불에 강하고 단열효과 뛰어난 외벽공법 개발

건설기술연구원, 국제 화재안전시험서 성능 확인
건물 단열성능 기준 충족하면서 화재확산도 지연

건설기술연구원 화재안전연구소가 개발한 외벽공법으로 시공한 건물벽을 화재안전시험을 진행한 결과 국제규격인 15분보다 늦은 21분간 화재가 지연됐다. 건설기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국건설기술연구원이 불에 강하면서도 단열효과까지 뛰어난 세계 최고 수준의 건물 외벽 시공법을 개발했다.

30일 건설기술연구원에 따르면 이 시공법은 국내 중부지역의 건물 단열성능 기준치보다 훨씬 높다. 또 화재가 발생했을때 화재 확산시간이 기존보다 4배이상 지연됐다.

2020년 10월 화재가 발생한 울산의 33층 주상복합 아파트에는 단열재로 불에 타지 않는 불연재가 적용됐고 금속복합패널로 마감했음에도 불구하고 3층에서 시작된 불은 순식간에 꼭대기까지 번졌다.

건설기술연구원 화재안전연구소에서는 이 문제점을 개선하기 위해 단열재를 부착한 단위 금속복합패널 모듈로 시공하되, 모듈 사이 연결부에 존재하는 중공층을 단열성 및 난연성 소재로 보강했다. 연구진이 개발한 기술은 비어있던 기존 공간을 단열기능과 난연기능의 소재로 채워 열 손실을 효과적으로 줄였다. 뿐만 아니라 화재확산을 근본적으로 차단했다.

연구진은 "에너지 절약과 화재안전 성능 향상이라는 두 가지 효과를 동시에 기대할 수 있다"고 설명했다.

성능 검증 결과 연천, 파주 등 국내 중부 1지역 주거용 건물 단열성능 기준치(열관류율 0.15W/㎡·K)를 능가하는 0.147W/㎡·K의 단열성능을 보였다.

또한, 화성에 위치한 건설기술연구원 화재안전연구소에서 기존의 드라이비트 또는 알루미늄복합패널 공법과 비교하는 실규모 화재 실험을 가졌다. 그 결과 화재 확산 지연시간의 경우 기존 5분에서 23분으로 4배 이상 긴 시간을 확보해 화재 사고의 골든타임을 확보했다.

뿐만아니라 세계 유일의 건물 외벽시스템 실규모 화재안전시험 인증기관인 영국건축연구소(BRE)와 교차평가했다. 연구진이 개발한 공법은 국제기준 15분을 넘어서는 21분으로 국제 인증기관에서도 성능을 확인했다.

김병석 원장은 "경제적이고 화재에 안전한 건물 외벽공법의 적용을 통해 에너지 소비절약과 온실가스 감축은 물론 화재로부터 국민의 생명과 재산을 지키는 데 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.

건설기술연구원 화재안전연구소가 기존의 외벽공법으로 시공한 건물벽을 화재안전시험을 진행한 결과 국제규격보다 빠른 4분 59초만에 화재가 확산됐다. 건설기술연구원 제공

한편, 온실가스 감축을 위해 건물에 대한 단열성능 기준이 날로 강화됨에 따라 드라이비트 등 외단열 공법에 의한 시공이 증가하고 있다. 특히 고층이나 초고층 건물을 위한 외벽 시공법으로 시공이 쉽고 외관이 수려하다는 장점이 있는 금속복합패널이 흔히 사용되고 있다.

그러나 기존 공법에서는 건물 외벽과 마감재 사이에 존재하는 공간 때문에, 실내의 따뜻한 공기나 열기가 건물 구조체를 타고 빠져나가는 현상인 열교현상으로 인해 열 손실이 흔히 발생했다. 또한, 고층 건물 내에서 발생하는 강한 공기가 수직으로 상승하거나 하강해 나타나는 연돌효과 때문에, 고층 건물에서의 화재가 급격하게 수직으로 확산됐다.