7. 노출되지 않은 면의 표면 10mm 아래에서 얻은 조인트 및 샌드위치패널(판넬) 온도 결과 분석
1) 서론
이 분석은 노출되지 않은 면의 표면 근처와 노출된 면에서 동등한 거리에 있는 조인트의 온도를 평가하도록 설계되었습니다. 문헌 검토는 일부 소방구조대에서 사용하는 지침을 식별하여 노출되지 않은 표면의 마주보는 재료를 벗겨내어 코어 재료를 식별하도록 권고했습니다. 코어 재료가 가연성 또는 불연성으로 식별될 수 있는 경우 화재 확산 가능성 및 샌드위치패널(판넬) 안정성과 관련하여 결정을 내릴 수 있습니다.
이 분석은 위의 지침을 확장하고, 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm에서 코어 재료와 조인트를 노출하는 값과 이러한 지점의 온도가 화재 구획 내의 온도 조건을 더 잘 나타내는지 여부를 결정하도록 설계되었습니다.
조인트를 완전히 열거나 샌드위치패널(판넬)이 외부 외장을 형성하는 구획으로 침투하는 것은 보통 시간이 많이 걸리는 활동이며 화재 초기 소방구조대에서 사용하는 선택 방법이 아닐 것으로 인정됩니다. 그러나 와ㅣ부 조인트를 열거나 외부 표면을 벗겨서 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm의 연적을 드러내는 것은 소방구조대가 기본 수공구를 사용하여 취할 수 있는 비교적 간단한 현실적인 행동입니다.
2) 테스트1- 95mm 두께 수직 조인트 방향[그림75]
조인트와 코어 재료는 테스트 15분 전까지 온도 차이가 없습니다. 두 가지 모두 온도가 빠르게 상승합니다. 조인트는 29분에 550℃에 도달하면 최고 온도가 될 때까지 훨씬 빠르게 증가합니다. 코어 온도는 약 29분에 400℃ 이상으로 상승합니다.
두 가지 모두 약 29분 동안 최고 온도에 도달했지만, 이때 해당 화재 구획 온도는 600℃입니다. 이때 구획의 화재는 붕괴 단계에서 8분입니다. 붕괴 eksarP에서 조인트는 코어보다 훨씬 더 빠른 속도로 냉각됩니다.
주변 온도 이상은 시험 기간 7분 후에 기록되었으며, 14분에 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이가 관찰되었습니다. 7분에 구획 온도는 이미 786℃에 도달했습니다.
그림75 [테스트1- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수직 방향 조인트]
3) 테스트2- 95mm 두께 수직 조인트 방향[그림76]
조인트 및 코어 재료는 14분까지 주변 온도보다 약간 상승합니다. 테스트 1에서와 같이 조인트 온도는 550℃의 최고 온도가 43분에 도달할 때까지 가장 빠른 온도 상승을 보여줍니다. 이 테스트에서 코어 온도는 테스트 36분에서 최대 온도 500℃까지 비슷하지만 느린 온도 증가를 보입니다. 샌드위치패널(판넬)과 조인트의 최고 온도는 화재 구획의 최고 온도에 도달한 후 각각 21분과 29분에 도달했습니다.
주변 온도 이상은 시험 기간 8분 후에 기록되었으며 11분에 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이가 관찰되었습니다. 8분에 구획 내부 온도는 816℃였으며, 이미 첫 번째 최대값에 도달했습니다.
그림76 [테스트2- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수직 방향 조인트]
4) 테스트4- 95mm 두께 수평 조인트 방향[그림77]
조인트와 코어 재료는 시험 기간 4분까지 주변 온도와 거의 차이가 없습니다. 화재 구획은 22분만에 최고 온도인 720℃에 도달했습니다. 이때 코어와 조인트 온도는 모두 최고 온도로 상승하기 시작한 28분까지 같은 속도로 상승하기 시작했지만 조인트 온도는 더 빠른 속도로 증가했습니다.
