9. 열화상 카메라로 촬연한 비노출면 10mm 아래 샌드위치패널(판넬)과 조인트의 온도 변화율 분석
1) 서론
이전 단원에서 설명한 것처럼 조인트와 코어 재료 모두에서 표면 아래 10mm 지점의 온도 변화가 분석되었습니다. 소방구조대는 간단한 수공구를 사용하여 노출되지 않은 표면 아래 이 깊이에 접근할 수 있을 것으로 판단되며, 따라서 화재 상황의 초기 및 동적 단계에서 쉽게 달성할 수 있는 현실적인 조치로 간주됩니다. 이 단원에서는 이전 분석을 기반으로 샌드위치패널(판넬) 샘플의 노출되지 않은 면 깊이 10mm에서 열화상 카메라로 촬영한 조인트 및 코어 재료의 온도 변화율을 조사합니다. 이 분석은 샌드위치패널(판넬)의 온도 변화율과 구획 내의 온도 사이의 관계를 결정합니다. 전체 결과의 그래프는 [그림91~98]에서 나타납니다.
2) 테스트1- 수직 방향에서 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림91]
변화율은 코어 재료부더 조인트 온도에서 주로 더 큽니다. 첫 번째 눈에 띄는 변화는 변화율이 분당 약 8℃ 정도의 시험 1분30초만에 조인트와 코어에서 발생했습니다. 이때 구획의 온도는 주위 온도의 두 배 이상인 43℃로 기록되었습니다. 첫 번째 중요한 증가율은 분당 66℃의 조인트 변화율과 780℃의 그획 온도를 기록하면서 15분에 일어났습니다. 이때 구획은 첫 번째 최대 최고 온도에 도달하고 두 번째 온도까지 접근했습니다.
최고 변화율은 19분에 분당 98℃로 기록되었습니다. 이때 화재는 구획 온도가 742℃를 기록하면서 붕괴 단계를 시작했습니다.
그림91 [테스트1- 95mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수직 온도 변화율]
3) 테스트2- 수직 방향에서 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림92]
조인트의 변화율은 화재의 성장 단계에서 코어보다 크며, 붕괴 단계에서 반대의 현상이 발생합니다. 가장 빠른 증가율은 첫 번째 테스트에서와 같이 1분30초에 발생합니다. 이때 구획 온도는 주변 온도의 두 배인 44℃로 기록됩니다. 화재의 성장 단계에서 조인트 온도의 가장 큰 변화율은 13분에 62℃/분으로 기록되며, 여기서 구획 온도는 768℃에 도달합니다. 화재가 붕괴 단계에 들어가는 시간 이후 조인트 및 샌드위치패널(판넬) 코어 온도 모두에서 더 큰 변화율이 있습니다.
그림92 [테스트2- 95mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수직 온도 변화율]
4) 테스트3- 수평 방향에서 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림93]
온도 변화율은 화재의 성장 단계 전반에 걸쳐 무시할 수 있습니다. 조인트에서 처음으로 눈에 띄는 온도 변화는 25분에서 28분 사이에 발생하며, 여기서 변화율은 4℃/분에서 43℃/분으로 바뀝니다. 이때 구획 온도는 711℃에서 672℃로 떨어지고 계속해서 감소합니다. 가장 중요한 변화율은 30분에서 32분 사이에 조인트에서 발생하는 데, 이 기간 동안 구획 온도는 630℃에서 595℃로 감소하고 계속 붕괴됩니다.
그림93 [테스트3- 95mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수평 온도 변화율]
5) 테스트4- 수평 방향 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림94]
조인트와 코어 재료 모두 테스트 기간 20분까지 온도 변화율이 거의 없습니다. 이 시점에서 첫 번째 변화율은 1℃/분에서 2℃/분으로 변경된 22분까지 분명하며, 이때 구획 온도는 709℃이고 최대 온도에 도달합니다. 다음으로 중요한 조인트 온도 변화율은 28분이며, 이 경우 변화율은 7℃/분이며 구획 온도는 672℃로 감소합니다. 조인트에서 가장 큰 변화는 테스트 시작 32분에 16℃/분에서 기록되며, 이때 구획 온도는 595℃로 감소했지만, 최고 구획 온도에 도달한 지 10분 후에 발생했습니다.
그림94 [테스트4- 95mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수평 온도 변화율]
6) 테스트5- 수직 방향에서 120mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림95]
조인트와 코어 모두 테스트 18분까지 온도 변화율이 거의 나타나지 않았습니다. 이때 조인트에서 온도 변화율은 271℃/분, 샌드위치패널(판넬)은 216℃/분으로 기록되었습니다. 18분에 구획 온도는 714℃로 기록되었으며, 4분 후에 최대 온도에 도달했습니다. 다음으로 가장 큰 온도 변화율은 31분에 발생하였으며, 조인트와 코어의 변화율은 각각 534℃/분과 172℃/분으로 기록되었습니다. 이때 구획 온도는 545℃로 기록되었고 최고 온도는 10분 더 지났습니다.
그림95 [테스트5- 120mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수직 온도 변화율]
7) 테스트6- 수직 방향에서 120mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림96]
가장 빠른 온도 변화는 그획 온도가 30℃로 기록된 테스트 3분에 발생했습니다. 테스트 시작 20분만에 처음으로 조인트와 코어의 온도 상승률이 크게 증가했습니다. 이때 온도 변화율은 조인트와 코어에서 각각 114℃/분, 106℃/분으로 기록되었습니다. 이때 구획 온도는 734℃였고 최대 최고 값에 근접했습니다.
