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화재의 메커니즘 및 방화재 솔루션

Hilti Technical Academy_Firestop

Hilti Korea

10th June 2016

http://www.flypgs.com/en










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방화시스템의 개요 및 관련 법규

Firestop 제품 품질관리

HILTI Firestop Solution 제안

Agenda


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Agenda





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해운대 우신골드 스위트

의정부 아파트 화재사건

주요화재사고사례 - 국내

일시 : 2010년 10월 1일

피해규모: 4명 부상

원인 : 외벽 난연성 단열재 사용

층간방화구획 불비

발화지점 : 4층 미화원 탈의실

화재 발생 30분만에 38층까지 번짐

일시 : 2015년 1월 10일

원인 : 층간 방화구획 불비

외벽 단열재 난연성 자재 사용(드라이비트)

발화지점 : 주차장 1층


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주요화재사고사례 - 해외

MGM Grand Hotel 화재사고 - 미국

일시 : 1980년 11월 21일

피해규모: 사망 84명, 부상 : 785명

원인 : 화재경보기 미설치

윈저빌딩 화재사고 - 스페인

일시 : 2005년 2월 12일

피해규모: 건물 전소

원인 : 수직구획, 층간구획 등 방화구획 불비


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방화(Fire protection)의 3대 요소


Compartmentalization

(구획)

Suppression

(소화)

Detection & Alarm

(자동화재탐지/경보)

PASSIVE

ACTIVE

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방화(Firestop)의 목적

화재 발생 시 인명 피해 원인

연소가스는 인명피해의 주요원인, 피난 시 가장 큰 장애물임

화재 시, 화재 확산 방지를 통해 인명을 보호하고 재산 손실을 최소화하는 것.

연

소

열에너지

연소가스

열

화염

연기

유독가스 중독사

질식사

화상 소사

재산손실

인명손실

30%

70%


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Passive 방화시스템의 중요성

Passive 방화시스템

건축물 자체의 구성 및 성능에 의한 불연화, 난연화, 구획화

- 방화구획을 설정하여, 화재 시 화염과 연기가 번지지 않도록 설계

수평 방화구획

(Horizontal compartmentalization)

수직 방화구획

(Vertical compartmentalization)


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Cooling ….Heating

Post-Flashover

1000-1200°C

Natural fire curve

Ignition - Smoldering

Pre-Flashover

Time

Temperature

Flashover


전실화재(Flashover)

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화재발생 시 온도변화

건축물 마감재의 난연화, 방화구획의 중요성 확인


https://youtu.be/0zt4ysmQISg

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건축 재료. 착화온도

합판 390°C

하드보드 4inches 298°C

하드보드 2inches 365°C

파티클보드 1.27cm 412°C

Polyisocyanurate 5.08cm 445°C

Rigid foam 435°C

카펫(울) 465°C

석고보드 1.27cm 565°C

유리 섬유 445°C


𝑇𝑖𝑔 = 𝜌𝑐𝑙𝑇𝑖𝑔−𝑇∞

𝑞′′

𝑇𝑖𝑔 = 𝐶(𝑘𝜌𝑐)𝑇𝑖𝑔−𝑇∞𝑞′′

2

* Source: J.G. Quintiere, and M. Harkleroad, New concepts for measuring flame spread properties

Passive 방화시스템의 중요성착화 온도

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내화충전구조 - Firestop의 역할

건축물의 조인트 및 설비관통부의 틈새 사이로 화염이나 연기의 확산방지

내화충전구조 적용부위

- 건축 조인트

- 설비 관통부

- 전기 관통부


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내화충전구조 법규

국토교통부 고시 제 2015-834호

"내화충전구조"라 함은 방화구획의 수평 수직 설비관통부, 조인트 및 커튼월과

바닥 사이 등의 틈새를 통한 화재 확산방지를 위한 것

The definition according to the International Firestop Council

A process whereby certain materials, some of them specially manufactured, are

used to resist(or stop) the spread of fire and its by products through openings

made to accommodate penetrations in fire-rated walls, floors and floor/ceiling

assemblies.


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건축법 시행령

건 축 법

건축물의 피난 · 방화구조 등의기준에 관한 규칙

내화구조의 인정 및 관리기준

내화충전구조 세부운영지침

제46조 방화구획의 설치

제14조 방화구획 관통부는 국토부 고시 기준에따라 성능을 인정한 구조로 시공

제22조 시험체와 같은 구성 및 재질로서

크기가 작은것일 경우 이미 발급된

성적서로 그 성능을 갈음할 수 있다.

