내화충전구조 관통 케이블이 충전재의 내화성능에 미치는 영향

Effect of Cables penetrating Firestop on the Fire resistance of a Penetration sealing system

내화건물의 방화벽 관통부에는 내화성능의 충전재를 사용하여 내화충전구조를 갖추어야 하는데, 특히 원자력발전소는 미국 NRC의 Reg. Guide 1.189 Fire Protection for Operation Nuclear Power Plants에 따라 이러한 내화충전구조에 대해 ASTM E 119(건축구조 및 재료의 화재시험방법)에 따른 내화시험을 실시하고 있다. 본 연구에서는 원자력발전소에서 화재발생 시 내화충전구조를 관통하는 케이블의 영향으로 화재가 발생한 구역에서 인근 구역으로 화염이 전파될 수 있는지 여부를 확인하고자 안전등급, 비안전등급, 광, 비난연 등 5종의 케이블을 대상으로 내화충전구조 시험체를 제작하여 내화시험을 실시하였다. 내화충전구조 관통부의 내화시험은 3m × 3m 크기의 수직가열로 틀에 내화충전구조 시험체를 제작하여 실시하였으며 시험체는 내화성능이 확인된 제조사의 내화충전재에 안전등급 1종, 비안전등급 1종, 광케이블 2종, 비난연케이블 1종 등 총 5종의 케이블을 관통시켜 양생하였다. 내화충전재의 크기는 800㎜ × 800㎜이고, 내화충전재 주변은 ALC 내화보드를 이용하여 빈틈이 없도록 제작하였다. 시험체를 가열로에 설치하고 ASTME 119의 표준 온도-시간 곡선에 따라 2시간 동안 가열하여 비가열면의 이상 유무 및 돌출된 케이블을 통한 화염 전파 여부를 관찰하였으며, 동시에 비가열면의 내화충전재 표면과 케이블 표면에 부착된 열전대를 이용하여 시험기간 동안 온도변화도 계측하였다. ASTM E 119에 따라 2시간의 내화시험을 수행한 결과, 비가열면으로 케이블을 통한 화염전파는 5종의 케이블 중 어떤 케이블에도 발생하지 않았다. 또한 열전대의 최고온도는 가장 온도가 높았던 안전등급 케이블과 비안전등급 케이블 표면에서 각각 (181+초기온도) ℃ 이하로 나타나 성능요건을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 케이블 관통부의 내화충전재가 충분한 내화성능이 있는 경우 케이블의 내화성능에 관계없이 케이블을 통한 화염전파는 발생하지 않는 것으로 판단된다.