KR102668879B1 - 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물을 개시한다.
본 발명에 따르는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물은 화재확산방지 구조는 내화마감부와 내화방염블록을 포함하고, 상기 내화마감부는 내화단열재와, 상기 내화단열재에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재와의 사이에 개재되는 제1화재확산방지층과, 상기 내화단열재의 전면이나 후면에 구비되는 제2화재확산방지층을 포함하는 특징이 있는데 이에 의하면, 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 마감재 내부의 단열재에 옮겨붙어 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것 또한 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 따르는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물은 화재확산방지 구조는 내화마감부와 내화방염블록을 포함하고, 상기 내화마감부는 내화단열재와, 상기 내화단열재에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재와의 사이에 개재되는 제1화재확산방지층과, 상기 내화단열재의 전면이나 후면에 구비되는 제2화재확산방지층을 포함하는 특징이 있는데 이에 의하면, 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 마감재 내부의 단열재에 옮겨붙어 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것 또한 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 효과를 발휘할 수 있다.
Description
본 발명은 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 마감재 내부의 단열재에 옮겨붙어 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것 또한 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조 및 이의 시공방법 그리고 이에 의한 내화건축물에 관한 것이다.
지난 2020년 4월 이천 물류창고 화재, 2020년 10월 울산 주상복합건물 화재 등 잇따른 대형화재사고가 발생함에 따라 정부에서는 건축물의 화재안전기준을 지속적으로 강화하고 있으며, 특히 샌드위치패널, 가연성 알루미늄복합패널 등과 같은 복합자재에 대한 화재안전성 문제가 크게 대두되고 있다.
복합자재의 경우 기존에는 건물 외벽 시공 시 바깥으로 향하는 한쪽 면에만 준불연 이상의 성능을 갖추면 되었으나, 지난 2020년 12월 관련규정이 개정되면서 2021년 6월 부터는 외부로 향하는 면 뿐만 아니라 배면, 측면 등 모든면에 대해 준불연 이상의 성능을 갖추도록 하였다. 또한, 최근에는 모든 마감재료(특히 복합자재)는 심재만으로도 준불연 이상의 성능을 확보하여야 할 뿐만 아니라 가열 후 시험체의 두께가 20%를 초과하는 일부 용융 및 수축이 없어야 하는 정도로 관련 규정이 강화된 실정이다.
샌드위치패널과 외벽 복합마감재료의 준불연/난연 여부를 평가하는 방법의 경우 기존에는 소규모 표본(10cm*10cm*5cm) 수준의 재료시험을 통해 약 700℃의 환경에서 준불연재료는 10분, 난연재료는 5분 정도의 대피시간을 확보하는 개념이었는데, 이러한 소규모의 재료시험만으로는 화재확산의 위험성, 건물 붕괴 안전성 등을 평가 및 검증하는 데 한계가 있으므로 이를 보완하기 위하여 기존 난연성능시험 이외에 실대형화재시험까지 통과하여야 하는 것으로 관련기준이 지속적으로 강화되고 있는 실정이다.
이에 따라 건축물의 부위에 따라 선택적으로 적용되어 화재안전성을 획기적으로 개선시키고, 다양한 구조의 건축물에 적용할 수 있는 화재확산 방지구조 및 이를 이용한 내화 건축물 시공방법의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 기술적 과제는 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 마감재 내부의 단열재에 옮겨붙어 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것 또한 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 두번째 기술적 과제는 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 마감재 내부의 단열재에 옮겨붙어 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것 또한 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조의 시공방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 기술적 과제는 기존 가연성 소재로 시공된 건축물의 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단하여, 외부 표면에 직접 닿는 것을 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 내화방염블록을 이용한 가연성 소재 건축물의 화재확산 방지구조의 시공방법을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명이 해결하고자 하는 네번째 기술적 과제는 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단하여, 외부 표면에 직접 닿는 것을 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조의 내화건축물을 제공하는 것이다.
본 발명은 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 화재확산방지 구조는 내화마감부와 내화방염블록을 포함하고, 상기 내화마감부는 내화단열재와, 상기 내화단열재에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재와의 사이에 개재되는 제1화재확산방지층과, 상기 내화단열재의 전면이나 후면에 구비되는 제2화재확산방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화방염블록을 이용한 건축물의 화재확산 방지구조를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 내화방염블록은 그 측면의 형상이 일자형, 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 내화단열재는 발포폴리스티렌계 단열재, 페놀폼계 단열재, 우레탄계 단열재, 진공단열재 또는 무기섬유계 단열재 중 적어도 하나 이상이 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 발포폴리스티렌계 단열재는 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시킨 것일 수 있다.
여기서, 상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함하되, 상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계, 또는 라텍스계를 주요 성분으로 하는 에멀젼형 수지이고, 상기 팽창흑연은 팽창률이 200㎤/g 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 내화단열재는 연결부재를 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하여 제작되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제1화재확산방지층은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드 또는 스틸강판 중 적어도 하나 이상이 선택되어 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제2화재확산방지층은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 불연마감재, 불연/준불연 벽바름재, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드, 타일, 석재 판재, 알루미늄(복합) 패널, 금속계 강판 또는 세라믹계 강판 중 적어도 하나 이상이 선택되어 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은 상술한 건축물의 화재확산 방지구조를 포함하는 내화건축물을 또한 제공한다.
