6. 논의
이 보고서의 목적은 복사열을 받을 때 EPS 판넬 샘플에 EPS 단열재의 행동을 관찰하는 것입니다. 실제로 이것은 수집된 데이터의 대부분과 후속 분석으로 구성됩니다. 실험 과정동안 복사 열원으로 사용되는 연통의 가열은 또한 부연할 가치가 있는 몇 가지 문제를 제공합니다.
1) 연통 표면 온도
요구하는 수준의 연통 표면 온도를 달성하기 위해 실험 초기에 상당한 노력이 소비되었습니다. 본래의 의도는 연통 표면을 900°C까지 가열하는 것이었습니다. 실제 최대 연통 표면 온도는 이 목표에 훨씬 미치지 못하였습니다. 연통 내부의 압축, 연통 비 복사열 부분의 단열 및 연통 내부에 차폐장치를 결합하여 최종적으로 800°C보다 약간 높게 도달할 수 있었습니다. 그리고 이 상승된 온도는 매우 국부적인 부위의 연통 위에서만 발생했습니다. 연통 표면 온도는 차폐지역 상부와 하부 모두에서 상당히 낮았습니다.
연통 표면온도가 900°C를 초과하는 부분은 내부 가열이 아니라, EPS 단열재 가스가 연소되어 직접 화염이 연통에 충돌의 결과입니다. 실험 결과는 이 실험과 유사한 열원을 가진 건물의 실제 연통에 대해 600°C를 초과하는 연통 표면 온도를 얻는 것이 매우 어려울 것입니다. 이 실험의 경우, 실제 표면 온도는 인위적으로 과장되어 실제 생활에서는 거의 발생하지 않을 것입니다.
2) EPS 단열재 행동
다양한 EPS 판넬 샘플에 EPS 단열재의 행동이 이 실험에서 주요 초점입니다.
(1) 가연성 가스의 생성
앞에서 설명한 바와 같이, EPS로부터 생성되는 가연성 가스는 200°C를 초과하는 온도에 노출될 때 발생 됩니다. 실제로 태울 수 있는 것은 가연성 가스입니다. 600°C를 초과하는 연통 표면 온도로 모든 시험에 대해 각 상황에서 배출 가스가 발생했습니다. 가연성 가스의 생산 속도는 온도에 매우 의존적이라는 것이 이 실험에서 명백히 나타났습니다.
예를 들어, 실험 No.5에 대한 설명을 참조하면, 약 600°C의 연통 표면 온도에서 배출가스 발생은 초기에는 매우 느렸고 속도는 서서히 증가했습니다. 실험 No.5의 경우, 가연성 가스의 생성은 점화가 일어나기 위해 요구되는 임계 수준에 결코 도달하지 못했습니다.
실험 No.6~9에 대한 가연성 가스의 생산을 비교해 보면, 앞에서 설명된 대로 상당히 달랐습니다. 광학 밀도 측정 장비가 사용되지 않았지만 상당히 많은 양의 가연성 가스가 실험 No.5보다 훨씬 더 빠른 속도로 생성된다는 것이 주목할 만합니다. 전체 온도 범위에 걸쳐 배출 가스는 연통의 노출 온도에 따라 달라지는 것처럼 보였습니다.
4의 (3)에서 설명된 금속 후레싱은 실험에서 중요한 역할을 했습니다. 이러한 후레싱의 목적은 가연성 가스를 가열된 연통 근처에 집중시키는 것이고, 가스가 대기로 방출되지 않도록 하는 것입니다. 그렇게 함으로써, 점화가 발생의 기회가 증가되었고, 상황은 EPS 판넬이 연통을 둘러싼 실제 EPS 판넬 지붕을 더 대표했습니다. 5의 1)에서 언급된 후레싱의 길이에 따른 가스 누출은 전형적인 EPS 판넬 조인트의 길이에 따라 발생하는 것과 유사할 것입니다.
(2) EPS 단열재 회귀
(1) EPS 단열재 회귀, (2) 중요한 입사 흐름에서 논의된 데이터에서 복사열에 노출되었을 때, EPS 단열재가 회귀하는 추세에는 몇 가지 분명한 경향이 있습니다. [그림61]과 [그림62]에 표시된 데이터를 고려 할 때, 오해의 소지가 있는 결론이 도출되지 않도록 데이터를 주의 깊게 해석해야합니다. [그림61]과 관련하여 단열재 회귀선 대 입사 흐름의 구성을 보면, EPS 단열재가 움푹 들어가기 전에 작은 수준의 흐름을 견딜 수 있을 것으로 기대가 됩니다. 직선은 실험 데이터의 범위에 대해 합리적이지만, 이 선은 임계 용해 유량의 예측을 추정할 수는 없습니다.