조인트와 코어 온도 모두 각각 480℃와 350℃에서 최고 온도에 도달했습니다. 이 두 온도는 최대 화재 구획 온도에 도달한지 약 8분 후에 도달했습니다. 붕괴 단계에서 조인트는 코어 재료보다 빠른 속도로 냉각되었습니다.
주변 온도 이상의 온도는 시험 기간 4분 후에 기록되었으며 11분에 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이가 관찰되었습니다. 4분에 구획 내부 온도는 42℃였습니다. 샌드위치패널(판넬)에서 조인트 사이의 온도 차이는 23분에 발생했으며, 이때 구획 온도는 715℃에 도달했습니다.
그림77 [테스트3- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수평 방향 조인트]
5) 테스트4- 95mm 두께 수평 조인트 방향[그림78]
조인트와 코어 모두 시험 시작 21분까지 주변 온도보다 약간 높은 변화를 보였습니다. 그런 다음 둘 다 최대 온도까지 증가했으며 조인트 온도는 더 큰 속도로 증가했습니다. 조인트와 코어 모두 시험 46분에 최고 온도인 400℃와 340℃에 도달했습니다. 이러한 최고 온도는 화재 구획이 붕괴 단계 20분 후인 29분이며 이때 400℃를 나타냅니다. 시험 시작 23분쯤에 700℃의 최고 화재 구획 온도에 도달했으며, 이때 코어와 조인트 온도는 모두 주변 온도보다 약간 높았습니다.
위의 주변 온도는 구획 온도가 715℃에 도달한 23분에 관찰되는 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이와 함께 테스트 기간 6분 후에 기록되었습니다. 6분에 구획 내부 온도는 84℃였습니다.
그림78 [테스트4- 95mm 샌드위치패널(판넬) 수평 방향 조인트]
6) 테스트5- 120mm 두께 수직 조인트 방향[그림79]
조인트와 코어 모두 테스트 23분까지 주분 온도보다 약간 높은 변화를 보였습니다. 이때 화재 구획 온도는 21분에 750℃의 최고 온도에 도달한 후 약간의 붕괴 단계에 이르렀습니다. 조인트 온도는 테스트 32분 후 최대 580℃까지 급격히 상승하였고, 코어 온도는 38분에 최대 370℃에 도달했습니다.
위의 주변 온도는 구획 온도가 715℃에 도달한 23분에 관찰되는 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이와 함께 테스트 기간 9분 후에 기록되었습니다.
그림79 [테스트5- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수직 방향 조인트]
7) 테스트6- 120mm 두께 수직 조인트 방향[그림80]
조인트 및 코어 온도는 테스트 시작 28분까지 주변 온도보다 약간 높았습니다. 코어 및 조인트 온도 모두 최대 최고 온도에 도달할 때까지 빠른 속도로 증가했습니다. 조인트와 코어 모두 약 43분에 최고 온도에 도달했습니다. 이때 조인트 온도는 450℃ 및 코어 온도는 360℃입니다. 화재 구획 온도는 450℃로 기록되었습니다. 조인트와 코어의 최대 온도는 화재 구획 최고 온도에 도달한지 22분 후에 발생했습니다.
주위 온도는 시험 기간 22분 후 구획 온도가 651℃에 도달하여 화재의 붕괴 단계에 도달했을 때 27분 동안 조인트와 샌드위치패널(판넬) 사이의 온도 차이가 관찰된 후 기록되었습니다. 22분 동안 내부 온도는 753℃였습니다.
그림80 [테스트6- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수직 방향 조인트]
8) 테스트7- 120mm 두께 수평 조인트 방향[그림81]
조인트와 코어 온도는 테스트 27분까지 주변 온도보다 약간 높게 유지되었습니다. 코어와 조인트 온도 모두 150℃까지 비슷한 속도로 빠르게 증가했으며, 조인트 온도는 최고 온도에 도달할 때까지 더 빠른 속도로 증가했습니다.
