KR101306151B1

KR101306151B1 - 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법

Info

Publication number: KR101306151B1
Application number: KR1020110123212A
Authority: KR
Inventors: 신현준; 김정엽; 안찬솔; 김아람
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-09-10
Also published as: KR20130057353A

Abstract

평상시 배기 운전되면서 화재시에는 화장실의 가압을 위한 급기운전으로 전환함으로써, 연기의 유입을 방지하고 화염에 대한 방호기능을 확보할 수 있고, 고층건물에서 화재 발생시 재실자가 짧은 동선 범위 내에서 대피공간으로 피난할 수 있도록 화장실로 사용되는 구획을 긴급 대피공간으로 활용할 수 있는, 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법이 제공된다.

Description

고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법 {RESTROOM SYSTEM OF HIGH-RISE BUILDING AS FIRE-REFUGE COMPARTMENT, AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 고층건물의 화재 대피공간에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 화재 발생시 고층건물의 화장실을 대피공간으로 사용할 수 있는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법에 관한 것이다.

도시화에 따른 인구의 집중화로 각종 빌딩의 대형화, 고층화 및 복합화가 급격히 진행되고 있다. 이에 따라 상대적으로 화재안전에 취약한 건축물이 증가되고 있으므로, 인명안전 확보를 위한 효과적인 화재대책 수립의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

특히, 초고층 복합빌딩과 같이 고층빌딩은 재실자들이 외부와의 접근성에 제약을 받기 때문에 화재 발생시 일반 건축물보다 피난 동선이 길어 피난시간이 지연되고, 각종 구난장비 활용의 제약 등으로 인해 인명피해의 위험성이 더 높다고 판단된다.

예를 들면, 최근 50층 이상의 초고층빌딩에 대해서는 30층마다 피난층을 설치하고, 30~49층의 준초고층 빌딩에 대해서도 중간층에 피난공간을 확보하도록 하는 등 빌딩의 층수에 따라 피난안전구역 설치를 의무화하고, 그 설치 대상을 확대하고 있으며, 향후에도 관련 규정을 계속 보완하거나 강화할 것으로 예상된다.

이러한 피난공간 확보에 관한 관련 규정의 강화에도 불구하고, 가장 이상적인 방법은 재실자들이 신속하게 접근할 수 있도록 이들과 가장 가까운 곳에 피난공간을 확보하는 것이다.

최근 「초고층 및 지하연계 복합건축물 재난관리에 관한 특별법」, 「건축법」등의 건축물의 방재와 관련된 국가법규에서는 고층 건축물에서의 피난안전구역 설치를 의무화하고 있으며, 그 설치 대상을 확대하고 있다. 그러나 「건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙」,「초고층 및 지하연계 복합건축물 재난관리에 관한 특별법 시행령」에서 제시하고 있는 피난안전구역의 구체적인 설치기준을 검토해 보면, 피난안전구역의 설치면적이나 불연마감재 사용, 예비조명, 통신시설 등의 설치기준은 제시되고 있으나 화재발생시 피난안전구역에 대한 효과적인 연기 및 화염의 방호기준이 제시되지 않고 있어 이의 보완이 요구되고 있다.

현행 규정에 정해진 대피공간은 건장한 성인들이 화재초기에 정상적인 상황에서 대피할 수 있는 상황을 가정하여 마련한 것으로 볼 수 있다. 따라서 제때에 미처 대피하지 못하였거나, 거동이 불편한 노약자나 신체장애자들을 위해서는 별도의 대책이 마련되어야 한다. 이러한 관점에서 건물의 층마다 별도의 화재 대피공간을 마련하는 방안이 요구된다.

그러나 각층마다 대피공간을 마련하는 것은 건축주의 입장에서 보면 빌딩의 가용면적을 축소하는 결과가 되므로 또 하나의 규제가 된다. 이러한 관점에서 화장실은 대피공간으로서 좋은 대안이 될 수 있다.