연통 온도 대 용해 거리의 구성인 [그림64]를 보면, 직선 추세선을 추정하면 100°C의 예상 열화 온도 이상에서 x축은 일직선의 추세선입니다. 이에 대한 가장 가능성 있는 설명은 데이터의 양이 매우 제한적이기 때문에 불확실성이 따른다는 것입니다. 두 경우 모두 일반적인 추세는 온도 또는 유동이 높을수록 회귀 속도 또는 용해 거리가 더 커진다는 점에서 정확합니다. 하지만 이 데이터는 특정한 예측을 할 만큼 충분하지 않습니다.
(3) 연소 행동
EPS 단열재의 실제 연소 행동은 실험 동안 가장 큰 관심사였습니다. 몇 가지 주목할 만한 특징이 관찰되었습니다. 모든 경우에, 화염은 연통 바로 근처에서 발생했습니다. EPS 단열재가 연통에서 다시 용해되면서 생성된 빈 공간 내부에서 지속적인 불타오르는 증거는 없었습니다. 실험 No.7의 한 경우에만, 빈 공간 연통에서 화염이 나왔습니다.
[그림68]에 나와 있듯이, 연통 표면에서 200mm 뒤에 위치한 열전대 #8에 약간의 화염이 발생했습니다. 그렇지 않으면, 화염 연소는 연통 표면 근처 영역으로 제한되었습니다. EPS 단열재가 녹고 가연성 가스가 형성됨에 따라, 가스는 가열된 연통 표면에 충분히 가까이 있을 때만 자발적으로 발화합니다. 실험 No.5에 예시된 바와 같이, 연통 표면이 충분히 뜨겁지 않으면, 점화가 일어나지 않을 것입니다.
일반적으로 점화가 발생된 속도, 연소 세기 및 연소 지속시간은 모두 연통 온도에 비례합니다. 다음 중요한 점은 모든 경우에 있어서 일정 기간이 지난 후에 화염이 사라졌습니다. 가열된 연통에서 떨어진 빈 공간을 통해 화염이 확산되었다는 증거는 전혀 없습니다. 이는 각 실험 후에 시편에서 관찰된 용해 물체의 대칭적인 패턴에 의해 가장 명확하게 입증되었습니다. 이를 통해 알 수 있는 결론은 연소 과정이 연료로 제어된다는 것입니다.
기본적으로 무슨 일이 일어났는가는 EPS 단열재가 가열된 연통 표면에서 충분히 멀리 떨어지자마자 가연성 가스가 불충분하게 되는 순간, 자체적으로 연소가 중단되었습니다. 화염을 멈추기 위한 개입은 전혀 없었습니다. 더욱이, 연통 표면의 높은 온도가 여전히 존재함에도 불구하고 화염은 사라졌습니다. 이러한 관찰을 통해 도출할 수 있는 결론은 복사 열원에서 시작된 화재가 EPS 판넬의 EPS 단열재를 통해 그 열원에서 퍼져 나올 가능성은 거의 없습니다.
EPS 단열재의 연소 행동은 또한 일반적인 밀폐 효과를 나타냅니다. 첫째, 연통이 EPS 판넬 시편 옆에 위치하자마자 연통 표면의 온도 측정값이 증가했습니다. [그림65]는 실험 No.2의 열전대 데이터를 보여주며, 연통은 65초에서 열전대 #2의 온도가 상승되는 것을분명하게 보여줍니다. 이 현상을 왜곡시킬 화염이 없기 때문에 이것은 좋은 예입니다. 제어된 환기 연소에대한 몇 가지 제안은 가연성 가스가 잘라낸 시편의 가장자리 또는 연통의 가열된 표면 위에서 연소됩니다.그러나 연소는 주로 온도의 함수였을 가능성이 더 큽니다.
그 결과 기술된 실험 No.8은 그림에서 온도 의존성을 보여줍니다. EPS 단열재는 연통 온도가 증가함에 따라 점차적으로 연통 표면에서 점차 멀어질 것이며, 점화는 높은 온도에 도달했을 때 발생했습니다. 즉, 단열재의 가열이 일어나는 속도는 점화가 얼마나 빨리 발생하는지에 영향을 줄 수 있으며, 그러나 연통이 충분히 뜨거워지면 결국 점화가 발생할 것입니다.
전반적으로, 연소가 발생할 가능성에서 가장 큰 요인은 연통의 표면 온도였습니다.
