건축물 외부 마감 재료의 실대형 화재안전성 시험방법 적용을 위한 비교 실험 연구

A Study on Comparison Test for Application of a Full-Scale Fire Spread Test Method of External Cladding System of Building

Article information

J. Korean Soc. Hazard Mitig. 2017;17(3):1-10
Publication date (electronic) : 2017 June 30
doi : https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2017.17.3.1
조경숙, 채승언**, 최지훈***, 김흥열****
** Member, Research Specialist, Fire Research Center, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology
*** Member, Researcher, Fire Research Center, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology
**** Member, Senior Researcher, Fire Research Center, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology
*Corresponding Author, Member, Ph. D. Fire Research Center, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (Tel: +82-31-369-0512, Fax: +82-31-369-0540, E-mail: kscho@kict.re.kr)
Received 2016 December 14; Revised 2016 December 16; Accepted 2017 January 04.

Abstract

부산 해운대 우신 골든 스위트 화재와 의정부 대봉 그린 아파트 화재사고는 외장재를 통한 화재 확산의 위험성을 알려준 계기가 되었다. 그러나 현행 규정에서는 이러한 외장재의 화염전파에 의한 위험성을 평가할 수 있는 제도적인 기준이 미흡한 상태이다. 건축법에서는 소형시험편을 이용한 시험방법과 평가기준을 제시하고 있으나 실제 규모에서 외장재 시스템 전체를 평가할 수 있는 시험방법이 부재한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 국외에서 시행하고 있는 외장재의 실대형 시험방법 중 BS 8414-1과 ISO 13785-2의 시험방법을 동일 외장재를 시공하여 시험방법의 비교를 통해 국내에 시험방법을 도입하는데 있어 기초자료로 사용하고자 하였다. 시험결과 두 시험방법은 시험체의 크기, 화원의 크기 등에 있어 다소 차이가 있어 시험 결과에서도 차이가 발생하였다.

Trans Abstract

The fire at Haeundae Wooshin Golden Suite in Busan and Daebong Green Apartment in Euijeongbu reminded us of the high risk of fire spreading througth the claddings. But institutional standard to evaluate the risk of flame spread through claddings has yet to be established. Current building code suggests the test method and evaluation standard using a model specimen and thus the test method using a full-scale model to evaluate the whole cladding system has yet to be made available. Thus this study is intended to compare the test methods using BS 8414-1 and ISO 13785-2 among various full-scale tests adoped internationally, with same material, so as to use the result as the basic data in introducing the appropriate test method to the local sites. Consequently, the test results were found different because of some difference in size of speciemen and fire source.

1. 서론

2010년 부산 해운대 우신 골든 스위트 화재 및 2015년 발생한 의정부 대봉 그린 아파트 화재사고는 외장재를 통해 화재 확산이 이루어지면서 대형화재로 확대된 사례로 볼 수 있다. 건축물 내부에서 발생한 화재가 플래시오버에 의해 창문을 통해 화염이 출하되고 이후 외장재로 화재가 전파되어 상층부로 확대되거나, 외부에서 발생한 화재가 외장재를 통해 건물 상층부로 확대됨으로 인해 화재 초기 진화에 실패하는 경우 대형화재로 확대되어 큰 피해를 입을 수 있다. 국내법에는 “건축물의 피난⋅방화구조 등의 기준에 관한 규칙”에 일정규모 이상의 건축물의 외벽에는 불연재료 또는 준불연재료를 사용하여야 하는 것으로 명시하고 있다. 국토교통부 고시(2015-744호)에서는 고층건축물의 외벽을 화재 확산 방지구조 기준에 적합하게 설치하는 경우에는 마감재료 중 단열재는 난연재료로 사용할 수 있는 것으로 규정하고 있다. 그러나 마감재료의 성능을 평가하는 시험방법은 단일재료 소형시험편(100×100 mm) 크기로 열방출량과 가스유해성을 측정하여 성능을 평가하는 것으로 지지구조, 단열재, 접합부, 마감재 등으로 구성되는 외장재시스템 전체의 화재안전성을 평가하는 것으로는 다소 무리가 있는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국외에서 시행하고 있는 외장재의 화재확산 위험성을 평가하는 실대형 시험 방법을 조사 분석하였으며, 그 중 영국의 BS 8414-1 Fire performance of external cladding systems-Part 1: Test method for non- loading external cladding systems applied to the masonry face of a building과 국제표준 ISO 13785-2 Reaction-to-fire tests for façades-Part 2: Large-scale test 시험 규격을 선정하여 동일 외장재 시스템을 적용, 시험하고 비교 검토하여 국내에 시험방법을 도입하는데 있어 기초 자료로 삼고자 한다.

