KR100932322B1 - 주변의 화재로부터 건물을 보호하기 위한 수막설비시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산불 등 대형 화재 및 인접건물의 화재로부터 건물을 보호하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 문화재, 목조 건물 및 주택, 야산 등에 인접한 건물과 화재가 예상되는 건물 내지 장소 사이에 설치하여 건물 주변에 화재가 발생할 경우 물을 이용, 수막(water-curtain)을 형성하여 열기 및 화염 등을 차단함으로써 화재가 건물로 확산되는 것을 방어하고 건물 자체에 화재가 발생할 경우에도 일부 소화기능을 가지는 시스템이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수막설비시스템은 물을 보관하는 물탱크; 상기 물탱크와 연결되어 물을 공급하는 메인배관; 상기 메인배관에 설치되고, 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 배관개폐기; 보호대상건물의 외측 면으로부터 기 설정된 거리로 이격되어 상기 건물의 외측 면의 지면에 설치되는 노즐측배관; 상기 노츨즉배관에 기 설정된 위치에 설치되고, 상기 노즐측배관에 흐르는 물을 공급하는 복수개의 인입배관; 상기 인입배관의 상단에 설치되고, 상기 노즐측배관에서 인입배관을 거쳐서 흐르는 물을 분사하는 복수개의 분사노즐; 상기 복수개의 분사노즐은 상기 보호대상건물의 외측 면에서 물을 분사하고, 상기 분사된 복수개의 물들이 모여서 수막(물벽)을 형성 함으로서, 상기 건물의 외측 면을 따라서 둘러쌓는 형태의 수막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

건물, 번짐, 소화, 물, 분사노즐, 화재

Description

주변의 화재로부터 건물을 보호하기 위한 수막설비시스템{water-curtain System for preventing the building from a around fire}

본 발명은 산불 등 대형 화재 및 인접건물의 화재로부터 건물을 보호하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 문화재, 목조 건물 및 주택, 야산 등에 인접한 건물에 설치하여 건물 주변에 화재가 발생할 경우 물을 이용, 수막(water-curtain)을 형성하여 열기 및 화염 등을 차단함으로써 화재가 건물로 확산되는 것을 방어하고 건물 자체에 화재가 발생할 경우에도 일부 소화기능을 가지는 시스템이다.

일반적으로 현재 건축물에 적용되는 소방관계법령의 소방시설은 건물의 크기 및 용도, 수용인원에 따라 소화전설비, 스프링클러설비, 살수설비, 경보설비 등 화재진압용 소화설비를 필연적으로 갖추어야 하는 것이 법적으로 요구되고 있다.

이러한 법적 소화설비들은 모두 건물 내부에서 화재가 발생할 시에 자체 진화용으로 개발되고 법정 소화설비의 규정 또한 건물의 자체 화재 진화에 초점이 맞 추어 규정하고 있음으로 화재가 외부로부터 번져오는 경우는 전혀 대처가 불가능하다.

또한 이러한 화재는 대부분 대형 화재로써 복사열, 맞바람을 동반한 화염 등으로 인해 사람이 사용하는 소화전 등으로는 접근 조차 불가능하여 대응할 수 없는 규모가 대부분이다

이러한 이유로 산간 지역이나 숲 등에 인접한 건물은 산불 등이 발생시 전소하는 사례가 국내외적으로 발생하고 있으며 그 중 가치를 산정할 수 없는 유일한 문화재도 있어 우리를 안타깝게 하는 게 현실이다.

아울러 대개 이런 건물이 분포하고 있는 지역은 숲과 산림지역 등에 산재되어 있음으로 화재 시 소방차등이 진입하기 어려운 장소들이 대부분이고 설사 출동이 가능한 지역이라 할 지라도 도착 시간이 장시간인 점을 감안할 때 그 대비가 수월하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 보호하고자 하는 건물주위로 수막을 형성함으로써, 산불이나 인접 건물 등으로부터 발생한 화재가 보호하고자 하는 건물로 번지는 것을 방어하기 위해 수막을 형성한다.