(4) 경사 시편
실험 No.9는 수평방향으로 15° 기울기에서 방향을 맞춘 시편의 효과를 관찰하는 것을 명시적으로 하기 위한 목적으로 수행되었습니다. 그 가능성은 용융 EPS 단열재가 가열된 연통 표면을 향해 흐를 것이라는 것입니다. 실험 No.9에서 언급했듯이 연통에서 더 강렬한 화염이 발생했고, 적은 양의 연소 EPS 방울이 시편에서 떨어졌지만 화염은 다른 유사한 시험보다 빨리 소실되었습니다. 앞의 연소 행동에서 설명된 똑같은 방식으로, 가연성 가스의 연소는 연료로 제어되는 과정이었습니다. 시편은 경사로 유도된 중력효과 때문에 이용 가능한 연료는 더 빨리 그리고 더 큰 강도로 연소되었으며, 더 빠르게 소모되었습니다. 따라서 화염은 실험 No.6보다 빨리 사라졌습니다.
(5) EPS 단열재 제거
실험 No.7의 설명에 의해 입증된 바와 같이, 시험 이전에 EPS 단열재를 제거하는 것은 점화가 발생하지 않도록 하는데 효과적이지 못했습니다. 사용 가능한 연료의 일부가 이 방식에서 제거되었고, 화염의 시작이 지연되었지만 동일한 최종 결과가 발생했습니다. 실험 No.5의 후반부에서 이 개념을 그림으로 설명합니다.
단열재는 연통 온도가 증가하기 전에 연통에서 약 300~400mm 떨어져 녹았음에도 불구하고, 점화는 지연되었지만 여전히 발생했습니다. (3) 연소 행동에서 논의된 바와 같이, 실험 No.8의 방법 또한 이 이론을 뒷받침합니다. 이 발견으로 배울 중요한 교훈이 있습니다. 적절하게 수행된 경우 EPS 판넬의 EPS 단열재를 제거하는 것이 효과적 일 수 있습니다. 그러나 단열재를 충분한 깊이까지 제거할 수 있다는 실질적인 제약 조건 때문에 EPS 판넬 단열재의 점화를 방지할 목적으로 이 방법을 비효과적인 화재 안전 조치로 사용합니다.
3) 추가 연구
이 계획은 시간 제약으로 철저하고 광범위한 실험 계획이 이루어지지 않았습니다.
다음과 같은 다양한 측면에 대한 추가 연구가 필요합니다.
① EPS 단열재가 더 두꺼운 시편을 시험에 따른 연료 부하의 영향 ② 일부 구성을 여러 번 시험하여 분석 예측을 위한 보다 광범위한 기반 확보 ③ 시편 단열재의 온도를 탐지하기 위한 시편 열전대의 더 많은 배치와 더 짧은 간격으로 데이터를 기록하기 위한 집중적인 열전대 ④ 더 낮은 온도에서 추가 시험 ⑤ 자발적 점화 상황 대신 유도 점화 ⑥ 임계 입사 융해 및 점화 흐름 수준을 설정하기 위한 콘칼로리미터 열량계와 추가적인 시험실 시험(bench scale test)
7. 결론
이 계획의 주요 목적은 복사열에 노출 되었을 때, EPS 판넬의 EPS 단열재 행동을 연구하는 것이었습니다. 이 보고서에 설명된 실험실 시험에서 생성된 소량의 실험 데이터는 포괄적인 분석 결론을 내릴 수 없습니다. EPS 단열재가 샌드위치판넬에 사용되는 경우 EPS 성능에 대한 몇 가지 일반적인 설명을 할 수 있습니다. 이러한 결과는 단지 EPS 판넬에 국한되지 않으며, 건축 자재로서 EPS 단열재의 일반적인 사용에 적용될 수 있습니다.
첫 번째로 가장 확실한 발견은 EPS 단열재가 가연성 물질이라는 것입니다. 고정된 기구 등으로 고온에 노출 될 가능성이 있는 상황에 사용되는 경우, EPS 단열재를 열원으로부터 보호하고 화재가 발생할 가능성을 최소화하기 위한 조치를 취해야합니다. EPS 단열재가 노출되는 온도를 제한하는 것은 매우 효과적인 조치로, 허용되는 솔루션 C/AS1의 Part 9에 75°C로 규정되어 있습니다.
둘 째로, 연통 침투 주위에서 EPS 판넬의 단열재를 제거하는 방법은 실제적인 제약으로 효과가 제한될 수 있습니다. NZBC의 화재 대비의 조항을 준수하는 것은 매우 신뢰할 수 없는 수단입니다.
이 과제에서 도출할 세 번째 결론은 난연성 EPS가 단열재가 직접 복사열원에 노출되는 경우 EPS 판넬의 단열 빈 공간에 자동으로 퍼지는 화재를 지원하지 않는다는 것입니다. 이 연구 결과는 실제로 발생 할 가능성이 없는 높은 온도 수준에도 적용됩니다.