2. 외장재 화재안전성 연구동향 및 국외 시험규격 비교

2.1 연구동향

국내법에 따라 건축물의 마감재료는 콘칼로리미터를 이용한 열방출량측정과 마우스 테스트를 통해 가스유해성을 측정하여 성능을 판별하고 있어 최근까지 콘칼로리미터를 이용한 다양한 재료의 화재특성을 연구해 오고 있다(Lee and Kim, 2003; Ha, 2004; Lee et al., 2004; Park et al., 2006; Choi et al., 2007; Kim et al., 2009; Lee et al., 2009; Kim et al., 2011; Min et al., 2012). 그러나 해운대 우신 골든 스위트 화재와 의정부 대봉 그린 아파트 화재사고로 인해 건축물 외벽의 외장재에 의한 화재 확대가 대두됨으로 인해 관련 제도 개선과 연구가 진행되었다. 구체적으로 살펴보면, 윤정은(Yun, 2010)등은 Large Scale Calorimeter를 이용하여 알루미늄 복합패널을 실제 규모(2000×3000 mm) 크기로 제작하여 화염전파 특성을 연구하였으며, 권오상(Kweon, 2011)등은 국외의 건축물 외장재의 수직화재확산 성능 평가 방법을 비교 분석하였다. 민세홍(Min, 2012)은 외장재가 연소하면서 수직화재로 확대되어 개구부를 통해 유입되는 화재에 의한 피난 위험성을 나타내었고, 그에 대한 대책으로 불연성 외장재의 사용과 연소⋅확대 방지를 위한 적극적인 진압대책을 요구하였다. 최취경(Choi, 2012)은 알루미늄복합패널중 구성재료인 단열재를 일반재와 난연재로 구분하여 국제표준 ISO 13785-2의 시험방법에 따라 비교 시험을 통해 알루미늄복합패널의 수직화염 확산의 양상을 연구하여 단열재로 일반재보다는 난연재의 사용을 적극 유도하는 것이 화재위험성을 줄일 수 있는 것으로 보고하였다. 또한 민세홍(Min, 2013) 등은 해운대 우신 골든 스위트 화재를 화재 시뮬레이션용 CFD 프로그램 중 FDS를 사용하여 화재를 재현하여 수직화재 확산의 영향 요소를 가연성 외장재와 건물사이에 발생한 바람의 영향을 확인하였다. Kim(2013) 등은 일반 알루미늄 복합패널과 준불연 알루미늄 복합패널을 ISO 13785-2의 시험기준에 의하여 비교실험을 통해 화재 확산 양상을 파악하였으며, 건축법에서 규정하는 콘칼로리미터 시험은 실제 화재와 같은 연소 확대 부분에 대한 판단이 어려울 수 있다고 보고 하였다. 지금까지 연구의 대부분은 ISO 13785-2의 시험기준에 따라 외장재나 내부 단열재의 종류를 달리하는 방법으로 외장재의 연소 확대에 대한 비교 연구가 주로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 ISO 13785-2 시험방법과 유럽에서 주로 적용되고 있는 BS 8414-1의 시험방법을 비교 평가하고자 한다.

