그라스울 샌드위치패널의 내화구조 품질인정 취득 시 패널의 형상·중도리별 가장 취약한 구조를 대표구조로 선정하는 내화구조인정 간소화가 조만간 이뤄질 전망이다.
이 같은 간소화는 성능 차이가 거의 없는 유사·파생모델에 대한 별도의 인정 취득을 생략할 수 있어 그라스울 샌드위치패널 내화구조 품질인정을 취득하는 제조업체들의 실제적인 인정비용 절감과 품질인정 관리에 대한 부담 감소로 이어져, 제조업체들의 숨통이 틔어질 것으로 예상된다.
또한, 건축현장에서는 다양한 현장조건에 유연하게 대응할 수 있어 부적합 시공에 따른 불법 방지와, 품질인정을 시행하는 기관은 과도한 유사·파생모델에 대한 품질인정 수요 감소에 따른 원활하고 신속한 행정처리 등의 효과도 거둘 것으로 기대를 모으고 있다.
성능 차이 없는 유사·파생모델 ‘별도 인정 취득 생략’ 가능
부적합 시공 따른 ‘불법 방지’ 등 신속 행정처리 효과 기대
내화건축자재협 · 건설연 · 방재시험연 손잡고 연구 추진
중도리 종류 정하고 벽체 지붕 성능평가 간소화 방안 도출
샌드위치패널은 경제적이고 시공 편의성이 높아 다양한 용도에 사용되고 있는 건축자재로, 그라스울, 우레탄, 스티로폼 등 적용하는 단열재 종류에 따라 화재안전성, 단열성, 시공 편의성에 특화된 성능을 갖추고 있다.
하지만, 시장의 절대 다수를 차지하고 있는 유기단열재를 사용한 샌드위치패널이 대형화재의 원인으로 지목되면서 샌드위치패널은 화재에 취약한 건축자재로 인식되고 있다.
반면, 그라스울 샌드위치패널은 불연재료인 그라스울을 단열재로 사용, 뛰어난 화재성능과 단열성을 확보할 수 있고, 주요 구조부와 지붕과 같이 건축물에서 가장 높은 화재성능 확보가 필요한 부위에 내화구조로 사용할 수 있다.
실제로 심재로 사용된 그라스울이 화재에 강한 물성을 갖고 있어 건축법에서 요구하는 마감재료로서 화재성능을 충족하며, 보다 높은 화재성능을 요구하는 방화구획, 지붕, 방화지구의 외벽 등에 사용하는 내화구조로도 사용 가능하다.
최근 화재성능과 관련한 건축법령 개정에 따라 다양한 건축물에서 사용이 증가하는 추세다.
그라스울(Glass Wool)은 파유리와 같은 재활용 소재와 규사 등 유리 원료를 고온에서 용융, 고속회전력을 이용하여 섬유화하고 일정한 형태로 성형한 무기질 섬유로, 불에 타지 않고 시간 경과에 따른 변형이 없어 반영구적으로 사용 가능하다.
특히, 단열성과 흡음성이 뛰어나 주로 건축용 또는 패널용으로 많이 사용되고 있다.
한편, 내화구조는 재료가 아닌 구조(시스템)로 품질인정을 취득해야 한다. 특히, 엄격한 관리기준에 따라 제품과 재료 등에 대한 품질기준과 사양이 일부라도 변경될 경우 신규로 내화구조를 취득해야 한다.
이로 인해 성능 차이가 거의 없는 유사·파생모델에 대한 인정이 증가하고 있고, 제조업체가 직접 인정을 취득하는 구조로 인해 실제 건축현장 환경을 모두 반영할 수 없는 사례가 발생하고 있는 것으로 알려져 있다.
그 중에서도 그라스울 샌드위치패널은 내화구조 품질인정 시 강판의 종류, 패널의 외부형상, 결합부자재 등에 따라 구조가 수십에서 수백 개의 유사·파생모델로 분류되고 있는 것으로 알려져 있다.
