내화구조 개요

가스 또는 분진폭발위험 장소에 설치하는 건축물 등의 내화구조에 대한 기술적 사항에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

내화구조 개요

 내화시공 방법은 콘크리트, 피복, 뿜칠, 도료, 판재 등이 있으며, 일반적으로 콘크리트 1인치는 약 1시간의 내화성능이 있으며, 콘크리트는 흡습된 상태에서 화재가 발생하면 내부의 물이 기화, 팽창되어 내화콘크리트가 파손되어 내화기능이 떨어질 위험이 있으므로 발수기능이 있는 콘크리트로 시공하고, 외부에 도료 등을 칠하여 흡습을 예방하고, 평상시 균열이나 파손된 부분을 보수하여야 한다.

 

용어의 정의

“내화구조”라 함은 건축물의 기둥 및 보, 위험물 저장·취급 용기의 지지대 및 배관·전선관 등의 지지대가 화재 시 일정 시간 동안 강도와 그 성능을 유지할 수 있는 구조를 말한다.

“내화성능”이라 함은 정해진 가열 시험방법에 따라 시험한 결과, 각 단면에서 측정한 강재의 평균온도가 538 ℃를 넘지 않고, 온도가 측정된 어느 곳에서도 649 ℃를 넘지 않는 조건을 말한다.

“내화재료”라 함은 건축물의 기둥 및 보, 위험물 저장·취급 용기의 지지대 및 배관·전선관 등의 지지대를 내화구조로 하기 위하여 사용되는 재료로서 내화콘크리트, 내화 뿜칠재, 내화 도료 등을 말한다.

“내화시간”이라 함은 정해진 가열 시험방법에 따라 시험한 결과, 내화성능이 보장되는 시간을 말한다.

 

 

내화구조를 하는 이유

• 철 구조물은 화재 등으로 온도가 538℃(1,000℉) 이상 올라가면 강도가 50% 정도로 현저히 떨어지고, 649℃(1,200℉)에서는 25%로 떨어져 철 구조물의 붕괴, 변형 및 파손 등의 위험이 있으므로 화재 후 1 ~2시간 이상 견디도록 내화시공을 해야 함

<그림 1> 온도에 따른 철 구조물 강도

 

 

 

내화성능

1. 내화재료 및 내화시간

(1) 내화재료는 산업표준화법에 의한 한국산업규격(KSF) 2257-1,6,7(건축 부재의 내화시험방법) 또는 동등 이상의 시험방법에 의한 내화시간이 최소 1시간 이상이어야 하며, 건축법 제40조(건축물의 내화구조 및 방화벽)에 의한 공장 건축물의 내화구조에 관한 지침과 화재 지속시간, 초기 소화대책 및 소화설비의 능력 등을 고려하여 내화시간을 상향하여 적용하여야 한다.

(2) 정유 및 석유화학공장 등 탄화수소 물질을 다량 보유하거나 취급함으로써 화재 시 건축구조물 등이 빠른 시간 내에 높은 온도에 노출될 수 있는 경우에는 내화재료에 대한 내화성능 시험방법으로 UL 1709(철골에 대한 내화물질의 급속한 화재에 의한 시험방법) 또는 동등 이상의 시험방법을 적용하는 것을 고려하여야 한다.

 

 

2. 내화구조 시공

(1) 내화재료로 내화 콘크리트를 사용하는 경우 철골 부재의 외면으로부터 내화 콘크리트의 두께가 50㎜ 이상이어야 한다.

 

 

<그림 2> 내화 콘크리트를 이용한 철골 기둥 및 보에 대한 내화시공(예)

 

(2) 뿜칠재, 내화도료 또는 그 밖의 내화재료를 사용하는 경우에는 내화재료를 생산․제조하는 제조업자가 내화구조의 성능을 인정받기 위하여 품질시험을 실시하는 시험기관의 장에게 제출한 내화구조 및 시공방법과 동일한 공사 시방서에 의하여 시공하여야 한다.

(3) 시공 중 일부 탈락이나 균열이 발생한 경우에는 표준 양생기간이 지난 후 보수작업을 하여야 한다.

(4) 작업 후에는 외관검사와 피복두께, 밀도, 부착강도 등 공사 품질검사를 실시하여 이상 유무를 확인하여야 한다.

(5) 동절기에는 시공시 난방을 하거나 보온하여 내화재료 제조업자가 요구하는 적정온도를 유지하여야 한다.

 

3. 내화구조의 성능 유지 및 보수

• 내화구조 부분에 대하여 정기적인 점검을 실시하고, 내화성능이 저하될 수 있는 균열, 탈락 등 손상되었을 경우에는 내화재료를 생산․제조하는 제조업자가 제시하는 보수방법에 따라 보수하여야 한다.

 

Reference : KOSHA GUIDE D - 45 – 2012 내화구조에 관한 기술지침