2.2 외장재 국외 시험 규격 비교

외장재의 화재 확산을 평가할 수 있는 국외 규격을 조사하였으며, 이중 영국 기준인 BS 8414-1, 2와 국제표준인 ISO 13785-2에 대하여 시험 방법을 살펴보고자 한다. 각 시험 방법의 비교는 시험장치, 화원의 종류 및 크기, 시험 시간으로 구분하여 비교하고자 하며 각각에 대한 상세는 Table 1과 같다.

Comparison of Test Method of BS 8414 and ISO 13785-2

BS 8414 Fire performance of external cladding systems 으로 Part 1: Test method for non-loadbearing external cladding systems applied to the masonry face of a building, 과 Part 2: Test method for non-loadbearing external cladding system fixed to and supported by a structural steel frame 으로 구성되어 있다. 외부마감재는 일반적으로 단일재료가 아닌 시스템으로 구성이 되는 것으로, 기본적으로 바탕재가 무엇인지에 따라 구성 방식에 차이가 발생하며, 단위 재료가 아닌 시스템 전체로 평가하기 위해 BS는 바탕재를 조적조와 스틸프레임으로 구분하여 평가하도록 시험 방법을 제시하고 있다. ISO 13785-2는 바탕재에 대한 구분을 제시하지 않고 있다. 시험 장치는 두 기준 모두 main wall과 wing(side wall)로 구성되며, 화염의 창문 출하를 구현하기 위하여 개구부와 화재를 발생시키기 위한 연소실로 구성된다. 시험체가 부착되는 벽체는 ISO에 비해 BS규격이 높이 면에서는 약 2.3 m 크게 구성되었으며, opening 크기도 BS 가 크게 구성되었다. 연소실의 경우 체적을 비교해보면 ISO가 약 7배 큰 것으로 조사되었다.

화원을 살펴보면 BS는 목재를 사용하고, ISO는 기본적으로 프로판 가스를 사용하나 대안적으로 Liquids 와 Wooden cribs를 사용할 수 있도록 규정하고 있다. 시험 시간은 BS는 1시간 시험을 하도록 되어있고, 점화 후 30분 후에 화원을 소화하고 이후 30분 동안 시험체를 관찰하도록 하였다. ISO의 경우 프로판가스를 사용하는 경우 점화 후 5분 동안 최대 출력인 120 g/s로 상승시킨 후 15분 동안 출력을 유지하다가 5분 동안 점차적으로 출력을 낮추는 방식으로 총 25분 동안 연소 후 시험체를 관찰하도록 하였다.

BS에서 적용하는 목재의 최대열방출량은 3±0.5 MW이며, ISO는 LPG가스 기준으로 최대출력 120 g/s를 적용할 경우 최대열방출량은 약 5.5MW가 계산된다. 즉 화원의 크기에 있어서도 두 시험방법은 차이가 있다.

3. 시험 계획 및 결과

3.1 시험계획

동일한 시험체를 이용하여 다른 시험규격으로 시험 후 이를 비교하고자 하였으므로 ISO와 BS에서 기본적으로 제시하는 기준을 따랐으며, ISO의 화원은 프로판 가스를 대상으로 시험을 실시하였다. 이는 외장재의 실대형 시험에 대한 비교를 목적으로 두 규격의 차이를 살펴보기 위함이다. 대상 시험체는 외벽마감재로 많이 사용되는 외단열시스템을 적용하였다. 외단열시스템에 대한 자세한 사항은 다음 Fig. 1에 나타내었고, 시스템에 적용된 재료의 물성은 다음 Table 2에 명기하였다.

Fig. 1

Specification of Cladding Materials

Physical Properties of Cladding Materials

본 시험에 적용한 단열재는 비드법 2종 단열판 3호로 밀도 20 kg/m2 이상의 단열재 120 mm를 사용하였으며, 이를 바탕재에 붙이기 위해 아크릴계 전용 접착제를 이용하였다. 균열방지 및 충격보강기능을 위해 사용된 유리섬유는 3.2×3.2 mm의 메쉬를 규사가 포함된 아크릴계 베이스 코트를 이용하여 보강하였다. 표면 마감재는 아크릴 수지와 규사, 첨가제로 합성된 실리콘계 마감재로 마감을 하였다.

