LSZH
LSZH
개요
LSZH(Low Smoke Halogen, 저연무 무할로겐)는 전기·전자 기기 및 통신 장비, 건축 구조물 등에서 사용되는 특수연 재료의종으로, 화재 발생 시 유독 가스와 연기의 발생을 최소화하기 위해 설계된 고성능 절연 소재입니다. LSZH는 전통적인 PVC(폴리염화비닐) 절연재와 비교해 안전성과 환경 친화성이 뛰어나며, 특히 인명 밀집 지역이나 밀폐된 공간(지하철, 항공기, 선박, 데이터센터 등)에서 널리 사용됩니다.
이 문서에서는 LSZH의 정의, 구성 성분, 특성, 응용 분야, 장단점, 관련 규격 및 표준 등을 종합적으로 설명합니다.
LSZH란 무엇인가?
LSZH는 "Low Smoke Zero Halogen"의 약자로, 다음과 같은 두 가지 핵심 특성을 의미합니다:
- Low Smoke: 화재 시 발생하는 연기의 양이 매우 적음.
- Zero Halogen: 할로겐 원소(염소, 브롬 등)를 포함하지 않음 → 유독 가스 및 부식성 가스 배출 없음.
할로겐이 포함된 절연재(예: PVC)는 연소 시 염화수소(HCl)와 같은 강한 산성 가스를 방출하여 인체에 치명적일 뿐만 아니라 전자 장비나 구조물에 부식을 유발할 수 있습니다. 반면 LSZH 재료는 이러한 위험을 크게 줄여줍니다.
구성 및 화학적 특성
LSZH 절연재는 일반적으로 다음과 같은 폴리머 기반으로 구성됩니다:
- 폴리올레핀(Polyolefin) 계열 수지: 예를 들어 EVA(에틸렌-비닐 아세테이트), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌) 등.
- 난연제(Flame retardant): 할로겐 대신 수산화알루미늄(Al(OH)₃) 또는 수산화마그네슘(Mg(OH)₂)과 같은 무기 난연제를 사용. 이들은 고온에서 분해되며 물을 방출함으로써 열을 흡수하고 연소를 억제합니다.
주요 반응 예시 (수산화알루미늄 기준):
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O
이 반응은 흡열 반응으로, 열을 흡수하여 화재 확산을 억제하며, 생성된 물 증기는 연기 희석과 냉각 효과를 제공합니다.
주요 특성
| 특성 | 설명 |
|---|---|
| 연기 발생량 | 매우 낮음. 화재 시 시야 확보에 유리함. |
| 유독 가스 배출 | 할로겐이 없어 HCl, HBr 등의 유해 가스 배출 없음. |
| 난연성 | 높은 난연성을 가지며, 불이 붙기 어렵고 확산이 느림. |
| 부식성 감소 | 산성 가스 배출 없어 전자 장비 및 금속 구조물 보호. |
| 환경 친화성 | 폐기 시 유해 물질 배출이 적어 환경 부담이 낮음. |
응용 분야
LSZH 절연재는 다음과 같은 분야에서 필수적으로 사용됩니다:
1. 철도 및 지하철 시스템
- 밀폐된 터널 환경에서 화재 시 인명 구조 및 대피가 중요하므로, LSZH 케이블이 의무화된 경우가 많음.
- 예: 유럽의 EN 45545 철도 차량 안전 표준.
2. 항공기 및 선박
- 항공기 내장재, 선박의 전선 피복 등에서 안전 기준 충족을 위해 사용.
- 화재 시 조종실이나 갑판의 가시성 확보가 중요.
3. 데이터센터 및 통신 기지국
- 고가의 전자 장비를 보호하고, 화재 시 부식으로 인한 2차 피해 방지.
- TIA/EIA-568 등 통신 케이블 표준에서 권장.
4. 고층 빌딩 및 공공시설
- 대피로, 지하 주차장, 병원, 학교 등 인명 밀집 지역에서의 안전성 확보.
장점과 단점
장점
- 🔥 화재 안전성 우수: 연기 및 유독 가스 감소로 인한 인명 보호.
- 🌱 환경 친화적: 재활용이 용이하고, 소각 시 다이옥신 발생 없음.
- 💧 부식 방지: 전기적 단락 및 장비 손상 위험 감소.
- ✅ 규제 준수: 국제 안전 기준(IEC, UL, EN 등) 충족 용이.
단점
- 💸 비용 상승: PVC 대비 원가가 20~30% 높음.
- 🛠️ 기계적 강도 낮음: 인장 강도 및 유연성이 상대적으로 낮아 취급 시 주의 필요.
- 📦 공간 효율 저하: 동일 전도성 유지 위해 두께 증가 필요할 수 있음.
관련 규격 및 표준
LSZH 재료는 다음과 같은 국제 및 국내 표준에 따라 성능이 평가됩니다:
| 표준 | 설명 |
|---|---|
| IEC 60754 | 할로겐 가스 방출량 시험 방법 (Part 1: 가스의 산성도 측정, Part 2: 전도도 측정) |
| IEC 61034 | 연기 발생량 측정 시험 (투과율 기준) |
| UL 1685 | 케이블의 수직 화재 확산 및 연기 배출 시험 (수직 트레이 시험) |
| EN 50399 | 유럽 건축용 케이블의 화재 성능 평가 |
| KS C IEC 60754 | 한국 산업 표준에서의 무할로겐 시험 방법 |
관련 문서 및 참고 자료
- IEC 60754-1: "Test on gases evolved during combustion of materials from cables – Part 1: Determination of the halogen acid gas content"
- IEC 61034-2: "Measurement of smoke density of cables burning under defined conditions"
- NFPA 70 (National Electrical Code): 케이블 안전 기준
- 한국전기기술규격(KS), 전선 케이블 안전 기준
LSZH 절연재는 현대 사회에서 안전과 환경을 동시에 고려해야 하는 핵심 재료 중 하나입니다. 기술 발전과 함께 성능 개선이 지속되고 있으며, 특히 스마트시티, 자율주행, 5G 인프라 등 미래형 시스템에서 그 중요성이 더욱 커질 것으로 전망됩니다.
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