초록 ▼

연구목적
○ 제한 규정이 없이 시판되고 있는 외장재에 대해 중·소형 및 실대형 화재실험을 통한 화재위험성평가로 외장재 기준을 설정하고, 그 결과에 따라 외장재 시공 건축물에 대해 사전에 실건축물의 화재모델링으로 화재위험성 평가를 실시하여 사전에 위험을 차단하여, 수직확산화재 예측 모델, 외장재 화재 억제기술 및 외장재 건축물 관리기술의 개발을 통해 인명·재산피해의 최소화를 실현하도록 매뉴얼을 제시함.

연구내용
○ 화재 및 열물성 실험 결과를 이용한 외장재 내부 열전달 모델 개발
- 외부 화원 및 재료에

연구목적
○ 제한 규정이 없이 시판되고 있는 외장재에 대해 중·소형 및 실대형 화재실험을 통한 화재위험성평가로 외장재 기준을 설정하고, 그 결과에 따라 외장재 시공 건축물에 대해 사전에 실건축물의 화재모델링으로 화재위험성 평가를 실시하여 사전에 위험을 차단하여, 수직확산화재 예측 모델, 외장재 화재 억제기술 및 외장재 건축물 관리기술의 개발을 통해 인명·재산피해의 최소화를 실현하도록 매뉴얼을 제시함.

연구내용
○ 화재 및 열물성 실험 결과를 이용한 외장재 내부 열전달 모델 개발
- 외부 화원 및 재료에 따른 외장재 내부 온도변화 예측
○ 외장재 수직확산 실대형 화재실험장비 및 온도변화 예측
- IRC(캐나다),BRE(영국) 외장재 수직확산 실험장비 조사·분석
- 기존 라지스케일칼로리미터와의 연동 제작 및 초기화
○ 화재모델링에 필요한 외장재의 화재물성 DB 구축
- 외장재 내부 실험결과를 이용하여 화재물성 예측용 툴 개발
- k, p , Cp, E, A, △Hc, △HRR 등 화재모델링 수행에 필수 인자 DB
○ 실대형화재실험에 대한 모델링 구현
- 구성재료,점화원,시험체 크기, 확산경로 모델링 등
- 실대형화재실험 데이터를 활용하여 모델링 화재물성 DB 최적화
○ 실물실험 모델링 결과 분석
- 물성 DB, 화재성상,모델링 인자 등
○ 실증적 실대형화재실험 수행
- 실험장치별 소재 드로잉 및 가공
- 라지스케일칼로리미터와 수지확산화재 실험장비를 통한 실증 실험
○ 외장재 화재 설비의 실대형화재실험 적용성 판단 및 실험
- 관련 법규 및 자료 검토
- 실대형화재실험 적용 드렌처설비 등 설계, 발주, 제작, 입고 및 설치
- 실험 수행
○ 외장재 화재 드렌처 설비 화재 모델링
- 실대형실험에 대한 모사
- 결과 분석
○ 외장재 수직화재확산에 대한 예측시스템 신뢰성 검증
- 모델링 결과의 신뢰성 검증을 위한 실대형 화재 검증 실험 수행
- 실험결과와 모델링 결과와의 비교·분석
- 실험 및 모델링 결과에 따라 외장재 화재성능평가에 적합한 화재실험방법 및 평가요소 제시
○ 외장재 수직화재확산 예측시스템 및 외장재 화재 진압 매뉴얼 제시
- 외장재 수직화재확산에 대한 예측시스템 제시
- 외장재 수직화재확산에 대한 화재 진압 매뉴얼 제시
○ 건축 외장재 기준 제시
- 건축물 외장재 화재확산 방지를 위한 기준 제시(건축법, 소방법 등)
- 외장재의 화재성능(열방출률, 총방출열량 등) 기준 제시
○ 외장재 설비 기준 제시
- 미국Code 검토, 국내·외 설계 및 시공사례 분석, NFSC 관계법규 정비
- 건축물 외장재 기준과 연계된 설비 기준 제시
○ 화재물성(k, p, Cp, E, A 등) DB구축에 대한 신뢰성 검증
- 모델링 결과의 신뢰성 검증을 위한 소형, 중형 화재 검증 실험 수행
- 실험결과와 모델링 결과와의 비교·분석
○ 화재시나리오 작성 및 시나리오에 의한 모델링
- 외장재관련 화재 자료조사, 분석, DB, 시나리오 확정 및 작성
- 시나리오에 의한 모델링 실시