또한 상기 수막이 작동시간이 장시간이 될 경우를 대비하여, 수막을 형성하 는데 사용되었던 물을 회수하여 재사용하는 장치를 부대적으로 설치하여 물의 활용도를 높이는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수막설비 시스템은 물을 보관하는 물탱크; 상기 물탱크와 연결되어 물을 공급하는 메인배관; 상기 메인배관에 설치되고, 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 배관개폐기; 상기 메인배관과 연결되며, 보호대상건물의 외측 면으로부터 기 설정된 거리로 이격되어 상기 건물의 외측 면의 지면에 설치되는 노즐측배관; 상기 노츨즉배관에 기 설정된 위치에 설치되고, 상기 노즐측배관에 흐르는 물을 공급하는 복수개의 인입배관; 및 상기 인입배관의 상단에 설치되고, 상기 노즐측배관에서 인입배관을 거쳐서 흐르는 물을 분사하는 복수개의 분사노즐; 을 포함하며, 상기 복수개의 분사노즐은 상기 보호대상건물의 외측 면에서 물을 분사하고, 상기 분사된 복수개의 물들이 모여서 수막(물벽)을 형성 함으로서, 상기 건물의 외측 면을 따라서 둘러쌓는 형태의 수막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 화재 발생시 열, 연기 및 가스 중 어느 하나를 감지하여 제어신호를 송출하는 화재경보기; 를 더 포함하며, 상기 배관개폐기는 상기 화재경보기의 상기 제어신호에 따라서 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 배관개폐기는 외부 네트워크를 통해서 제어신호를 수신한 후, 상기 수신한 제어신호에 따라서 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 것이 바람직하다.

또한 상기 시스템은 상기 노즐측배관과 건물 사이에 설치되어, 상기 분사노즐로부터 분사된 물을 수집하는 물회수관; 및 상기 물회수관과 상기 물탱크를 연결하여, 상기 물회수관으로 부터 수집된 물을 상기 물탱크로 공급하는 물회수배관; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 시스템은 상기 메인배관에 설치되며, 물의 분사압력을 만들어 주는 물가압펌프를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 시스템은 상기 메인배관과 상기 노즐측배관의 기정해진 측면을 연결하여, 상기 메인배관으로 부터 상기 노즐측배관의 기정해전 측면으로 우회해서 물을 공급하는 한 개 이상의 바이패스배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 시스템은 상기 한 개 이상의 바이패스배관 각각의 기 설정된 위치에 설치되며, 상기 한 개 이상의 바이패스배관의 각각에 흐르는 물의 수량을 각각 조절하는 바이패스조절밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 물탱크는 물 자체압력에 의해 설정된 물 분사높이에 도달할 수 있도록 상기 분사노즐보다 고지대에 설치하는 것이 바람직하다.

또한 상기 인입배관의 길이는 1M이내인 것이 바람직하다.

그리고 상기 분사 노즐은 물이 분출되는 구멍의 내부지름이 3mm~15mm 인 것이 바람직하다.

또한 상기 분사 노즐에서 분사되는 물은 지면과 수직으로 분사하는 것이 바 람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노즐측배관이 보호하고자 하는 건물의 외측 면을 둘러싸고, 상기 노즐측배관에 복수개의 분사노즐이 배치되고 물을 분사하여, 이러한 분사노즐에서 분출된 물이 건물의 외측 면을 따라서 둘러쌓는 형태의 수막을 이루게 된다. 이러한 수막을 통해서 산불이나 인접 건물 등으로부터 발생한 화재가 보호하고자 하는 건물로 번지는 것을 방어하기 위해 수막을 형성한다.

그리고 이렇게 바닥에 떨어지는 물을 다시 노즐측배관과 건물 사이에 설치된 물회수관에 의해서 수집되고, 이렇게 수집된 물을 물회수배관을 따라서 물탱크로 흘러가게 된다. 이에 따라 물을 회수하여 사용함으로써 수막의 작동시간이 장시간이 될 경우에도 제한된 물로 계속 수막을 활용할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 두 개 이상의 바이패스배관이 메인배관과 상기 노즐측배관을 연결하고, 상기 두 개 이상의 바이패스배관 각각의 기 설정된 위치에 바이패스배관의 각각에 흐르는 물의 수량을 각각 조절하는 바이패스조절밸브를 조절함으로써, 노즐측배관 각각의 부위에 고루 물이 공급되거나 또는 일부 부위에 집중적으로 물이 공급되도록 조절할 수도 있어, 보호하고자 하는 건물의 특정 방향으로 화재가 번져올 경우에 해당 방향에 집중적으로 수막을 형성할 수 있는 효과도 존재한다.

