CN109196743B - 线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体 - Google Patents

线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包围铺设有线缆的线缆桥架的内侧面或外侧面而设置的突起型耐火结构体，本发明的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体包围铺设有通信或电力用的电缆的线缆桥架而设置，从而在火灾中保护线缆及线缆桥架，该线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体的特征在于，其包括：耐火罩，其形成为由在火灾时通过热而膨胀的热膨胀性树脂构成的四边形的箱子形态，且包围线缆桥架或设有线缆的管道的内侧面或外侧面而设置，并且在该耐火罩上贯穿形成有多个透气孔；及多个膨胀肋，它们由与耐火罩相同的热膨胀性树脂构成，在耐火罩的外表面突出地形成，排列在透气孔之间，在发生火灾时通过热而比耐火罩先热膨胀而将透气孔封闭。

Description

线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体
技术领域
本发明涉及在火灾中保护线缆桥架(cable tray)的突起型耐火结构体，更具体地，涉及如下的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体：为了在发生火灾时在热、火焰、烟雾中保护设于建筑物和隧道等设施的电气、通信、消防用线缆等不耐热的设施而包围设有线缆的线缆桥架而设置，由此在火灾时通过热而膨胀来能够安全地保护线缆及线缆桥架。
背景技术
通常，在地下停车场或共同沟的天花板为了大规模地设置通信及电力用线缆而吊设有线缆桥架。通常的线缆桥架具备将穿设有多个冲孔的钢板向底板和其两侧的垂直板折弯的形态，并在线缆桥架的底板上铺设有通信及电力用线缆。
但是，在设于以往的线缆桥架的线缆的情况下，由于具备塑料或橡胶等的外皮，因此在发生火灾时，沿着线缆的外皮而将火灾扩散。由塑料或橡胶构成外皮的线缆在耐热温度达到100℃～150℃程度时，形态被崩溃，而当达到250℃～350℃时，络合而产生有毒气体和严重的火焰，由此火灾扩散到相邻的设施。
另外，根据消防防灾厅的资料，报告称在韩国的全部火灾中由电气导致的火灾超过30％，并且在由其他原因导致火灾的情况下，也多数通过线缆而导致火灾扩散。特别地，近年来将线缆桥架设置为多段的情况较多，在火灾发生时，从上部供给的消防水不能排放到下段的线缆桥架，从而难以镇压火灾。
为了解决这样的问题，以往研发了向线缆涂敷耐火涂料而延迟火焰转移时间的方法、在线缆桥架设置气体灭火系统的方法、用热发泡性阻燃织布来将线缆桥架缠住而阻止火灾的转移的方法、由耐燃性材料来覆盖线缆的方法等。
但是，设置气体灭火系统的方法需要很多初期设置费用，并且在设置之后也需要进行管理，且在因误操作也导致气体喷出的情况下，会导致人命事故。另外，耐燃性线缆虽然具有转移火灾的效果，但难以完全地阻止火灾的扩散，并且价格昂贵，不能广泛使用。
另外，在线缆的表面涂敷耐火涂料或由阻燃织布来将线缆桥架缠住的方法的情况下，作业性下降，不能提供充分的隔热及隔焰效果，并且由于用耐火涂料或阻燃织布来将线缆的外表面完全包围，因此在线缆产生的热不能发散到外部，由此对温度变化敏感的线缆的电气性能显著地下降。
发明内容
技术课题
本发明是为了解决如上述的问题而研发的，本发明的目的在于提供一种如下的突起型耐火结构体：以包围用于铺设线缆的线缆桥架的内侧面或外侧面的方式设置，在火灾发生时，通过高温的热而膨胀来能够保护线缆，而在平时容易地确保透气性，能够防止对热敏感的线缆的性能下降。
解决课题的手段
为了达到上述的目的，本发明的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体包围铺设有通信或电力用的电缆的线缆桥架而设置，从而在火灾中保护线缆及线缆桥架，该线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体的特征在于，其包括：耐火罩，其形成为由在火灾时通过热而膨胀的热膨胀性树脂构成的四边形的箱子形态，且包围线缆桥架或设有线缆的管道的内侧面或外侧面而设置，并且在该耐火罩上贯穿形成有多个透气孔；及多个膨胀肋，它们由与所述耐火罩相同的热膨胀性树脂构成，在耐火罩的外表面突出地形成，排列在所述透气孔之间，在发生火灾时通过热而比耐火罩先热膨胀而将所述透气孔封闭。