실제로 현재 그라스울 샌드위치패널 벽체의 경우 46개 기업 276개 구조, 지붕은 46개 기업 141개 구조가 있는 것으로 알려져 있다.
이에 한국내화건축자재협회에서는 수년 간 업계 조사를 진행하고 오리지널 모델과 유사·파생모델이 성능측면에서 차이가 없는 것을 파악했다.
이 같은 분석 결과를 기반으로 지난 2022년 12월 국내 최고의 건축 관련 연구기관인 한국건설기술연구원과 방재시험연구원에 그라스울 샌드위치패널 실증실험을 통한 취약한 구조를 대표구조로 선정하는 ‘그라스울 샌드위치패널 내화구조 간소화’ 연구를 의뢰했다.
연구내용
건설기술연구원에서는 그라스울 샌드위치패널의 구성요소 중 중도리 종류에 따른 벽체와 지붕을 대상으로 내화성능 평가를 진행하고, 성능면에서 가장 취약한 구조 또는 대표구조를 선정하기 위한 검토 연구를 진행했다.
연구팀은 인정 현황에서 가장 많이 사용되는 형상을 내화건축자재협회와의 협의를 통해 그라스울 샌드위치패널의 중도리 종류를 정하고, 벽체의 경우 가열로 내측과 외측 설치된 C-형강과 각재를 대상으로 시험을 진행했다. 비교군을 위해 중도리가 없는 벽체 시험도 병행했다.
지붕의 경우에는 C-형강, 각재, Z-bar를 대상으로 진행하고, 벽체와 마찬가지로 중도리가 없는 무하지 시험결과 데이터를 비교했다.
특히, 내화성능 영향 평가를 위해 벽체는 1시간, 지붕은 30분의 내화성능을 갖는 동일 시험체를 대상으로 중도리를 변경하며 내화성능 평가를 진행했다.
이 같은 검증시험 결과, 벽체에서는 성능 차이가 나타나지 않은 반면, 지붕의 경우 각재를 적용한 구조가 타 중도리에 비해 낮은 성능을 나타낸 것으로 분석됐다.
연구팀은 시험결과를 기반으로 복수의 중도리를 적용한 구조로 인정을 신청한 경우 벽체는 2종 중 1종으로, 지붕의 경우 각재를 적용한 구조로 시험을 실시하는 것이 바람직하다는 결론을 도출하고, 그라스울 샌드위치패널 내화구조 간소화 방안을 마련했다.
간소화 방안을 살펴보면, 건축용 철강재 벽판 시험 시 지지철물을 각재와 C-형강 모두를 신청한 경우 신청 중도리 중 하나로 2회 시험을 실시하고, 지붕 시험 시 퍼린을 각재, C형강, Z형강으로 신청한 경우 각재로 2회 시험을 실시하는 방안이 담겨 있다.
한편, 협회는 이번 결과를 토대로 현재 품질인정기관과 그라스울 샌드위치패널 내화구조 간소화 적용에 대한 협의를 진행하고 있다.
내화건축자재협회는...
지난 2008년 3월 산업통상자원부 산하 비영리단체로 설립된 사단법인 한국내화건축자재협회는 불에 타지 않는 무기단열재와 내화구조성능을 취득한 샌드위치패널, 석고보드 등을 활용한 마감재료 및 벽체를 제조, 유통, 시공하는 업체로 구성된 협회다.
협회는 화재성능이 경시된 기존 건축문화를 해외 선진국의 엄격한 화재안전기준 등을 적용 또는 이를 선도하는 기준을 마련, 대형 화재사고로 인한 후진국형 인명·재산피해를 최소화하고, 막대한 사회적 직·간접비용을 줄이는 현행 건축문화의 개선을 위해 설립됐다.
