방재정보
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하부문틀 없는 방화문의 차연성능 평가
글 | 왕남웅한국화재보험협회 방내화팀 책임연구원
1. 머리말
현재 건축물의 방화구획 등에 사용하고 있는 방화문은 차연성능을 위하여 좌·우측 및 상·하부에 턱이 있는 문틀을 사용하고 있다. 하지만 하부에 턱이 있는 문틀은 화재가 발생하여 다수의 인원이 대피할 경우 약 15㎜ 정도 돌출된 턱으로 인해 많은 인명피해가 발생할 우려가 있으며, 또한, 장애인·노인·임산부 등의 편의증진에 관한 법률 시행규칙 제2조에 따르면 “출입구의 바닥면에는 문턱이나 높이 차이를 두어서는 안된다.” 며 법으로 문턱을 설치하지 못하도록 하고 있다. 그러나 건축법에서는 방화문에 대하여 내화성능 뿐만 아니라 화재 발생시 문틈을 통하여 연기의 배출 정도를 판단하는 차연성능도 요구하고 있어 방화문으로 사용하고 있는 문은 하부에 턱이 있는 문틀을 대부분 사용하고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 하부문틀을 설치하지 않은 상태에서 방화문의 문짝을 바닥으로부터 어느 정도까지 이격이 가능한지 추적 평가하였으며, 장애인의 힐체어 통행시 지장을 최소화하기 위하여 연구원에서 자체 디자인한 타원형 하부 문틀을 설치하여 차연성능을 측정, 현장 설치 가능 여부를 알아보았다.
2. 시험대상 선정
시험대상은 가장 보편적으로 사용하는 강철재 방화문을 선정하였으며, 방화문의 크기는 아파트 현관 방화문 크기인 너비 1,000㎜ × 높이 2,100㎜ 으로 제작하였다.
3. 차연성능 평가
차연성능을 평가하기 위하여 다음의 방법 및 성능기준에 근거하여 총 40회의 차연성능 시험을 실시하였다.
가. 차연성능 평가 방법
강철재 방화문의 차연성능 시험은 KSF 2846(방화문의 차연시험 방법-2014)에 따라 가압면과 비가압면의 압력차가 5, 10, 25, 50, 70, 100 (Pa) 차압일 때의 공기누설량을 측정하였으며, 성능평가는 KSF 3109(문세트-2014) 및 갑종방화문에서 요구하는 차압 25 Pa일 때의 공기누설량 0.9 ㎥/min·㎡ 초과 여부를 적용하였다.
| 그림 1 | 차연시험 장치
나. 시험체 제작
시험체 1~6은 하부문틀이 없는 구조로써 문짝과 문틀이 맞닿는 상부 및 좌·우측의 틈새는 3㎜로 제작하였으며, 문짝 하부와 바닥의 틈새는 3㎜~8㎜ 까지 조정할 수 있도록 제작하였다. 시험체 7~10의 모든 조건은 시험체 1~6과 동일하고 하부문틀은 연구원에서 자체 디자인한 타원형 하부문틀 2종을 부착하여 제작하였다.
< 표 1 > 시험대상품 구조
시험체 번호 |
문틀 종류 |
특 징 |
하부 틈새 (mm) |
시험 횟수 (*) |
|---|---|---|---|---|
1 |
상부 및 좌·우측 턱문틀 - 하부문틀 없는 구조 |
문틀 상부 및 좌·우측 3면 개스킷 부착 |
8 |
4 |
2 |
7 |
4 |
||
3 |
6 |
4 |
||
4 |
5 |
4 |
||
5 |
4 |
4 |
||
6 |
3 |
4 |
||
7 |
상부 및 좌·우측 턱문틀 - 개발 하부문틀 |
40 타원형 (문틀 상부 및 좌·우측 3면 개스킷 부착) |
4 |
4 |
8 |
3 |
4 |
||
9 |
100 타원형 (문틀 상부 및 좌·우측 3면 개스킷 부착) |
4 |
4 |
|
10 |
3 |
4 |
||
계 |
- |
40 |
||
< 표 2 > 시험대상의 종류 및 시험횟수
시험체 번호 |
시험체 구조 (단위:㎜) |
|
|---|---|---|
1~6 |
•개스킷 재질 :
일반 고무 - 상부 및 좌.우측 문틀 3면 부착 •문틀 : - 상부 및 좌·우측 3면 턱문틀 - 하부문틀 없음 |
<개스킷모습> 
|
7~8 |
•개스킷 재질 :
일반 고무 - 상부 및 좌.우측 문틀 3면 부착 •문틀 : - 상부 및 좌·우측 3면 턱문틀 - 40타원형 문틀 |
<개스킷모습> 
|
9~10 |
•개스킷 재질 :
일반 고무 - 상부 및 좌.우측 문틀 3면 부착 •문틀 : - 상부 및 좌·우측 3면 턱문틀 - 100타원형 문틀 |
<개스킷모습> 
|
※ 시험횟수(*)는 당기는 면, 미는 면 각 2회임.
4. 차연성능 시험
차연성능을 평가하기 위하여 다음의 방법 및 성능기준에 근거하여 총 40회의 차연성능 시험을 실시하였다.
