[121회 소방기술사] 3교시 답안작성 연습(샌드위치 패널 종류별 특징, 화재위험성, 국내·외 시험기준)

샌드위치 패널의 종류별 특징과 화재위험성, 국내·외 시험기준에 대하여 설명하시오.

 

1. 샌드위치 패널(복합자재) 개요

 

1. 복합자재란 일반적으로 불연성 재료인 양면 철판 또는 이와 유사한 재료와 불연성이 아닌 재료인 심재로 구성된 건축 부재이다.

2. 복합자재는 화재시 패널의 심재에 따라서 가연성이며, 유독가스를 다량 발생시키고, 열에 대한 구조내력이 약해 붕괴 등의 위험성을 내포하고 있다.

3. 따라서 심재로 사용되는 재료가 난연 성능 이상을 가지고 있어야 한다.

 

2. 샌드위치 패널의 종류별 특징

 

샌드위치 패널 종류	특징
발포 폴리스티렌폼 패널	1. 심재로 발포 폴리스티렌을 사용 2. 외부 표면재료는 상·하 양면에 아연도장 강판 사용 3. 단열성능이 뛰어나고 경량이며 자체강도와 내구성이 강함 4. 화재시 심재가 쉽게 용융하며 연소가스가 발생하고 화염 전파가 매우 용이(난연성 확보하지 못함)하기 때문에 방·내화상 충분한 고려가 이루어진 후 사용
우레탄폼 패널	1. 심재로 우레탄을 사용 2. 외부 표면재료는 상·하 양면에 착색 아연도장강판 사용 3. 단열성능, 구조성능, 난연성, 내열성, 절연성 등 성능 우수 4. 폴리스티렌폼 처럼 유기질 단열재이므로 화재에 의해 내부 심재가 용융하면서 연소하여 유독가스 발생
PIR 패널(Poly Isocyanurate resin foam panel)	1. 우레탄폼을 개질한 PIR 패널은 화재시 손상 및 변형에 강함 2. 발연성을 감소시켜 화재 저항성을 강화한 패널로서, 일반 난연제를 첨가하지 않고도 그 자체가 난연성을 가짐 3. 우레탄폼 패널과 유사하지만 방·내화성능이 양호하며 난연재료 성능을 확보
그라스울 패널	1. 심재로 무기질계 재료인 그라스울을 사용 2. 외부 표면재료는 상·하 양면에 착색 아연도장강판 사용 3. 준불연재료 이상의 성능을 가지고 있다. 4. 화재 시 화염전파가 거의 없고 유독가스 발생이 없어 방화구획과 내화구조 시공이 가능한 내화구조 패널 5. 두께가 75~100mm 이면 30분 내화성능을 지니고, 125~150mm 인 일부 패널은 1시간 내화성능을 가진다.
미네랄울 패널	1. 규산칼슘계 광석을 고열로 용융, 액화시켜 고속회전 원심공법으로 제조 2. 주원료가 무기질 광석이므로 불에 타지 않고 안전사용 온도가 높아 방화 및 내화 구조물 등에 사용되며, 뛰어난 내열성능을 가짐

 

3. 샌드위치 패널의 화재 특성과 위험성

 

화재 특성	위험성
심재가 열에 취약	심재 양면이 강판으로 되어 있어 초기 착화는 지연시킬 수 있으나 열이 심재로 쉽게 전달되며, 심재가 가연성일 경우 연소하면서 유독가스 발생
화재 위치 파악이 어려움	철판 내부에서 화염이 확대되는 관계로 소화가 어려움
발열량이 많다	화재 시 열에 의해 복합자재의 전소와 붕괴의 위험성이 높다
발연량이 많다	복합자재 접합부 틈새를 통해 화염 및 연기, 유독가스 등이 쉽게 인접 공간으로 확산
독성물질 다량 발생	심재의 종류에 따라 유독성가스를 다량 발생시켜 재실자에게 피해를 일으킬 위험성이 매우 높음

 

4. 복합자재 국내 시험 기준

 

1. 강판 - 다음 기준 모두 충족

 ㄱ. 두께 : 0.5mm 이상

 ㄴ. 앞면 도장 횟수 : 2회 이상

 ㄷ. 도금 부착량 : 도금 종류에 따라 다름

  - 용융 아연 도금 강판 : 180g/m^2 이상

  - 용융 아연 알루미늄 마그네슘 합금 도금 강판, 용융55% 알루미늄 아연 (마그네슘) 합금 도금 강판 : 90g/m^2 이상

 

2. 심재 : 다음 중 어느 하나 해당

 ㄱ. 한국산업표준에 따른 그라스울 보온판 또는 미네랄울 보온판으로서 국토교통부장관이 정하여 고시하는 기준 적합

 ㄴ. 불연재료 또는 준불연재료

 

3. 강판과 심재 전체를 하나로 보아 실물모형시험을 실시한 결과가 기준을 충족할 것

 ㄱ. 시험체 개구부 외 결합부 등에서 외부로 불꽃 발생하지 않을 것

 ㄴ. 시험체 상부 천정의 평균 온도가 650℃ 초과하지 않을 것

 ㄷ. 시험체 바닥에 복사 열량계으이 열량이 25kW/m^2 을 초과하지 않을 것

 ㄹ. 시험체 바닥의 신문지 뭉치가 발화하지 않을 것

 ㅁ. 화재 성장 단계에서 개구부로 화염이 분출되지 않을 것

 

5. 국외 시험 기준

 

1. 모형화재시험(ISO 9705)

 ㄱ. 실내 내장재 연소 성상 측정하는 실물 시험방법

 ㄴ. 주된 측정요소는 플래시오버의 발생여부, 도달시간이다.

 ㄷ. 시험 결과에는 시간경과에 따른 열방출율(HRR)과 연기발생율 등이 측정된다

 

2. ISO 샌드위치패널 화재시험방법(ISO 13784-1)

 ㄱ. 실제 샌드위치 패널을 연소시킬때 발생하는 배출가스를 수집해 화재 방출열량을 계산

 ㄴ. 연기량 및 독성가스 등도 측정하여 실제 샌드위치 패널 구조의 연소 특성을 시험

 ㄷ. 샌드위치 패널 시스템의 결합부분과 구조물의 개구부에서 발생하는 모든 연기와 뜨거운 가스를 포집하도록 구성

 

6. 국내 시험기준 보완사항

 

1. 우리나라 시험장치는 소형시험체를 시험하기 위한 것이기 때문에 샌드위치패널과 같이 두꺼운 시험체를 평가하기에 문제점이 있다.

2. 따라서 미국의 모형화재시험(ISO 9705) 나 유럽 및 ISO 샌드위치패널 화재시험방법을 벤치마킹 하여 실제적인 화재모형시험을 구현해서 평가하도록 해야한다.

 

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※ 개인 공부 용도로 작성한 것이라 틀린 내용이 있을 수 있습니다. 틀린 내용이 있을시 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다.