3.2 시험체 제작 및 설치

시험체의 제작은 바탕재의 설치 후 단열재(EPS, Mineral Wool)를 전용 접착제를 이용하여 떠 붙이는 방식으로 부착을 한 후 유리섬유 메쉬를 전용 접착제(EDT Bond)를 이용하여 전면에 부착하고 양생 후 마지막으로 표면 마감재를 흙손을 이용하여 마무리한다. 시공 순서는 시험 규격 별로 다음 Figs. 2~3과 같다.

Fig. 2

Specimen Installed According to BS 8414-1

Fig. 3

Specimen Installed According to ISO 13785-2

시험체의 온도 측정은 ISO의 경우 시험체에 대한 온도 측정에 대한 부분은 시험방법에 없고 다만 화원의 Calibration을 위한 Heat Flux와 열전대의 측정이 명시되어 있다. 본 실험에서는 BS에서 규정하는 위치에서 온도를 측정하여 비교하고자 하였다.

BS 8414-1에서 규정하는 위치에서 층별로 8 포인트씩 총 24포인트에서 온도를 측정하였다. Level 1은 개구부 상단에서 2,500 mm 위치에서 main wall 5 포인트와 wing 3 포인트, Level 2는 개구부 상단에서 5,000 mm 위치에서 내외부 각각 8 포인트를 측정한다. ISO는 BS와 장비의 크기가 상이하여 Level 2의 위치는 개구부 상단에서 4,400 mm 위치에서 측정하였다. Level 1에서는 시험체 외부의 온도만 측정하였으며, Level 2에서는 시험체 내외부의 온도를 측정하였다. 내부의 온도는 단열재 가운데 부분에 열전대를 설치하여 온도를 측정하였다. Fig. 4는 Level 2에 시험체 내부와 외부의 열전대 위치를 나타낸 단면도이고, Fig. 5는 각 시험체별로 온도 측정 위치를 나타낸 그림이다.

Fig. 4

Thermocouples Installed Inside and Outside the Specimen

Fig. 5

Location of Thermocouples Installed on Specimen

3.3 시험 결과 비교

3.3.1 시험

BS 8414-1 시험의 착화는 규격에서 저밀도 섬유보드를 백유에 5분 동안 침지시킨 후 점화를 하는 것으로 되어 있으나 국내에서 동일한 재료의 수급이 불가능하여 햅탄을 이용한 착화를 시행하였다. 365×325×50 mm의 철제 사각 팬 2개에 물 1ℓ와 햅탄 2ℓ를 각각 넣고 점화봉을 이용하여 시험 시작과 함께 점화를 하였다. 시험 방법에 따라 30분까지 지켜본 후 시험체에 영향이 가지 않도록 연소실을 소화 호수를 이용하여 진화를 하였고, 이후 30분을 더 관찰하였다.

ISO 13785-2 시험은 시험시작과 함께 프로판가스 밸브를 열어 점화를 시작하였으며 5분 동안 가스 유량이 최대 120 g/s가 되도록 조절을 하고 이후 15분 동안 최대 유량을 유지한 후 다시 5분 동안 가스 유량을 조절하여 소화하도록 한다. 그러나 본 시험에서는 가스의 최대 유량을 유지하는 동안 화재 확산이 크게 발생되어 안전에 우려가 있어 시험 시작 후 약 14분경에 시험을 조기 종료하였다. 다음 Fig. 6은 ISO 13785-2 시험동안의 가스유량을 나타낸 그래프이다.

Fig. 6

Heat Flow of Fuel During the Test According to ISO 13785-2

Fig. 7은 BS 8414-1의 시간대별 연소상태를 나타낸 것이다. BS 8414-1은 시험 시작 후 약 1분 경과한 후 개구부 상부로 화염이 출화되었으며, 2분 정도 경과 후 Level 1의 외부 마감재에 구멍이 뚫리면서 중앙부 내부로의 연소가 진행됨을 육안으로 확인하였다. 약 5분 정도 경과 후 좌측 측벽외부로 화염이 전파되는 것이 관찰되었고 이후 level 1 측벽 전체로 확산되었다.