한편, 본 발명은 상술한 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 내화방염블록 및 내화단열재를 준비하는 단계(P1)와, 상기 내화방염블록을 상기 내화단열재가 시공되는 외부 벽면 보다 돌출되도록 화재취약부위에 시공하는 단계(P2)와, 상기 내화단열재를 벽체에 부착 시공하는 단계(P3)와, 상기 벽체에 부착 시공된 내화단열재 중 화재확산우려부위에 시공된 내화단열재의 수직 또는 수평방향으로 연결되는 제2내화단열재와의 사이에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(P4) 및 상기 벽체에 부착된 내화단열재의 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(P5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 P4단계에 이어 상기 제1화재확산방지층이 시공된 내화단열재의 수직 또는 수평방향으로 제2내화단열재를 연접하여 부착하는 단계(P41)을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 화재취약부위는 건축물의 벽체, 구조체 등 장애물이 없어 화염이나 열의 이동이 용이하여 화재확산이 급격히 진행되는 부위로서, 창호, 출입문 등 개구부 주변, 필로티 주차장 부위일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 화재확산우려부위는 화염이나 열이 내화방염블록을 통과하여 확산되면서 접촉될 수 있는 부위로서, 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호사이의 일정부위일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 P1단계에서 내화단열재는 일면이나 양면에 제2화재확산방지층이 미리 부착된 복합재일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 복합재는 이음부위에 제1화재확산방지층이 더 포함되어 제작된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 P1단계에서 내화단열재는 연결부재를 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하여 제작되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 P3단계에서 내화단열재는 연결부재를 이용하여 건식으로 고정 부착 시공되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 P5단계에서 제2화재확산방지층은 내화단열재의 삽입부에 삽입되어 있는 연결부재에 체결되어 고정 시공되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 세번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 내화방염블록을 준비하는 단계(S1)와, 화재취약부위의 기존 단열 벽면의 일정부위를 제거하는 단계(S2)와, 상기 내화방염블록을 기존 마감면보다 돌출되도록 상기 단열 벽면이 제거된 화재취약부위에 시공하는 단계(S3)와, 화재확산우려부위의 소정 부분 벽면을 수직, 수평 방향으로 제거하는 단계(S4)와, 상기 수직, 수평 방향으로 제거된 기존 단열 벽면 부위에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(S5) 및 기존 마감면 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 소재 건축물의 화재확산방지구조의 시공방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 S5단계 또는 S6단계는 내화단열재를 덧시공하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
또 한편 본 발명은 상술한 시공방법에 의하여 시공된 것을 특징으로 하는 내화건축물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 화재시 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우에 화염이나 불꽃이 건물의 수직방향으로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외부 표면에 직접 닿는 것을 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 효과적으로 지연시키는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 화재확산방지구조를 나타낸 그림으로서, 내화건축물을 보이고 (a)는 점선원에 해당하는 취약부위를 측단면으로 나타낸 그림이고,(b)는 점선사각형에 해당하는 화재확산우려부위의 내화마감부를 정면에서 보이는 그림이며,
도 2는 본 발명의 돌출부를 단면으로 보이는 그림으로, (a)는 측면이 수직방향으로 평평한 형상을, (b)는 3단 역계단형 형상을, (c)는 역계단 형상과 오목한 형상이 조합된 형상을, d)는 역계단형 형상과 볼록한 형상이 조합된 형상을, (e)는 (b)~(d)를 조합한 형상을 나타낸 그림이고,
도 3은 화재시 화염이나 불꽃(F)이 확산되는 형상을 나타낸 그림으로, (a)는 일반 건축물의 화재확산형상을, (b)는 본 발명의 화재확산방지구조에 의한 화재확산형상을 나타낸 그림이고,
도 4는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공되기 전 형상의 단면을 보여주는 그림이며,
도 5는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공된 형상의 단면을 보여주는 그림이고,
도 6은 본 발명의 시공방법을 나타낸 순서도이며,
도 7은 본 발명의 가연성소재 건축물의 시공방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 돌출부를 단면으로 보이는 그림으로, (a)는 측면이 수직방향으로 평평한 형상을, (b)는 3단 역계단형 형상을, (c)는 역계단 형상과 오목한 형상이 조합된 형상을, d)는 역계단형 형상과 볼록한 형상이 조합된 형상을, (e)는 (b)~(d)를 조합한 형상을 나타낸 그림이고,
도 3은 화재시 화염이나 불꽃(F)이 확산되는 형상을 나타낸 그림으로, (a)는 일반 건축물의 화재확산형상을, (b)는 본 발명의 화재확산방지구조에 의한 화재확산형상을 나타낸 그림이고,
도 4는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공되기 전 형상의 단면을 보여주는 그림이며,
도 5는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공된 형상의 단면을 보여주는 그림이고,
도 6은 본 발명의 시공방법을 나타낸 순서도이며,
도 7은 본 발명의 가연성소재 건축물의 시공방법을 나타낸 순서도이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서, '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따르는 화재확산방지구조를 나타낸 그림으로서, 내화건축물을 보이고 (a)는 점선원에 해당하는 취약부위를 측단면으로 나타낸 그림이고,(b)는 점선사각형에 해당하는 화재확산우려부위의 내화마감부를 정면에서 보이는 그림이며, 도 2는 본 발명의 돌출부를 단면으로 보이는 그림으로, (a)는 측면이 수직방향으로 평평한 형상을, (b)는 3단 역계단형 형상을, (c)는 역계단 형상과 오목한 형상이 조합된 형상을, d)는 역계단형 형상과 볼록한 형상이 조합된 형상을, (e)는 (b)~(d)를 조합한 형상을 나타낸 그림이고, 도 3은 화재시 화염이나 불꽃이 확산되는 형상을 나타낸 그림으로, (a)는 일반 건축물의 화재확산형상을, (b)는 본 발명의 화재확산방지구조에 의한 화재확산형상을 나타낸 그림이고, 도 4는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공되기 전 형상의 단면을 보여주는 그림이며, 도 5는 본 발명에 따르는 연결부재가 삽입부에 삽입되어 시공된 형상의 단면을 보여주는 그림이고, 도 6은 본 발명의 시공방법을 나타낸 순서도이며, 도 7은 본 발명의 가연성소재 건축물의 시공방법을 나타낸 순서도인데, 이를 참고한다.
본 발명에 따르는 내화건축물(1)의 화재확산방지구조(10)는 내화마감부(20)와 내화방염블록(30)을 포함하고, 상기 내화마감부는 내화단열재와, 상기 내화단열재에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재와의 사이에 개재되는 제1화재확산방지층과, 상기 내화단열재의 전면이나 후면에 구비되는 제2화재확산방지층을 포함하는 특징이 있다.
상기 내화마감부(20)은 내화단열재(21), 제1화재확산방지층(22) 및 제2화재확산방지층(23)을 포함하여 건축물의 골조, 구조체 또는 벽체(C)에 시공되는데, 다.
여기서, 상기 내화단열재(21)는 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 60% 이상이 되도록 내화성능을 구비하도록 준비되는데, 발포폴리스티렌계 단열재, 페놀폼계 단열재, 우레탄계 단열재, 진공단열재 또는 무기섬유계 단열재일 수 있다.
만일 가열 전 부피의 60% 미만이면 화재 시 마감면이 과도하게 수축되어 마감재료의 탈락 등 구조적 안전성에 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 상기 발포폴리스티렌계 단열재는 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시켜 제조하며, 상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함한다.
여기서 팽창흑연은 화재시 단열재의 입자를 적절히 팽창시켜 불꽃이나 화염이 소재의 내부로 침투되는 것을 차단시키는 역할을 하는데, 만일 팽창흑연이 30 중량부 미만이면 입자가 적절히 팽창하지 않아 불꽃이나 화염이 소재의 내부로 쉽게 침투되어 화재안전성이 극히 저하될 수 있고, 반대로 600중량부를 초과하면 팽창에 따른 화재안전성 개선의 효과는 미미하나 생산비용이 증가하고, 점도가 높아져서 단열재를 제조하는 데 작업성에 문제가 생길 수 있다.
한편, 상기 무기계 난연제는 화재시 화염이나 불꽃에 의해 소재가 잘 타지 않도록 해주는 역할을 하는데, 30 중량부 미만이면 난연제의 양이 적어 단열재의 입자가 보다 쉽게 탈 수 있으므로 불꽃이나 화염이 많이 발생할 수 있고, 단열재의 과도한 수축으로 인해 건물의 구조적 안전성에도 문제가 발생할 수 있다.
