ABS 나노복합재료와 이를 적용한 내화창호시스템의 개발

Development of an ABS Nanocomposite Material and Its Application to a Fire-Resistant Glazing System - Part II: Development of a Curtain-Wall-Type Fire-Resistant Glazing System

본 연구에서는 건축물의 구성재 중 하나인 커튼월구조 창호시스템의 저단열성 알루미늄 프레임 부분에 대해 가연성이 개선된 고단열성 ABS-나노클레이 복합재료(이하 나노복합재료)를 적용하여 건축물의 에너지 효율성과 화재안전성 확보 모두에 기여하고자 한다. 파트 I(i.e. 기 논문)에서는 ABS의 가연성 개선을 위한 나노복합재료의 개발 과정을 다뤘다. 본 논문(i.e. 파트 II)에서는 연구실 단계에서 개발된 재료를 생산 단계로 스케일업하고자 환경조건과 배합비를 세부 조정하였고, 펠렛을 생산하여 내화창호시스템 파일럿 모델을 제작하였다. 벤치스케일 내화성능 실험에서는 프레임 부분 나노복합재료의 용융에 따른 흘러내림을 관찰하지 못했고, 열전달 지연효과를 확인하였다. 실 스케일 실험에서는 커튼월 타입 창호시스템의 종합적인 내화성능으로 차열 30 min (국내)과 EIW30 (유럽)을 확인하였다. 파일럿 모델 제작을 위한 유리세트는 단열수치해석 결과를 기반으로 설계하였고 실 스케일 실험에서 창호시스템의전체 단열성능으로 일반창호 단열 2등급을 확인하였다. 이 성능은 커튼월에 대해서 방화지구 내 설치 시 요구되는내화 성능과 고효율인증제도에서 검토되고 있는 열관류 요구성능을 만족하는 수준이다.

This study is focused on the development of a curtain-wall-type fire-resistant glazing system to contribute to both energyefficiency and fire safety of a building. The development of an ABS nanocomposite material and its improvement inflammability are presented in Part I (the authors’ companion paper). In this study, the ABS nanocomposite material wasscaled up for application to a fire-resistant glazing system in industries. A bench-scale test was designed to quantitativelyanalyze the frame’s heat transfer performance. To manufacture a pilot model of the glazing system, a glazing part wasdesigned based on numerical simulations of thermal insulation. The performance of the entire glazing system was testedon a full scale in terms of thermal resistance and insulation.