특히 본 발명에서는 수막을 형성함에 있어서, 종래의 소화시스템 및 수막형 성 시스템이 대부분 천장 등에 설치하여 상부에서 하부로 물을 뿌려주는 것에 비해서, 본 발명에서는 하부에서 상부로 물을 분출하면서 수막을 형성하는 새로운 개념이다. 이에 따라서 야외에 설치할 수 있으며, 또한 건물의 외관을 해치지 않고도 설치가 가능하다는 효과가 있다. 또한 기존의 노즐등을 단순히 외부에 설치하면 물이 뿌려지는 방향이 상항으로 분사됨으로 공기의 저항과 외풍의 영향으로 퍼짐현상이 발생하여 물이 일정한 높이 이상으로 올라가지 않을 뿐만 아니라 고압으로 분사시는 불이 안개형태로 분사됨으로 바람에 영향을 많이 받아 화재로 인한 복사열 및 화염을 차단할 수가 없다.

따라서 본 발명에서는 노즐인입배관의 설치 및 분사노즐의 내부 길이를 길게하는 등의 변화로 문제점이 개선되었다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건물의 수막차단 소화시스템을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 건물의 수막차단 소화시스템에서는 건물의 옆에 물을 저장하고 있는 물탱그(110)가 배치되어 있으며, 상기 물탱크(110)와 연결되어 물을 공급하는 메인배관(120)이 설치되어 있다. 한편 메인배관(120)에는 물의 흐름을 조절하는 배관개폐기(125)가 설치되어 있어서, 평소에는 배관개폐기(125)를 닫은 상태로 메인배관(120)에 물이 흐르는 것을 차단하 다가, 화재 발생시에 상기 배관개폐기(125)를 열어줌으로써 메인배관(120)을 따라 물이 흐르도록 한다.

그리고 건물의 전후 좌우로 건물을 둘러싸는 형태로 노즐측배관(130)이 설치된다. 이 노즐측배관(130)은 건물의 사방 테두리부터 일정거리만큼 떨어져서 매설된다. 한편 본 예에서는 건물의 사방을 둘러싸는 형태로 노즐측배관이 설치되나, 지형이나 상황에 따라서 건물의 일면이나 이면 및 삼면에 설치될 수도 있다.

이렇게 설치된 노즐측배관(130)에는 기정해진 간격으로 다수의 인입배관(137)이 설치되고, 상기 인입배관의 상부에는 분사노즐(135)이 설치된다.

인입배관(137)은 지면에서 공중으로 수직방향으로 설치되거나 건물 쪽으로 일정각도로 기울어지게 설계되어 있다. 기울기 각도는 건물 높이에 따른 물의 분출높이와 노즐측배관(130)의 매설 위치에 따라 계산에 의해 결정한다.

그리고 상기 인입배관(137) 및 분사노즐(135)의 배치간격은 건물의 크기, 수막의 범위, 물의 압력 등 현장에 맞는 여러 가지 조건에 따라 결정될 수 있다.

이렇게 소화시스템이 설치된 이후, 산불이나 기타 주위에 화재가 발생하여 본 건물로 화재가 번져올 가능성이 생기면, 사용자는 배관개폐기(125)를 열어주고, 이후 상기 물탱크(110)에 저장되어 있던 물을 상기 메인배관(120)을 통해서 흘러오고, 이렇게 흘러나온 물을 노즐측배관(130)을 따라 흐르고 이후 다수의 인입배관(137)을 거친 후에 분사노즐(135)을 통해서 분사된다.

종래의 많은 소방 시스템이 건물의 천장이나 기타 상부에 설치되고 물이 아래쪽으로 흐르는데 반해서, 본 발명에서는 노즐측배관(130)은 지면에 설치되고 노 즐측배관(130)에서 위쪽으로 돌기된 인입배관(137)과 인입배관의 끝 쪽에 설치된 분사노즐(135)을 통해서 물이 위로 분출되는 점이 특징이다. 이는 본 발명이 화재가 보호대상 건물에 번져오는 것을 예방하기 위한 장치로서, 건물의 외곽 즉 야외에 설치되어야 하는 바 미관상으로나 설치상의 어려움상 노즐측배관을 아래에 설치할 수 밖에 없기 때문이다.

이렇게 아래에서 위로 물이 분사하는 방식이다 보니, 보호하고자 하는 건물 높이보다 수막의 높이가 더 높아야 함으로 물이 줄기형태로 건물 높이 이상 올라가야 함으로 높은 수압이 필요하고 줄기형태를 유지해야 산불 등의 발생시 화염 및 열풍으로부터 영향을 적게 받고 목적을 달성할 수 있게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 노즐측배관(130)에 바로 분사노즐(135)을 설치하지 않고, 인입배관(137)을 이용해서 물의 물줄기가 보전되어 건물의 높이이상 충분이 올라갈 수 있게 한다.