반대로 1000 중량부를 초과하면 연소 지연 효과는 우수하나, 난연제의 양이 과도하여 화재시 유독한 가스가 많아 발생하므로 오히려 화재안전성에 악영향을 줄 수 있고, 난연제 투입에 따른 생산비용이 증가할 수 있으며, 생산 시 작업성에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계 또는 라텍스계 등의 단량체와 아연(Zn), 붕소(B) 또는 규소(Si)에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 내수성, 내열성을 향상시키기 위한 자기가교성 첨가제가 포함된 에멀젼형 수지일 수 있다.
상기 자기가교성 첨가제는 폴리아크릴산 폴리머, 유기실리콘, 디암모늄 포스테이트, 암모늄 클로라이드 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 상기 팽창흑연은 산처리되어 팽창률이 200㎤/g 이상인데, 만일 200㎤/g 미만이면 팽창되는 부피가 적으므로 화재에 따른 불꽃이나 화염을 효과적으로 차단할 수 없다.
상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 실리카 중에서 선택된 적어도 하나, 혼합된 광물질의 고상 난연제 또는 인 또는 실리케이트를 포함하는 액상 난연제로 구성된 군으로부터 선택된 단독 또는 2이상의 혼합물인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 내화단열재는 향후 벽체에 부착시 건식으로 설치하기 위해 연결부재를 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하여 제작할 수 있는데, 삽입부가 구비되는 위치, 폭, 깊이 등은 벽체로부터 연결되는 부재의 길이, 삽입되는 부위의 두께 및 길이 등을 고려하여 삽입부를 형성시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1화재확산방지층(22)은 상기 벽체에 부착 시공된 내화단열재 중 화재확산우려부위에 시공된 내화단열재(21)에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재(21')가 내화단열재(21)와 대면하는 이음부위에 구비되는데, 즉 내화단열재(21)와 제2내화단열재(21')와의 사이에 개재될 수 있다.
이러한 제1화재확산방지층(22)은 화재시 개구부 등 화재 취약부위를 통해 화재가 확산되는 과정에서 벽체 마감면의 단열재층을 타고 화염이나 열이 번질 수 있는데, 이 경우에 내화단열재 자체가 난연(내화)성능을 구비하므로 화재확산을 1차적으로 지연시키며, 내화단열재의 이음부위에 시공된 제1화재확산방지층에 의해 화재가 단열재층을 타고 확산되는 것으로 추가적으로 지연시킬 수 있다.
또한, 상기 제1화재확산방지층(22)은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드 또는 스틸강판 중 적어도 하나 이상을 선택하여 시공할 수 있는데, 단열재면에 직접 시공하는 경우에는 시멘트계 접착몰탈 또는 불연몰탈을 사용하는 것이 바람직하고, 단열재면에 무기계보드 또는 스틸강판이 결합되어 있는 복합자재의 경우에는 스틸강판에 내화도료 또는 방염도료를 도포하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제2화재확산방지층(23)은 상기 내화단열재(21)의 전면이나 후면에 구비될 수 있는데, 건축물의 골조, 구조체 또는 벽체(C)의 외측(건물 바깥쪽)을 향한 방향으로 전면, 후면을 정할 수 있고, 내화단열재의 앞면에 배열되면 전면이라 하고, 내화단열재의 뒷면에 배열되면 후면이라 정할 수 있다.
여기서 제2화재확산방지층(23)은 내화단열재(21)의 일면 또는 양면에 구비되어 내화방염블록(30)에 의해 차단되지 않고 외부 표면에 직접 닿아 화염이나 열이 확산되는 것을 억제시키는 역할을 한다.
또한, 상기 제2화재확산방지층은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 불연마감재, 불연/준불연 벽바름재, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드, 타일, 석재 판재류, 알루미늄 (복합)패널, 금속계 강판 또는 세라믹계 강판 중 적어도 하나 이상을 선택하여 시공할 수 있는데, 내화단열재에 시멘트계 접착몰탈 또는 불연몰탈을 도포한 후 불연마감재, 벽바름재, 도료 등으로 마감을 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 내화방염블록(30)은 건축물의 골조, 구조체 또는 벽체(C)에 시공되는데, 내화단열재(21)의 적어도 일면에 불연몰탈 또는 불연 무기계보드가 도포 또는 결합되어 일정 길이, 폭, 두께로 제작되며, 상기 내화마감부(20)의 골조 또는 구조체(C)로부터 제2화재확산방지층(23)의 단부보다 더 돌출된 돌출부(32)를 구비하도록 화재취약부위(D, W)에 시공되며, 여기서 화재취약부위는 화재의 화염이나 열을 차단할 수 있는 벽체, 구조체 등의 장애물이 없어 화염이나 열 이동이 용이하여 화재확산이 급격히 진행되는 부위로, 창호(W), 출입문(D) 등 개구부 주변, 필로티 주차장 부위일 수 있다.
여기서 내화방염블록(30)이 제2화재확산방지층(23) 보다 돌출된 돌출부(32)의 길이는 50 내지 400 ㎜일 수 있는데, 만일 50 ㎜ 미만이면, 화염이나 열이 내화방염블록을 그대로 넘어 건물 벽체에 직접 닿게 되므로 화재 확산을 차단하기 어렵고, 반대로 400 ㎜을 초과하면, 화재확산의 차단성능은 크게 증가하지 않는데 반해 내화방염블록 자체의 무게 때문에 벽체에서 탈락할 수 있고, 과도한 돌출로 인해 건물의 미관을 저해할 수 있다.
이와 같은 내화방염블록(30)은 도 3에서 볼 수 있듯이, 개구부 등 화재취약부위를 통해 화재가 실내에서 실외로 확산되는 경우 화염이나 불꽃이 건물의 수직방향으로 외부 표면을 직접 타고 확산되는 것을 효과적으로 방지 또는 지연시키는 역할을 한다.
이때, 도포되는 불연몰탈 또는 결합되는 불연 무기계보드의 두께는 2mm 내지 12mm가 바람직한데, 두께가 2mm 미만일 경우 화염이나 불꽃을 차단하는 성능이 미흡하고, 반대로 12mm를 초과할 경우 화염이나 불꽃을 차단하는 성능을 크게 증가하지 않으나 제작비용, 무게에 의한 하중부담 등이 증가할 수 있는 문제점이 있다.
이에 따라 내화방염블록(30)의 돌출부(32)의 길이 50 내지 400 ㎜로 인해 화염이나 불꽃이 내화마감면으로 직접 접촉되는 것을 차단할 수 있으며, 내화방염블록에 2 내지 12mm 두께로 구비된 불연몰탈 또는 불연 무기계보드로 인해 방염블록이 화염이나 불꽃을 보다 효과적으로 차단할 수 있게 한다.