조인트와 코어 모두 약 43분에 최고 온도에 도달했습니다. 이때 조인트 온도는 400℃, 코어 온도는 310℃입니다. 이때 화재 구획 온도는 500℃로 기록되었습니다.
실내 온도가 651℃에 도달하고 화재의 붕과 단계에 들어가는 27분에 조인트와 샘드위치패널 사이의 온도 차이가 관찰되면서 시험 시간 20분 후에 주변 온도 이상이 기록되었습니다. 20분에 구획 내부 온도는 671℃였습니다.
그림81 [테스트7- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수평 방향 조인트]
9) 테스트8- 120mm 두께 수평 조인트 방향[그림82]
조인트와 코어 온도는 테스트 시작 21분까지 주변 온도보다 약간 높았습니다. 코어 온도와 조인트 온도는 모두 비슷한 속도로 증가했으며, 코어 온도는 300℃까지 조인트보다 더 빠른 속도로 증가했습니다. 그 이후 조인트는 퇴대 최고 온도에 도달할 때까지 더 빠른 속도로 증가합니다. 조인트와 코어 모두 약 55분에 최고 온도에 도달했습니다. 이때 조인트 온도는 480℃, 코어 온도는 390℃였습니다. 이때 화재 구획 온도는 400℃로 기록되었습니다.
실내 온도가 726℃에 도달하고 화재의 붕과 단계에 들어가는 22분에 조인트와 샘드위치패널 사이의 온도 차이가 관찰되면서 시험 시간 20분 후에 주변 온도 이상이 기록되었습니다. 20분에 구획 내부 온도는 732℃였습니다.
그림82 [테스트8- 120mm 샌드위치패널(판넬) 수평 방향 조인트]
10) 요약
아래의 [표17]은 노출되지 않은 면의 표면에서 10mm 온도에서 주변 온도 이상을 달성하는 데 걸리는 시간을 요약하고 그 당시의 구획 온도를 비교합니다. 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플은 120mm 샘플보다 훨씬 더 빨리 표면 아래 10mm 이상의 주변 온도를 달성하며, 이는 코어 재료의 두께가 두꺼워짐에 따라 향상된 단열 품질에 기인할 수 있습니다. 결정적인 추세는 설정할 수 없지만 8가지 테스트 중 5가지 테스트에서 대기 온도가 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm에 도달하면 화재 구획 온도가 600℃를 초과한다는 것을 보여주었습니다. 이 온도는 중요하며 구획 내의 플래시오버 상태를 나타냅니다.
표17 [표면 아래 10mm에서 주변 온도 위로 도달하는 시간]
노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm에서 취해진 온도는 구획 내의 온도와 비교하려고 할 때 신뢰할 수 없다는 것이 분명합니다.
표18 [표면 아래 10mm에서 대기 온도보다 높은 온도와 노출되지 않은 면의 표면에서 도달하는 시간의 비교]
[표18]은 노출되지 않은 면과 표면 아래 10mm 모두에서 주변 온도보다 높은 온도에 도달하는 데 걸리는 시간을 비교합니다. 이 분석은 소방구조대에서 수공구를 사용해 조인트와 샌드위치패널(판넬)을 드러내는 가치가 있는지 아니면 단순히 표면 온도 정보 수집에 의존하는지 여부를 고려하도록 설계되었습니다.
예상한 바와 같이, 모든 테스트에서 주변 온도를 달성하는 시간은 노출되지 않은 면의 표면보다 표면 아래 10mm 더 빨랐습니다. 입증된 바와 같이 노출된 표면과 아래의 10mm에서 대기 온도보다 2℃ 이상 높은 온도 증가는 일반적으로 높은 화재 구획 온도를 나타냅니다. 분석 결과 표면 아래의 온도 10mm는 노출되지 않은 표면보다 2분에서 16분 사이에 주변 온도보다 빠른 온도에 도달하는 것으로 나타났습니다.
