외장재의 화재성능(14)
출처: http://www.abcb.gov.au/Resources/Publications/Research/FCRC-Fire-Performance-of-Exterior-Claddings
9. 선택된 시험방법에서 외장의 성능
1) 일반
이 절에서는 다양한 화재시험 방법에 적용될 경우 다양한 벽 외장재 및 조립체의 성능에 대한 자료를 제공 합니다. 제시된 자료는 일반 문헌 및 저자들의 연구결과에서 가져온 것입니다. 전 세계적으로 훨씬 많은 추가 자료와 재원이 존재한다는 점은 인정되지만, 종종 독점적인 특성을 지니기 때문에 일반적으로 이용할 수 없는 경우가 많습니다. 이 절의 범위는 가연성 피복재 및 조립체의 외부 표면에 퍼지는 화염확산으로 인한 수직 화재확산(multistorey construction, 다단식 구조)에 제한됩니다. 이것은 불연성 부품 및 커튼월 시스템과 같은 벽/창문 구성의 사용과 관련된 화재확산 문제는 다루지 않습니다.
2) 실물화재시험에서 외장 성능
(1) 캐나다: CAN/ULC-S134
실물화재시험은 5m 폭과 약 10.3m 높이의 시편을 갖춘 3층 시설을 사용하여 다양한 외장시스템에 대해 수행되었습니다. 시험은 25분 동안 진행됩니다. 벽의 외부 표면의 열 유속과 각 조립체 각 층의 외부 및 외부 표면온도는 기록되었습니다. 노출 조건은 개구부 0.5m 위에서 측정했을 때 열 유속 밀도는 45±5 kW/cm²이고, 불연성 벽의 개구부 1.5m 위에서 측정한 열 유속 밀도는 27±3kW/cm²인 것으로 나타났습니다. 이 시험방법은 캐나다 표준 CAN/ULC-S134로 개발되었습니다.
다양한 조립체의 성능은 기록된 화염확산 거리에 따라 분류되었습니다. 이것은 세 가지 개별동작으로 분류 할 수 있습니다.
① 화염확산이 벽면 상단으로 확장됨(화재 위험이 큼)
② 화염확산은 외부 화염의 범위를 벗어나지만 시험이 끝나기 전에 멈추거나 멀어짐(약간의 화재증가 위험)
③ 외부 화염의 범위를 벗어난 화염확산은 없음(화재 위험이 거의 없음).
다양한 외장 조립체의 범위에 대해 얻은 결과는아래에 나와있습니다.
[캐나다 국립연구위원회(National Research Council of Canada)의 실물화재실험]
(주)* 화염 거리는 창 개구부의 상단 및 벽에서 가장 높은 관찰 가능한 화염 사이의 거리를 말합니다.
다음의 벽 외장시스템은 캐나다 건설재료센터(Canadian Construction Materials Center)의 제품 평가 등록소에 보고된 CAN/ULC-S134 시험을 통과했습니다.
① 드라이비트시스템 캐나다(Dryvit Systems Canada)가 제조한 “Dryvit Outsulation”입니다. 이것은 EIFS (외단열공법)시스템입니다.
② “Carea 외장마감시스템” Productions CAREA Inc, Quebec에서 제조하였습니다. 이것은 미네랄입자로 가득 채워진 폴리에스테르–유리섬유 복합패널로 구성된 조립식 외장시스템입니다.
③ 스토시스템(Sto Finish Systems Canada)에서 제조한 “Sto Systems”입니다.. 이것은 EIFS시스템입니다.
(2) 캐나다: 수직채널시험(Vertical Channel Test)
수직채널시험 장치는 전면 벽에 2개의 구멍이 있는 연소실(1.9m 높이, 1.5m 깊이 및 0.85m 폭)로 구성되며, 하나는 하단(440mm 높이, 850mm 폭)과 상단(높이 630mm, 폭 850mm)에 있습니다. 시편은 폭이 850mm, 높이 7320mm입니다. 프로판버너는 창 화염을 생성하는 데 사용되며, 시편은 상단 개구부 위 0.5m 높이에서 50kW/m²의 열 유속과 상단 개구부 위 1.5m 높이에서 27kW/m²의 열 유속에 노출시킵니다.시편의 성능은 화염이 시편의 바닥에서 5m 이상으로 확산되지 않고, 상단 창문 개구부 위 3.5m 높이의 열 유속 밀도가 35kW/m²를 초과하지 않는 경우 ‘허용 가능’하다고 판단합니다.
[Vertical Channel Test]
이 시험은 대규모 시험보다 덜 복잡하고 비용이 덜 들지만, 대규모 시험과 동일한 방식으로 벽 조립체의 성능을 구별할 수 있도록 개발되었습니다. 다양한 벽 조립체에 대한 결과는 아래와 같습니다.
[캐나다의 국가연구위원회에 수직 채널실험]
(주)* 화염 거리는 창 개구부의 상단 및 벽에서 가장 높은 관찰 가능한 화염 사이의 거리를 말합니다.
두 가지 합격 기준(화염확산 거리 및 열 유속 밀도)을 기반으로 수직채널시험은 시험된 조립체를 모두 정확하게 분류합니다. 단, 수직채널시험에서 합격 기준을 충족하지 못한 복합 패널은 예외였지만, 대규모 시험에서는 만족스러웠습니다. 그러나 수직채널시험이 보수적인 측면에서 잘못되었기 때문에, 이런 이례 적인 결과가 심각한 우려가 되어서는 안됩니다.
(3) 외부 단열재의 BRE 실물화재시험
건설연구소(BRE)는 다층 건물의 벽에 대한 외부 단열재 화재성능에 대한 연구를 수행했습니다. 그것은 4층 높이 9.2m 장비를 사용하여, 25분 동안 3MW를 생산하는 목재 더미가 놓인 오목한 구멍 위에, 건물 전면에 최대 2m의 화염을 발생시키고 개구부 위로 1m지점에서 측정한 열유속은 90±20kW/m²입니다. 장비는 여러 위치에서 온도와 열 흐름을 측정하고 인접한 건물에서 떨어질 가능성이 있는 방사열을 계측하기 위한 장비가 제공되었습니다. 8회의 시험은 벽과 마감몰탈 사이에 샌드위치된 시스템에서 실시 되었고 시트 외장과 단열재 사이에 공간이 있는 시스템에서 7회 실시되었습니다.
[BRE에서 시험된 벽 시스템]
[실물 외장시험 장비 전면]
(4) 뉴질랜드 건축연구회(BRANZ)
뉴질랜드 건축연구회는 4개의 외장 재료를 시험하기 위해 전체 높이가 6m, 폭 3.6m인 수직 벽으로 구성된 시험설비를 사용했습니다. 설비의 주 시험면은 2.1±0.1m(폭)와 0.6±0.1m(높이) 개구부 상단 위로 적어도 5m 연장되었습니다. 시험되는 시스템 정면의 평면과 개구부 중심선 상의 개구부보다 1.0±0.1m 높은 위치에서 총 열흐름은 5~15분 사이에 70±20kW/m²입니다. 동일한 위치에서 총 열 흐름의 평균값은 5~10분까지 70±50kW/m²로 설정되어있습니다. 액체 연료는 모빌(Mobil)의 Pegasol AA였으며 연소 열량은 42MJ/kg 이상입니다. 벽 시스템과 그 성능은 아래와 같습니다.
[BRANZ에서 시험된 벽 외장재]