한편, 일반적으로 4.5mm 두께의 CRC보드는 불연성능을 발휘하여 6mm 이상이면 층간 화재확산방지재료로 활용할 수 있고, 건축공사표준시방서에서는 불연재료로서 시멘트모르타르 또는 미장재료를 11mm로 정하고 있으므로 이에 비추어 볼 때 내화 방염 블록을 구성하는 불연몰탈 또는 불연무기계보드의 두께는 11mm 정도인 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 내화방염블록(30)의 돌출부 단부는 수직길이(L) 보다 긴 것일 수 있는데, 도 2 (a)에서 나타낸 바와 같이 통상 돌출부의 단부를 지면에서 하늘방향(바닥에서 천정방향)으로 수직(L)이나 거의 수직에 가깝게 측면의 형상을 '' 과 같이 일자형으로 제작하여 시공할 수 있으나, 이 보다 이동경로(L')를 길게 하여 화재의 화염이나 열이 내화방염블록의 표면을 타고 이동할 때 난류를 형성하여 흐름을 어렵하거나 벽체의 외부 표면에 직접 닿는 면적을 줄여줌으로써 궁극적으로 화재의 확산을 차단하고 지연시키는 효과를 극대화할 수 있다.
이러한 돌출부(32)의 동일한 두께에서 단부의 이동경로(L')를 길게 하는 것을 측면(단부의 수직면)의 형상이 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합으로 구성할 수 있으며, 형상적 예를 들면, 등 일 수 있다.
또한, 돌출부(32)는 내화방염블록이 벽체로부터 외부방향으로 연속되어 구비되도록 설치되는 길이를 의미하는데, 이러한 돌출부(32)의 수평방향으로의 길이(ℓ)은 개구부 등 화재취약부위를 통해 확산되는 화염이나 열을 효과적으로 차단하기 위해 일정길이 이상으로 할 필요가 있으며, 상기 돌출부의 단부가 수직(L)이나 거의 수직에 가깝게 일자형으로 제작하더라도 돌출부의 수평길이(ℓ)를 길게 함으로써 화재확산을 효과적으로 차단할 수 있고, 반대로 돌출부의 측면형상을 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 조합하여 이동경로(L’)를 길게 하면서 돌출부의 수평길이(ℓ’)를 짧게 할 수도 있다.
따라서 건물의 형태, 현장상황, 시공부위 등을 고려하여 내화방염블록의 이동경로(L’)와 수평길이(ℓ’)을 적절히 조합하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따르는 화재확산방지구조의 시공방법은 내화방염블록 및 내화단열재를 준비하는 단계(P1)와, 상기 내화방염블록을 상기 내화단열재가 시공되는 외부 벽면 보다 돌출되도록 화재취약부위에 시공하는 단계(P2)와, 상기 내화단열재를 벽체에 부착 시공하는 단계(P3)와, 상기 벽체에 부착 시공된 내화단열재 중 화재확산우려부위에 시공된 내화단열재와 수직 또는 수평방향으로 연결되는 제2내화단열재와의 사이에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(P4) 및 상기 벽체에 부착된 내화단열재의 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(P5)를 포함하는 특징이 있다.
여기서 상기 P1 내지 P5단계는 현장 상황에 따라 순서가 바뀌거나 일부 공정이 사전에 미리 결합되어 시공되어도 무방하다.
먼저 P1단계는 내화방염블록(30) 및 내화단열재(21)를 준비하는 단계로서, 상기 내화방염블록은 내화단열재의 적어도 일면에 불연몰탈 또는 불연 무기계보드가 도포 또는 결합되어 일정 길이, 폭, 두께로 제작되어 준비되는데, 이어서 시공될 내화단열재, 제1,2화재확산방지층으로 구성되는 내화마감부의 전체 두께보다 50 내지 400 ㎜ 정도 돌출될 수 있다.
여기서 도포되는 불연몰탈 또는 결합되는 불연 무기계보드의 두께는 2 내지 12 ㎜가 바람직한데, 두께가 2 ㎜ 미만일 경우 화염이나 열을 차단하는 성능이 미흡하고, 반대로 12 ㎜를 초과할 경우 화염이나 열을 차단하는 성능을 크게 증가하지 않으나 제작비용, 무게에 의한 하중부담 등이 증가할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 내화단열재(21)는 건축물의 종류, 지역, 시공 부위에 따라 다양한 두께로 구비될 수 있고, 상기 내화방염블록(30)에 사용되는 내화단열재와 P3단계에서 벽체에 부착하는 내화단열재는 크기와 두께가 서로 일치할 필요는 없다.
아울러, 상기 내화단열재는 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 60% 이상이 되도록 내화성능을 구비하며, 발포폴리스티렌계 단열재, 페놀폼계 단열재, 우레탄계 단열재, 진공단열재, 무기섬유계 단열재가 있으나 어느 것을 사용해도 무방하나 시공성, 경제성, 단열성을 고려할 경우 발포폴리스티렌계 단열재를 사용하는 것이 바람직한데, 이에 관한 설명은 앞선 기재한 내용으로 대체한다.
다음으로 P2단계는 상기 내화방염블록(30)을 내화단열재(21)가 시공되는 외부 벽면 보다 길게 돌출되도록 화재취약부위에 시공하는 단계로서, 상기 돌출부(32)의 돌출길이는 50 내지 400 ㎜이 바람직한데 만일 돌출길이가 50 ㎜ 미만일 경우 화염이나 불꽃이 내화 방염 블록을 그대로 통과하여 건물 벽체에 직접 닿게 되므로 화재 확산을 차단시키는 역할이 미흡할 수 있고, 반대로 돌출길이가 400 ㎜를 초과하는 경우 화재확산의 차단성능은 크게 증가하지 않는데 반해 내화 방염 블록 자체의 무게 때문에 벽체에서 탈락할 수 있고, 과도한 돌출로 인해 건물의 미관을 저해할 수 있다.
또한, 화재시 화재취약부위로부터 화염이나 불꽃이 확산되는 경우 개구부의 하부방향 보다는 주로 상부, 좌·우측면 방향으로 확산되는데, 이와 같은 화염이나 불꽃의 확산 특성을 고려하였을 때 상기 내화방염블록은 화재취약부위 개구부에 바로 인접되도록 상부면, 좌측면 또는 우측면에 시공하는 것이 바람직하나, 화재안전성을 극대화하기 위해 상부면, 좌·우측면에 모두 시공하는 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 내화방염블록의 돌출부(32) 측면의 형상은 일자형, 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합으로 구성할 수 있으며, 형상적 예를 들면, 등 일 수 있으며, 이를 통하여, 화염이나 불꽃이 내화방염블록을 타고가는 이동경로(L')를 길게 할 수 있으며, 그 시간동안 난류가 형성되어 화염이나 불꽃이 건물의 외부 표면에 직접 닿은 것을 최대한 억제함으로써 화재의 확산을 지연시키는 효과를 발휘할 수 있다.
