초고층 건축물의 실내건축 재료에 관한 화재안전성 연구 = A Study on the Fire Safety Performance of Interior Surface Materials in a Skyscraper Building
저자
발행사항
성남: 경원대학교 환경대학원, 2010
학위논문사항
학위논문(석사) -- 경원대학교 환경대학원 , 환경시스템공학과 , 2010. 8
발행연도
2010
작성언어
한국어
DDC
628.925 판사항(21)
발행국(도시)
경기도
형태사항
85p; 26cm.
소장기관
The main causes of casualties from fires in high-rise buildings include heat and smoke arising from combustible materials as well as toxic gas in the smoke. In particular, interior decorations in a building have been known to generate large amounts of harmful substances during combustion. In the regulations regarding fire prevention, the flame ignition or the flame retarding ability of interior decorations during the expansion of combustion has been partly regulated, but there have been no limitations on harmful substances that occur during combustion. Accordingly, in order to minimize casualties from a fire, a quantitative evaluation should be made of the pyrogenicity and smoking- characteristics of interior decorations as well as the toxicity of various combustion gases.
Investigations and analyses were conducted for relevant systems and performance test methods concerning interior decorations in high-rise buildings in Korea. The results deduced by undertaking a gas toxicity test and a pyrogenicity test of diverse interior decorations are proposed so as to be utilized as evaluation data for fire risk.
This research paper is divided into a total of six chapters.「Ⅰ. Introduction」reviewed product characteristics and the validity of the application of standards by ensuring, comparing, and analyzing test data of fire toxicity, focusing on interior decorations of buildings where fabrics such as carpets, curtains, and blinds are mainly used for high level floors. This chapter concentrated on the interior decorations of buildings, involving flooring materials, ceiling materials, and other plastic interior decorations, and approached this as a comprehensive concept with a fire toxicity test, also by analyzing urethane foam, an interior insulating material.
「Ⅱ. The Standard of Incombustibility Standards of Interior Finishing Materials at Home and Abroad」analyzed the characteristics of the incombustibility standards of interior finishing materials by country, and this should be utilized as necessary data for making an incombustibility test and standards for interior finishing materials in the future, with the utilization of segmented rating standards of England along with advantageous parts in the standards of Korea and Japan.
「Ⅲ. The Evaluation Standards for Incombustibility by KS F ISO 5660-1 (Cone Calorimeter Test)」analyzed the investigation data of research papers and reports from research institutes and academic circles at home and abroad, and considered the validity of the application of the standards. As a way of conducting a test of construction materials in accordance with international standards, the maximum heat release rate, gross calorific value, mass loss rate, specific extinction area (concentration of smoke occurring during combustion), and CO generation rate were intensively studied through KS F ISO 5660-1. In addition, the results of KS F ISO 5660-1 on urethane from among interior insulating materials for buildings were additionally articulated.
「Ⅳ. The Evaluation of Toxicity of Interior Materials and Insulating Materials」made an evaluation and analysis by utilizing the behavior suspension time of a test mouse through KS F 2271 (gas toxicity test) of interior materials for buildings, and performed NES 713 (toxicity index test) on rigid urethane foam. Then, the chapter delineated and evaluated the toxicity of gas arising from each material.
「Ⅴ. The Analysis of Test Results and Improvement Solutions」summarized test results by each material by classifying them into a maximum value and a minimum value, and confirmed fire protection ability numerically. This needs to be developed through forthcoming experimental research, and more improved fire safety should be ensured on the basis of results obtained accordingly.
The last chapter,「Ⅵ. Conclusions」addressed the need for strong regulations and relevant standards just as in advanced countries in order to solve the problem of toxicity in case of a fire of construction interior materials and interior insulating materials. Limitations in domestic test methods should be overcome sufficiently by the suggestion of a quantitative guideline through more in-depth research and complementation of the test methods concerned.
In order to secure the fire safety of construction materials given the comprehensive review of these research results, some tests used in this study are not sufficient; therefore, it is imperative to introduce a test evaluation method that is able to consider the various risk factors organically.
