공동주택 반자 내부에 설치된 단열재의 화재위험성 연구 - 공동주택 최상층 기준

Study on the Fire Hazard of Insulation Installed Inside Apartment Ceilings - Based on the Top Floor

기축 공동주택의 세대내 천장에는 조명기구와 이를 위한 전기배선 등이 주로 설치되므로 천장 내 공간의 높이도 낮고 화재하중이 비교적 크지 않은 공간이었다. 하지만 최근의 신축 공동주택의 세대 내 천장에는 조명기구뿐만 아니라 냉난방기구가 설치되어 천장이 높으며 최상층인 경우는 단열재도 추가로 설치되어 공간 체적 대비 화재하중이 큰 공간이 되고 있다. 따라서 최근의 단열기준으로 지어지는 공동주택 최상층 천장 내 공간의 화재위험변화를 확인해보고자 한다. 공동주택 최상층 천장 내 공간의 단열재에 따른 화재위험변화를 확인하기 위해 실제 설치된 공동주택 최상층 세대의 천장과 반자사이의 내부공간을 조사하고, 이와 동일한 조건으로 실험체를 제작하여 실물화재실험을 진행하였다. 발화원으로는 햅탄 1000����를 사용하였고 단열재는 현재 가장 많이 쓰이고 있는 스티로폼(비드법 1종4호, EPS), 아이소핑크(압출법 1종4호, XPS), 경질우레탄폼보드(2종1호, PIR)의 3종을 선정하여 온도센서를 이용하여 화재전파와 온도상승을 확인하였다. 공동주택 반자 내부에 설치되는 단열재의 종류에 따른 온도상승 및 연소확대 위험 실험결과는 가연성 단열재인 EPS와 XPS는 화재가 급격히 확산되고 1,000°C 가까이 온도가 상승하였으며, 준불연재인 PIR는 화원의 직상부와 1m이내 근거리만 탄화했으며 그 이상의 부분은 탄화되지 않았다. 따라서 공동주택 천장 내 공간에서의 화재위험은 단열재의 종류에 따른 영향이 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 공동주택 반자 내부는 불연재인 콘크리트 천장과 불연재인 석고보드 사이에 가연재인 단열재, 보온재 등이 들어있어 샌드위치 판넬과 유사하고 발화원인의 24%이상을 차지하는 전기적 요인인 전기배선이 있고, 발화에 충분한 공기가 있어 화재발생 및 연소확대 위험이 매우 높은 구조였다. 따라서 공동주택 천장 내 화재발생 및 빠른 연소확대 위험을 줄이기 위해서는 공동주택 반자 내에 설치되는 단열재에 대한 규제가 필요하다.

In older apartments, ceilings within units primarily contain lighting fixtures and wiring, resulting in low ceiling heights and minimal fire load. However, newer apartments often have higher ceilings due to HVAC installations and, on top floors, additional insulation, which increases fire load relative to the space's volume. This study examines the fire risk changes in ceiling spaces on the top floors of apartments built under modern insulation standards. A full-scale fire test was conducted using actual top-floor units and three common insulation types: EPS, XPS, and PIR. Results indicated that combustible insulations like EPS and XPS caused rapid fire spread with temperatures nearing 1,000°C, while semi-noncombustible PIR limited charring to within 1 meter of the ignition source. These findings confirm that insulation type significantly impacts fire risk. Since ceiling spaces in apartments resemble sandwich panels—with combustible insulation between noncombustible layers and potential ignition sources like electrical wiring—there is a high risk of fire ignition and spread. Therefore, stricter regulations on insulation materials are essential to reduce fire risks within apartment ceiling spaces.