건물 화재 에서 벽 과 천장 을 따라 화재 가 퍼지는 속도 는 사람 들 이 안전하게 탈출 할 수 있는지 여부에 영향을 미칩니다.불꽃은 몇 분 안에 방 전체로 퍼질 수 있습니다., 밀집한 연기가 시야를 가려 부상을 입거나 사망할 위험을 증가시킵니다.
미국 건축법에는 벽 및 천장 내부 재료의 불에 대한 특별한 요구 사항이 있습니다.ASTM E84 슈타이너 터널 테스트는 가장 일반적으로 사용되는 시험 방법이며 국제 건축 코드 (IBC) 및 NFPA 101 생명 안전 규정의 참조 표준입니다.이 기사에서는 이 시험의 핵심 내용을 소개합니다.
ASTM E84 슈타이너 터널 테스트는 무엇입니까?
슈타이너 터널 테스트는 건축 재료의 표면 연소 특성을 평가하는 데 사용되는 시험 방법입니다.표본은 천장에 설치되어 10분 동안 통제된 불꽃에 노출됩니다., 그리고 화염의 전파 속도와 연소 생산이 기록됩니다.
ASTM E84 슈타이너 터널 시험 원리
시험 은 7.3 미터 (24 피트) 의 긴 터널 오븐 에서 실시 되었다. 표본 은 천장 위치 에 설치 되어 시험 표면 이 아래 로 향하고, 발화 원소 에 노출 되었다.불꽃은 한쪽 끝에서 불타고 샘플 표면을 따라 10 분 동안 퍼졌습니다..
테스트 장비는 두 가지 주요 데이터 포인트를 기록합니다: 플레임 스프레드 인덱스 (FSI) 및 연소 발전 인덱스 (SDI). 기준 포인트를 제공하기 위해,표준은 0로 정의된 2개의 기준 재료를 사용하고 100으로 정의된 레드 오크를 사용한다.테스트 된 물질의 값은 비교하여 도출됩니다.
ASTM E84의 적용 범위
ASTM E84는 건물 내부 완공 및 천장 재료에 적용됩니다.
일반적인 검사 가능한 표본은 다음과 같습니다.
벽/상장 재료: 건조판, 나무판, 접합판, 복합판, 벽지, 벽 덮개, 페인트, 코팅.
단열 재료: 폼 플라스틱 (EPS/XPS/PU), 바위 솜, 유리 솜, 스프레이 된 폴리우레탄 등
바닥재료 (바닥 설치가 필요합니다): 카펫, 비닐 바닥, 고무 바닥 등.
기타: 목재 구조판, 플라스틱판, 복합재료, 방화재, 냉각탑 포장재케이블 껍데기 (관전 케이블에 대한 UL910/NFPA262와 같은 관련 표준), 등등
샘플 준비 요구 사항:
표본은 일반적으로 폭 24 인치 × 길이 24 피트 (610 mm × 7.32 m) 이며 연속 또는 세분화 될 수 있습니다.
표본은 표준 온도 및 습도 조건에서 평형 습도 함량 (일반적으로 ~ 7%) 로 조건화되어야 합니다.
표본은 기판 (예를 들어, 접착제, 기계적 고정) 을 장착하거나 기판이 없는 자부장형으로 장착할 수 있다.
표본은 실제 사용을위한 최종 제품 상태 ( 두께, 밀도, 코팅 등) 를 나타낼 수 있습니다.
적합하지 않거나 제한되지 않습니다: 특정 극도로 두꺼운/중한 재료, 구조 구성 요소의 총 화재 저항 테스트 (이것들은 NFPA 285와 같은 다른 표준을 사용하여 테스트 될 수 있습니다.)
ASTM E84의 두 가지 주요 지표
(1) 프레임 스프레드 인덱스 (FSI): 화염이 물질 표면을 가로질러 퍼지는 속도를 나타냅니다. 더 낮은 값은 화염이 퍼질 확률이 낮다는 것을 나타냅니다.
