콘 칼로리미터 시험 ( KS F ISO 5660-1 )

[ 콘 칼로리미터 시험 (KS F ISO 5660-1) 이란? ]

CONE 시험(KS F ISO 5660-1)은 건축자재 및 제품의 연소 특성을 평가하기 위한 실험 방법 중 하나입니다. "CONE"은 Cone Calorimeter를 지칭하는 것으로, 이 장비는 제품이나 재료의 발화와 연소 과정에서 발생하는 열방출률(Heat Release Rate, HRR)을 측정하여 그 특성을 평가합니다. 이 시험은 소방방재청, 건축 기준, 안전 규정 등에서 필요로 하는 중요한 데이터를 제공합니다.

KS F ISO 5660-1은 한국 산업 표준(KS)으로, 국제 표준인 ISO 5660-1에 근거하고 있습니다. 이 표준의 주요 목적은 다음과 같습니다

1. 열방출률 측정: 연소 중 재료에서 방출되는 열의 양을 측정합니다. 이는 화재 발생 시 재료의 연소 속도와 화재의 진행을 이해하는 데 중요한 지표입니다.
2. 연기 생산량 측정: 재료가 연소할 때 발생하는 연기의 양을 측정합니다. 이는 화재 시 가시성 저하와 독성 가스로 인한 위험을 평가하는 데 사용됩니다.
3. 산소 소모: 연소 과정에서 소모되는 산소의 양을 측정하여, 연소 효율과 열방출률을 계산합니다.
4. CO 및 CO2 생성량 측정: 연소 과정에서 발생하는 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(CO2)의 양을 측정합니다. 이는 연소의 완전도와 환경 영향을 평가하는 데 도움이 됩니다.

 

 

 

[ 콘칼로리미터 시험방법 ]

 

KS F ISO 5660-1, 콘칼로리미터법은 화재시 건축 자재의 연소 특성을 평가하는 실험 방법으로, 재료의 열 방출률, 연기 발생량 및 질량 감소율을 측정하는 데 사용됩니다. 이 방법은 화재 초기, 중기, 말기 및 연소 경로의 변화와 함께 시간에 따라 발열량을 추적할 수 있는 콘 형태의 복사열 전기 히터를 사용합니다.

시험 절차는 다음과 같습니다:

1. 콘 히터의 복사열을 50kW/㎡(±1kW/㎡)로 설정하고, 배출유량을 0.024㎥/s(±0.002㎥/s)로 유지합니다.
2. 시험체와 시험체 홀더를 질량 측정 장치 위에 놓습니다.
3. 복사열 차단 장치를 제거한 후 시험체를 5분간(준불연재료의 경우 10분) 가열합니다.
4. 최대 열방출량과 총 방출열량을 측정합니다. 합격 기준은 최대 열 방출율이 2급은 10분간, 3급은 5분간 가열 시, 10초 이상 연속으로 200kW/㎡를 초과하지 않아야 하며, 총 방출열량은 2급은 10분, 3급은 5분 가열 시 ≤8MJ/㎡이어야 합니다.
5. 가열이 종료된 후, 질량 측정 장치에서 시험체 홀더를 제거하고 시험체를 관찰합니다.

이 규격은 ISO 5660-1을 기초로 하며, 점화 장치가 부착된 수평 방향의 콘 히터 복사열에 노출된 시편의 열 방출률을 평가합니다. 시험은 연소 중 생성물의 산소 농도와 산소 소비량을 측정하여 열 방출률을 결정하고, 시험 중 착화 시간도 측정합니다.

콘칼로리미터 시험은 재료의 순연소열이 연소에 필요한 산소 양에 비례한다는 원칙에 기초를 두고 있으며, 산소 1 kg 소비 시 약 13.1×10³ kJ의 열이 방출된다고 가정합니다. 시편은 0에서 100 kW/m² 범위의 복사열에 노출되어 대기 조건에서 연소되며, 이때의 산소 농도와 배출 가스 유량을 측정합니다.