기대효과 및 활용방안
○ 건축물 외장재 기준 설정으로 화재에 취약한 외장재의 남용을 차단
○ 외장재 관련법규를 정비하여 실질적인 관리체계 구축이 가능
○ 외장재의 수직확산방지기술 개발로 설계 및 시공을 위한 화재안전기술 확보
○ 외국관련 기술과 동등한 기술수준에 도달하여 건축물 외장재 화재안전기술에 대한 기술 수입에 대하여 관련 산업분야의 매출증가와 고용창출 유도
○ 화재성능평가 관련업체에 보급이 가능하여 수입에 의존하던 화재평가장비에 대한 수입대체효과 창출 가능
○ 화재모델링을 통한 외장재 화재 예측모델 개발로 시행착오를 최소화한 안전화곱가 가능
○ 외장재 화재에 대한 화재진압 매뉴얼 개발로 거주자에 대해 삶의 질 제고

( 출처 : 요약서 )

Abstract ▼

Ⅳ. Major Study Result
1. An analysis of fire cases on an exterior material and a review of their legal criterion
As a result of analyzing the fire occurrence situation by ignition places for the recent 5 years, 4,695 cases, 10% of the total fires, happened at the exterior structure of a buildi

Ⅳ. Major Study Result
1. An analysis of fire cases on an exterior material and a review of their legal criterion
As a result of analyzing the fire occurrence situation by ignition places for the recent 5 years, 4,695 cases, 10% of the total fires, happened at the exterior structure of a building such as an outer wall, duct, pit, penthouse, etc. The use of inflammable exterior materials has resulted in the weakening of the exterior fire prevention structure of a building and the fast progress of a combustion spread up to the upper floors, the fire fighting facilities installed in a building have reduced in usefulness, and the water spray capability of a fire engine for a high-rise building has shown its limit to be connected to a large fire, so the preparation of their measures is urgent.

2. A risk evaluation experiment through a small and medium experiment
This study has established a related database by using a cone calorimeter,a single burning item(SBI) and various heat conduction evaluation equipment to establish the fire property of an exterior material, and the result of analyzing the data has shown that the establishment of a fire safety measure for a general aluminum composite panel and an outer insulation system is urgent.

The screen was mostly made of a PE fabric or a nonwoven fabric weak against a fire, which was analyzed to be very weak against heat as a result of a horizontal/vertical flame propagation test carried out to evaluate its flame spread performance. The weather resistance test result for the fire performance of an exterior material showed a high possibility to deteriorate its fire property value largely.

As a result of a combustion experiment for an air-conditioner condenser,the maximum heat emission rate of a small condenser was about 90 kW and the maximum heat emission rate of a multi-system type air-conditioner condenser was about 5,830 kW, and there were explosion inside the condenser and sudden flame ejection and spreading through a discharge grill for a heat exchange at the top.

3. Development of an outer wall fire combustion spread prevention head and system
This study developed an outer wall protection head that went through a water discharge capacity and water spray pattern experiment and was verified in its performance through a full-scale fire experiment based on the American NFPA code, and proposed a design criterion for an outer wall fire combustion spread prevention system by using it suitably for the domestic criterion.

