샌드위치 패널 단열재 4종의 화재 안전성 검토

Study on Fire Safety of Four Sandwich Panel Insulation Materials

샌드위치 패널의 화재특성에 영향을 미치는 요인은 단열재의 특성뿐만 아니라 패널 건축물의 접합 부위 및 마감방법, 패널 간 연결방법 등의 시공방법 또한 샌드위치 패널의 화재특성에 영향을 미치게 된다. 하지만 우리나라의 샌드위치 패널의 성능 시험은 KS F ISO 5660-1의 난연성 시험방법을 사용하고 있다. 이는 소형시편의 시험으로 단열재의 화재특성을 확인 할 수는 있으나 샌드위치 패널 건축물의 화재특성을 파악하기란 불가능하다. 이에 따라 국토교통부는 실대형 시험(KS F ISO 13784-1)으로 전환하고 샌드위치 패널의 화재안전성을 확보하고자 개정고시안을 내놓은 상태이다. 개정고시안의 실대형 성능시험은 성능 통과 기준은 결합부 출화, 개구부 출화, 천장 평균 온도 650℃ 초과, 열량계의 열유속 25KW/m² 초과, 시험체 바닥의 신뭉지 발화, 총 다섯가지로 분류하여 시험중에 하나라도 발생시 성능 불합격이 된다. 이에 본 연구에서는 국토교통부의 개정고시안의 성능 시험 기준에 따라 기존의 단열재를 사용하여 화재 안전성을 확인하고자 한다. 샌드위치 패널의 단열재는 현재 시중에서 가장 많이 사용되는 EPS, PIR, 글라스울, 미네랄울로 선정 하였으며 동일한 조건으로 시험하여 확인하기 위해 샌드위치 패널의 두께는 180T로, 시험체의 크기는 2400 × 3600 × 2400 (mm)의 크기로 통일하였으며 시험체의 구조는 골조형으로 마감방법, 고정방법, 연결방법 등 모든 면에서 동일하게 제작되었다, 시험방법은 KS F ISO 13784-1의 규격에 따라 30분간 시험하였다. 주요 결과로 단열재별 최고온도는 EPS는 13분 25초에 539℃, 글라스울은 18분 54초에 475℃, 미네랄울은 19분 47초에 441.6℃, PIR은 18분 17초에 427℃까지 도달하였으며 열유속은 EPS 47.08KW/m², 글라스울 7.05KW/m², 미네랄울 6.78KW/m² PIR는 측정 장비 고장으로 확인하지 못하였다. 패널 화재확산은 EPS, PIR의 경우 패널의 결합부에 화염이 확산하여 외부로 화염이 출화하였고 미네랄울과 글라스울의 경우 결합부의 출화는 없었다. 실험결과 EPS는 열량계 열량 초과 및 결합부 출화로 불합격 하였고 PIR의 경우 결합부 출화로 불합격 하였다. 하지만 글라스울 및 미네랄울은 천장 온도, 출화, 열유속 등 성능기준 다섯가지 항목 모두 통과하였다.