Fig. 7

Test According to BS 8414-1

Fig. 8은 ISO 13785-2의 시간대별 연소상태를 나타낸

Fig. 8

Test According to ISO 13785-2

것이다. ISO 13785-2는 시험 시작 후 약 2분경과 후 측벽으로 화재가 확대되었으며, 3분경과 후 측벽 상부에서 불꽃이 발생한 것으로 보아 측벽 내부의 가연성 물질로 연소 확대가 이루어진 것으로 판단되며, 4분경과 이전에 level 1 이하의 외장재는 대부분 연소되었다. 이후 10분 정도 경과하여 level 2 외부 마감재가 탈락되는 것이 관찰되었으며, 13분경과 후 연소 확대 지연을 목적으로 설치된 Mineral wool이 탈락되면서 안전을 고려하여 시험을 조기 종료하였다.

3.3.2 온도 데이터

외벽마감재의 온도 측정은 Level 1에서는 외부 온도, Level 2에서는 동일 지점에서 외부온도와 단열재 부분에 내부 온도를 측정하였다. 설치된 열전대 중 일부는 측정 오류로 인해 데이터를 얻지 못하였고 BS 8414-1의 Level 2의 내부 온도는 모두 오류가 발생하여 Level 2는 외부 온도로만 비교하였다.

BS 8414-1 시험의 Level 1 외부 온도 데이터를 살펴본 결과 Fig. 9와 같이 개구부 중앙부의 온도가 시험 시작과 함께 약 3분경과 후 700 °C를 상회하여 약 20분간 유지하였으며, 측벽과 맞닿은 부위는 약 300~400 °C, 화원에서 거리가 먼 부위는 대략 100~300 °C의 온도를 유지하다 화원인 목재가 연소로 인해 붕괴되면서 화염의 크기가 줄어들면서 전체적으로 온도가 줄어들었고 이후 30분경과 후 화원을 소화 한 후 온도는 100 °C 이하로 기록되었다.

Fig. 9

Temperature Graph at Level 1(Exterior) Over the Time Passed According to BS 8414-1

BS 8414-1의 Level 2의 외부 온도 데이터를 살펴본 결과 Fig. 10과 같이 온도 측정 위치에 따라 다소 상이하게 나타나나 대략 100~400 °C 사이에서 약 25분간 유지하다 온도가 감소하고 30분경과 후 100 °C이하에서 유지되었다.

Fig. 10

Temperature Graph at Level 2(Exterior) Over the Time Passed According to BS 8414-1

ISO 13785-2의 Level 1의 외부 온도를 살펴본 결과 Fig. 11과 같이 BS 8414-1에 비해 전체적으로 더 높은 온도 수준을 나타내었다. BS 8414-1은 개구부 직상부 1곳의 온도만 700 °C를 상회하였으나 ISO 13785-2는 개구부 직상부와 개구부와 가까운 측벽에서는 600~800 °C를 유지하였다. 시험 시작 후 약 13분을 지나 전체적으로 600 °C를 상회하였고 이후 안전의 우려가 있어 시험을 종료하였다.

Fig. 11

Temperature Graph at Level 1(Exterior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

ISO 13785-2의 Level 2의 외부 온도를 분석한 결과 Fig. 12와 같이 Level 1에 비해 낮은 온도 수준을 나타내었으나 BS 8414-1의 Level 2의 외부 온도와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다. 이는 온도 측정지점이 BS에 비해 약 600 mm 가 낮게 설치되어 나타난 현상으로 보이고 더불어 화재 확산의 정도가 BS에 비해 빠르고 크게 나타난 결과로 판단된다.