发明效果
本发明的突起型耐火结构体以包围线缆桥架的内侧面或外侧面的方式设置，平时在外部的冲击中保护线缆桥架及线缆，执行防止由与外部物体的接触而导致的损伤的功能，并且构成为能够确保透气性的结构，由此能够防止散热非常重要的线缆在平时因热而导致性能下降的情况，并且在火灾时耐火结构体通过高温的热而膨胀来在火灾中能够安全地保护线缆桥架及线缆。
特别地，在本发明的耐火结构体中，向外侧突出的膨胀肋比形成为平面的耐火罩先膨胀而封闭透气孔，因此能够将火焰或热通过透气孔而流入线缆桥架的内侧的情况最小化。
同时，在将具备膨胀肋的本发明的耐火结构体和不具有突出的部分而整体构成为平面的以往的平板型耐火结构体设置为相同的厚度时，在本发明的耐火结构体的情况下，由火灾产生的热先到达向外侧突出的膨胀肋而膨胀，因此能够从自被保护物较远的距离将火灾隔绝，另外与相同的厚度的耐火结构体相比，膨胀肋在耐火罩的外表面先发生热膨胀，因此与无突出的部分而整体形成为平面的以往的平板型耐火结构体相比，能够确保数倍～数十倍的隔热厚度。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体的立体图。
图2是图1的突起型耐火结构体设于线缆桥架的外侧的例子的截面图。
图3是图1的突起型耐火结构体设于线缆桥架的内侧的例子的截面图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体的优选实施例进行详细说明。
参照图1至图3，本发明的一实施例的突起型耐火结构体(1)包括：耐火罩(10)，其由在发生火灾时通过热而膨胀的热膨胀性树脂构成，将线缆桥架(T)或设有线缆的管道的内侧面或外侧面包围而设置；及多个膨胀肋(20)，它们在所述耐火罩(10)的外表面突出地形成。
图2示出本发明的耐火结构体(1)以包围线缆桥架(T)(或管道)的外侧面的方式设置的实施例，图3示出本发明的耐火结构体(1)以包围线缆桥架(T)(或管道)的内侧面的方式设置的实施例。
所述耐火罩(10)以包围线缆桥架(T)的上部面和下部面、两侧面的方式具备四边形的箱子形态，并贯穿形成有多个透气孔(13)，以使空气能够自由地通过。所述透气孔(13)优选以格子形态隔开一定的间隔而排列在耐火罩(10)。在该实施例中所述透气孔(13)的形态为长孔形，但此外也可以是圆形或椭圆形、四边形等多边形形态等任意的各种形态。所述透气孔(13)的宽度优选为2㎜～10㎜，长度为3㎜～30㎜，间隔为3㎜～10㎜程度，但不限于此。
所述耐火罩(10)的上部面优选以可拆卸的方式构成，以能够对设于线缆桥架(T)内的线缆(C)进行维修或更换等。在该实施例中，所述耐火罩(10)由与线缆桥架(T)的两侧面和下部面(底面)相连的U字形截面的耐火罩主体(11)和以覆盖所述耐火罩主体(11)的开放的上部面的方式设置的平板型的耐火罩盖(12)构成。
所述耐火罩主体(11)和耐火罩盖(12)可通过带形态的胶带(未图示)而一起固定地设置在线缆桥架(T)。所述胶带既可以由橡胶或硅酮这样的具有弹性的树脂材质构成，但也可以与此不同地，由伸缩性小的树脂等构成。
所述膨胀肋(20)作为与所述耐火罩(10)相同的热膨胀性树脂材质而一体地形成在耐火罩(10)的外表面，在发生火灾时，比耐火罩(10)先热膨胀而堵住透气孔(13)，由此起倒在火灾中保护线缆(C)的作用。即，所述膨胀肋(20)在耐火罩(10)的外表面向外侧突出地形成，因此在发生火灾时，与耐火罩(10)相比，热先到达膨胀肋(20)，由此膨胀肋(20)首要地先膨胀而将透气孔(13)封闭，由此防止热和火焰、气体通过透气孔(13)而流入。
所述膨胀肋(20)可形成为多个突起形态并以一定的间隔排列而构成，但如该实施例这样，优选形成为在透气孔(13)之间沿着一个方向延伸的长长的带形态。
