샌드위치판넬(단열 판넬이라고도 함)은 전통적으로 산업 건물 및 창고에 사용되어 왔으며, 그러나 요즘은 주로 벽 외장 및 지붕 시스템에서 건물 건설에 유리한 선택이되고 있습니다. 이 자료는 강판과 PIR 단열재로 구성된 우레탄판넬의 화재반응 개발에 대한 실험적 및 통계적 비교 분석 결과를 제시합니다. 조인트가 있는 이러한 모든 PIR 우레탄판넬은 동일한 치수(1000mm×1500mm)+(500mm+1500mm)를 유지했지만 두께는 서로 다릅니다(50, 100 및 150mm). 5개의 SBI(Single Burning Item) 테스트는 수직 조인트가 있는 개별 우레탄판넬에 대해 실시하여 그 결과를 비교했습니다.
분산 분석을 통해 SBI 테스트 매개 변수의 개별 결과에서 우레탄판넬 두께의 영향을 관찰할 수 있었습니다. 그러나 이 변동성은 샌드위치판넬의 화재 반응 성능에 큰 영향을 미치지 않습니다. 전반적으로 이러한 대체 우레탄판넬의 중요성은 건설 공정의 성능 향상과 단열 특성을 통해 제공되는 편안함입니다.
1. 서론
기후 변화, 인구 증가, 도시 환경의 조밀화 및 천연 자원의 부족과 같은 사회 문제는 전 세계 국가가 직면하고 있는 과제로 인식되고 있습니다. 중요하고 거의 논의되지 않은 주제는 화재가 도시 공동체의 건강, 안전, 기후, 경제 및 회복력에 미치는 영향입니다. 화재로 인한 사망자가 전반적으로 전 세계적으로 감소하고 있다는 일부 자료에도 불구하고, 화재의 수는 여전히 우려되고 있습니다. 2017년에는 전 세계 약 35개국에서 약 320만 건의 화재가 발생했는데, 미국에서만 같은 해에 130만 건이 넘는 사례가 있었습니다.
화재로 인한 세계적인 영향은 상당합니다. 세게보건기구(WHO)는 매년 약 18만명이 화재로 인해 사망하고, 이러한 사망자의 대다수는 저소득 국가와 중산층 국가에서 발생한다고 추정하고 있으며, 화재 규제가 여전히 불안정하거나 부상하고 있으며 더 나은 화재 관행 및 규제가 절실히 필요합니다. 하지만 유럽 국가들과 같은, 개발도상국들에서는 화재로 인한 문제를 또한 걱정하고 있습니다. 지난 5년 동안 평균적으로 3,500명 이상이 화재로 사망하고 부상자는 사망자의 20배에 달하며, 유럽 연합에서 7만명에 이릅니다.
인명 요인과 생태계 손상 외에도 화재는 여전히 세계 경제에 영향을 미치고 있습니다. 화재 및 폭발은 총 손실의 주요 원인 중 1위를 차지하며, 2013년부터 2018년까지 모든 보험 청구 금액의 24%를 차지합니다. 이는 전 세계 모든 지역의 국가를 대상으로 한 연구 결과로 약 140억€의 보험 손실이 발생했습니다.
전 세계적으로 알려진 복잡한 화재 상황 내에서 Pastor et al.은 기존의 방화 규정과 규정이 건축 자재 혁신과 같은 속도로 발전하지 않았다고 분석했습니다. 따라서 이러한 사건을 예방하는 데 충분히 효과적이지 않습니다. 이 규정의 불충분은 주로 재료 및 건설 시스템이 화재 상황에서 작동하는 방식이 구체적이지 않고 실제 규모의 실험실 테스트가 없기 때문입니다.
건축된 환경에서, 재료에 사용되는 새로운 건설 기술은 시장을 만족시키고 지속 가능한 에너지효율의 개념에 적응하기 위해 가속화된 속도로 개발되었습니다. 그러나 이러한 새로운 재료, 제품 및 시스템의 화재 성능에 대한 이해는 여전히 제한적입니다. 실제 화재 조건솨 유사한 재료의 화재반응의 특정 특성을 재현할 수 있는 대규모 테스트(large-scale test)가 필요하므로 적절하게 분류할 수 있습니다.