협회는 설립 이후 내화건축자재 시장 활성화와 사업 경쟁력 확대를 위해 건축물 화재성능 관련 정책 제안을 비롯해 화재성능이 강화된 제품 개발, 국내외 건축물 화재안전 관련 연구, 불에 타지 않는 제품에 대한 대외홍보 등의 사업들을 전개하고 있다.
또한, 공정경쟁 유도를 통한 회원 상호간의 협력과 유대강화를 도모하는 한편, 적법하고 우수한 품질이 유지되는 제품 제조와 유통 등을 위한 관련 세미나와 품질교육도 진행해 오고 있다.
이 같은 노력들을 기반으로 가연재료 사용 제한과 난연성능 이상 재료의 사용 확대, 건물 지붕에 대한 내화구조 적용, 복합자재에 대한 준불연성능 확보와 품질인정제도 도입 등 정부의 건축물 화재안전과 관련된 성능기준 강화에 일조하고 있다.
또한, 일반시민들의 화재안전에 대한 인식 전환을 유도하는 등 전반적인 건축문화 변화에도 앞장서고 있다.
한편, 현재 협회 회원사는 총 61개 사로, 그라스울과 미네랄울과 같은 무기단열재, 무기단열재를 사용한 샌드위치패널, 석고보드, 천장마감재 등 건축법에 따른 내화구조 품질인정 취득이 가능한 품목들을 취급하고 있다.
내화구조는 건축물 화재로 인한 인접 건축물로 화재 확산과 연소의 우려가 적고, 화재 시 재실자 대피를 위해 일정시간 동안 형태를 유지할 수 있는 구조인 동시에 화재 이후 간단한 수리를 통해 건축물을 다시 사용할 수 있을 정도의 성능을 갖춘 구조다.
협회에서 취급하는 품목은 모두 내화성능 확보가 가능한 제품들로, 특히, 뛰어난 단열성과 흡음성, 시공 안전성 등을 확보하고 있다.
한편, 오는 2025년부터 일부 품목을 대상으로 국토교통부와 건설기술연구원이 추진 중인 품질인정품목에 대한 전자관리체계 구축을 위한 ‘건축자재 통합관리 플랫폼’(FIMS)이 시행될 예정이다.
협회는 이번 ‘건축자재 통합관리 플랫폼’ 시행을 앞두고 회원사들의 지원에 나서는 한편, 품질교육과 함께 불량제품 유통 근절에 역량을 집중시키고 있다.
이를 위해 시범기간 동안 석고보드 품목의 건축자재 통합관리 플랫폼 적용을 지원하고, 향후 시장에 안착할 수 있도록 업계와 지속적인 협의를 진행하고 있다.
특히, 석고보드 제품의 경우 유통과정이 복잡하고 유통단계도 다양해 전반적인 플랫폼 운영과 업계에 미치는 영향이 클 것으로 예상되고 있는 만큼 시범기간 동안 문제점을 도출하는 한편, 사용자 편의성 개선을 위해 사업주관기관과 협조를 이어 나갈 예정이다.
또한, 그라스울 샌드위치패널의 품질관리를 위한 제조 관련 품질교육을 맨투맨 형태로 진행하며 품질담당자들의 역량 강화에 주력하고 있다.
실제로 협회는 오는 23일 일산 킨텍스에서 협회 정기세미나인 ‘2024 내화건축자재 세미나’를 진행한다.
이번 세미나는 ‘건축자재 품질인정 교육’과 함께 협회에서 의뢰하고 건설기술연구원과 방재시험연구원에서 수행한 ‘샌드위치패널 내화구조 간소화 연구’에 대한 결과 발표, ‘건축자재 통합관리 플랫폼 설명회’로 나눠 진행된다.
‘건축자재 품질인정 교육’에서는 건설기술연구원 옥치열 시험평가센터장이 최근 강화된 화재안전기준에 따라 품질인정대상 건축자재(내화구조&복합자재)에 대한 관리가 이뤄지고 있지만, 관련 교육 없이 정보 획득에 어려움을 겪고 있는 업체들과 현장 담당자들을 대상으로 건축자재 품질인정절차와 품질관리방법에 대해 교육을 진행한다.