초고층 화재시 인명피해의 주된 원인은 가연물질에서 발생하는 열, 연기, 그리고 연기 속에 포함된 독성가스이다. 특히 건축물 실내장식물 등은 연소시 다량의 유해성 물질을 발생하는 것으로 알려져 있다. 소방관련 법규에서는 실내장식물 등에 대해 화염의 착화 또는 연소 확대 지연성능 등에 대해 일부 규제하고 있어 연소시 발생하는 유해성 물질에 대한 제한이 없는 실정이다. 따라서 화재로 인한 인명피해를 최소화하기 위해서는 실내장식물 등에 관한 발열성 및 발연성과 더불어 다양한 연소가스의 유해성을 정량화하여 평가할 수 있도록 한다.
국내의 초고층 실내장식물 등에 대한 관련제도, 성능검사 방법 등에 대한 조사 및 분석을 수행하였다. 다양한 실내장식물 등에 대한 가스유해성시험, 발열성 시험을 실시하여 도출한 결과를 화재위험성 평가 자료로 활용하도록 제시한다.
본 연구논문은 총 6장으로 구분되며, 「Ⅰ. 서론」은 초고층에 사용되는 카펫, 커튼, 블라인드 등과 같은 섬유류가 주종을 이루는 건축물의 실내장식물에 중점을 두고 화재 유해성을 시험데이터를 확보, 비교, 분석하여 제품특성 및 기준 적용의 적정성을 검토한다. 바닥재, 천장재, 기타 플라스틱 실내장식물 등과 같이 건축물의 실내장식물에 집중하고, 내장단열재인 우레탄폼도 분석하여 포괄적 개념의 화재 유해성 시험으로 접근하였다.
「Ⅱ. 국내·외 실내 마감재료의 난연성기준 분석」은 국가별 실내 마감재료 난연성 기준의 특징을 분석하고 국내와 일본의 장점과 영국의 세분화된 등급기준 활용으로 향후 실내마감재료에 대한 난연성 시험 및 기준의 보완 필요한 자료로 활용한다.
「Ⅲ. 콘칼로리미터 시험에 의한 난연성능 평가 기준」은 국내·외 연구기관 및 학계의 연구논문 및 보고서에 대한 자료조사를 분석과 제품특성 및 기준 적용의 적정성을 검토하였다. 건축재료를 국제 기준에 맞추어 시험하기 위한 방법으로 콘칼로리미터 시험(KS F ISO 5660-1)을 통해 최대열방출률, 총발열량, 질량감소율, 비광소멸면적(연소시 발생하는 연기농도), 일산화탄소 생성율을 중점적으로 연구한다. 또한 건축물 내장단열재 중 우레탄폼의 콘칼로리미터 시험 결과도 별도로 정리하였다.
「 Ⅳ. 실내 내장재 및 단열재의 유해성 평가」은 건축물 내장재의 가스유해성 시험(KS F-2271)을 통해 실험용 쥐의 행동정지시간으로 평가 분석하고, 경질우레탄폼의 독성지수시험(NES 713)을 수행하였다. 재료별 발생하는 가스의 유해성을 정리하고 평가하였다.
「Ⅴ. 시험결과 분석 및 개선안」은 재료별 시험결과를 최대, 최소값으로 구분해 정리하고, 화재방호능력을 수치적으로 확인하였다. 향후 실험적 연구를 통해 보완해 나갈 필요가 있으며, 이로 인해 얻어진 결과를 토대로 보다 나은 화재안전성을 확보해야 할 것이다.
마지막 「Ⅵ. 결론」은 건축 내장재 및 내장단열재의 화재시 유독성을 해결하기위해 선진국과 같은 강력한 규제와 적절한 기준이 동반되야 한다. 국내의 시험방법상 한계를 보다 깊이 있는 연구와 관련 시험방법의 보완으로 정량적인 가이드라인제시로 충분히 극복해 나갈수 있도록 한다.
금번 연구의 결과를 종합적으로 검토해 볼 때, 건축재료의 화재안전성을 확보하기 위해서는 본 연구에서 사용한 시험만으로는 불충분하며, 여러가지 위험요소들을 유기적으로 고려할 수 있는 시험평가방법의 도입이 절실히 필요하다.
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