계산 단계: 10분 시험 기간 동안 화염 확산 거리를 시간 대비 그래프로 그려서 곡선 아래의 면적 (AT) 을 계산한다.
AT ≤ 97.5 ft·min, FSI = 0.515 × AT; AT > 97.5 ft·min, FSI = 4900 ÷ (195 - AT). 마지막으로 가장 가까운 5의 배수까지 둥근.
(2) 연소 발전 값 (SDI): 물질 연소 도중 생성 된 연소 양을 반영 합니다. 더 낮은 값은 더 적은 연기를 나타냅니다.
계산 단계: 시험 중에 15초마다 빛 흡수율을 기록하고, 연소 밀도 곡선을 그리고, 곡선 밑의 부위를 계산합니다.
레드 오크 (100로 정의) 와 비교하면: SDI = 100 × A (사본) ÷ A (레드 오크). 결과를 5의 가장 가까운 배수까지 둥근; 200을 초과하면 50의 가장 가까운 배수까지 둥근.
등급 기준
FSI와 SDI 값에 따라 재료는 A, B, C 등 3가지로 분류됩니다.
요약
슈타이너 터널 테스트 (주로 ASTM E84 / UL 723에 기초) 는 건축 재료의 표면 불화성을 평가하기위한 기본 표준 방법입니다.주로 불꽃 확산 지수 (FSI) 와 연소 밀도 지수 (SDI) 를 측정합니다.이 시험은 건축 재료의 불 저항성 인증에 널리 사용되며 미국/캐나다의 수출 프로젝트 및 시장 접근을위한 중요한 기초입니다.골드는 슈타이너 터널 테스트 장비를 공급합니다. 당신의 제품이 업그레이드 필요하거나, 오븐 구조와 오븐 온도와 같은 장비에 대해 더 많은 것을 알고 싶다면, 저희에게 연락하십시오.
건물 화재가 발생하면 몇 분 안에 치명적인 결과를 초래하는 경우가 많습니다. 화염, 열, 유독가스의 급속한 확산은 인명 피해와 재산 피해의 주요 원인입니다. 건물 안전을 위한 "1차 방어선"인 수동적 화재 방지는 자동으로 화재 확산을 제한하고, 탈출 경로를 방해받지 않게 유지하며, 사람이나 전기적 개입 없이 재료, 구성 요소 및 시스템 설계를 통해 건물의 구조적 무결성을 보호합니다.
능동형 방화 시스템(예: 자동 스프링클러, 연기 감지기, 소화기)과 달리 수동형 방화는 건물 자체의 고유한 특성에 의존하며 내화 재료가 가장 중요한 요소입니다. 이러한 재료는 극한의 온도에서도 불연성, 비분해성, 비전도성을 유지해야 하며, 탑승자에게 30분에서 몇 시간의 탈출구를 제공하여 화재 구조에 귀중한 시간을 벌 수 있어야 합니다.
내화재료의 실제 성능을 보장하기 위해서는 국제적으로 인정받는 표준화된 시험 및 분류 시스템을 통해 검증되어야 합니다. 유럽 표준 EN 13501 시리즈, EN 1363-1 및 ISO 834-1은 미국 표준 ASTM E119 및 UL 263, 영국 표준 BS 476 및 일본 표준 JIS A 1304와 함께 내화재 평가를 위한 글로벌 프레임워크를 집합적으로 형성합니다. 이러한 표준은 실제 화재 온도 프로파일을 시뮬레이션하여 화재 및 내화성에 대한 재료의 반응을 정량화하기 위해 특수 내화로에 크게 의존합니다.
이 기사에서는 수동적 방화에서 내화재료의 역할, 주요 유형, 주요 테스트 및 분류 표준, 주요 글로벌 표준 비교, 실제 사례 및 미래 동향을 체계적으로 소개하여 건축가, 엔지니어, 재료 제조업체 및 화재 안전 전문가에게 포괄적인 참고 자료를 제공합니다.