내화충전구조 시험방법 및 등급

내화충전구조 법규


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내화충전구조 시험 방법

Criteria Conditions

Temperature Curve ISO 834

Furnace pressure 20pa가온/가압


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Agenda





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국내 방화재 품질관리 및 메뉴얼

국토교통부 : 건축안전 모니터링 활동(내화충전구조)

건설기술연구원 : 공장점검 및 공청회 진행

방화재 시험성적서 작성

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Certificate of Compliance 발급

- 공장실사를 통한 제품확인, 시공되는 제품의 현장

확인을 통하여 승인 Guide 절차

- UL Mark 시공 시 제품이 테스트 제품과 현장

납품제품이 일치함을 명시함.

- 제품의 사후 관리

- Factory Audit : once per year

- During routine Inspection

Firestop 제품의 품질관리

UL - Underwriters Laboratories


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1. 팽창재(Graphite)의 Stability

UL 인증제품 / UL 미인증 제품의 비교

Firestop 제품 품질관리 - 문제점


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2. 팽창재(Graphite)의 역할 – 화염 및 연기 확산 문제- 매뉴얼 대로 시공하는 것이 중요함

Firestop 제품 품질관리 - 문제점


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Contingent on successful testing of a particular

system (or assembly), the “deliverable” from UL is

a UL drawing outlining how the assembly is to be

built and which products are to be specifically used

for this particular UL assembly.

Note: no substitutions of products is

acceptable in order for a UL system to be valid.

On-site certified building inspectors ensure

compliance of system assembly and system

construction.

System to the right successfully passed

a 1 or 2 hr fire rating according to UL 1479.

US test procedures (product qualification)


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3rd Party Test(UL, FM 등) 인증 제품 사용

- 해외 인증 기관의 Factory Audit 및 철저한 제품 검사

해결 방안

UL CERTIFICATE FM CERTIFICATE


UL - Underwriters Laboratories / FM Approvals

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Agenda




HILTI Firestop Solution

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1. 커튼월 조인트 내화충전구조

- 커튼월 건축물의 층간 방화시스템

HILTI Firestop Solution – 건축 조인트


2. 드라이월 조인트 내화충전구조

- 방화석고보드와 골조면 조인트 방화시스템

3. Expansion 조인트 내화충전구조

- 바닥과 바닥의 시공 조인트 층간 방화시스템

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HILTI Firestop Solution - 건축




커튼월 조인트 내화충전구조

CFS SP WB

Technical data CFS-SP WB

밀도 약 1.3g/cm3

색상 적색

성분 아크릴 계열(수용성)

Movement capability 최대 50%

표면연소특성(ASTM E84)

Flame spread 5

Smoke development : 10

차음성(ASTM E90) STC 59

인증 국토해양부 고시, UL, BS, ETA, FM, FILK

시험성적서▪ UL 2079 ▪ ASTM E1966 ▪ ASTM E84

▪ UL 1479 ▪ ASTM E814 ▪ ASTM E2307



Expansion Joint 내화충전구조

CFS SP WB

Technical data CFS-SP WB

밀도 약 1.3g/cm3

색상 적색


Movement capability 최대 50%


Flame spread 5




시험성적서▪ UL 2079 ▪ ASTM E1966 ▪ ASTM E84

▪ UL 1479 ▪ ASTM E814 ▪ ASTM E2307

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CP 606 방화실란트



드라이월 조인트 내화충전구조Technical data CP 606

밀도 약 1.5/cm3

색상 적색, 회색


부피 수축 20% 미만

Movement capability 12.5%(ISO tested)


Flame spread 0




시험성적서▪ UL 2079 ▪ ASTM E 1966 ▪ ASTM E 84

▪ UL 1479 ▪ ASTM E 814 ▪ ULC-S115



건축 조인트 제품 선정 : Movement rate 중요

건물의 Life cycle기간의 내구성 확보 / 실제 화재발생 시 부피수축에 대한 내구성 확보

Technicaldata

CFS SP WB

CP 606 CP 601S

Elasticity 50% 12.5% 25%

색상 적색적색, 회색

백색

성분아크릴계열

(수용성)

아크릴계열

(수용성)

실리콘계열

부피 수축 51% 20% 미만 5%

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Understand the Importance of Movement Capability


실제 화재발생 시 커튼월의 팽창에 저항력을 갖춘 제품을 선택해야 한다.