또한 화재확산의 차단효과를 극대화하기 위해 돌출부(32)의 수평길이(ℓ')를 적절히 조절할 필요가 있는데, 이에 관한 설명은 앞선 기재한 내용으로 대체한다.
다음으로, P3단계는 미리 준비된 내화단열재(21)를 벽체에 부착 시공하는 단계로서, 상기 내화단열재의 긴 면이 수평이 되도록하여 벽체에 부착하며, 외부충격이나 강풍, 태풍 등에 탈락되지 않도록 단단하고 긴밀하게 부착한다.
여기서, 상기 내화단열재(21)를 부착하는 방법이나 소재는 내화방염블록과 마찬가지로 화학적 결합, 물리적 결합 또는 화학적-물리적 결합의 혼합 등 어느 것을 사용해도 무방하다.
다음으로, 상기 P4단계는 상기 벽체에 부착 시공된 내화단열재 중 화재확산우려부위에 시공된 내화단열재(21)와 수직 또는 수평방향으로 연결되는 제2내화단열재(21')와 대면하는 이음부위에 제1화재확산방지층(22)을 시공하는 단계로서, 상기 화재확산우려부위는 화염이나 열이 내화방염블록을 통과하여 확산되면서 접촉될 수 있는 부위로서, 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호사이의 일정부위일 수 있다.
화재시 개구부를 통해 화재가 확산되는 과정에서 내화방염블록을 통과하여 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호사이의 일정부위에 확산되면서 접촉할 수 있는데 이러한 화재확산우려부위는 외부마감표면이 될수도 있고, 마감면의 단열재층이 될 수도 있다.
이러한 경우에는 내화단열재 자체가 난연(내화)성능을 구비하므로 화재확산을 1차적으로 지연시키며, 내화단열재의 이음부위에 시공된 제1화재확산방지층(22)에 의해 화재가 단열재층을 타고 확산되는 것으로 최대한 지연시킬 수 있다.
이 때 제1화재확산방지층(22)은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드 또는 스틸강판 중 적어도 하나 이상을 선택하여 시공할 수 있는데, 단열재면에 직접 시공하는 경우에는 시멘트계 접착몰탈 또는 불연몰탈을 사용하는 것이 바람직하고, 단열재면에 무기계보드 또는 스틸강판이 결합되어 있는 복합자재의 경우에는 스틸강판에 내화도료 또는 방염도료를 도포하여 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 P5단계는 내화단열재의 전면에 제2화재확산방지층(23)을 시공하는 단계로서, 상기 내화방염블록(30)에 의해 차단되지 않고 외부 표면에 직접 닿아 이동확산하는 화염이나 불꽃을 억제시키는 역할을 한다.
상기 제2화재확산방지층(23)은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 불연마감재, 불연/준불연 벽바름재, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드, 타일, 석재 판재류, 금속계 강판 또는 세라믹계 강판 중 적어도 하나 이상을 선택하여 시공할 수 있는데, 내화단열재에 시멘트계 접착몰탈 또는 불연몰탈을 도포한 후 불연마감재, 벽바름재, 도료 등으로 마감을 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 P1단계에서 내화단열재(21)는 그 일면에 제2화재확산방지층(23)을 미리 부착하여 공급할 수 있는데, 내화단열재와 시멘트계 접착몰탈 또는 불연몰탈이 결합된 몰탈표면판 복합단열재, 내화단열재와 불연 무기계보드가 결합된 합지보드, 내화단열재와 금속계 강판이 결합된 샌드위치패널 등 다양한 형태일 수 있다.
상기 복합단열재, 합지보드, 샌드위치패널을 수직이나 수평으로 배열하며, 그 이음부위에 제1화재확산방지층(22)이 더 포함되어 제작될 수 있는데, 예를 들면 내화도료 또는 방염도료를 사용하는 것일 수 있다.
또 한편, 상기 P4단계에는 상기 제1화재확산방지층(22)이 시공된 내화단열재(21)의 수직 또는 수평방향으로 제2내화단열재(21')를 인접하여 시공하는 P41단계가 더 포함될 수 있고, 상기 내화단열재(21)를 벽체에 부착하는 단계(P3)와 제1화재확산방지층을 시공하는 단계(P4)가 반복되면서 벽체 전체에 내화단열재를 부착시공할 수 있다.
또한, 상기 P1단계에서 내화단열재(21)는 연결부재(40)를 삽입하기 위한 삽입부(212)를 더 포함하여 준비할 수 있고, 이렇게 삽입부가 구비된 내화단열재는 P3단계에서 벽체에 부착시 측면의 형상이 누운 T형, 누운 干형 등으로 제작된 연결부재의 일단이 삽입부(212)에 삽입되어 내화단열재를 고정하며 잡아주고, 타단은 제2의 연결부재(미도시)에 결합된 후 앙카, 피스, 못 등의 고정부재(B)를 이용하여 벽체에 고정 부착되거나 또는 연결부재의 타단이 별도로 절곡되어 고정부재(B)에 의해 벽체(C)에 직접 고정 부착될 수 있는데, 형상적 예를 들면 등 일 수 있으며, 이러한 연결부재를 이용하여 내화단열재가 벽체에 긴밀하게 부착 고정된다.
이 때 연결부재의 재질은 금속재, 플라스틱재, 세라믹재 등을 사용할 수 있으며, 내화단열재, 벽체와 상호 연결되어 긴밀하게 결합되어 외부충격에도 쉽게 파손되지 않는 재질이면 어느 것을 사용해도 무방하다.
한편, 상기와 같이 일단이 내화단열재(21)의 삽입부(212)에 삽입 고정되고, 타단이 벽체(C)에 고정 부착되어 시공되는 경우 P5단계에서 제2화재확산방지층(23)은 내화단열재의 삽입부에 삽입되도록 연장되어 구비되고, 이어 연결부재에 체결되어 시공되므로, 연결부재(40)는 제2화재확산방지층의 하지철물 역할을 할 수 있다.
예컨대, 알루미늄패널, 징크패널 등 금속계 강판은 벽체에 시공 시 하지철물을 별도로 설치해야 하는데, 본 발명에 따라 시공되는 경우 삽입부에 삽입된 연결부재가 하지철물의 역할도 할 수 있으므로 시공이 용이하고, 시공비용도 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 가연성 소재 건축물의 화재확산방지구조의 시공방법은 내화방염블록을 준비하는 단계(S1)와, 화재취약부위의 기존 단열 벽면의 일정부위를 제거하는 단계(S2)와, 상기 내화방염블록을 기존 마감면보다 돌출되도록 상기 단열 벽면이 제거된 화재취약부위에 시공하는 단계(S3)와, 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호 사이의 일정부위 기존 단열 벽면을 수직/수평 방향으로 제거하는 단계(S4)와, 상기 수직/수평 방향으로 제거된 기존 단열 벽면 부위에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(S5) 및 기존 마감면 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(S6)를 포함하는 특징이 있다.