이어 진행되는 ‘샌드위치패널 내화구조 간소화 연구 발표’에서는 방재시험연구원 김대회 박사가 오리지널 모델과 내화성능 차이가 거의 없는 유사·파생모델에 대한 성능비교 실증실험 결과를 바탕으로 마련된 샌드위치패널 내화구조인정 간소화 방안에 대해 발표한다.
‘건축자재 통합관리 플랫폼 사업설명회’에서는 건설기술연구원 안재홍 수석연구원이 건축자재 생산·유통과정에 대한 전자 관리체계 구축을 통해 품질인정제도와 관계자의 문제 해결을 위한 기반 플랫폼 구축사업에 대해 설명할 예정이다.
이외에도 불량제품의 유통 근절을 위해 협회 자체적으로 모니터링을 강화해 나가는 한편, 향후 정책 제안과 내화건축자재 홍보, 관련 세미나와 다양한 품질교육, 공정거래 유도 등의 적극적인 활동을 통해 내화건축자재 시장 활성화와 국내 건축물에 대한 화재안전에 기여해 나가고 있다.
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시험횟수 줄이고 비용 절감 등 인정범위 확대 ‘실효’
한국건설기술연구원 조경숙 수석연구원은 “그라스울 샌드위치패널은 공장과 창고 등 조립식 건축물에 사용되는 대표적인 건축자재로, 외피를 구성하는 두 개의 표면마감재 사이에 그라스울 심재를 결합한 샌드위치 형태의 복합자재”라고 소개했다.
내화구조로도 사용되는 그라스울 샌드위치 패널은 건설기술연구원의 건축자재 등 품질 인정제도 대상이기도 하다.
이어 “그라스울 샌드위치패널은 내화구조 인정 시 철판 두께와 종류를 비롯해 패널 형상, 내화 시간, 중도리 종류별로 대상 구조가 세분화 된다”며, “이로 인해 유사·파생 모델마다 개별적으로 인정취득과 관리가 이뤄지면서 관련 제작비용과 인정비용 등 제조사의 부담이 가중되고 있다”고 밝혔다.
이론적 고찰 기반 추진 ··· 불법적 상황 ‘양성화’ 기여 기대
이 같은 현안 해결을 위해 진행된 이번 연구에서는 샌드위치패널의 형상과 중도리 종류, 철판 종류에 따른 유사·파생모델과 오리지널 모델 간 내화성능에 큰 차이가 없다는 사실에 근거해 실증시험과 이론적 고찰을 기반으로 그라스울 샌드위치패널의 내화구조인정 간소화를 추진했다.
그는 향후 성과물의 활용 방안에 대해 “내화구조인정에서는 주로 C-형강을 대표적으로 적용하고 있지만, C-형강으로 인정을 받은 경우 현장상황에 따라 다른 형태의 중도리를 사용하는 사례가 빈번하게 발생하고 있다”며, “이번 내화구조인정 간소화는 현장에서 발생하는 불법적인 상황을 양성화시키는 데 기여할 것”이라고 강조했다.
실제로 중도리의 경우 벽체에서 C-형강과 각재를 신청할 경우 시험횟수가 절반으로 줄어들고, 지붕에서는 C-형강, 각재, Z-bar를 신청할 경우 시험횟수가 3분의 1로 줄어들 것으로 예상된다.
끝으로 조 박사는 “이번 연구에서 제시된 건축자재 등 품질인정기준 세부운영지침의 내화시험방법에 인정절차 간소화 방안이 반영될 경우 시험횟수 감소는 물론 비용 절감, 인정범위 확대 등의 효과를 거둘 수 있다”고 밝혔다.