如上所述，在膨胀肋(20)具备在排列成格子形态的透气孔(13)之间沿着一个方向延伸的带形态而彼此隔开一定的间隔来排列的情况下，膨胀肋(20)沿着耐火罩(10)的宽度方向而以一定的间隔排列，由此在火灾时在侧方向(宽度方向)上膨胀而能够迅速地堵住透气孔(13)。
关于所述膨胀肋(20)的高度，优选为所述透气孔(13)的长度的约0.5倍～3倍程度，宽度优选为透气孔(13)的0.5倍～3倍程度，但不限于此。
如图3所示，在所述耐火结构体(1)设于线缆桥架(T)的内表面的情况下，所述膨胀肋(20)与线缆桥架(T)的内表面接触而执行将耐火罩(10)相对线缆桥架(T)的内表面而隔开一定距离的作用，并将线缆(C)沿着耐火罩(10)的内侧底面铺设而进行保护。
这样的本发明的耐火结构体以覆盖线缆桥架(T)的内表面或外表面的方式设置，在平时使空气向线缆桥架(T)的内侧及外侧通过，由此确保透气性，并在外部的冲击中保护线缆桥架(T)或线缆(C)，执行防止由与外部物体的接触导致的损伤的功能，而在发生火灾时，通过热而膨胀来在火灾中能够安全地保护线缆(C)。
构成本发明的耐火结构体(1)的耐火罩(10)和膨胀肋(20)通过将热膨胀性树脂注塑成型而构成，所述热膨胀性树脂是可将蔗糖磷酸焦糖(Sucrose Phosphoric Acidcaramel)和膨胀石墨和分散剂、异氰酸酯(Isocyanate)、多元醇(polyol)混合而制成，该蔗糖磷酸焦糖是将蔗糖(Sucrose)和磷酸(Phosphoric Acid)混合而进行蔗糖磷酸解反应来制成的。
或者，与此不同地，也可在异氰酸酯、硅酮、多元醇、橡胶等合成树脂或天然树脂中混合从无机膨胀系阻燃剂、磷系阻燃剂、聚磷酸铵(APP)或三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、无机氢氧化物阻燃剂、硼酸系阻燃剂、硅酸系或碳酸系阻燃剂中选择的一个或两个以上而构成，以可在火灾时根据温度而阶段性地发挥隔热及隔焰性能。
优选为，所述热膨胀性树脂以100重量份的合成树脂或天然树脂为基准，将从5重量份～30重量份的无机膨胀系阻燃剂、10重量份～30重量份的磷系阻燃剂、10重量份～30重量份的聚磷酸铵(APP)或三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)、10重量份～30重量份的无机氢氧化物阻燃剂、10重量份～20重量份的硼酸系阻燃剂、10重量份～30重量份的硅酸系或碳酸系阻燃剂中选择的一个或两个以上混合到合成树脂或天然树脂而制成。
在所述热膨胀性树脂的成分中，无机膨胀系阻燃剂可应用膨胀石墨、膨胀珍珠岩、珠光体(Pearlite)等，在150℃中发泡而赋予对初期火灾的耐火性。并且，磷系阻燃剂作为非膨胀系阻燃剂，可使用赤磷、磷酸盐(phosphates)、氧化膦(phosphine oxi de)、氧化膦二醇(phosphine oxide diols)、亚磷酸酯(phosphites)、膦酸盐(phosp honates)等，在300℃以下的温度中，由磷酸(H3PO4)来吸收将火灾最大化的碳化氢(OH)和氢(H)，由此抑制火灾的扩散，对于通过热气流而变弱的隔热层，由非膨胀型磷系阻燃剂来填充空隙，从而防止形状崩溃。
所述聚磷酸铵(APP)或三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)执行防止之前膨胀的无机膨胀系阻燃剂的飞散的作用，并执行使得无机膨胀系阻燃剂不会一次性地发泡，而是如蒸糕一样形成层来发泡，由此形成坚固的隔火隔热层的作用。
作为所述无机氢氧化物阻燃剂，例如可使用氢氧化铝、氢氧化镁等，在500℃以下的温度中，通过热而放出水分子而起到冷却作用，从而执行防止坚固的隔热层崩溃的作用。
硼酸系阻燃剂在750℃以下的温度中发挥作用，执行在之后的持续的火灾中长时间保持坚固的隔热层的作用。作为所述硼酸系阻燃剂，可使用硼酸盐、硼酸铵等。
所述硅酸系或碳酸系阻燃剂在1000℃以下的温度中膨胀而执行隔热功能，作为硅酸系阻燃剂，可使用硅酸钾、硅酸镁等，作为碳酸系阻燃剂，可使用碳酸钾、碳酸钙等。
这样的本发明的耐火结构体(1)的隔热、隔焰机制为如下的机制：在火灾发生初期，由无机膨胀系堵住透气孔(13)而形成膨胀隔热层，膨胀型磷系阻燃剂防止无机膨胀系阻燃剂飞散，并由无机氢氧化物阻燃剂放出水分子而保护之后形成的隔热层，对于之后继续通过热气流而变弱的隔热层，由非膨胀型磷系阻燃剂填充空隙而防止粉碎，并且由硅酸系或碳酸系阻燃剂来在之后持续的火焰中进行保护。