즉 인입배관(137) 및 분사노즐(135)의 길이가 짧은 경우 동일한 수압 및 유량에서 퍼짐 현상이 심해져 물줄기가 일정높이 이상 올라 가는데 장애가 발생하고, 외부의 바람에 영향을 많이 받아 효과가 없게 된다. 구체적으로 동일한 수압 하에서 인입배관의 길이가 10cm인 경우보다 30cm인 경우에 물의 물줄기가 3~4m가량 더 높게 분사된다.

물론 구체적인 인입배관(137)의 길이와 분사노즐(135)자체의 길이 및 분사노즐에서 물이 분출되는 노즐구멍의 크기 및 형태는 설치하고자 하는 장소의 특성(예 지형, 예측되는 바람의 강도, 주변 환경, 건물의 높이)을 고려하여 바뀔 수 있다.

또한 분사노즐(135)의 노즐구멍이 일정한 크기와 일정길이를 유지해 줌으로 써 물줄기의 안정성이 훨씬 높아진다.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 건물의 수막차단 소화시스템을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 물탱크(110), 메인배관(120), 배관개폐기(125), 노즐측배관(130), 인입배관(137) 및 분사노즐(135)은 도1과 유사한 바 자세한 설명은 생략한다.

한편 도 1에서는 배관개폐기(125)를 수동으로 개폐하였으나, 도 2에 도시된 바와 같이 화재발생시의 열, 연기 및 가스 중 어느 하나를 감지하여 제어신호를 송출하는 화재경보기(150)를 설치하고, 여기서 발생하는 제어신호에 따라서 배관개폐기(125)를 자동으로 개폐할 수 있다. 또한 물탱크(110)가 낮은 지점에 있는 경우, 물탱크(110)의 물이 상기 분사노즐(135)까지 갈 수 있도록 물 압력조정장치(물가압펌프) (170)를 메인배관(120)에 설치한다.

그리고 사용된 물을 다시 활용할 수 있도록 매설된 노즐측배관(130)과 건물간 지면에는 물회수로(160)을 설치한다. 이때 물회수로(160)는 물회수배관(165)를 따라 회수된 물이 물탱크에 흘러가도록 한다.

또한 메인배관(120)에는 물의 수압을 조정하기 위한 물 압력조절장치(170)가 설치되어 있다.

한편 상기 노즐측 배관(130)과 메인배관(120) 사이에는 한 개 이상의 바이패스배관(140-1,140-2,140-3)이 설치된다.

상기 소화시스템에서 사용시에 노즐측 배관(130)이 길어지면 상기 노츨측 배 관(130)의 모든 분사노즐(135)에서 물이 고른 높이로 분사가 안될 수도 있다. 또는 화재가 건물의 일 측면에서 다가온다던가 또는 일부 측면에 위치한 분사노즐(135)이 다른 분사노즐(135)들보다 물이 더 강하게 분출되도록 조절할 필요가 생긴다.

이를 위해서 상기와 같이 다수개의 바이패스배관(140-1,140-2,140-3)을 설치한다. 도2에서 보듯이 메인배관(120)과 노즐측배관(130)에는 3개의 바이패스배관(140-1,140-2,140-3)이 설치된다. 보통 노즐측배관(130)은 건물의 외측 면을 따라 설치되므로 사각형으로 많이 설치되며, 이에 따라 상기 노츨즉배관(130)의 4면 중에서 메인배관(120)과 연결되지 않은 부분을 메인배관(120)과 연결시켜 상기 각 3면에 우회해서 물이 공급되도록 할 수 있다.

또한 상기 바이패스배관(140-1,140-2,140-3)에는 각각 바이패스조절밸브 (145-1,145-2,145-3)를 포함하여 바이패스배관에 흐르는 물의 흐름을 조절한다. 이러한 조절을 통해서 각 노즐의 분사 높이를 고르게 또는 건물에 맞도록 조정할 수 있게 할 수 있다.

예를 들어서 도1에서 건물의 왼쪽부분에만 화재가 발생하였다고 가정하자. 이 경우 145-3번 바이패스조절밸브를 열어주면 건물의 왼쪽부분에 있는 노즐측배관(130)에 물이 우회해서 흘러가게 된다.