수동적 화재 예방의 기본 원리와 내화 재료의 이중 역할
수동적 화재 예방의 핵심 목표는 "세 가지 컨트롤" 방화 구획, 구조적 보호 및 연기 제어를 통해:
1.화염 및 열 확산 제어
2. 건물 구성 요소의 무결성 및 하중 지지력 유지
3. 유독가스의 탈출로 및 인접지역 유입 방지
(그림 1: 방화벽, 방화문, 벽 침투 씰 및 내화 댐퍼와 같은 구성 요소가 함께 작동하여 화재 및 연기 확산을 제한하는 방법을 보여주는 수동 방화 구획 시스템의 개략도.)
내화물 재생 "열쇠 두 개" 여기서 역할:
1.화재에 대한 반응: 물질이 화재 초기에 쉽게 발화되는지, 화재 확산에 기여하는지, 다량의 연기나 용융된 물방울을 생성하는지 여부를 평가합니다. 일반적인 분류 표준에는 EN 13501-1(A1 최고 불연성 등급 → F 고가연성), ASTM E84(화염 확산 지수 및 연기 발생 지수), BS 476 Part 7 등이 포함됩니다. 화재에 대한 반응이 낮은 재료(예: A1 등급)는 화재의 초기 발생을 크게 늦출 수 있습니다.
2. 내화성: 표준 화재 조건에서 재료 또는 부품이 하중 지지력(R), 무결성(E, 화염 침투 방지) 및 단열재(I, 노출되지 않은 면의 온도 상승 제한)를 얼마나 오랫동안 유지할 수 있는지 검사합니다. 일반적인 분류에는 EN 13501-2(EI/REI + 분, 예를 들어 EI 60은 무결성과 절연이 60분 동안 유지됨을 나타냄), ASTM E119/UL 263(시간) 및 BS 476 Part 20-24가 포함됩니다.
우수한 화재 반응성과 높은 내화성을 모두 갖춘 재료만이 진정으로 수동형 방화 시스템의 신뢰할 수 있는 구성 요소가 될 수 있습니다.
내화재료의 시험기준, 시험장비 및 분류체계
내화 재료의 성능 검증은 표준화된 화재 시뮬레이션 테스트에 의존합니다. 주류 테스트 방법은 다음과 같습니다.
ISO 834-1 / EN 1363-1: 표준 셀룰로오스 화재 곡선(실온 → 945°C 및 60분 → 약 1100°C 및 180분), 벽, 문, 보, 기둥, 씰 등의 내화성을 테스트하는 데 사용됩니다.
ASTM E119 / UL 263: 미국 표준, 곡선은 ISO 834와 유사하지만 하중 적용 및 실패 기준이 약간 다릅니다.
UL 1709: 탄화수소 화재 곡선(매우 빠른 온도 상승, 단 5분 만에 1100°C에 도달)은 석유화학 플랜트 및 터널과 같은 고위험 시나리오에서 일반적으로 사용됩니다.
BS 476 시리즈: 전통적인 영국 표준으로 현재 EN 표준으로 대체되지만 여전히 영연방 국가와 아시아 일부 지역에서 널리 사용되고 있습니다.
(그림 2: 내화용 수직로)
(그림 3: 내화용 수평로)
EN 13501 시리즈는 유럽 건축 제품의 내화성 분류에 대한 핵심 표준입니다.
EN 13501-1: 화재 반응 분류로 화재의 초기 확산에 대한 재료의 기여도를 다룹니다. 분류는 다음을 포함한 테스트 방법의 조합을 기반으로 합니다.
