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초고층 건물 화재 ‘연기 확산’ 막는다
한기연 ‘시스템과 사이클링 시험장치’ 개발
2012년 03월 26일 (월) 09:52:48 김용관 기자 geosong39@safetoday.kr

●내화 : 불(화재)에 저항하는 성질(예: 내화성능, 내화재료 등)
●커튼월 : 투명 유리 혹은 반사유리를 사용한 빌딩 외벽 마감.  
●선형조인트 : 초고층 건물을 지을 때 커튼월 시스템과 바닥 슬래브 사이에서 만들어지는 틈. 이틈을 통해서 고층건물 화재 시 불과 연기가 상부층으로 번진다.
●선형조인트 시스템 : 상부층으로의 화재가 번지는 것을 막고자 선형조인트(틈)에 불에 타지 않는 성질(내화성)을 가진 재료로서 틈을 막아놓은 것(선형조인트 + 틈을 막아놓은 내화성 재료)                            
●방화구획 : 건축기준법에서 정한 건축물 내부의 일정한 구획으로, 화재 발생 시 연소 확산을 방지하기 위해 방화벽이나 내화구조의 벽·바닥 등으로 일정하게 구획한 구역 

   
▲ 선형조인트 시스템 Cycling 시험 장치
한국건설기술연구원(원장 우효섭)은 건설교통기술R&D사업(한국건설교통기술평가원)의 첨단도시개발사업 중 ‘초고층빌딩 시공기술연구단(단장 김진호)’의 ‘초고층 화재안전기술개발(책임자 신현준)’의 일환으로 초고층건물의 커튼월 시스템과 바닥슬래브 사이의 틈을 통한 상층부로 불과 연기의 확산을 막기 위해 이 틈에 넣는 내화재료로 구성된 선형조인트 시스템의 내구성을 시험하기 위한 ‘선형 조인트 시스템 내구성 시험장치(Cycling 시험장치)’를 개발했다고 3월26일 밝혔다.  

지난 1월6일 ‘건축물의 피난․방화구조 등의 기준에 관한 규칙(이하 규칙)’의 제14조 방화구획의 설치기준에서는 급수관․배전관 등 방화구획을 관통하는 시설에 대한 화재안전 규정만 있었으나 ‘외벽과 바닥 사이에 틈이 생긴 때’가 추가되면서 고층건축물의 커튼월 시스템과 바닥 슬래브 사이에 발생하는 틈에 대한 선형조인트 시스템 방화구획 기준이 마련됐다. 

그동안 고층건축물에서 커튼월 사용이 증가하고 있는 상황에서 초고층 빌딩 화재로 인한 인명피해를 줄이기 위해서는 건물상층부로 화재가 확산되는 것을 방지하는 선형조인트 시스템에 대한 정확한 내화성능을 확인할 수 있는 시험기준과 시험방법의 마련이 절실히 요구돼 왔다.

현실적으로 고층건축물이나 초고층 건축물에서는 외부의 바람이나 지진 등에 의한 건축물의 진동으로 선형조인트(틈)에 변형이 발생하면서 틈 사이에 들어있던 내화재료가 떨어지는 현상이 발생하기도 한다.

또 건물외부와 내부의 온도차이로 인해 초고층 건물의 선형조인트가 변형하면서 이 틈 사이에 있던 내화재료의 접착력에 문제가 생겨 선형조인트 시스템의 내화성능이 약해진다. 따라서 선형조인트 시스템의 내화성능을 높이기 위해서는 이러한 외부의 힘이나 온도 차이에 의해서도 변형되지 않는 내구성을 선형조인트 시스템이 가져야 한다.     

한국건설기술연구원은 선형조인트 시스템의 정확하고도 현실성 있는 내화성능 시험과 평가를 위해 선형조인트 시스템의 내구성을 확인할 수 있는 ‘선형 조인트 시스템 내구성 시험장치(Cycling 시험장치)’를 개발했다.

즉, 선형조인트 시스템이 외부 힘 그리고 태양열과 같은 자연의 열에 대해 내구성이 있는지를 검증한 후 내화시험을 진행함으로써 이 선형조인트 시스템이 건물에 적용됐을 때 실재화재 때 안전성이 있는지를 확인할 수 있게 했다.       

한국건설기술연구원에서 개발된 시험 장치는 3m×4m의 가열로에 적용이 가능하며 선형조인트(틈) 폭을 최대 300mm까지 움직이면서 ‘선형조인트 시스템 내구성(Cycling) 시험’을 할 수 있는 시험장치를 개발했다.

국제기준인 ISO 10295-2의 기준에 맞춰 각 외력을 열변형의 경우 1c/min, 바람 5c/min, 지진 20c/min으로 진동수로 정의하고 각각 해당외력은 이 규정된 진동수에 따라 한 개의 선형조인트 시스템에 대해 최소 500회의 내구성 테스트를 한 후 가열로에서 내화시험이 진행되게 했다.

1c/min은 1분당 1사이클(cycle)의 뜻으로 선형조인트 시스템의 틈을 넓히기 위해 외력을 가하고 다시 좁히기 위해 힘을 가하는 것을 1분(minute) 동안 1회한다는 뜻으로 진동수 개념이다. 

이 새로운 선형조인트 시스템 내화성능 시험장치의 개발로 초고층 건축물에 적용될  선형조인트 시스템의 내화성능에 대한 객관적 평가가 이뤄질 수 있다. 초고층 건물 화재로부터 안전성이 보장된 제품의 사용 확대로 초고층 건물 상부 층으로의 화재확대를 방지함으로써 인명 및 재산 피해를 획기적으로 줄일 수 있을 전으로 전망된다.

세이프투데이 김용관 기자(geosong39@safetoday.kr)

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