이어 “또한, 개별인정에 대한 비용문제로 제한된 구조로 사용되던 샌드위치패널이 동일 시험횟수로 세부인정범위가 확대되는 효과를 거둘 수 있어 폭넓은 사용이 가능할 것”이라며, “이는 향후 그라스울 샌드위치패널의 원활한 자재수급과 시장 확대에 도움이 될 것”이라고 전망했다.
일률적 벗어나 다양한 형상 패널 적용
‘아름다운 건축물 외관’ 창출 기대감
한국내화건축자재협회 안형진 사무국장은 “샌드위치패널은 내화구조를 인정받아 사용할 수 있는 제품으로, 내화구조인정의 경우 국토부에서 정한 강판 종류별, 패널 형상별, 중도리 종류별로 각각 인정을 각각 취득해야 한다”고 말했다.
하지만, 제품과 재료 등에 대한 품질기준과 사양이 일부라도 변경될 경우 신규로 내화구조를 취득해야 한다. 이 같은 현실이 관련 기업들의 현안으로 남아 있다.
실제로 현재 샌드위치패널 제조사의 경우 내화구조 취득 시 벽체와 지붕에 대해 각각 2종 이상의 내화구조인정을 취득하고 있다. 이로 인해 패널업체의 경우 적게는 4종, 많게는 10종 이상의 내화구조인정 취득이 필요한 실정이다.
이 같은 기업들의 현안 해결을 위해 협회는 유사구조별 비교실험을 통해 성능을 구분하고, 내화구조 샌드위치패널의 다양성을 갖추기 위해 이번 과제를 추진했다.
안 국장은 “이번 연구성과인 내화구조인정 간소화는 인정 취득과 유지관리에 소요되는 비용절감은 물론 불필요한 품질관리 항목 축소에 따른 시간 절약과 관리 편의성 등의 효과를 거둘 것”이라고 강조했다.
이어 “특히, 제품 형상의 경우 인정받은 제품으로만 시공이 이뤄지면서 일률적인 형상에 그쳤던 그동안의 한계에서 벗어나 다양한 형상의 패널 적용을 통해 유려한 건축물 외관을 확보할 수 있다”고 설명했다.
내화구조 인정제품 ‘신뢰성’ 구축 최선 다할 터
협회는 이번 연구성과를 기반으로 판넬의 형상별, 중도리별 가장 취약한 구조로 인정시험이 가능토록 국토교통부에서 정한 4종의 강판 종류에 상관없이 내화구조 인정을 취득할 수 있는 인정제도 개선에 나설 계획이다.
안 국장은 “현재 샌드위치패널 인정 내화구조를 다양하게 사용할 수 있도록 내화구조 인정 세부지침내용의 개정을 추진하고 있고, 이와 함께 관련 규정들의 개정도 추진할 예정”이라고 밝혔다.
이어 “또한, 내화구조 인정을 취득하는 협회 회원사들의 품질관리 교육을 연 2회 이상 진행할 것”이라며, “특히, 그라스울 샌드위치패널 내화구조 인정제품이 시장에서 신뢰성 있는 제품으로 안착하기 위한 노력도 지속할 것”이라고 강조했다.
한편, 협회와 관련해 안 국장은 “내화건축자재협회는 내화구조인정 및 불연에 관련된 제품을 생산, 유통, 시공하는 업체들로 구성된 단체”라며, “현재 석고보드를 비롯해 단열재, 그라스울 샌드위치패널, 무기계 천장재 등을 취급하고 있으며, 관련된 법령의 개정과 취급 제품의 KS 개정을 진행하고 있다”고 소개했다.
이어 “또한, 건축물이 화재로부터 안전할 수 있고, 화재로 인한 인명·재산피해 예방을 위해 화재에 강한 제품 홍보는 물론 무기계 건축자재가 국내에 많이 사용될 수 있도록 홍보에 적극적으로 나서고 있다”고 말했다.