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ASTM 1399 TEST(500Cycle)


HILTI Firestop Solution - 건축test requirements for building joint systems

https://youtu.be/Zs7ZiOdi36c

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ASTM E 1399 & UL 2079 : Cyclic Movement test

ASTM E 1399 - 커튼월 무브먼트 테스트

Cycle Rate (CPM)

Joint Type Cycles (Cycle/ Min.)

Thermal Expansion/Contraction 500 1

Seismic 100 30

Wind Sway 500 10

Combination 100 30

400 10

UL 2079 – 건축조인트 Firestopping Standard

HILTI Firestop Solution - 건축test requirements for building joint systems

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1. PVC 관통부 내화충전구조

HILTI Firestop Solution - 설비관통부


2. 강관 관통부 내화충전구조

3. 덕트 관통부 내화충전구조



PVC 관통부 내화충전구조

CP 643N / CP 644

Technical data CP 644

초기 팽창온도 200도

팽창계수 1 : 10

성분 팽창성 흑연(Graphite)


시험성적서▪ UL 1479 ▪ ASTM E814 ▪ ASTM G21

최대 200파이까지 적용 가능



PVC 관통부 내화충전구조

CP 648E

Technical data CP 648-E

밀도 약 1.35/cm3

크기 45mm x 4.5mm x 10m

팽창 활성화 온도 > 180°C

팽창 비율 최대 40배 (15배 @180°C)

유효기간 없음

인증 UL, BS, ETA, FM

시험성적서▪ 국토해양부고시 ▪ UL 1479 ▪ ASTM E 814


PVC배관에 대한 팽창성 제품의 올바른 선택

CP 648 팽창 완료 후

팽창 흑연이란 ?

그라파이트의 층상구조 특성으로 인해，층상 사이에 원자나 작은 분자가 집어넣을 수 있음.

이 층간에 황이나 질소화합물을 주입한 후 열을 가하면 그 층이 아코디언처럼 분리가

되면서 입자가 팽창함.

PVC 배관의 내화충전구조 시스템 : 팽창성 흑연의 역할 (Graphite)



PVC 관통부의 경우 화재발생 시 신속하게 공간을 메워주는 것이 중요함.


@150도 마다 팽창




CP 643 Demonstration

https://youtu.be/MaYJSy2_WrQ

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1. 케이블 트레이 관통부

- RE-penetration 할 수 있는 자재선정 중요

HILTI Firestop Solution – 전기관통부


2. 강제전선관 관통부(Conduit)

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관경 등급 충진재 배관 마감

1000*550 A-2 CFS-BL FS-ONE


Cable Tray Solution – CFS BL


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Cable Tray Solution – CFS BL

제품 특징

시공성 간편 – 미네랄울 사용 없음

RE-Penetration 용이한 자재

Clean Room 적합 자재

큰 개구부 적용 가능한 자재

연기 및 유독가스 차단



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CFS-BL


Cable Tray Solution – CFS BL : Instrallation


https://youtu.be/9ajgQ79hf1E

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CFS-BL


Cable Tray Solution – CFS BL : RE-Penetration


https://youtu.be/sAiPBLhCzMk

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관경 등급 충진재 배관 마감

28C A-2 FS-ONE CFS P-BA (양면)

Cable Steel Pipe - 강제전선관



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Cable Steel Pipe Solution – FS ONE + CFS P BA

FS-ONE

실란트 팽창으로 화염에 저항

미네랄울 없이 단독으로 사용 가능

Technical data FS-ONE

밀도 1.35g/cm3

팽창 활성화 온도 약 121°C

팽창 비율 3~5 배

유효기간 12개월

인증 UL, BS, ETA, FM

시험성적서▪ 국토해양부 고시 ▪ UL 1479 ▪ ASTM E 814

Technical data CFS P BA

Color Red

Thickness 3 mm

시공온도 5 ~40도

유효기간 24개월

인증 UL, BS, ETA

시험성적서▪ 국토해양부 고시 ▪ UL 1479 ▪ ASTM E 814

CFS P BA

시공성 간편

차열성능(T급) 갖춤


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국내 적용 사례


여의도 국제금융센터 아산 펜타포트 메세나폴리스(서교 자이)

해운대 위브더제니스 해운대 아이파크 포스코 더# 레이크파크


Thank You

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