LOI (Limiting Oxygen Index)

LOI는 건축 자재나 플라스틱 같은 여러 재료가 얼마나 불에 잘 타는지를 객관적으로 평가하는 기준 중 하나인데요, 그 중요성과 사용 분야에 대해 함께 알아보겠습니다.

 

1. 산소 한계 지수(LOI)란 무엇인가?

 

 

산소 한계 지수는 물질이 연소를 지속하기 위해 필요한 최소한의 산소 농도를 백분율(%)로 나타낸 값입니다. 쉽게 말해, 특정 물질이 불이 붙어 타려면 주변 환경에 산소가 얼마 정도 있어야 하는지를 나타내는 수치라고 할 수 있습니다.

 

• LOI 수치가 높을수록 그 물질은 연소를 유지하기 위해 더 많은 산소를 필요로 하며, 이는 곧 난연성이 높다는 뜻입니다.

• 반대로 LOI 수치가 낮을수록 산소 농도가 낮아도 쉽게 불이 붙고 타기 때문에 연소 위험성이 높은 물질로 분류됩니다.

 

2. LOI 계산 방법

 

LOI는 다음과 같은 방식으로 계산됩니다.

여기서 는 산소 농도, 는 질소 농도를 나타냅니다. 즉, 산소와 질소의 혼합비를 조절해가며, 물질이 연소를 유지할 수 있는 최소 산소 농도를 찾는 방식입니다.

 

3. LOI 수치로 난연성 평가하기

 

LOI 수치에 따라 그 물질이 연소에 얼마나 잘 견디는지, 쉽게 타는지를 평가할 수 있습니다.

• LOI 21% 이하: 공기 중 산소 농도가 약 21%이기 때문에, 이 수치 이하의 LOI 값을 가진 물질은 공기 중에서 쉽게 연소할 수 있습니다.

• LOI 21% 이상: LOI가 21%보다 높으면 공기 중에서는 잘 연소되지 않는 특성을 가지며, 난연성이 있는 것으로 평가됩니다.

 

예를 들어 **폴리에틸렌(PE)**은 LOI가 약 17-18%로, 공기 중에서 쉽게 불이 붙지만, **폴리염화비닐(PVC)**은 LOI가 약 45-50%에 달해 공기 중에서 잘 타지 않는 난연 소재입니다.

 

4. LOI의 적용 분야

 

LOI는 다양한 산업 분야에서 사용되며, 특히 소방 안전성을 평가하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.

 

1. 건축 자재: 건축 자재의 난연성을 평가해 화재 시 위험성을 최소화하기 위해 LOI를 기준으로 삼습니다.

2. 섬유 및 직물: 의류나 실내 장식용 직물도 LOI를 기준으로 난연성을 평가하여 화재 위험을 줄입니다.

3. 전기 및 전자 제품: 전선, 케이블, 전자 부품 등에서 LOI를 통해 난연성이 높은 재료를 선택해 화재 발생 시 피해를 최소화합니다.

 

5. LOI의 측정 방법 (ASTM D2863)

LOI 측정은 ASTM D2863 표준에 따라 진행되며, 다음과 같은 단계로 이루어집니다.

 

1. 시료 준비: 측정할 물질(시료)을 일정 크기로 자릅니다.

2. 시험 장비에 장착: 산소와 질소 혼합가스가 흐르는 장비에 시료를 고정한 후, 점화를 시도합니다.

3. 산소 농도 조절: 시료가 연소를 지속할 수 있는 최소 산소 농도를 찾습니다.

4. LOI 계산: 이 농도를 기준으로 산소 한계 지수를 기록합니다.

 

6. LOI 수치를 통한 난연성 재료 개발

 

LOI가 높은 재료는 화재 위험이 적은 난연성 재료로 분류되며, 건축, 항공, 자동차 등 화재 안전이 중요한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 반면, LOI가 낮은 물질은 화재 위험이 크기 때문에, 사용 시 각별한 관리가 필요합니다.

 

7. 결론

 

산소 한계 지수(LOI)는 물질의 화재 안전성을 평가하는 중요한 기준으로, 특히 소방 안전성 확보에 필수적인 지표입니다. 이 값이 높을수록 화재에 강한 소재로 인정받으며, 낮을수록 화재 시 위험성이 높아지기 때문에 난연성 확보가 중요한 재료는 높은 LOI 값을 요구합니다.