另外，对仅由不具备膨胀肋(20)这样的突起而具备光滑的平面的耐火罩(10)(比较例)构成的耐火结构体和在耐火罩(10)的外表面形成有膨胀肋(20)的本发明的耐火结构体(实施例)，用火炬喷射火焰而对耐火性进行了实验。所述比较例和实施例由相同的热膨胀性树脂来构成。
其结果，在对火灾的耐火实验中，在不具备突起的比较例的耐火结构体的情况下，由于在发生火灾时以平面受到火焰，因此在火焰集中的部分无法承受热应力而像干旱的田地一样发生裂纹而裂开。
相反地，在向耐火罩(10)的外侧突出形成有膨胀肋(20)的实施例中确认到如下情况：火焰与膨胀肋(20)相撞而分散，因此即便形成有透气孔(13)，也能够在初期从根本上隔绝火焰流入到耐火结构体(1)的内侧，并且通过膨胀肋(20)，火焰不会集中到耐火罩(10)的一部分而分散，从而将热应力分散到宽的面积，因此通过相同的厚度而在火灾中能够安全地保护被保护物。
另外，对于比较例的平面型耐火结构体和本发明的突起型耐火结构体，通过热电偶而检测了里面温度，其结果在比较例的平面型耐火结构体的情况下，热电偶急速地上升之后导致热电偶被破损，而在本发明的突起型耐火结构体的情况下，热电偶的温度慢慢地上升之后保持一定的水平，由此确认了具有确保里面温度的特性。
以上，参照附图，对本发明的实施例进行了详细说明，显然，本领域技术人员能够在不脱离上述说明的技术思想的范围内进行诸多替换、附加及变形，应当理解为这样的变形的实施形态仍应包括在根据所附的权利要求书来定义的本发明的保护范围中。

Claims (5)

1.一种线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体，其包围铺设有通信或电力用的电缆的线缆桥架而设置，从而在火灾中保护线缆及线缆桥架，该线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体的特征在于，其包括：
耐火罩(10)，其形成为由在火灾时通过热而膨胀的热膨胀性树脂构成的四边形的箱子形态，且包围线缆桥架或设有线缆的管道的内侧面或外侧面而设置，并且在该耐火罩上贯穿形成有多个透气孔(13)；及
多个膨胀肋(20)，它们由与所述耐火罩相同的热膨胀性树脂构成，在耐火罩的外表面突出地形成，排列在所述透气孔之间，在发生火灾时通过热而比耐火罩先热膨胀而将所述透气孔封闭，
所述热膨胀性树脂在合成树脂或天然树脂中混合从无机膨胀系阻燃剂、聚磷酸铵或三聚氰胺聚磷酸盐、无机氢氧化物阻燃剂、硼酸系阻燃剂、硅酸系或碳酸系阻燃剂中选择的一个或两个以上而构成。
2.根据权利要求1所述的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体，其特征在于，
所述耐火罩包括：
U字形截面的耐火罩主体，其两侧面和下部面与线缆桥架的两侧的内侧面或外侧面及下部的内侧面或外侧面相连而设置；及
平板型的耐火罩盖，其以覆盖所述耐火罩主体的开放的上部面的方式设置。
3.根据权利要求2所述的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体，其特征在于，
所述耐火罩主体和耐火罩盖通过带形态的胶带而一起固定地设置在线缆桥架。
4.根据权利要求1所述的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体，其特征在于，
所述透气孔以格子结构排列在所述耐火罩，所述膨胀肋形成为在所述耐火罩的所述透气孔之间沿着一个方向延伸的带形态。
5.根据权利要求1所述的线缆桥架的火灾保护用突起型耐火结构体，其特征在于，
所述热膨胀性树脂以100重量份的合成树脂或天然树脂为基准，将从5重量份～30重量份的无机膨胀系阻燃剂、10重量份～30重量份的聚磷酸铵或三聚氰胺聚磷酸盐、10重量份～30重量份的无机氢氧化物阻燃剂、10重量份～20重量份的硼酸系阻燃剂、10重量份～30重量份的硅酸系或碳酸系阻燃剂中选择的一个或两个以上混合到合成树脂或天然树脂而构成。
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