여기서 상기 S1 내지 S6단계는 현장 상황에 따라 순서가 바뀌거나 일부 공정이 사전에 미리 결합되어 시공되어도 무방하다.
먼저 S1단계는 내화방염블록(30)을 준비하는 단계로서, 상기 내화방염블록은 내화단열재의 적어도 일면에 불연몰탈 또는 불연 무기계보드가 도포 또는 결합되어 일정 길이, 폭, 두께로 제작되어 준비되는데, 기존 마감면의 전체 두께보다 50 내지 400 ㎜ 정도 돌출될 수 있다.
여기서 도포되는 불연몰탈 또는 결합되는 불연 무기계보드의 두께는 2 내지 12 ㎜가 바람직한데, 두께가 2 ㎜ 미만일 경우 화염이나 열을 차단하는 성능이 미흡하고, 반대로 12 ㎜를 초과할 경우 화염이나 열을 차단하는 성능을 크게 증가하지 않으나 제작비용, 무게에 의한 하중부담 등이 증가할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 내화방염블록을 준비하는데 사용되는 내화단열재는 건축물의 종류, 지역, 시공 부위에 따라 다양한 두께로 구비될 수 있고, 기존 벽체의 마감면에 부착된 단열재의 크기와 두께가 서로 일치할 필요는 없으며, 내화단열재에 대한 자세한 설명은 앞서 기재한 내용으로 대체한다.
다음으로 S2단계는 화재취약부위의 기존 단열 벽면의 일정부위를 제거하는 단계로서, 이 단계에서는 화재취약부위에 내화방염블록을 시공하기 위해 기존 벽체에 시공되어 있는 가연성 소재의 단열재, 몰탈, 마감재 등의 마감재료를 제거하는 공정이다.
건축물의 상태, 시공부위, 마감재료의 난연성능에 따라 전부 제거하거나 부분적으로 제거할 수도 있으나 화재확산방지구조의 효과, 내화방염블록의 시공성, 기존 벽체와의 결합성 등을 고려하였을 때 기존 마감재료를 전부 제거하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 화재시 화재취약부위로부터 화염이나 불꽃이 확산되는 경우 개구부의 하부방향 보다는 주로 상부, 좌·우측면 방향으로 확산되는데, 이와 같은 화염이나 불꽃의 확산 특성을 고려하였을 때 내화방엽블록은 개구부에 인접된 상부, 좌·우측면에 시공해야 하는데, 이를 위하여 개구부를 중심으로 상부, 좌·우측면에 시공된 기존 단열 벽면의 일정부위를 제거하는 것이 바람직하다.
다음으로 S3단계는 상기 S1단계에서 준비한 내화방염블록을 기존 마감면보다 돌출되도록 상기 단열 벽면이 제거된 화재취약부위에 시공하는 단계(S3)로서, 상기 돌출부(32)의 돌출길이는 50 내지 400 ㎜이 바람직하고, 돌출부(32) 측면의 형상은 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합으로 구성할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 앞 서 기재한 내용으로 대체한다.
다음으로, S4단계는 화재확산우려부의의 일정부위 기존 단열 벽면을 수직/수평 방향으로 제거하는 단계로서, 이 단계에서는 화재시 화재취약부위를 통해 화재가 확산되는 과정에서 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호 사이의 벽체 마감면의 단열재층을 타고 화염이나 불꽃이 번질수도 있는데, 이러한 화재확산우려부위에 제1화재확산방지층을 개재시키기 위해 기존 단열 벽면을 제거하는 공정이다.
상기 화재취약부위는 출입구(D), 창호(W) 부위 등 벽체나 구조체에 장애물이 없어 불길이 쉽게 통과할 수 있는 통로역할을 하는 부위(아궁이 역할)이고, 화재확산우려부위는 층과 층사이에 불길이 방염블록 같은 장애물을 통과한 후 접촉할 수 있는 부위로 구별할 수 있다.
다음으로, S5단계는 상기 수직, 수평 방향으로 제거된 기존 단열 벽면 부위에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계로서, 앞서 설명한 것처럼 화재시 화재취약부위를 통해 화재가 확산되는 과정에서 기존 벽체 단열 벽면의 가연성 단열재층을 타고 화염이나 불꽃이 번질수도 있는데, 이러한 경우에 층과 층사이, 세대와 세대사이 또는 창호와 창호 사이 등 화재확산우려부위의 일정부위 수직/수평 방향으로 시공된 제1화재확산방지층(22)에 의해 화재가 빠르게 확산되는 것을 지연시킬 수 있다.
다음으로, S6단계는 기존 마감면 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계로서, 상기 화재취약부위에 시공된 내화방염블록(30)에 의해 차단되지 않고 기존 가연성 소재 마감재로 시공된 외부 표면에 직접 닿아 이동확산하는 화염이나 불꽃을 억제시키는 역할을 한다.
한편, 상기 S5단계에서 제1화재확산방지층을 개재하거나 S6단계에서 제2화재확산방지층을 시공하는 과정에서 화재확산방지의 효과를 향상시키거나 기존 건축물의 단열성능을 보완하기 위하여 내화단열재를 덧시공하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 제2화재확산방지층을 시공하기 전에 벽체 전면에 덧시공할 수도 있고, 아니면 특정부위에만 덧시공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 들어 비교예와 비교하여 실험한 예를 설명한다.
실시예 1
본 발명에 따른 발포폴리스티렌 비드를 난연코팅제로 코팅한 후 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 70% 정도로 하여 내화단열재를 제조하고, 100*100mm, 두께 50mm 크기로 시편을 제작하였다.
여기서 상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지로 아크릴계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연(팽창율 : 250㎤/g) 100 중량부, 무기계 난연제로서 수산화알루미늄 75 중량부를 사용하였습니다.
실시예 2
팽창흑연 25중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 3
팽창흑연 200중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 4
수산화알루미늄 5 중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
실시예 5
수산화알루미늄 300 중량부를 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하였다.
비교예 1
시중에서 구매할 수 있는 발포폴리스티렌계 단열재(2종)을 100*100mm, 두께 50mm 크기로 시편을 제작하였다.
실시예 6
본 발명에 따른 발포폴리스티렌계 내화단열재의 두께 240mm, 제1화재확산방지층으로서 불연몰탈 6 내지 8 ㎜, 제2화재확산방지층으로서 준불연벽바름재 2 ㎜, 내화 방염 블록을 250 ㎜ 돌출되도록 시공하였다.
상기 발포폴리스티렌계 내화단열재는 실시예 1과 같이 제조하였고, 상기 내화방염블록은 상기 내화단열재의 정면부, 배면부 및 측면부에 불연몰탈을 4.5 ㎜ 두께로 도포하여 제작하였다.
