내화페인트 원리 및 특성

 

 

얇은 도막의 내화페인트가 어떤 원리로 내화 성능을 가지게 되는지 그 원리와 특성 등에 관해 알아보겠습니다.

건축법 및 관련법에서 건축물의 안전에 관한 사항은 매우 중요하고 갈수록 강화되고 있습니다. 이 중 건축물의 내화에 관한 규정은 건축법시행령 제56조 건축물의 내화구조, 건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제3조 별표1 등의 규정을 따릅니다. 이러한 규정에 의해 건축물을 내화구조로 하여야 하는 건축물 중 철골조의 건축물은 내화성능을 만족하기 위해 내화 페인트를 사용하거나 내화 뿜칠을 하게 됩니다. 

 

 

내화 페인트 정의 및 원리

 

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화재현장

철골구조로 된 건축물에 화재가 발생되면 약 800~1000℃의 열이 발생하고 이 열에 철골부재가 일정시간 이상 노출되게 되면 강재가 가진 탄성계수, 허용 계수, 열팽창 계수 등의 열적 특성에 변화가 생겨 뒤틀림, 휨 등의 변형이 생기면서 구조적으로 불안정해져 건축물의 붕괴를 일으키게 됩니다. 

 

철골 부재가 화재 등으로 인한 열로부터 변형을 일정 시간동안 막기 위한 방법 중 하나로 내화페인트(내화도료)가 사용됩니다. 내화페인트에 의해 철골부재가 보호되는 동안 건축물의 화재로부터 인명안전 및 피난 확보, 인접 건축물로의 화재 확대 방지, 피난 및 소방활동의 안전 확보 등을 할 수 있게 됩니다.

 

내화페인트는 철골구조를 보호하는 역할로 화재 발생으로 인해 철골부재의 변형 및 붕괴를 미연에 방지하기 위한 목적을 가지고 도장하는 도료를 말합니다. 

 

내화페인트가 화재 발생시 철골부재를 보호하는 원리는 불꽃이나 열로 인하여 도막이 일정 온도(200~250℃) 이상으로 가열되면 급속하게 발포 팽창하여 불연성 기체를 방출하며 원래의 도료 도막 두께보다 약 70~100배까지 두꺼운 탄화 단열층을 만들게 되어 열을 차단하거나 열로부터 철골부재를 일정 시간 동안 보호하여 변형으로 인한 건축물 붕괴를 막아주게 됩니다.

 

내화페인트의 특성

 

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철골 부재에 일정 두께의 도막을 가진 내화페인트는 안정상태에서 약 200~250℃의 열에 노출되면 분자 상호간 배열 상태가 안정상태에서 벗어나 불연성 기체를 방출하며 팽창하여 불연성 단열층이 만들어져 열전도를 차단하게 됩니다.

• 열역학적 효과 : 도료의 분자 안정상태를 벗어나기 위해 스스로 많은 열에너지를 흡수하는 흡열 기능으로 온도 상승을 지연시키는 효과를 가짐.
• 차단층 효과 : 발포층이 철골부재의 공기접촉을 차단하게 되어 발포층에서의 연소반응을 지연시킴.
• 가스 희석 효과 : 도료가 팽창 발포할 때 화학반응으로 방출되는 난연성 기체 및 수증기 등으로 화재로 만들어진 가연성 기체가 일부 희석되면서 연소 속도를 감소시키는 효과를 가짐.

이러한 내화페인트의 특성으로 평상시에는 얇은 도막 형태로 철골 등에 부착되어 있지만 화재가 발생할때 열차단과 함께 가스 희석 효과 등을 보여 건축물의 내화 성능을 높이게 됩니다. 내화페인트는 일부의 도막이 벗겨지거나 미시공될 경우 내화에 취약한 부위가 발생하게 되므로 시공시 주의사항을 잘 숙지하고 지켜져야 합니다.

 

내화페인트 시공 주의사항

 

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내화페인트 시공 시 주의사항은 기본적으로 일반 도장공사와 같습니다.

1. 시공 작업환경 : 내화페인트 시공 시 기온이 5~35℃, 상대습도 85%  이하에서 작업.
2. 중도 도장인 내화페인트는 수분에 민감하기때문에 비에 노출되는 것을 피해야 하며 시공 단계별 건조시간을 준수하여 완전 건조가 필요하며 건조 후 도막 두께를 규정된 도막 두께로 하여야 함.
3. 철골 부재의 도장면의 바탕은 먼지, 기름 등의 이물질이 없도록 제거하고 방청도료 도장 전 표면의 부식 등을 제거하고 초벌 프라이머를 도포함.
4. 방청을 목적으로하는 내화성 방청도료로 초벌 프라이머 도포 후 내화도료로 중도를 도포하며 에어 스프레이 시공을 원칙으로 2회 도포하며 추가로 1회 도포가 가능함.
5. 상도는 중도의 도막을 보호하는 역할로 중도와 부착성이 좋고 내수성, 내후성 도료를 사용하며 색상 현장 조색은 금지함.