Fig. 12

Temperature Graph at Level 2(Exterior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

ISO 13785-2의 Level 2의 내부 단열재 부분의 온도를 측정한 결과 Fig. 13과 같이 측정 시작 약 10분까지는 측벽의 온도를 제외하고 대부분은 200 °C 정도로 측정되었으나 10분 이후 급격히 내부 온도가 증가하였고 이는 내부 단열재로의 화재 확산이 이루어진 시점으로 판단된다. 또한 측벽의 경우 측정시작 후 약 5분정도에 400 °C를 상회하는 것으로 나타나 내부로의 화염확산이 측벽으로 먼저 나타난 것으로 판단된다.

Fig. 13

Temperature Graph at Level 2(Interior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

Fig. 14

Specimen After Test According to BS 8414-1

ISO 시험에서 약 3분이 경과되기 이전에 Flume의 크기는 시험체 전체 크기(4 m)에 도달하였으나, BS는 화원이 소화되기 전까지 약 2.5~3 m를 넘어가지 않았다. 이는 온도를 측정하는 측정지점의 온도에 영향을 미치는 것으로 화원의 종류, 크기 및 지속시간의 차이로 볼 수 있다.

3.3.3 시험 종료 후 시료 상태

시험 종료 후 각 시험체별 연소상태를 살펴보았다. BS 8414-1의 시험체는 중앙부 벽체의 level 1의 중앙부에 외장재 표면마감재의 뚫림 현상이 관찰되었으며, 연소실 상부로 올라갈수록 연소의 범위는 줄어드는 양상을 보였다. 내부 단열재의 연소상태를 살펴보기 위해 외장재 표면마감재를 제거한 후 내부 상태를 살펴보았다. 예상과는 달리 Level 1의 단열재는 모두 연소하였으며, Level 2의 단열재는 높은 온도에 의해 중앙부 및 측벽의 약 2/3의 면적이 녹아내린 것으로 확인되었다.

ISO 13785-2 는 기준에서 정하고 있는 25분이 도달하기 전에 조기 종료를 하였으며, 이후 연소가 완료된 시험체의 상태를 살펴보았다. Fig. 15(a)와 같이 외장재의 대부분은 연소되어 바탕재가 드러났으며, Level 1의 위치에 설치된 mineral wool도 시험 도중 탈락되었다.

Fig. 15

Specimen After Test According to ISO 13785-2

BS와 ISO 규격에 대한 비교 실험에서 가장 큰 차이는 화원의 종류와 크기로 볼 수 있다. 화원의 종류 특성상 ISO의 프로판가스의 경우 시험 시작 후 5분 이후 최대 출력이 120 g/s로 15분 유지가 되고 이는 Peak치의 열방출율 약 5.5 MW가 15분 동안 계속 유지됨을 의미하고, BS는 목재가 발화되고 소화되는 30분의 시간동안 일정 시점의 최대 열방출률이 약 3.0±0.5 MW를 의미하는 것으로 프로판가스가 최대 출력을 나타내는 일정 시간 동안의 최대 열방출률과는 다르게 볼 수 있다. 따라서 ISO 규격은 최대 출력 시간인 15분을 넘기지 못하고 화재 확대가 이루어지고 BS는 30분 동안 발화와 성장 쇠퇴기를 나타냄으로 인해 상대적으로 낮은 열방출률이 구현됨으로 인한 차이로 볼 수 있다.

4. 결론

외장재의 실대형 시험 BS 8414-1과 ISO 13785-2의 시험방법을 비교 분석하였으며, 동일한 외장재 시스템을 적용하여 시험한 결과는 다음과 같다.