4. Evaluation of the full-scale vertical fire spread performance of a building exterior material
This study proceeded with the work of KS standardization of IS0 l3785-2,an exterior material combustion test device, and prepared the grading of the performance criterion for an exterior material through an experiment by the kinds of an exterior material. In addition, this research reflected some contents of the combustion spread prevention plan on the building law.

5. Presentation of an exterior material fire suppression system manual
This study presented a fire suppression manual for the exterior material of a domestic high-rise building by examining research literatures such as fire cases in a domestic and overseas high-rise building and examining external fire suppression methods and equipment development items.

6. Execution of fire molding according to a scenario
This study established a database through a small and medium experiment for exterior materials and developed an exterior material inside temperature change prediction model depending on exterior fire sources and materials. In addition, this study could predict a fire property and evacuation risk through modeling depending on building types, verification modeling for fire cases, and risk and evacuation modeling for multiple simultaneous fires, and proposed a performance design method for a fire on an exterior material.

7. Real Scale Fire Test Method of Building Exterior Wall Assemblies

8. Development for Real Scale Fire Tester of Building Exterior Wall Assemblies

9. Real Scale Fire Test Data Bases of Building Exterior Wall Assemblies

10. Fire Spread Index of Building Exterior Wall Assemblies

11. Establishment of fire characteristics of building exterior materials

12. Suggestion of Fire performance testing methods of building exterior materials

13. an internal heat transfer model based on fire and thermal characteristic test results

( 출처 : SUMMARY )