또한, 단독주택, 아파트, 고층아파트 등의 주거용 빌딩이나, 병원, 호텔, 사무실 등의 상업용 빌딩과 같은 사람이 거주하는 각종 빌딩에 설치한 화장실은 평상시 악취 등의 배출을 위하여 송풍기와 풍도로 구성된 배기시스템이 설치되어 있고 용수의 공급이 이루어지고 있으므로, 이러한 화장실에 화염과 연기에 대한 방호기능을 추가함으로써 화재발생시 대피공간으로 미처 대피하지 못한 일부 재실자들이 긴급 대피할 수 있는 대피공간에 준하는 용도로 활용될 수 있다.

한편, 관련기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-578046호에는 "화재발생시 화장실 임시 대피장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 1b는 각각 종래의 기술에 따른 화재발생시 화장실 임시 대피장치의 사용 상태를 나타내는 평면도 및 그 확대 평면도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 화재발생시 화장실 임시 대피장치는, 화장실의 내부 벽면에 주입 측벽판넬(11), 중간 측벽판넬(12), 배출 측벽판넬(13) 및 도어 측벽판넬(14)이 고정 설치된다.

주입 측벽판넬(11)은 화장실 내부 벽면의 일정 장소에 고정 설치되며, 하단 일측과 타측에 각각 주입구와 이송관이 구비된다.

중간 측벽판넬(12)은 다수개 구비되며, 양측 하단에 각각 이송관이 구비된다.

배출 측벽판넬(13)은 일측 하단에는 이송관이 연결되는 동시에 타측에는 배출구가 구비되고, 이 배출구는 내부에 구비된 배출파이프와 연결되어 구성된다.

도어 측벽판넬(14)은 내부 일측에만 구비된 도어가 슬라이딩 동작하여 출입문 입구를 개폐시킨다. 이때, 각 이송관의 사이에는 연결관이 연결되며, 각 판넬(11, 12, 13, 14)은 화장실의 내부 크기에 맞게 제작 설치된다.

종래의 기술에 따른 화재발생시 화장실 임시 대피장치에 따르면, 아파트나 빌딩과 같은 고층건물에 화재가 발생할시 화장실 내부에 설치된 대피장소로 신속하게 피신하게 되면 화염이나 유독가스로부터 쉽게 대피하여 인명피해를 막을 수 있다.

한편, 다른 관련기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1010444호에는 "임시 화재 대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래의 기술에 따른 임시 화재대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조를 나타내는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 임시 화재대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조는, 물을 이송시키는 급수관로(52)가 매설된 건물내 콘크리트 벽체에 의해 내부공간을 가지며, 일측에 회동 또는 미닫이 형태로 개폐되는 출입문을 가지는 공지의 화장실 구조로서, 개폐도어부(20), 임시 공기정화부(30), 물 분사부(40) 및 스위치부를 포함한다.

개폐도어부(20)는 출입문(21)과 상기 출입문(21)의 내측면과 간격에 의해 공간부를 가지며 회동 또는 미닫이 형태로 개폐되는 방열문(22)으로 구성되어 이중문 구조를 갖는다.

임시 공기정화부(30)는 내부공간의 상부측 천정 벽체 슬라브(51)와 천정 패널(53)의 사이의 공간에 설치되고, 내부공간의 공기를 흡입하여 정화시키고 재차 내부공간 내로 배기시킨다.

물 분사부(40)는 개폐도어부(20)의 공간부 일측에 돌출된 분사노즐(41), 급수관로(52)에서 분기되어 분사노즐(41)과 연결되는 분기관로(42)로 구성됨으로써, 내부공간에 물을 분사한다.

또한, 스위치부가 건물내 화재 발생시 거주자가 화염과 유독가스를 피해 임시적으로 피난할 수 있도록 물 분사부(40)와 임시 공기정화부(30)의 작동을 제어한다.

종래의 기술에 따른 임시 화재대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조에 따르면, 건물내 화재 발생시 거주자들이 임시적으로 피난할 수 있어 2차적인 인명피해를 예방하고 구조에 필요한 시간을 벌 수 있도록 구성된 임시 화재 대피 기능을 갖는다. 또한, 건물내의 화재 발생시 소방차량의 접근이 용이하고 피난시간을 벌 수 있도록 추락 등의 2차 재해 없이 안전하게 대피할 수 있도록 안전한 방화구역으로 이용할 수 있다.