실시예 7
내화방염블록을 40 ㎜ 돌출되도록 시공한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일하게 시공하였다.
실시예 8
내화방염블록을 500 ㎜ 돌출되도록 시공한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일하게 시공하였다.
비교예 2
발포폴리스티렌계 일반단열재의 두께 240 ㎜, 메쉬미장 2 ㎜, 벽바름재 2 ㎜도포 등 일방 습식외단열과 동일한 방법으로 시공하였다.
실험예 1(내화성능 - 열방출시험)
실시예 1,2,3,4,5 및 비교예 1에서 제작한 시편을 간이콘칼로리미터 시험기를 이용하여 열방출시험을 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 1과 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | |
| 불꽃발생 | 적음 | 많음 | 적음 | 많음 | 적음 | 보통 |
| 가스발생 | 적음 | 많음 | 보통 | 적음 | 많음 | - |
| 시편상태 | 양호 | 불량 | - | 불량 | - | - |
| 시편부피 | 80% | 40% | - | 60% | - | - |
표 1을 참조하면, 실시예 1의 경우 실시예 2~5 및 비교예 1에 비해 불꽃 발생 정도, 가스 발생, 시편상태 및 시편부피가 모두 우수한 것으로 나타났다.
실시예 2의 경우 화재시 화염이나 복사열을 차단시키는 역할을 하는 팽창흑연의 양이 실시예 1에 비해 적으므로 이에 따라 시편이 빠른속도로 연소되어 불꽃 및 가스발생이 많았으며, 시험 후 시편상태도 불량하였고, 시편잔류물도 40%에 불과하였다.
실시예 3의 경우 팽창흑연의 양이 실시예 1,2보다 많았는데, 이에 따라 불꽃 발생은 실시예 1과 비슷하게 적었으나, 시험시 팽창흑연에 의해 시편이 과도하게 팽창하여 중간에 시험을 중단할 수 밖에 없었다.
실시예 4와 실시예 5의 경우 난연제인 수산화알루미늄의 양이 실시예 1보다 적거나(실시예 4), 많게 하였는데(실시예 5), 난연제는 화재시 화염이나 불꽃에 의해 소재가 잘 타지 않도록 해주는 역할을 하는데, 실시예 4의 경우 난연제의 양이 적어 불꽃도 많이 발생하였고, 시험 후 시편의 상태도 불량하였으며, 실시예 5의 경우 난연제의 양이 과도하여 가스가 상당히 많이 발생하였고, 이에 따라 중간에 시험을 중단할 수 밖에 없었다.
비교예 1의 경우 시험 시작 수십초 내에 시편이 모두 연소되었고, 이 때 연소된다는 표현보다는 용융되어(녹아서) 없어진다는 표현이 더 적합할 정도로 내화성능이 극히 불량하였다.
이와 같은 결과로 볼 때 본 발명에 따른 내화단열재의 내화성능이 우수함을 알 수 있었고, 특히 화재시 단열재의 입자를 적절히 팽창시켜 불꽃이나 화염이 소재의 내부로 침투되는 것을 차단시키는 팽창흑연의 비율과 단열재 자체가 잘 타지 않도록 하는 난연제의 비율을 최적화하는 게 매우 중요함을 알 수 있었으며, 난연제의 양이 많아짐에 따라 가스가 많이 발생하였는데, 이는 내화성능의 또 다른 조건인 가스유해성에도 악영향을 줄 수 있을 것으로 난연제의 양을 적절히 조절하는 것이 중요할 것으로 판단되었다.
실험예 2(내화성능 - 열방출시험 & 가스유해성시험)
실시예 1에서 제조한 내화단열재를 시험기관에 의뢰하여 열방출시험 및가스유해성 시험을 실시하였으며, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
<표 2>
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1에서 제조한 내화단열재의 경우 관련법령에서 정하는 열방출시험 및 가스유해성시험의 기준을 모두 만족하여 준불연재료에 적합한 것으로 나타났으며, 이와 같은 결과로 볼 때 본 발명에 따른 발포폴리스티렌계 단열재는 매우 우수한 내화성능을 발휘할 수 있음을 알 수 있었다.
실험예 3(내화성능 - 실물화재시험)
실시예 6,7,8 및 비교예 2에서 시공한 시험체를 KS F 8414에 따른 실물화재시험을 실시하였으며, 성능기준을 아래 표 3에 나타내고, 그 시험결과를 아래 표 4에 나타내었으며, 표 5는 실시예 6의 시험결과를 표기한 성적서의 일부를 캡쳐한 것이다.
| 실시예 6 | ||
| 항목 1(s) | 외부 | 시작 시각 기준 15분 이내에 Level 2 지점에서 600℃를 초과하는 시간이 30초를 초과하지 않을 것 |
| 내부 | ||
| 항목 2(℃) | 외부 | 시작 시각 기준 Level 2 지점의 최고상승온도가 600℃를 초과하지 않을 것 |
| 내부 | ||
| 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 비교예 2 | ||
| 항목 1(s) | 외부 | 0 | 35 | 0 | 50 |
| 내부 | 0 | 0 | 0 | 35 | |
| 항목 2(℃) | 외부 | 585.6 | 625.0 | 575.2 | 725.1 |
| 내부 | 269.5 | 455.5 | 260.1 | 650.5 | |
※ 항목 1 : Level 2 어느 한 지점에서 연속으로 600℃ 초과 시간
항목 2 : Level 2 지점 최고 상승온도
위 표 4를 보면, 실시예 6 및 실시예 8에 의한 시험체의 경우 표 3에 따른 성능기준을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 실시예 7의 경우 Level 2 지점에서 600℃를 초과하는 시간이 35s로 성능기준에 다소 미흡한 것으로 나타났다.
그러나 본 발명에 따른 내화 방염 블록의 설치에 따른 화재확산방지의 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.
또한, 실시예 6과 실시예 8에서의 내/외부 열전대의 최고상승온도가 거의 유사한 것으로 보아 내화 방염 블록을 내화단열재 두께만큼만 돌출되도록 시공하여도 화재확산에 큰 효과를 보이는 것을 알 수 있었다.
비교예 2와 같이 일반 외단열 시공과 동일하게 할 경우 화재확산방지의 효과가 거의 없는 것을 알 수 있었다.
통상적으로 외벽단열마감 시스템의 화재안전성은 화재시작 후 15분 내에 개구부(화재취약부위)로부터 높이 약 5m 지점의 내/외부 온도가 600℃ 초과하는 시간이 30초 미만일 경우 화재에 안전한 것으로 평가하는바, 위 표 5를 참고하면, 시험 시작(화재시작) 후 15분 내에 600℃를 초과하는 시간은 0초 이었으며, 내/외부 최고상승온도는 각각 269.5℃와 585.6℃인 것으로 나타났는데, 이와 같은 결과로 볼 때 본 발명의 내화방염블록 및 내화마감면으로 구성되는 구조는 화재확산방지에 매우 우수한 효과를 발휘하고 있음을 알 수 있다.