가. 시험결과
시험체 10종에 대한 40회의 차연 시험결과는 <표 3>과 같다.
< 표 3 > 단위면적당 공기누설량 측정결과(㎥/min·㎡)
나. 결과분석 (1) 하부 문틀이 없는 구조
| 그림 2 | 하부 문틀이 없는 방화문 시험결과
문짝과 바닥의 이격거리 5㎜부터 압력차 25 Pa에서 공기누설량이 0.92㎥/min·㎡로 측정되어 판정기준을 만족하지 못하였으며, 4㎜ 이격시에는 0.81㎥/min·㎡의 누설량이 측정되어 판정기준내에는 적합하게 측정되었으나 측정치가 판정기준의 근사치로 측정되어 개스킷의 형태나 문짝과 문틀의 시공상의 문제가 발생할 경우 판정기준을 초과할 우려가 있으므로 안정적인 이격거리는 3㎜ 이내를 유지하는 것이 바람직할 것으로 본다.
(2) 40 타원형 하부문틀
문틀 하부에 너비 40㎜, 높이 10㎜의 타원형 문틀을 부착하고 타원형 꼭지점에서 3㎜~4㎜ 이격시킨 위치에 문짝의 하단부가 오도록 제작하여 차연성능을 측정한 결과 4㎜ 이격시에 압력차 25Pa에서 공기누설량이 0.85㎥/min·㎡로서 판정기준은 만족하였으나 판정기준에 근사치로 측정되어 문짝과 타원형 하부문틀 상부와의 안정적인 틈새 이격거리는 3㎜를 유지하는 것이 바람직할 것으로 본다.
| 그림 4 | 40 타원형 하부문틀 시험결과
(3) 100 타원형 하부문틀
| 그림 4 | 40 타원형 하부문틀 시험결과
문틀 하부에 너비 100㎜, 높이 10㎜의 타원형 문틀을 부착하고 타원형 꼭지점에서 3㎜~4㎜ 이격시킨 위치에 문짝의 하단부가 오도록 제작하여 차연성능을 측정한 결과 4㎜ 이격시에 압력차 25Pa에서 공기누설량이 0.81㎥/min·㎡로서 판정기준은 만족하였으나 판정기준에 근사치로 측정되어 안정적인 문짝과 타원형 하부문틀 상부와의 틈새 이격거리는 3㎜를 유지하는 것이 바람직할 것으로 본다.
5. 맺음말
강철재 방화문의 차연성능을 평가하기 위하여 하부문틀 조건에 따라 총 10종의 시험체에 대하여 각 4회씩 차연시험(총 40회)을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
첫째, 하부문틀이 없는 방화문의 경우 하부 문짝과 바닥의 틈새가 3㎜까지는 차연성능을 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 바닥과 문짝 하부의 틈새를 3㎜ 이격하여 방화문을 설치할 경우 바닥면이 고르지 않거나, 방화문을 장시간 사용할 경우 문짝의 처짐으로 인해 방화문 하단부와 바닥의 마찰로 방화문이 파손될 우려가 있으며, 또한, 근래에는 시각장애인의 도보시 안전을 위하여 출입문 전면에 가로, 세로 300㎜, 높이 선형 (5±1)㎜, 점형 (6±2)㎜의 요철이 있는 점자블럭을 의무적으로 설치하도록 하고 있는 관계로 문짝은 바닥으로부터 최소 약 8㎜이상의 이격거리를 요구하고 있는 실정이다. 이러한 이유로 하부문틀이 없는 방화문의 설치는 현실적으로 어려울 것으로 보이며, 턱이 없는 방화문을 설치할 수밖에 없는 장소에서는 Auto bottom bar 등과 같은 차연재의 병행설치가 요구된다.
둘째, 연구원에서 디자인한 40㎜, 100㎜ 타원형 문틀을 설치하고 타원형의 상단부에서 방화문 하단부를 3㎜ 이격, 제작한 방화문으로 차연시험을 실시한 결과 2Type 공히 안정적인 차연성능을 확보하는 결과가 나타났다.
셋째, 타원형 문틀을 사용할 경우 바닥면과 방화문 하단부의 이격거리는 타원형 문틀 높이 5㎜∼10㎜에 타원형 문틀과 방화문 하단부의 이격거리 3㎜를 더하여 바닥으로부터 도합 8㎜∼13㎜를 이격하여 방화문 설치가 가능하고, 기존의 15㎜높이의 턱이 제거되어 장애인용 휠체어의 이동 및 점자블록을 설치하는 장소나 다수의 사람들이 이동하는 복도, 정밀기기를 운반하는 통로의 방화문 설치시 유용하게 사용할 수 있을 것으로 본다.
<알림>
본 원고는 2012년도 현대테크닉스(주)와 「단열·방화문의 성능평가 연구」의 일환으로 수행된 연구임을 밝히며 이에 감사를 드립니다.
참고문헌 >>
1. 자동방화셔터 및 방화문의 기준(국토교통부고시 제2015-232호)2. 한국표준협회, KS F 2846 방화문의 차연시험방법, 2014.
3. 한국표준협회, KS F 3109 문세트, 2014.