새로운 건축 자재의 범위 내에서 지난 수십년 동안 조립식 우레탄판넬은 우수한 열적, 화학적 및 기계적 특성 덕분에 제공되는 이점 때문에 항공 우주, 철도, 자동차, 건설 산업 및 수력 터빈과 같이 구조 및 폐쇄 응용 분야에 점점 더 많이 사용되었습니다. 이 우레탄판넬은 기계적 저항력을 제공하는 두 개의 얇은 외부 강판과 단열재로 구성될 수 있으며, 강판보다 두꺼운 두께가 다른 층에 서로 다른 재료의 조합을 가질 수도 있습니다.
금속판은 일반적으로 알루미늄, 구리 및 스테인레스 강일 수 있으며, 평면이나 성형될 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 두께는 0.5~0.6mm입니다. 또한 재료의 보호 및 저항에 영향을 미치는 다양한 처리 및 재구성을 받을 수 있습니다. 그러나 단열재는 단열 특성을 가진 경질우레탄폼으로 형성되며 경질폴리우레탄폼(PUR), 폴리이소시아누레이트(PIR), 발포폴리스티렌(EPS), 압출폴리스트렌(XPS), 페놀폼, 그라스울단열재, 미네랄울단열재 등, 두 금속 시트 사이에 고정되어 있으며, 전형적인 두께는 40~300mm입니다. 우레탄판넬 단열재의 주요 기능은 충격 에너지를 흡수하고 굽힘에 대한 일반적인 저항을 제공하는 것입니다.
우레탄판넬은 벽돌, 석재 또는 콘크리트와 같은 재료를 대체하는 건물 폐쇄 및 지붕에 주로 사용되며, 다른 재료에 비해 제공하는 이점 때문에 산업에서의 효과적인 사용을 위해 널리 연구되었습니다. 우레탄판넬 사용의 장점 중 시공의 빠름과 그 구성으로 인한 우수한 단열성을 돋보이게 하여 건물 내부의 열적 편안함을 가능하게 합니다.
이 연구의 주제인 PIR(폴리이소시아누레이트) 우레탄판넬은 전도 형태를 통한 고체 물질에 의한 열 전달로 인해 열전도율이 높은 물질로 간주됩니다. PIR 판넬의 코어는 낮은 밀도와 높은 다공성을 가지며, 열전달은 복사, 전도 및 대류를 통해 발생합니다. PIR 폼에서와 같이 기공 크기가 작을 때, 기공을 통한 대류에 의한 열전달은 무시할 수 있습니다. 즉 c=0입니다. PIR 폼은 높은 다공성을 가지고 있기 때문에 고형물의 열전도율은 전도되는 열 에너지 전체 값에 거의 기여하지 않습니다.
화재시 소재의 반응과 분류를 분석하기 위해 화재 발생시 연소 상황을 나타내기 위해 실험실 화재 시험을 실시합니다. PIR 단열재 우레탄판넬이 일부인 우레탄판넬은 표준에 따라 테스트해야 합니다.
Sean et al.에 의해 이미 수행된 연구에서, 외피 마감에 사용된 PIR 재료의 화재반응에서 우레탄판넬에 사용된 다른 재료와 비교하여 PIR이 더 높은 초기 연소 피크를 나타내는 것으로 나타났습니다. 그러나 테스트된 다른 재료에 비해 테스트 중에 방출되는 열은 적습니다. PIR 단열재의 질량 손실도 마찬가지입니다.
이 연구를 위해 사용된 테스트는 SBI 테스트 유형으로, 연소의 단일 항목에 의한 가열을 통해 화재에 노출되었을 때, 건설 제품(바닥 제외)의 반응 행동을 결정하기 위해 개발된 시험방법입니다. 이 방법은 건설 산업 및 기타 산업 부문에서 이러한 유형의 테스트가 부족하기 때문에 건축 자재를 본격적으로 평가하기 위해 고안되었습니다. 실제와 가까운 규모로 재료의 반응과 내화성 테스트는 소성시 재료의 실제 특성을 나타내는 데 이상적이라고 간주됩니다.
본 연구는 화재에 노출된 우레탄판넬의 반응을 전면적으로 조사하는 연구가 거의 없다는 점을 염두에 두고 두께가 다른 우레탄판넬 3개에 대한 화재 반응의 성능을 분석하고 SBI 테스트를 실시하여 결과를 비교하는 것을 주된 목표로 합니다. 이 가설은 이러한 종류의 우레탄판넬의 다기능 특성을 개선하기 위해 일부 연구가 수립한 전략 중 하나에 기초합니다. 이것은 분명히 토목 건축 및 재료 과학 분야의 과학 사회에 대한 지식을 증가시킬 것입니다.