마찬가지로 건물의 앞쪽에 집중적으로 물을 분출시키기 위해서 145-2번 바이패스조절밸브를 열어주면 건물의 앞쪽부분에 집중적으로 물이 분출되게 된다

도 3은 건물에 화재가 발생시 본 수막설비시스템이 가동된 경우의 모습을 간략히 도시한 도면이다. 도3에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐(135)에 의해서 발생 된 수막은 보호대상 건물과 주위를 차단시키며, 이에 따라 주위에서 발생한 화재가 보호대상건물로 번져가는 것을 방지한다.

지금까지, 건물의 수막설비시스템에 에 대해서 바람직한 실시 예를 들어 상세히 설명하였다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물의 수벽차단 소화시스템을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 건물의 수벽차단 소화시스템을 나타내는 도면, 및

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따라 수벽으로 화재를 방지하는 모습의 일 예를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 소방수탱그 120: 메인배관

125: 배관개폐기 130: 노즐측배관

135: 분사노즐

140-1,140-2,140-3,140-4 : 바이패스배관

145-1,145-2,145-3,145-4 : 바이패스조절밸브

150 : 화재경보기 160: 소화수회수로

165: 소화수회수배관 170: 소화수 압력조정장치

Claims (11)

1. 물을 보관하는 물탱크;

   상기 물탱크와 연결되어 물을 공급하는 메인배관;

   상기 메인배관에 설치되고, 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 배관개폐기;

   상기 메인배관과 연결되며, 보호대상건물의 외측 면으로부터 기 설정된 거리로 이격되어 상기 건물의 외측 면의 지면에 설치되고 노즐측배관;

   상기 노즐측배관에서 돌기된 형태의 배관으로서, 상기 노즐측배관의 기설정된 위치에 설치되어 상기 노즐측배관에 흐르는 물을 공급하는 복수개의 인입배관;

   상기 인입배관의 상단에 설치되고, 상기 노즐측배관에서 인입배관을 거쳐서 흐르는 물을 분사하는 복수개의 분사노즐;

   상기 노즐측배관과 건물 사이에 설치되어, 상기 분사노즐로부터 분사된 물을 수집하는 물회수관; 및

   상기 물회수관과 상기 물탱크를 연결하여, 상기 물회수관으로 부터 수집된 물을 상기 물탱크로 공급하는 물회수배관;을 포함하며,

   상기 복수개의 분사노즐은 상기 보호대상건물의 외측 면에서 물을 분사하고, 상기 분사된 복수개의 물들이 모여서 수막(물벽)을 형성함으로서, 상기 건물의 외측 면을 따라서 둘러쌓는 형태의 수막을 형성하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템
2. 제1항에 있어서, 상기 시스템은

   화재발생시의 열, 연기 및 가스 중 어느 하나를 감지하여 제어신호를 송출하는 화재경보기; 를 더 포함하며,

   상기 배관개폐기는

   상기 화재경보기의 상기 제어신호에 따라서 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배관개폐기는

   외부 네트워크를 통해서 제어신호를 수신한 후, 상기 수신한 제어신호에 따라서 상기 메인배관에서 흐르는 물의 수량을 조절하는 것을 특징으로 하는 수막설비 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 시스템은

   상기 메인배관에 설치되며, 물의 분사압력을 만들어 주는 물가압펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 시스템은

   상기 메인배관과 상기 노즐측배관의 기 정해진 측면을 연결하여, 상기 메인배관으로부터 상기 노즐측배관의 기 정해 진 측면으로 우회해서 물을 공급하는 한개 이상의 바이패스배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 시스템은

   상기 한 개 이상의 바이패스배관 각각의 기 설정된 위치에 설치되며, 상기 한 개 이상의 바이패스배관의 각각에 흐르는 물의 수량을 각각 조절하는 바이패스조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 시스템은

   상기 물탱크는 물 자체압력에 의해 설정된 물 분사높이에 도달할 수 있도록 상기 분사노즐보다 고지대에 설치하는 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
9. 제1항에 있어서,

   상기 인입배관의 길이는 1M이내인 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
10. 제1항에 있어서,

    상기 분사 노즐은

    물이 분출되는 구멍의 내부지름이 3mm~15mm 이며, 상기 내부지름이 일정한 깊이가 10mm ~ 100mm이하인 것을 특징으로 하는 수막설비시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 시스템은

    상기 분사 노즐에서 분사되는 물을 지면에서 수직방향 또는 건물방향 중 어느 한 방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 수막설비 시스템.

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