접적인 흡입은 열 분해 그라스울단열재와 폴리우레탄폼 연소에 유해할 것이라는 점을 나타냅니다. 이소시아누레이트(PIR)불탈 때 즉각적인 위험에 대한 임계값 바로 아래로 독성 위험 인자를 가지고 있으며, 또한 독성 위험을 의미하며, 미네랄울단열재는 가장 전반적으로 낮은 독성 위험이 있습니다. 미네랄울단열재 샘플의 경우, HCN, NH3 CO농도의 검출 한계는 [그림3]에서 나타난 바와 같이 실제로도 너무 낮습니다.