EN ISO 1182(불연성 테스트, A1/A2 레벨)
(그림 4: ISO 1182 불연성 시험로)
EN ISO 1716(총발열량 테스트, A1/A2 수준)
(그림 5: ISO 1716 폭탄 열량계)
EN 13823(소량 섭취 생물학(SBI) 테스트, A2-D 레벨)
(그림 6: ISO 13823 SBI)
EN ISO 11925-2(소흡기 점화 테스트, E 레벨 미만)
(그림 7: ISO 11925 단일 화염 소스 테스트)
EN ISO 9239-1(바닥 복사열 테스트, 바닥재에만 해당)
(그림 8: ISO 9239 바닥 복사 패널 테스트)
ISO 5660-1(BD 레벨 제품의 열 방출 및 연기 생성 데이터에 대한 콘 열량계 테스트는 EN 13501-1의 카테고리 BD에 대한 보조 테스트 방법 중 하나입니다.)
(그림 9: ISO 5660 콘 열량계)
다음은 주요 표준에 따른 일반적인 내화 재료 유형과 성능입니다.
(그림 10: 내화재료의 종류, 시험기준 및 분류체계 표)
(그림 11: 팽창성 난연성 코팅의 작동 원리에 대한 개략도 - 화재에 노출되면 코팅이 빠르게 팽창하여 두꺼운 탄화층을 형성하여 효과적으로 열을 차단하고 강철 구조물을 보호합니다.)
실제 테스트에서 이러한 재료는 일반적으로 내화성 및 소방 요구 사항을 모두 충족해야 하며 제3자 인증(예: CE 마크, UL 인증, Intertek, Applus+ 등)을 통해 시장 접근권을 획득해야 합니다.
EN 16989 설명 | 철도 차량 좌석 화재 시험
EN 16989:2018 & EN 45545-2:2020
EN 45545-2:2013+A1:2015 부록 A 및 B에서는 손상된 좌석 3개 그룹에 대한 완전한 좌석 화재 시험을 도입했지만 손상되지 않은 좌석의 경우는 고려하지 않았습니다. EN 45545-2 HL3을 충족하는 좌석이 개별적으로 BS 6853 Class Ia를 충족하는 것으로 나타나 다른 시험 체제를 채택하고 정반대의 시험 결과를 생성하게 되었습니다. 또한 대부분의 경우 손상된 좌석의 시험 결과가 손상되지 않은 좌석보다 나빴지만, 손상되지 않은 좌석의 연소 성능이 손상된 좌석보다 나쁜 경우도 있었습니다.
이러한 이유로 CEN/TC 256 철도 위원회는 완성된 좌석의 화재 거동 시험에 대한 시험 방법을 재작성하여 화재원, 파손 행위, 시험 모드, 시료 요구 사항, 시료 배치, 시험 절차 및 장비 보정 검증 절차 및 요구 사항 등에 대한 다양한 수정 및 추가 사항을 포함하여 완전한 좌석의 화재 시험에 대한 자세한 조항을 제공했으며, 2018년 2월에 승인되어 2018년 6월에 EN 16989:2018로 공식 발표되었습니다.
EN 16989의 목적
EN 16989는 다음을 위한 표준화된 방법을 제공합니다.
화재 거동 결정: 완벽한 철도 좌석(덮개, 머리 받침대, 팔걸이 및 좌석 쉘 포함)이 화재에 노출되었을 때 어떻게 반응하는지, 열 방출, 연기 발생 및 화염 확산에 중점을 두고 평가합니다.
파손 저항 평가: 화재 성능에 영향을 미칠 수 있는 의도적인 손상에 대한 좌석의 저항력을 시험합니다.
규정 준수 보장: 철도 차량, 특히 승객 좌석에 대한 EN 45545-2에 명시된 화재 안전 요구 사항을 충족하여 화재 위험을 최소화하고 대피 안전성을 향상시킵니다.
이 표준은 특히 터널이나 혼잡한 열차와 같은 고위험 시나리오에서 철도 차량에 사용되는 재료가 화재 위험에 크게 기여하지 않도록 하는 데 중요합니다.
EN 45545-2의 좌석 요구 사항
EN 45545-2: 2020에서는 부록 A 및 B의 완전한 좌석 화재 시험에 대한 이전 내용이 삭제되었으며, 시험 방법은 공식적으로 EN 16989: 2018을 참조합니다.
