커튼월 이중 유리 외장재 파단에 대한 실험 및 수치해석 연구

Experimental and Numerical Studies on the Failure of Curtain Wall Double Glazed for Radiation Effect

국내외 유리 외장재에 대한 기준은 풍압 및 단열 성능에만 집중되어 있고, 화재 및 지진과 같은 재난에 대한 기준은 미비한 실정이다. 특히 초고층 건물의 화재 발생 시 유리 외장재의 파손으로 인한 상부층 화재 확산은 재산 및 인명 피해를 극대화한다. 따라서 유리 외장재의 파손으로 인한 화재 확산을 축소하기 위해서는 유리 외장재의 화재 취약성을 검토하고 파손 방지 기술 개발이 필요하다. 초고층 건물의 한정된 소방용수를 사용하여 효과적으로 파손을 막기 위해서는 유리 외장재의 파손 시점을 예측하고 원인 인자를 판단하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 이중 유리 외장재의 열적 특성을 분석하기 위해 복사열 실험을 수행하고, 화염의 고온 고압에 직접적으로 노출이 되지 않았음에도 파단이 일어난 현상을 분석하기 위한 수치해석을 수행하였다. 구체적으로 ISO 9705 Room에 3장의 커튼월 유리 외장재를 설치하고, 방열판을 이용해서 유리 외장재를 복사열에 노출시키며 각 유리의 중요 위치에서 열전대를 이용하여 온도를 측정하였다. 최종적으로 현재 널리 사용되고 있는 이중 유리 외장재에 대한 화재 취약성을 분석하였다.

National and international standards for curtain wall glass are focused on wind pressure and insulation performance, but disasters such as fires and earthquakes are not considered. Failure of curtain wall glass during a fire in a skyscraper increases the loss of lives and property due to the spread of fire. Therefore, the fire resistance of curtain wall glass should be investigated, and technology to prevent glass failure should be developed to prevent fire damage due to spreading fire. It is important to predict the starting point of cracks and the cause of glass failure to prevent it effectively using the limited water in a skyscraper. In this study, double glazed glass was exposed to a radiator in an experiment performed to analyze the thermal characteristics. The results show that glass that was not directly exposed to high temperature and pressure was broken. To identify this failure case, numerical analysis was performed. Three glass specimens were installed in an ISO 9705 room and exposed to radiation using a radiator, and a thermocouple was used to measure the temperature on the surface of the glass. Widely used double glazed glass was analyzed for weakness to fire.