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과제기본정보

가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 시스템 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 20CTAP-C143300-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 구조물 보수 보강기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설마감재료 실용화대상여부 실용화
3순위 생활 | 주거 | 달리분류되지않는주거 과제유형 개발
과제명 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 시스템 개발
주관연구기관 공주대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 김봉주
소속 공주대학교 산학협력단 직위 교수
전화번호 041-850-8630 FAX 041-568-0287
총 연구기간 2018-10-10 ~ 2021-06-30
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2021-06-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 250,000,000 8,335,000 75,015,000 83,350,000 333,350,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 · 중단열 혹은 내단열 공법을 사용한 건물의 열교, 결로 문제 등으로 외단열 공법의 사용이 확대되고 있다. 그 중 발포 EPS에 접착 모르터를 바른 단열재를 사용한 외단열 공법은 저렴하면서도 단열효과가 좋은 공법으로 많은 인기를 끌며 도시형생활주택(단지형 연립주택, 단지형 다세대주택, 원룸형)등에 많은 사용이 이루어졌다. 그러나 이 공법의 가장 큰 문제는 화재에 취약하다는 점이다.
이 외단열 공법은 건물 내·외부 화재 시 단열재를 타고 건물 전체로 화재가 번져 사용을 금해야 하지만 좋은 이점만 부각되어 이미 빠른 속도로 퍼져 전국에 많은 건물에 상용화 되었다.
· 제천 스포츠센터 화재나 의정부 아파트 화재 역시 이 공법의 사용과 필로티 구조, 건물 간 좁은 간격으로 큰 피해를 입은 바 있다. 하지만 화재가 난 시점부터 지금까지 여전히 개선점은 보이고 있지 않은 상황이다. 서울시 화재취약자재 사용 단지수는 5,032개 중 1,253개로 25%에 이를 정도로 화재로 인한 인명피해, 재산피해는 위험한 상황에 노출되어있다. 따라서 기존 가연성 외단열 공법 건물에 대한 방화 보수 보강 시스템의 개발이 필요하다.
최종목표 (1) 최종목표 및 최종성과물
· 본 연구 개발의 최종목표는 배합설계를 거쳐 최적배합비의 보수 보강재를 생산하고 방화 보수 공법 개발을 통해 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 시스템 개발을 위함이며 더불어 강도 보강을 통해 벽체의 단열성을 보존한다. 개발단계를 거친 방화 보수 공법은 최종적으로 Test-bed 과정을 통해 성능을 평가하는 것이다.
· 본 최종성과물은 가연성 재료를 사용한 외단열 건물에 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 공법 개발이며 정량적, 정성적 성과물은 다음과 같다.

· 경량 보수 보강재 개발
· 강도가 높은 보수 보강재 개발
· 외관에 문제가 없는 보강재 개발
· 변형(숙성변형, 온도변형, 열변형 등)에 대한 저항이 있는 보강재 개발
· 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 구법 개발

(2) 설정근거
· 가연성 재료를 사용한 외단열 공법 위에 설치하는 것이므로 경량성을 가져야 하며 외부 조건에 따른 파괴나 오염이 없어야 하므로 강도가 높아야한다. 또한 외부에 설치하므로 외관에 문제가 없어야 하며 변형(숙성변형, 온도변형, 열변형 등)에 저항성이 있어야 화재에 대한 내구성을 지닐 수 있어 화재의 전파나 대피시간을 증대시킬 수 있다. 이러한 목표들을 보수 보강재를 사용해 기존 가연성 외단열 공법 건물에 적용 가능한 방화 보수 보강 구법을 개발하여 실용화 가능하여야 한다.

· 연구 기간 : 2018년 4월 ? 2020.12.31. (33개월)
· 연구비 : 정부출연금 총 6억원(1차년 1.5억원 / 2 ? 3차년 4.5억원)
· 지원내용 : 사회이슈해결
· 현 단계의 기술 수준 한계 : 모든 건물들이 Case by case이기 때문에 폭넓게 적용하기에는 문제가 있는 초기 기술이다. 따라서 실용화가 아닌 실용화 전 단계까지를 목표로 한다. 이에 본 기술 수준은 드라이비트 외단열 공법의 문제점을 해결하여 외단열 공법 방화 성능 향상에 이바지하는 것을 목표로 한다.
연구내용 및 범위 (1) 최종목표 및 최종성과물
· 본 연구 개발의 최종목표는 배합설계를 거쳐 최적배합비의 보수 보강재를 생산하고 방화 보수 공법 개발을 통해 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 시스템 개발을 위함이며 더불어 강도 보강을 통해 벽체의 단열성을 보존한다. 개발단계를 거친 방화 보수 공법은 최종적으로 Test-bed 과정을 통해 성능을 평가하는 것이다.
· 본 최종성과물은 가연성 재료를 사용한 외단열 건물에 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 공법 개발이며 정량적, 정성적 성과물은 다음과 같다.