두 샘플 두께 모두에서, 노출되지 않은 표면이 수직 방향에서 동일한 두께와 반대로 조인트가 수평 방향에 있는 주변 온도에 도달하는 데 더 오래 걸렸습니다. 이전에 언급한 바와 같이, 이것은 조인트가 수평 방향에 있을 때 달성된 더 나은 조인트 무결성에 기인합니다.
수평 구성의 조인트는 더 나은 조인트 무결성을 나타내므로 표면의 주변 또는 노출되지 않은 면의 표면 바로 아래의 온도를 표시하는 데 더 오래 걸립니다. 수직 방향의 조인트를 갖는 샌드위치패널(판넬)은 수직 방향의 동등한 두께보다 더 빨리 주변 온도에 도달합니다. 따라서 선택이 존재하는 경우 수평 방향의 조인트보다 수직 방향 조인트에서 측정을 하는 것이 더 좋습니다.
노출되지 않은 면 아래 10mm 깊이에서 조인트와 코어 재료를 드러내면 얻을 수 있는 가치가 있음이 분명합니다. 이 테스트는 주변 온도보다 더 높은 온도가 측정되는 곳에서 이것은 높은 구획 온도를 나타내므로 소방관을 구획에 투입하는 것이 부적절하며 다른 접근 방식을 찾아야 함을 보여줍니다.
이러한 일련의 테스트에서, 표면 아래 10mm의 온도는 노출되지 않은 표면보다 2분에서 16분 더 빠르게 주변 온도보다 높았습니다. 이 깊이에서 코어를 드러내는 것은 비교적 간단한 작업이지만 달성할 수 있는 작은 이점을 고려할 때 해당 기능을 수행하는 데 필요한 시간과 자원은 불필요하다고 간주될 수 있습니다. 그러나 이 깊이에서 코어와 조인트를 드러내는 것은 대부분의 소방구조대에서 코어 재료를 설정하는 일반적인 관행입니다. 따라서 이 기능이 수행되고 있으므로 주변 온도보다 높은지 여부를 결정하기 위해 이 과정의 일부로 온도 측정을 포함하도록 지침을 연장할 수 있습니다. 표면 아래의 이 깊이에서 조인트와 코어 재료를 모두 드러내는 것은 쉬운 작업이며 잠재적으로 높은 구획 온도를 더 일찍 나타낼 수 있습니다.
이것을 고려할 때 온도 변화보다는 온도 차이를 고려하는 것이 더 나을 수 있습니다. [표19]는 노출되지 않은 표면의 온도 차이와 노출되지 않은 면의 표면 아래 10mm를 비교합니다. 표에서 대부분의 경우 온도 차이가 표면 아래 10mm가 아닌 표면에서 더 빨리 발생한다는 것은 분명합니다. 이것은 예상치 못한 일이 될 것이고 이것에 대한 유일한 설명은 측정 기술의 차이뿐입니다. 아래의 표면 온도는 열전대를 이ㅐ용하여 측정한 반면, 표면 온도는 열화상 카메라로 측정했습니다. 따라서 두 가지를 비교하는 것은 신뢰할 수 없으며, 온도 차이가 얼마나 빨리 발생하는지 그리고 이것이 표면 아래 10mm의 조인트 노출과 온도 측정을 정당화하는 데 상당한 시간 차이를 제공하는지 여부에 따라 추가 작업을 수행할 수 있습니다.
표19 [노출되지 않은 표면과 노출되지 않은 표면 아래 10mm의 온도 차이 비교]
노출되지 않은 표면 아래 10mm에서 주변 온도 이상이 드러나는 경우 이는 높은 구획 온도를 나타냅니다. 이러한 높은 온도를 감안할 때 공격적인 소방(예: 내부 소방)에는 적합하지 않습니다. 그러나 조인트의 무결성이 유지되는 경우 소방관은 인접한 구획 내에서 다른 기능을 수행할 수 있습니다.
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