1 : 화재확산방지구조의 건축물, 10 : 화재확산방지구조, 20 : 내화마감부, 21 : 내화단열재, 22 : 제1화재확산방지층, 23 : 제2화재확산방지층, 30 : 내화방염블록, D : 화재취약부위(출입문), W : 화재취약부위(창문), C : 시공면(벽체, 골조 또는 구조체)
Claims (21)
- 화재확산방지 구조는 내화마감부와 내화방염블록을 포함하고,
상기 내화마감부는 내화단열재와, 상기 내화단열재에 수직 또는 수평방향으로 인접하여 배열되는 제2내화단열재와의 사이에 개재되는 제1화재확산방지층과, 상기 내화단열재의 전면이나 후면에 구비되는 제2화재확산방지층을 포함하되,
상기 내화단열재는 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 60% 이상이 되도록 내화성능을 구비하고 발포폴리스티렌계 단열재이며, 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시켜 준비하고,
상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함하며,
상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계 또는 라텍스계의 단량체와 아연(Zn), 붕소(B) 또는 규소(Si)에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 내수성, 내열성을 향상시키기 위한 자기가교성 첨가제가 포함된 에멀젼형 수지인 것이고,
상기 내화방염블록은 제2화재확산방지층 보다 돌출된 돌출부의 길이는 50 내지 400 ㎜이며, 상기 내화방염블록은 그 측면의 형상이 일자형, 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 내화단열재는 발포폴리스티렌계 단열재, 페놀폼계 단열재, 우레탄계 단열재, 진공단열재 또는 무기섬유계 단열재 중 적어도 하나 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 3 항에 있어서,
상기 발포폴리스티렌계 단열재는 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시키는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 4 항에 있어서,
상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함하되, 상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계, 또는 라텍스계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 내화단열재는 연결부재를 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1화재확산방지층은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드 또는 스틸강판 중 적어도 하나 이상이 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2화재확산방지층은 시멘트계 접착몰탈, 불연몰탈, 불연마감재, 불연/준불연 벽바름재, 내화도료, 방염도료, 불연 무기계보드, 타일, 석재 판재류, 알루미늄 패널, 금속계 강판 또는 세라믹계 강판 중 적어도 하나 이상이 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 화재확산 방지구조.
- 제 1 항, 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방지구조를 포함하는 내화건축물.
- 내화방염블록 및 내화단열재를 준비하는 단계(P1);
상기 내화방염블록을 상기 내화단열재가 시공되는 외부 벽면 보다 돌출되도록 화재취약부위에 시공하는 단계(P2);
상기 내화단열재를 벽체에 부착 시공하는 단계(P3);
상기 벽체에 부착 시공된 내화단열재 중 화재확산우려부위에 시공된 내화단열재와 수직 또는 수평방향으로 연결되는 제2내화단열재와의 사이에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(P4); 및
상기 벽체에 부착된 내화단열재의 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(P5);를 포함하되,
상기 내화단열재는 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 60% 이상이 되도록 내화성능을 구비하고 발포폴리스티렌계 단열재이며, 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시켜 준비하고,
상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함하며,
상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계 또는 라텍스계의 단량체와 아연(Zn), 붕소(B) 또는 규소(Si)에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 내수성, 내열성을 향상시키기 위한 자기가교성 첨가제가 포함된 에멀젼형 수지인 것이고,
상기 내화방염블록은 제2화재확산방지층 보다 돌출된 돌출부의 길이는 50 내지 400 ㎜이며, 상기 내화방염블록은 그 측면의 형상이 일자형, 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 P4단계에 이어
상기 제1화재확산방지층이 시공된 내화단열재의 수직 또는 수평방향으로 제2내화단열재를 연접하여 부착하는 단계(P41)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 화재취약부위는 건축물의 벽체, 구조체 등 장애물이 없어 화염이나 열의 이동이 용이하여 화재확산이 급격히 진행되는 부위로서, 창호, 출입문 등 개구부 주변, 필로티 부위인 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 화재확산우려부위는 화염이나 열이 내화방염블록을 통과하여 확산되면서 접촉될 수 있는 부위인 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 P1단계에서 내화단열재는 일면이나 양면에 제2화재확산방지층이 미리 부착된 복합재인 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 복합재는 이음부위에 제1화재확산방지층이 더 포함된 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 P1단계에서 내화단열재는 연결부재를 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 P3단계에서 내화단열재는 연결부재를 이용하여 건식으로 고정하여 부착한 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 P5단계에서 제2화재확산방지층은 내화단열재의 삽입부에 삽입되어 있는 연결부재에 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 화재확산방지구조의 시공방법.
- 내화방염블록을 준비하는 단계(S1);
화재취약부위의 기존 단열 벽면의 일정부위를 제거하는 단계(S2);
상기 내화방염블록을 기존 마감면보다 돌출되도록 상기 단열 벽면이 제거된 화재취약부위에 시공하는 단계(S3);
화재확산우려부위의 벽면을 수직, 수평 방향으로 제거하는 단계(S4);
상기 수직, 수평 방향으로 제거된 기존 단열 벽면 부위에 제1화재확산방지층을 개재하여 시공하는 단계(S5); 및
기존 마감면 전면에 제2화재확산방지층을 시공하는 단계(S6);를 포함하고,
상기 S5단계 또는 S6단계는 내화단열재를 덧시공하는 단계를 더 포함하되,
상기 내화단열재는 50kW/M2의 복사열 하에서 5분 내지 10분 가열한 후 전체 부피가 가열 전 부피 대비 60% 이상이 되도록 내화성능을 구비하고 발포폴리스티렌계 단열재이며, 폴리스티렌을 가열팽창시킨 발포폴리스티렌 비드에 난연코팅제를 도포하거나 또는 폴리스티렌비드에 난연코팅제를 도포한 후 가열팽창시켜 준비하고,
상기 난연코팅제는 수계 고분자 수지 100 중량부에 대하여, 팽창흑연 30 내지 600 중량부, 무기계 난연제 30 내지 1000 중량부를 포함하며,
상기 수계 고분자 수지는 비닐계, 아크릴계 또는 라텍스계의 단량체와 아연(Zn), 붕소(B) 또는 규소(Si)에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 내수성, 내열성을 향상시키기 위한 자기가교성 첨가제가 포함된 에멀젼형 수지인 것이고,
상기 내화방염블록은 제2화재확산방지층 보다 돌출된 돌출부의 길이는 50 내지 400 ㎜이며, 상기 내화방염블록은 그 측면의 형상이 일자형, 역계단형, 오목형, 볼록형 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 가연성 소재 건축물의 화재확산방지구조의 시공방법.
- 삭제
- 제 10 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 시공방법에 의하여 시공된 것을 특징으로 하는 내화건축물.
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