그러나 종래의 기술에 따른 임시 화재대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조의 경우, 내부공간의 공기를 흡입하여 정화시키고 재차 내부공간 내로 배기시키는 별도의 임시 공기정화부(30)가 필요하다.

한편, 또 다른 관련기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-651013호에는 "고층건물의 방화벽 소방층 구조"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 종래의 기술에 따른 고층건물의 방화벽 소방층의 평면도이다.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 고층건물의 방화벽 소방층 구조는, 수개의 연속된 층으로 이루어져 주민이 거주하는 거주층; 및 화재시 주민이 대피할 수 있도록 주민이 거주하지 않고 비어있으며, 일측 또는 전후 양측에 불연성의 강화유리가 부설되고, 외부의 공기를 실내로 유입시키고 실내의 공기를 외부로 배출하는 공기공급장치와 전원을 공급하는 자가발전기가 설치되는 방화벽 소방층을 포함한다.

이때, 방화벽 소방층은 화재시 발생한 유독가스에 의한 피해를 방지하기 위해 외부의 공기를 흡입하여 내부에 공급하고 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기공급장치를 설치하게 된다. 이러한 공기공급장치는 방화벽 소방층의 일측에 공기를 흡입할 수 있는 펌프(61)를 설치하고 방화벽 소방층의 벽면에 공기가 유입되는 유입구(62)와 공기를 배출하는 배출구(63)를 형성하여 공기가 순환되도록 구성한다.

또한, 방화벽 소방층에는 자가 발전기(71), 산소통(72), CCTV 카메라(73) 및 방독면(74) 및 인터폰(75)이 구비된다.

종래의 기술에 따른 고층건물의 방화벽 소방층 구조에 따르면, 화재시 불길이 번지는 것을 억제하여 피해를 최소화할 수 있고, 주민이 인접한 방화벽 소방층으로 대피할 수 있으므로 대피가 신속하게 이루어지며, 화재시 발생하는 유독가스의 피해를 받지 않아 구조시까지 안전하게 대기할 수 있게 된다.