국외의 실대형 외장재 화재 확산을 평가하기 위한 규격 비교 분석과 시험을 통해 규격 적용에 있어 화원의 종류, 크기 및 지속시간의 차이로 인해 시험 결과가 다르게 나타날 수 있음을 확인하였다. 이는 시험 규격을 도입함에 있어 시험 결과의 가부를 결정할 수 있는 아주 중요한 요인으로 볼 수 있다. 따라서 고층 건축물의 화재 발생시 내부 화재로 인해 개구부를 통한 화염 출화 혹은 외부의 화재 확산으로 인해 발생될 수 있는 화염의 크기에 어떠한 규격이 실제 화재에서 발생될 수 있는 화재의 크기와 비슷한 수준인지에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 판단되며, 추후 ISO에서 제시하고 있는 대안적인 화원중에서 목재를 이용한 추가적인 비교시험을 통해 이를 다시 한번 더 검증할 필요가 있을 것으로 보인다. 또한 시험 방법 뿐만 아니라 이를 평가할 수 있는 평가기준이 부재한 상태이므로 평가기준을 만들기 위해 측정방법과 측정기준에 대한 연구도 필요할 것으로 사료된다.

감사의 글

본 연구는 국토교통부 도시건축연구사업의 연구비지원(16AUDP-B100356-02)에 의해 수행되었습니다.

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Table 1

Comparison of Test Method of BS 8414 and ISO 13785-2

Standards BS 8414-1, 2 ISO 13785-2
Size of apparatus Main wall 2,600×8,000 mm 3,000×5,700 mm
Wing (side) wall 1,500×8,000 mm 1,200×5,700 mm
Opening 2,000×2,000 mm 2,000×1,200 mm
Combustion chamber 2000×1,000×2,250 mm (height of lintel: 200 mm) 2000×4,000×4,000 mm (height of lintel: 300 mm)
Schematic of test apparatus
Fire source Timber crib Softwood sticks(Pinus silvestris) density: 0.40 kg/d m3 ~ 0.65 kg/dm3 moisture content: 10 ~ 15% 50×50×1500 mm 100 sticks 50×50×1000 mm 150 sticks Ignition: Ignite the crib using 16 strips of low density fibreboard. Soak the strips uniformly for a minimum of 5 min with 5 ℓ of white spirit. Vaporized commercial propane Fuel flow rate: maximum 120 g/s
Liquids Heptane or acetone 60 liter
Wooden cribs 25 kg wood per square metre, total amount 400 kg soft wood density: 450 ~ 500 kg/m3 humidity: 10~12% 40×40×500 (25 kg) (16 cribs(400 kg) evenly distributed on the floor of the fire room) Ignition: 200 ml isopropanol for each crib in small trays. All cribs should be ignited within 1 min.
Time duration The test duration shall be a maximum of 60 min. The heat source shall be extinguished 30 min after ignition.

Fig. 1

Specification of Cladding Materials

Table 2

Physical Properties of Cladding Materials

Materials Size(mm) Details
EPS Board 120 KS M 3808 Density: 20kg/m3
Bond(for Board) - Water, Acryl Emulsion Silicon dioxide, Calcite
Mineral Wool 120 Density: 140K
Glass Fiber Mesh 3.2×3.2 Weight: 145g/m2
EDT Bond - Water, Acryl Emulsion, Dolomite, Silicon dioxide
Finishing - Water, Acryl Emulsion, Silicon dioxide, Dolomite

Fig. 2

Specimen Installed According to BS 8414-1

Fig. 3

Specimen Installed According to ISO 13785-2

Fig. 4

Thermocouples Installed Inside and Outside the Specimen

Fig. 5

Location of Thermocouples Installed on Specimen

Fig. 6

Heat Flow of Fuel During the Test According to ISO 13785-2

Fig. 7

Test According to BS 8414-1

Fig. 8

Test According to ISO 13785-2

Fig. 9

Temperature Graph at Level 1(Exterior) Over the Time Passed According to BS 8414-1

Fig. 10

Temperature Graph at Level 2(Exterior) Over the Time Passed According to BS 8414-1

Fig. 11

Temperature Graph at Level 1(Exterior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

Fig. 12

Temperature Graph at Level 2(Exterior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

Fig. 13

Temperature Graph at Level 2(Interior) Over the Time Passed According to ISO 13785-2

Fig. 14

Specimen After Test According to BS 8414-1

Fig. 15

Specimen After Test According to ISO 13785-2