또한 EN 45545-2:2020은 완전한 승객 좌석 및 해당 재료에 대한 특정 요구 사항을 가지고 있습니다.
비덮개 좌석의 경우 요구 사항을 충족하는 두 가지 원칙이 있습니다.
모든 표면 재료는 R6의 요구 사항, 즉 좌석, 등받이 앞면 및 뒷면, 팔걸이 등을 충족해야 합니다.
또는 좌석 및 등받이 뒷면 재료는 R6의 요구 사항을 충족해야 합니다. 등받이 앞면, 팔걸이 및 탈착식 머리 받침대는 R21의 요구 사항을 충족해야 합니다. 완전한 좌석은 R18의 요구 사항을 충족해야 합니다.
EN45545-2 R6 요구 사항
EN 45545-2 R18 요구 사항
EN 45545-2 R21 요구 사항
덮개 좌석의 경우:
완전한 좌석은 R18의 요구 사항을 충족해야 하며, 시험 방법은 EN 16989: 2018을 참조합니다. 또한 좌석은 연소 시험 전에 절단 파손 시험을 수행해야 합니다. 절단 파손 후 절단 길이를 측정하여 파손 정도를 평가합니다.
EN 16989 차량 좌석 화재 시험
좌석을 파손할 수 있는 화재 시험
좌석을 전체 또는 부분적으로 파손하여 시험해야 하는 경우 4번의 화재 시험이 필요합니다.
좌석을 파손된 상태로 2번의 화재 시험을 수행해야 합니다.
좌석을 파손되지 않은 상태로 2번의 화재 시험을 수행해야 합니다.
좌석을 파손할 수 없는 화재 시험
좌석을 파손되지 않은 상태로 조항 7에 따라 2번의 화재 시험을 수행해야 합니다.
EN 16989 화재 시험 절차
시험 설정
시험 환경: 시험은 스테인리스 스틸 배기 후드 및 덕트가 있는 열량 측정 시스템에서 수행되어 1.2 m³/s의 배기 흐름으로 환기가 잘 되는 조건을 보장합니다.
점화원: 15kW 프로판 연료 버너를 점화원으로 사용하여 현실적인 화재 시나리오를 시뮬레이션합니다.
시험 시료: 덮개, 머리 받침대, 팔걸이 및 좌석 쉘을 포함한 완전한 좌석 조립품을 시험합니다. 일관된 결과를 보장하기 위해 시험 전에 좌석을 조절합니다.
파손 시뮬레이션: 좌석은 의도적인 손상을 시뮬레이션하기 위해 절단 파손 시험을 거칩니다. 여기에는 절단을 하고 절단 길이를 측정하여 파손에 대한 좌석의 취약성을 평가하는 것이 포함됩니다. 손상된 재료는 화재에서 다르게 동작할 수 있기 때문입니다.
시험 좌석 조절.
시험 좌석 절단 파손.
연기 후드 아래에 시험 좌석 배치.
시험 좌석에 버너 배치.
EN 16989 계측 및 장비 안정화, 배기 흐름은 1.2 m3/s여야 합니다.
데이터 수집 시스템 시작.
버너 점화 및 화염 적용, 15kw의 개방 화염 출력, 시험 시작부터 180초~360초 동안 적용.
1560초까지 시험을 계속합니다.
측정: 측정된 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
열 방출률(HRR): 연소 중 열이 방출되는 속도로, kW/m²로 측정됩니다.
최대 평균 열 방출률(MARHE): 화재 강도를 평가하기 위한 중요한 지표로, kW/m² 단위입니다.
총 연기 발생량(TSP): 연기 발생량으로, 대피 중 가시성과 안전에 영향을 미칩니다.
화염 높이: 화염 확산 정도, 화재가 얼마나 빨리 확산될 수 있는지 나타냅니다.
특정 시험 기준, 장비 구매 또는 다른 표준과의 비교와 같은 자세한 정보가 필요하면 알려주세요!