· 경량 보수 보강재 개발
· 강도가 높은 보수 보강재 개발
· 외관에 문제가 없는 보강재 개발
· 변형(숙성변형, 온도변형, 열변형 등)에 대한 저항이 있는 보강재 개발
· 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 30분 화재대피시간 확보를 위한 방화 보수 보강 구법 개발

(2) 설정근거
· 가연성 재료를 사용한 외단열 공법 위에 설치하는 것이므로 경량성을 가져야 하며 외부 조건에 따른 파괴나 오염이 없어야 하므로 강도가 높아야한다. 또한 외부에 설치하므로 외관에 문제가 없어야 하며 변형(숙성변형, 온도변형, 열변형 등)에 저항성이 있어야 화재에 대한 내구성을 지닐 수 있어 화재의 전파나 대피시간을 증대시킬 수 있다. 이러한 목표들을 보수 보강재를 사용해 기존 가연성 외단열 공법 건물에 적용 가능한 방화 보수 보강 구법을 개발하여 실용화 가능하여야 한다.

· 연구 기간 : 2018년 4월 ? 2020.12.31. (33개월)
· 연구비 : 정부출연금 총 6억원(1차년 1.5억원 / 2 ? 3차년 4.5억원)
· 지원내용 : 사회이슈해결
· 현 단계의 기술 수준 한계 : 모든 건물들이 Case by case이기 때문에 폭넓게 적용하기에는 문제가 있는 초기 기술이다. 따라서 실용화가 아닌 실용화 전 단계까지를 목표로 한다. 이에 본 기술 수준은 드라이비트 외단열 공법의 문제점을 해결하여 외단열 공법 방화 성능 향상에 이바지하는 것을 목표로 한다.

외단열 공법 중 많이 사용되고 있는 발포 EPS에 접착 모르터를 바른 단열재를 사용한 공법은 화재에 매우 취약하다. 따라서 화재에 대한 피해를 막기 위해 방화성능을 확보해 재산 피해, 인명 피해를 최소화해야 한다.

1) 가연성 재료를 사용한 외단열 건물 방화 보수 보강 공법 개발
: 방화 보수 보강 공법 적용으로 30분 화재대피시간 확보
2) 내부화재 시 창틀에서 외부로의 화재 전파로 인한 건물 화재 방지 공법 개 발
: 창틀로의 화재 전파 방지 보수 공법 개발
3) 필로티 구조 주차장 화재 시 화재 전파로 인한 건물 화재 방지 공법 개발
: 주차장 화재 시 건물 윗 부분으로 전파되는 것을 방지 하는 보수 공법 개발
4) 경량, 강도, 방화성이 뛰어난 보수 보강재 개발
: 배합실험을 통한 경량, 강도, 방화성을 검토 후 최적배합비 도출
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - 주관연구기관(공주대학교 산학협력단): 단열재의 종류별 물성 및 화재이론 검토
- 공동연구기관((주)중앙알텍): 기존 외단열의 시공법 및 시장조사
- 주관연구기관(공주대학교 산학협력단):
1) 유·무기계 단열재에 관한 기존 자료 수집
2) 단열재의 종류별 물성검토
: 밀도, 흡수율, 흡습, 압축강도, 굴곡강도
3) 단열재의 종류별 양생 및 경시변화 검토
: 내열성, 숙성에 따른 길이변화 등
4) 내·외부 화재에 관한 이론 검토
: 외단열 건축물 화재확산에 이론 및 배경 정립

- 공동연구기관((주)중앙알텍):
1) 기존 외단열 시공 건축물에 대한 시공도면 분석
2) 기존 외단열 시공법 및 시장분석
연구성과 기술적 기대성과 (1) 기대효과
· 외단열 공법 방화 보수 공법 획득
· 철거 작업 등의 추가공정 없이 적용이 가능하므로 경제적 이득
· 인근 화재로 인한 건물의 화재 전파 피해 감소
· 외단열 공법 건축 시장의 활성화
· 필로티 구조, 가연성 외단열 공법 사용으로 인한 화재 피해 감소
사회 경제적 파급효과 (2) 파급효과
· 화재로 인한 재산피해, 인명피해 감소
· 건축법 적용 이전 준공된 건물에 철거 작업 등이 없이 적용이 가능함으로써 빠른 보수 작업 가능
활용방안 (1) 기술 수요처
· 가연성 외단열 공법 건축물 분야 보수 가능
· 인접건물로 부터의 화재 전파 방지를 위한 건축 전 분야 설치 가능
(2) 현장적용 방안(계획)
· 현장 적용은 개발된 제품과 공법에 의해 현장 시공을 통한 실제 화재 실험을 실시할 것임.
(3) 실용화 및 제품화 방안
· 개발 공법은 가연성 재료를 사용한 외단열 건물의 방화성능 확보를 위한 공법으로서 외장재의 경량, 강도, 방화성에 대한 안전성을 갖는 것과 현장 적용을 위해 기존 외단열 공법과의 적용성을 검토함으로써 방화 보수 공법 개발
(4) 미래원천기술 확보 및 신산업 분야
· 건축물 외단열 공법의 화재로 인한 피해를 막기 위한 것이므로 현재 정부의 제로에너지 하우스 의무화 계획에 외단열 공법은 필수적인 요소이므로 외단열 분야의 신산업 분야에 해당하는 것으로 볼 수 있음.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 외단열 화재대피시간 보수보강 가연성 재료 화재전파
영문 Outside insulation Fire escape time Repair · Reinforcement Combustibility material Fire propagation
최종보고서
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최종보고서 2-1) 작성보완_최종보고서(안)_(일반과제).pdf   다운로드
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