그러나 종래의 기술에 따른 고층건물의 방화벽 소방층 구조의 경우, 방화벽 소방층의 일측에 공기를 흡입할 수 있는 펌프(61)를 설치하고 방화벽 소방층의 벽면에 공기가 유입되는 유입구(62)와 공기를 배출하는 배출구(63)를 형성하여 공기가 순환되도록 구성된 별도의 공기공급장치가 필요하다는 문제점이 있다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-1010444호(출원일: 2008년 11월 21일), 발명의 명칭: "임시 화재 대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-578046호(출원일: 2004년 4월 22일), 발명의 명칭: "화재발생시 화장실 임시 대피장치" 3) 대한민국 공개특허번호 제2000-28323호(출원일: 2000년 5월 25일), 발명의 명칭: "화장실 임시 대피소 장치" 4) 대한민국 등록특허번호 제10-651013호(출원일:2006년 9월 1일), 발명의 명칭: "고층건물의 방화벽 소방층 구조" 5) 대한민국 등록특허번호 제10-1010444호(출원일: 2006년 9월 27일), 발명의 명칭: "화재대피실이 구비된 건물의 피난장치"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 평상시 배기 운전되면서 화재시에는 화장실의 가압을 위한 급기운전으로 전환함으로써, 연기의 유입을 방지하고 화염에 대한 방호기능을 확보할 수 있는, 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 고층건물에서 화재 발생시 재실자가 짧은 동선 범위 내에서 대피공간으로 피난할 수 있도록 화장실로 사용되는 구획을 긴급 대피공간으로 활용할 수 있는, 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템 및 그 작동 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템은, 고층건물의 수직 방향으로 형성된 수직 풍도 및 상기 수직 풍도로부터 각 층으로 분기되는 수평 풍도를 통해 공기를 배기시키는 화장실 시스템에 있어서, 화재발생신호가 감지되면 화장실의 출입문을 대피자가 출입할 때를 제외하고는 항시 닫힌 상태를 유지시키는 출입문 개폐기; 고층건물의 기계실에 설치되어 화장실로부터 공기를 배기시키며, 화재 발생시 화장실에 공기를 급기하도록 역회전 모드로 전환되는 축류식 송풍기; 화장실 상부에 형성되어 상기 축류식 송풍기로부터 급기되는 공기를 화장실에 공급하는 급기 및 배기 덕트; 상기 화장실과 옥내간의 압력차를 측정하는 차압 센서; 상기 수직 풍도에서 각 층의 수평 풍도로 분기하는 지점에 설치되고, 화재 발생시 상기 차압 센서에서 측정된 값에 대응하여 상기 축류식 송풍기로부터 급기되는 공기를 상기 급기 및 배기덕트에 공급될 수 있도록 개폐되는 자동댐퍼; 및 상기 출입문 개폐기의 동작을 제어하고, 상기 축류식 송풍기의 급기 전환을 제어하며, 상기 자동댐퍼 날개의 개도를 제어하는 급기 및 배기 제어부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 자동댐퍼는, 평상시에는 각 층의 화장실에서 수평 풍도와 수직 풍도를 통해 외부로 배기가 이루어지도록 개방 운전되며, 상기 화재발생신호가 감지되면 화재가 발생한 층 이외의 층에 설치된 자동댐퍼는 닫히고, 화재가 발생한 층에 설치된 자동댐퍼만 열려서 상기 역회전하는 축류식 송풍기에 의해 외부에서 급기된 공기가 화재가 발생한 층의 화장실로만 공급되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 급기 및 배기 제어부는 화재가 발생한 층에 설치된 차압 센서에서 실시간으로 측정되고 있는 압력차 데이터에 대응하여 화재가 발생한 층에 설치된 상기 자동댐퍼의 날개의 개도를 조절함으로써, 화장실과 옥내간 압력차가 대피자의 화장실 진입을 방해하지 않는 적정 설계차압을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템은, 평상시에는 화장실의 평상시 배기 설계 풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 풍량을 확보하다가 상기 화재발생신호가 감지되면, 상기 축류식 송풍기의 풍량이 급기 설계풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 극수를 변환시키는 극수변환 모터를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템은, 상기 화장실 출입문의 전방 천장에 설치되어, 상기 화재발생신호가 감지되면 상기 화장실 출입문의 전방에 상단에서 하단으로 수막을 형성하는 출입문 수막 발생기를 추가로 포함할 수 있고, 상기 출입문 수막 발생기는 수분무 설비 또는 스프링클러일 수 있다.

본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템은, 화장실 벽면 상부에 형성되어, 상기 화장실의 벽을 화염으로부터 격리시키는 벽면보호용 수분무 설비를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법은, 평상 시 건물내에 구축된 배기 시스템에 의해 배기 운전을 통해 화장실 공기를 배기시키는 화장실 시스템의 화재 발생시 작동 방법에 있어서, a) 화재가 발생할 경우, 급기 및 배기 제어부가 화재발생신호를 감지하여 화장실 구획이 화재가 발생된 옥내와 분리되도록 해당 층의 화장실 출입문을 자동 폐쇄시키는 단계; b) 차압 센서를 사용하여 화장실과 옥내간의 압력차를 측정하는 단계; c) 상기 차압 센서에서 측정된 압력차에 따라 화재가 발생한 층의 자동댐퍼만 구동하고, 화재가 발생하지 않은 다른 층의 자동댐퍼는 모두 오프시키는 단계; d) 상기 급기 및 배기 제어부가 배기 운전을 급기 운전으로 전환시키면, 이에 대응하여 축류식 송풍기가 화재가 발생한 층의 화장실로 급기하는 단계; 및 e) 화재로 인한 연기가 화장실 내에 공급되지 않도록 상기 급기된 공기에 의해 화장실 내부를 가압하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법은, f) 화장실 출입문 천장에 설치된 출입문 수막 발생기 및 벽면 천장에 설치된 벽면보호용 수분무 설비를 사용하여 화장실 구획을 방호하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 평상시 배기 운전되면서 화재시에는 화장실의 가압을 위한 급기운전으로 전환함으로써, 연기의 유입을 방지하고 화염에 대한 방호기능을 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 고층건물에서 화재 발생시 재실자가 짧은 동선 범위 내에서 대피공간으로 피난할 수 있도록 화장실로 사용되는 구획을 긴급 대피공간으로 활용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 자력으로 계단을 이용하여 지상 옥외로 피난할 수 없는 부상자, 노약자 및 장애인에게 화재에 대한 대피처를 제공할 수 있으며, 또한, 화재가 발생한 층에서 피난계단과 같은 수직피난통로에 도달하지 못한 일반 재실자에게는 비상용 대피처로 유용하게 활용될 수 있다.