그 다음으로 상당한 증가는 27분에 발생했으며, 조인트와 코어의 온도 변화율은 각각 98℃/분, 53℃/분으로 기록되었습니다. 이때 구획 온도는 639℃였고 화재 붕괴 단계까지 6분이었습니다. 이 시간이 지나면 변화율은 추세가 확인되지 않고 붕괴 단계로 산발적으로 발생합니다.
그림96 [테스트6- 120mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수직 온도 변화율]
8) 테스트7- 수평 방향에서 120mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림97]
조인트와 코어 모두에서 첫 번째 온도 변화율은 구획 온도가 57℃에 도달한 테스트 5분에 관찰되었습니다. 다음으로 중요한 변화는 21분에 발생했으며 조인트와 코어 온도 변화는 각각 57℃/분, 55℃/분이었습니다. 이때 구획 온도는 712℃를 기록하여 최고 구획 온도에 접근하고 있었습니다. 조인트와 샌드위치패널(판넬) 모두에서 38분 이내에 상당한 온도 감소가 관찰되었으며, 이 변화율은 각각 -32℃/분, -34℃/분으로 기록되었습니다. 이러한 감소는 화재의 붕과 단계의 온도 감소와 일치합니다.
그림97 [테스트7- 120mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수평 온도 변화율]
9) 테스트8- 수평 방향에서 120mm 샌드위치패널(판넬) 샘플[그림98]
조인트의 첫 번째 온도 변화율은 테스트 시작 10분에 관측된 15℃/분으로 기록되었고, 이때 구획 온도는 595℃까지 상승하여 초기 온도 최고치인 620℃에 근접했습니다. 조인트에서 다음 상당한 온도 상승은 테스트 시작 27분에 34℃/분 발생으로 기록되었습니다. 이때 그 구획은 최고 온도 754℃였습니다. 다른 온도 상승률은 증거가 있지만, 세 번재이자 가장 두드러진 것은 구획 온도가 642℃로 낮아지고 화재가 초기 붕괴 단계에 있었던 테스트 34분에 112℃/분으로 기록되었습니다.
그림98 [테스트8- 120mm 노출되지 않은 표면 10mm 아래 수평 온도 변화율]
10) 요약
표20 [노출되지 않은 표면에서 온도 변화율 비교]
위의 결과로부터 120mm 샌드위치패널(판넬)보다 95mm 샌드위치패널(판넬)에서 현저한 온도 변화율이 더 일찍 발생함을 알 수 있습니다. 그러나 이러한 상당한 변화율이 발생하는 경우, 구획 화재는 595℃에서 780℃ 사이이며 구획 최고 온도이거나 화재의 초기 붕계 단계에 있습니다.
실제적인 측면에서, 조인트와 코어의 온도 변화율은 구획 온도를 결정하는 데 사용할 수 없습니다. 이는 주로 샌드위치패널(판넬)의 노출된 면에서 노출되지 않은 면까지의 온도가 지연되기 때문입니다. 그러나 위의 분석에서 정보는 구획 내의 온도보다는 화재가 도달한 단계를 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 이 정보는 소방 의사 결정 과정을 돕기위해 사용될 수 있습니다.
온도 변화율은 수평 방향보다 수직 방향 샌드위치패널(판넬)에서 더 빨리 발생합니다. 이 관찰은 이전의 분석 결과를 반영하여 수평 방향의 조인트 배열의 더 나은 무결성에 기인하며 소방구조대 지침에 통합되어야합니다.
표20 [노출되지 않은 표면의 10mm 아래 온도 변화율 비교]
이 단원의 목적은 노출되지 않은 표면 아래 10mm의 조인트와 코어에서 온도 변화율을 분석하는 것입니다. 이 분석의 중요성은 노출된 면만 측정하는 것과는 달리 기본 수공구를 사용하여 조인트와 샌드위치패널(판넬)을 노출하고 노출되지 않은 표면 아래 10mm에서 온도를 측정하는 이점을 결정하는 것이었습니다. 위의 [표20]은 노출되지 않은 표면의 표면과 표면 아래 10mm 모두에서 상당한 온도 변화율이 나타나기까지 걸리는 시간을 비교합니다. 위의 [표20]에서 95mm 샌드위치패널(판넬) 샘플에서 온도 변화율이 발생하는 데 걸리는 시간은 노출된 면과 달리 표면에서 10mm 아래에서 1분에서 3분 사이에 발생한다는 것이 분명합니다. 120mm 샌드위치패널(판넬) 샘플에서는 표면 아래 10mm에서 7분에서 9분 더 빨리 발생합니다.
가능한 빨리 구획 내에서 잠재적인 화재 상태에 대한 많은 정보를 수집하는 것이 분명히 유익합니다. 그러나 위와 같이 노출된 표면과 노출된 표면 아래 10mm 사이의 온도변화율에는 최소한의 시간 차이가 있습니다. 따라서 표면 아래 10mm의 조인트를 노출시키고 시간을 들여 온도를 측정하고 내부 구획 온도와의 관계를 평가하는 값은 미미합니다. 이 접근법은 표면에서 열화상 카메라를 사용하여 제공되는 것에 대한 소방 의사 결정에 아무런 이점을 제공하지 않을 것입니다.
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