본 연구에서는, 건축 외장재로 많이 사용되고 있는 외단열시스템에 대해 방염 효과를 확인하기 위하여 콘칼로리미터 실험을 적용하였다. 실험 결과, 방염제의 도포 형태나 농도에 따라 초기 착화 시점을 지연하는데 효과가 있었으나, 외벽 수직화재 발생 시 외단열시스템의 방염처리는 화재에 영향을 미치지 못할 것이라는 것을 확인하였다. 또한, 외단열시스템에 사용하는 고밀도와 저밀도 스티로폼의 밀도차에 의한 화재에 미치는 영향은 차이가 없음을 확인하였다. 실험 시 외장재의 착화는 40초 전후로 발생하였으며, 방출열량도 100초 이내에 약 90 %가 발생하는 것으로 나타나 다른 외벽재료와 비교하여 초기 화재 확산이 매우 빠름을 알 수 있었다. 외단열시스템 외장재 화재로 인한 화재 확산을 방지하기 위해서는 법적으로 외단열시스템의 적용 시 건물의 용도별로 사용을 제한하거나 화염전파를 차단할 수 있는 수직외벽 구획 등의 대책이 시급히 요구된다.
본 연구에서는, 건축 외장재로 많이 사용되고 있는 외단열시스템에 대해 방염 효과를 확인하기 위하여 콘칼로리미터 실험을 적용하였다. 실험 결과, 방염제의 도포 형태나 농도에 따라 초기 착화 시점을 지연하는데 효과가 있었으나, 외벽 수직화재 발생 시 외단열시스템의 방염처리는 화재에 영향을 미치지 못할 것이라는 것을 확인하였다. 또한, 외단열시스템에 사용하는 고밀도와 저밀도 스티로폼의 밀도차에 의한 화재에 미치는 영향은 차이가 없음을 확인하였다. 실험 시 외장재의 착화는 40초 전후로 발생하였으며, 방출열량도 100초 이내에 약 90 %가 발생하는 것으로 나타나 다른 외벽재료와 비교하여 초기 화재 확산이 매우 빠름을 알 수 있었다. 외단열시스템 외장재 화재로 인한 화재 확산을 방지하기 위해서는 법적으로 외단열시스템의 적용 시 건물의 용도별로 사용을 제한하거나 화염전파를 차단할 수 있는 수직외벽 구획 등의 대책이 시급히 요구된다.
In this study, EIFS (Exterior insulation finish system) of exterior cladding was applied Cone calorimeter test to confirm the effect of flame retardant. As a results, the initial ignition points in accordance with the coated form and concentration of the flame retardant was delayed. But flame resist...
In this study, EIFS (Exterior insulation finish system) of exterior cladding was applied Cone calorimeter test to confirm the effect of flame retardant. As a results, the initial ignition points in accordance with the coated form and concentration of the flame retardant was delayed. But flame resistant treatment of EIFS cladding to control the fire will not affect confirmed that. In addition, EIFS that uses high-density and low-density due to difference in the density of the impact of the fire was no difference. The exterior of the ignition experiment occurred before and after 40 seconds, heat release rate to 100 seconds appears to occur about 90 % compared with the other exterior wall materials, the initial fire spread very fast was confirmed. EIFS cladding in order to prevent the spread of fire in the application of EIFS legally use is limited by the use of the building. And flame spread can be prevented, such as a vertical outer wall compartment measures are urgently needed.
In this study, EIFS (Exterior insulation finish system) of exterior cladding was applied Cone calorimeter test to confirm the effect of flame retardant. As a results, the initial ignition points in accordance with the coated form and concentration of the flame retardant was delayed. But flame resistant treatment of EIFS cladding to control the fire will not affect confirmed that. In addition, EIFS that uses high-density and low-density due to difference in the density of the impact of the fire was no difference. The exterior of the ignition experiment occurred before and after 40 seconds, heat release rate to 100 seconds appears to occur about 90 % compared with the other exterior wall materials, the initial fire spread very fast was confirmed. EIFS cladding in order to prevent the spread of fire in the application of EIFS legally use is limited by the use of the building. And flame spread can be prevented, such as a vertical outer wall compartment measures are urgently needed.
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문제 정의
따라서 외장재로 많이 사용되는 외단열시스템으로 인한 화재사고를 방지하기 위해서는 표면마감재에 대한 화재안전성 확보가 필요한 것으로 판단된다. 본 시험에서는 기존에 시공된 대상제품의 화재안전확보 방안을 모색하기 위하여 시중에 시판중인 방염제를 사용하여 방염처리를 하고 화재특성을 조사할 목적으로 실시하였다. Figure 3은 외단열시스템의 열방출률과 총열방출률을 나타낸 그래프이다.
본 연구에서는 가연성 외장재중 연소성이 뛰어난 외단열시스템(EIFS, 일명 드라이비트) 화재 시 위험성에 대하여 인지하고 연소확대 방지 또는 연소속도를 지연시킬 수있는 방안의 하나로 외단열시스템에 대해 방염처리가 미치는 영향에 대해 연구계획하였으며, 화재 시 얼마나 오랜 시간 화염 확산을 지연시켜줄 것인지를 콘칼로리미터(ISO 5660-1)실험을 통해 그 타당성을 검증해 보려고 하였다. 이와 더불어 외단열시스템의 주요 구성품인 스티로폼의 저밀도와 고밀도가 화재에 미치는 영향도 확인하고자 하였다(2,3).