도 1 및 도 1b는 각각 종래의 기술에 따른 화재발생시 화장실 임시 대피장치의 사용 상태를 나타내는 평면도 및 그 확대 평면도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 임시 화재대피 기능을 갖는 건물내 화장실 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 고층건물의 방화벽 소방층의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 블록구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템에서 배기 운전모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템에서 급기 운전모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법의 동작흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평상시 화장실 배기 운전모드의 고층건물을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화재시 화장실을 긴급 대피공간으로 사용하는 급기 운전모드의 고층건물을 예시하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 블록구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템에서 배기 운전모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템에서 급기 운전모드를 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템은, 고층건물의 수직 방향으로 형성된 수직 풍도(250) 및 상기 수직 풍도(250)로부터 각 층으로 분기되는 수평 풍도(260)를 통해 공기를 배기시키는 화장실 시스템으로서, 급기 및 배기 제어부(110), 급기 및 배기 덕트(120), 축류식 송풍기(130), 극수변환 모터(140), 출입문 수막 발생기(150), 벽면보호용 수분무 설비(160), 차압 센서(170), 자동댐퍼(180) 및 출입문 개폐기(190)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 상기 수직 풍도(250)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 건물의 수직 방향을 따라 공동구(230)에 설치되며, 상기 수평 풍도(260)는 수직 풍도(250)로부터 각 층으로 분기된다.

급기 및 배기 제어부(110)는 화재발생신호가 감지되면 상기 출입문 개폐기(190)의 동작을 제어하고, 상기 축류식 송풍기(130)의 급기 전환을 제어하며, 상기 자동댐퍼(1800) 날개의 개도를 제어한다. 이때, 상기 급기 및 배기 제어부(110)는, 화재발생신호가 감지되면 평상시 가동하는 화장실(210)의 배기 운전을 급기 운전으로 전환하고, 전환된 급기 운전을 통해 외부의 공기를 화장실(210)로 공급하여 가압이 되게 함으로써 화재에 의해 발생한 연기가 화장실(210)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 급기 및 배기 제어부(110)는, 화재가 발생한 층에 설치된 차압 센서(170)에서 실시간으로 측정되고 있는 압력차 데이터에 대응하여 화재가 발생한 층에 설치된 상기 자동댐퍼(180)의 날개의 개도를 조절함으로써, 화장실(210)과 옥내(220)간 압력차가 대피자의 화장실(210) 진입을 방해하지 않는 적정 설계차압이 유지될 수 있다.

급기 및 배기 덕트(120)는 송풍구로서, 각 층의 화장실(210) 상에 형성되어 상기 축류식 송풍기(130)로부터 급기되는 공기를 화장실(210)에 공급한다.

축류식 송풍기(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 고층건물의 기계실(240)에 설치되어 화장실(210)로부터 공기를 배기시키며, 화재 발생시 화장실(210)에 공기를 급기하도록 역회전 모드로 전환된다.

극수변환 모터(140)는 평상시에는 화장실(210)의 평상시 배기 설계 풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기(130)의 풍량을 확보하다가 상기 화재발생신호가 감지되면, 상기 축류식 송풍기(130)의 풍량이 급기 설계풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기(130)의 극수를 변환시킨다. 즉, 이에 따라 극수변환 모터(140)는 상기 축류식 송풍기(130) 평상시의 배기풍량과 화재시의 급기풍량을 모두 만족시킬 수 있도록 상기 축류식 송풍기(130)의 극수를 변환시킨다.

출입문 수막 발생기(150)는 상기 화장실(210)의 출입문(211)의 전방 천장에 설치되어, 상기 화재발생신호가 감지되면 상기 화장실(210)의 출입문(211)의 전방에 상단에서 하단으로 수막을 형성함으로써, 화재에 의한 화염으로부터 화장실 구획을 방호하게 되는데, 이때, 상기 출입문 수막 발생기(150)는, 예를 들면, 수분무 설비 또는 스프링클러일 수 있다.

