건축물 화재 시 창호의 물성변화 측정을 위한 실험적 연구

• 영문명: An Experimental Study on the Measurement of Window Frame Physical Property Change according to Temperature in Building Fire
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 최찬혁 김윤성 이병흔 권영진
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회 학술대회논문집』2022년도 추계학술대회 논문집, 81~81쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.11.17

국문 초록

최근의 건축물은 디자인 및 조망권 확보를 위해 외벽에 유리와 창틀이 결합된 창호의 비율을 증가시키고 있다. 이러한 건축적 구조는 건축물 외벽의 개구부 면적이 넓어져 시야가 확보되어 개방감 등의 효과가 있으나 화재 시 개구부를 통해 화염이 확산되는 위험성을 동시에 갖는다. 이러한 위험성으로 인해 화재 시 창호는 화재확산 방지를 함에 있어 매우 중요하므로 국내에서는 창호 유리에 대한 내화시험을 개별적으로 실시하여 화재 시 화재확산을 방지하도록 규정하고 있다. 이러한 노력에도 불구하고 ‘2010 부산 우신 골든 스위트 화재’, ‘2015 의정부 아파트화재’, ‘2020 울산 아르누보 주상복합 건축물 화재’ 등 창호의 탈락으로 인한 화재확산 사례가 지속적으로 발생하고 있다. 전술한 화재사례를 조사한 결과 공통적으로 창호의 프레임이 화열에 견디지 못하여 탈락하는 것으로 나타났다. 즉, 외벽 개구부를 통한 화재확산 방지를 위해서는 현재 시행되는 유리에 대한 내화시험과 더불어 창틀과 유리의 결합체인 창호를 대상으로 한 방화기준 마련이 필요하다. 이에 본 연구에서는 국내에서 창틀에 주로 사용되는 재료인 PVC와 알루미늄이 화재 시 고온에 노출되었을 경우의 특성을 알아보기 위해 인장강도 및 고온인장강도 시험을 실시하여 창틀 재료의 기계적 물성 등에 대한 기초 데이터 확립을 하는 것을 목적으로 한다. 시험은 화재실의 온도 상승에 따른 물성 변화를 측정하고자 상온에서부터 일정한 간격으로 온도를 상승시키며 진행하였다. 그 결과 알루미늄의 항복응력은 600℃일 경우 78.88~91.21MPa로 상온(252.36~255.86MPa)에 비해 약 31.2~35.6% 수준으로 나타났으며, 연신율은 600℃부터 증가하는 경향을 보였다. PVC는 40℃부터 강도의 저하가 발생하였으며, 70℃에서는 항복응력이 상온 대비 약 45%로 나타났다. 다만, 70℃에서는 연신율이 90%이상 증가하여 파단하지 않고 길게 늘어지는 경향도 나타났다. 시험 결과 창틀의 재료인 알루미늄과 PVC는 고온일수록 기계적인 물성이 점차 낮아져 유리가 탈락이 될 우려가 있을 것으로 나타났다. 즉, 화재 시 유리의 성능이 충분하더라도 창틀의 방화성능 및 강도가 부족하면 유리가 탈락되어 화재확산의 원인이 될 수 있을 것이다.

키워드

Tensile Strength Window Frame Fire Spreading Fire Resistance Test