본 연구에서는 가연성 외장재중 연소성이 뛰어난 외단열시스템(EIFS, 일명 드라이비트) 화재 시 위험성에 대하여 인지하고 연소확대 방지 또는 연소속도를 지연시킬 수있는 방안의 하나로 외단열시스템에 대해 방염처리가 미치는 영향에 대해 연구계획하였으며, 화재 시 얼마나 오랜 시간 화염 확산을 지연시켜줄 것인지를 콘칼로리미터(ISO 5660-1)실험을 통해 그 타당성을 검증해 보려고 하였다. 이와 더불어 외단열시스템의 주요 구성품인 스티로폼의 저밀도와 고밀도가 화재에 미치는 영향도 확인하고자 하였다(2,3).
제안 방법
방염처리한 외단열시스템의 화재안전 성능평가를 위해 콘칼로리미터(ISO 5660-1)의 실험조건 중 가열강도를 25 kW/m2로 설정하여 성능평가를 실시하였다.
연소방향은 불꽃을 대는 방향에 따라 수평법, 경사법, 수직법으로 구분하고 연소원료에 따라 버너법, 알콜램프법, 메틴아민법, 담뱃불법, 성냥불법으로 나뉜다. 시험은 잔염시간, 잔진시간, 연소속도, 탄화면적, 탄화길이, 접염횟수, 발연량, 연기량, 산소지수 등을 측정하여 방염성능 여부를 결정한다.
대상 데이터
사용된 시험방법은 콘칼로리미터(ISO 5660-1)이며, 가열조건은 외단열시스템의 화재특성을 고려하여 가열강도를 25 kW/m2로 착화시간이 100초가 되도록 하여 진행하였다. 시험시편은 시중에서 시판되는 방염제를 미장형의 외단열시스템 표면에 아래 Table 4와 같이 도포하고, 도포량에 따른 변화를 평가하도록 하였다.
성능/효과
1) 외단열시스템은 표면처리방법과 사용되는 단열재 모두 화재에 취약한 것으로 나타났다. 특히 다른 제품에 비하여 착화시간이 현저히 빠르고, 방출되는 열량은 발화 후 100초 전후에서 최대치를 보이고 있어 작은 화원에서도 대형 화재로 확산될 가능성이 높은 것으로 판단된다.
2) 방염처리로 인해 착화가 지연됨을 확인할 수 있었다. 하지만 화재확산의 주(主) 요인인 열방출특성에서는 큰 효과가 없는 것으로 판단된다.
4) 현재 국내에서 생산되는 방염제는 소방법에서 정한 방염성능을 만족하기 위해서 주로 섬유, 목재, 플라스틱재료의 방염성을 확보하기 위하여 사용되는 것으로 작은 화원에서는 큰 효과가 있지만, 고온에서는 큰 효과가 없다는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
3) 외단열시스템으로 인한 화재 확산을 방지하기 위해서는 법적으로 외단열시스템의 적용 시 건물의 용도별로 사용을 제한하거나 화염전파를 차단할 수 있는 수직외벽 구획 등의 적극적인 대책이 시급히 요구된다.
5) 따라서 기존 외단열시스템 공법 건축물의 화재안전개선을 위해서는 방화나 주변화재로 인한 화원에서도 효과가 있는 방염제 개발이 필요할 것으로 판단되며 이에 대한 보다 심도있는 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다.
참고문헌 (9)
S. H. Min and J. E. Yoon, "A Study on the Modeling of Vertical Spread Fire of Exterior Panel by Fire Dynamic Simulation (FDS)", Journal of the Korea Safety Management & Science, Vol. 11, No. 2, pp. 77-85 (2009).
S. H. Min and M. S. Kim, "A Study on the Fire Risk Assessment of EIFS by Cone Calorimeter Test & Single Burning Item Test", Journal of the Korea Safety Management & Science, Vol. 12, No. 1, pp. 1-9 (2010).
S. H. Min, J. E. Yoon and M. S. Kim, "An Experimental Study on Combustion Characteristics of Aluminum Composite Panels for Flame Retardant and General Materials", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 2, pp. 105-111 (2012).
S. J. Lee, "An Improvement of Exterior Finishes in Building Remodeling (Focused on Exterior Insulation and Finishing)", DongGuk University, Academic Thesis (2003).
G. L. Christensen, "Full scale Fire Test of Various Exterior Wall System, Development, Use and Performance of Exterior Insulation & Finish System (EIFS), ASTM STP1187, Mark F. Williams and Richard G. Lampo, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia (1995).
A yearbook about fire statistics (2007. 2008), Homepage data of National Emergency Management Agency (2010).
2007-2008 Disaster Reports of Fires, Archives of National Emergency Management Agency (2010).
KS F ISO 5660-1 Fire Tests for Combustion (Cone Calorimeter Test), Korea Standard Association) (2009).
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