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3그림목차 ... 14표목차 ... 38제 11 장 건축물 외장재의 실대형 수직화재 확산 성능 평가 기술 개발 ... 48 11.1 연구의 필요성 ... 48 11.2 연구의 목적 ... 49 11.3 연구범위 ... 51제 12 장 건축물 외장재의 확재 안전 ... 53 12.1 건축물 화재 특성 연구 ... 53 12.2 국내·외 건축물 외장재 관련 기준 ... 61제 13 장 건축 재료의 화재 성능 평가 ... 77 13.1 국외 건축 재료 성능 평가 ... 77 13.2 국내 건축 재료 성능 평가 ... 86 13.2.1 소규모 화재 시험 성능 평가 ... 86 13.2.2 중규모 화재 시험 성능 평가 ... 88제 14 장 건축물 외장재의 실대형 화재 시험 ... 93 14.1 건축물 외장재 실대형 수직 화재 시험 방법 ... 93 14.1.1 건축물 외벽 마감재료 ... 93 14.1.2 건축물 외장재의 실대형 화재 시험 방법 ... 99 14.2 건축물 외장재 실패형 수직 화재 시험 결과 ... 103 14.3 건축물 외장재의 수직화재 확산 시뮬레이션 ... 127 14.3.1 Fire Dynamics Simulation ... 127 14.3.2 수지해석 지배방정식 ... 129 14.3.3 외벽 마감재료의 수직화재 확산 시험 시뮬레이션 ... 132 14.4 건축물 외장재의 수직화재 확산 성능 ... 135제 15 장 건축물 외벽 마감재료의 법적 기준 ... 142 15.1 외벽 마감재료 사용제한 대상 건축물 확대 ... 142 15.1.1. 국내 초고증 건축물 현황 ... 142 15.1.2 우신골든스위트 화재 개요 ... 143 15.1.3 건축법상의 법적 요건을 중심으로 한 화재사고 분석 ... 147 15.1.4 초고층 건축물 화재안전 대책 ... 149 15.2 건축법 시행령 ... 149 15.3 건축물 마감재료 난연성능 및 화재확산 방지 구조 기준 ... 152 15.4 건축물 외벽 마감재료의 화재확산등급 제안 ... 158제 16 장 종규모수직확재 성능평가 및 Dß구축 ... 160 16.1 연구의 필요성 ... 160 16.2 연구목적 ... 162 16.3 연구범위 ... 164제 17 장 시혐소재의 선정 ... 165 17.1. 외장재의 종류 ... 165 17.2 외장재 시장조사 분석 ... 175 17.3 외장재 화재사례 분석 ... 175 17.4 시험소재 선정 ... 178 17.5 시험체 제작 ... 179 17.5.1 시엄체의 크기 ... 179 17.5.2 시험체 제작 및 설계시방 ... 179 17.5.3 시험체 제작도면 ... 180제 18 장 시험방법 선정 ... 184 18.1 화재 시험개요 ... 184 18.2 국내 내외장재료의 화재성능 평가 ... 188 18.2.1 건축물 마감재료의 난연성능 기준 ... 188 18.2.2 건축용 메탈패널의 내화성능 기준 ... 189 18.2.3 방염대상물품의 방염성능 평가 기준 ... 189 18.3 국외의 내외장재 화재성능평가 ... 190 18.3.1 미국 ... 190 18.3.2 일본 ... 191 18.3.3 국외 외장재의 실대형화재시험 방법 ... 193 18.4 열물성 평가 ... 194 18.5 내후성 평가 개요 ... 196 18.6 시험방법 선정 결과 ... 198 18.6.1 소형화재 시험 ... 199 18.6.2 중형화재시험 ... 208 18.6.3 열물성시험 ... 224 18.6.4 내후성시험 ... 225제 19 장 시험 진행 및 결과 ... 227 19.1 소형화재 시험 ... 227 19.1.1 개요 ... 227 19.1.2 시험결과 ... 236 19.1.3 시험결과 비교 및 분석 ... 344 19.1.4 소결 ... 353 19.2 중형시험 [SBI] 시험 결과 ... 355 19.2.1 개 요 ... 355 19.2.2 시험결과 ... 362 19.2.3 시험결과 비교/분석 ... 410 19.2.4 소결 ... 417 19.3 열물성 시험결과 ... 418 19.4 배후성시험 결과 ... 419 19.4.1 화재특성 결과 분석 ... 419 19.4.2 열전도특성 시험결과 ... 424 19.4.3 소결 ... 427 19.5 난연제를 도포한 드라이비트의 화재성능 ... 428 19.5.1 시험개요 ... 428 19.5.2 시험방법 및 시험시편 ... 429 19.5.3 시험결과 및 분석 ... 430 19.5.4 소결 ... 432 19.6 외장가림막의 화재위험성평가 ... 434 19.6.1 시험개요 ... 434 19.6.2 시험시편 시험방법 ... 435 19.6.3 시험결과 및 분석 ... 437 19.6.3 소결 ... 438제 20 장 외장재 화재특성 데이터베이스 ... 440제 21 장 외장재 실대형화재시험방법 제정 ... 445 21.1 외장재의 화재특성 ... 445 21.2 국외의 외장재 화재시험방법 ... 446 21.3 우리나라의 외장재 화재안전 규정 ... 447 21.4 외장재의 수직화재 평가 요소 ... 447 21.5 건축물 외장구성재에 대한 연소시험방법-제2부 : 대규모 시험 ... 449제 22 장 열전달모델 ... 464 22.1 개요 ... 464 22.2 1차원 열전달 모델 ... 467 22.3 지배방정식 및 경계조건 ... 467 22.4 그리드 시스템 ... 470 22.5 수치해석: 유한자분법 ... 472 22.5.1 내부 그리드 ... 472 22.5.2 표면 경계조건 ... 474 22.5.3 Net Radiative Heat Transfer 분석 ... 477 22.5.4 이면 경계조건 (x=M) ... 481 2.6 모델링 결과 및 분석 ... 484 22.6.1 Thermoolastic PmmA ... 484 22.6.2 Red Oak ... 488 22.6.3 난연 AL복합패널 ... 493 22.6.4 일반AL복합패널 ... 499 22.6.5 드라이비드 ... 505제 23 장 결론 ... 507참고문헌 ... 518끝페이지 ... 529