벽면보호용 수분무 설비(160)는 화장실 벽면(212) 상부에 형성되어, 상기 화장실(210)의 벽면(212)을 화염으로부터 격리시킨다.

차압 센서(170)는 상기 화장실(210)과 옥내(220)간의 압력차를 측정한다.

자동댐퍼(180)는 상기 수직 풍도(250)에서 각 층의 수평 풍도(260)로 분기하는 지점에 설치되고, 화재 발생시 상기 차압 센서(170)에서 측정된 값에 대응하여 상기 축류식 송풍기(130)로부터 급기되는 공기를 상기 급기 및 배기덕트(120) 에 공급될 수 있도록 개폐된다. 이때, 상기 자동댐퍼(180)는, 평상시에는 각 층의 화장실(210)에서 수평 풍도(250)와 수직 풍도(260)를 통해 외부로 배기가 이루어지도록 개방 운전되며, 상기 화재발생신호가 감지되면 화재가 발생한 층 이외의 층에 설치된 자동댐퍼(180)는 닫히고, 화재가 발생한 층에 설치된 자동댐퍼(180)만 열려서 상기 역회전하는 축류식 송풍기(130)에 의해 외부에서 급기된 공기가 화재가 발생한 층의 화장실(210)로만 공급될 수 있다.

출입문 개폐기(190)는 화재발생신호가 감지되면 화장실(210)의 출입문을 대피자가 출입할 때를 제외하고는 항시 닫힌 상태를 유지시키는 역할을 하며, 이에 따라 화장실(210) 구획이 옥내(220)와 분리된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고층건물에서 화재 발생시 재실자가 짧은 동선 범위 내에서 대피공간으로 피난할 수 있도록 화장실로 사용되는 구획을 긴급 대피공간으로 활용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 평상시 배기 운전되면서 화재시에는 화장실의 가압을 위한 급기운전으로 전환함으로써, 연기의 유입을 방지하고 화염에 대한 방호기능을 확보할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 자력으로 계단을 이용하여 지상 옥외로 피난할 수 없는 부상자, 노약자 및 장애인에게 화재에 대한 대피처를 제공할 수 있으며, 또한, 화재가 발생한 층에서 피난계단과 같은 수직피난통로에 도달하지 못한 일반 재실자에게는 비상용 대피처로 유용하게 활용될 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법의 동작흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법은, 먼저, 평상 시 건물내에 구축된 배기 시스템에 의해 배기 운전을 통해 화장실을 배기시킨다(S110). 이때, 배기 시스템은 급기 및 배기를 상호 전환시킬 수 있는 시스템으로, 화재가 발생하지 않은 평상시에는 배기 운전을 통해 화장실 내의 공기를 건물 외부로 배기하게 된다.

다음으로, 화재가 발생하면(S120), 급기 및 배기 제어부는 화재발생신호를 감지하게 되고, 화장실 구획이 화재가 발생된 옥내와 분리되도록 해당 층의 화장실 출입문을 자동 폐쇄(Off)시킨다(S130).

다음으로, 차압 센서를 사용하여 화장실과 옥내간의 압력차를 측정하고(S140), 이후, 화재가 발생한 층의 자동댐퍼만 구동하고, 화재가 발생하지 않은 다른 층의 자동댐퍼는 모두 오프시킨다(S150).

다음으로, 배기 시스템에 의해 구동되는 배기 운전을 급기 운전으로 전환시킨다(S160).

다음으로, 화재로 인한 연기가 화장실 내에 공급되지 않도록 급기된 공기에 의해 화장실을 가압한다(S170).

다음으로, 화장실 출입문 천장에 설치된 출입문 수막 발생기(수분문 설비 또는 스프링클러) 및 벽면 천장에 설치된 벽면보호용 수분무 설비를 사용하여 화장실 구획을 방호한다(S180). 즉, 벽면보호용 수분무 설비는 화장실의 벽을 화염으로부터 격리시키는 역할을 한다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평상시 화장실 배기 운전모드의 고층건물을 예시하는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 화재시 화장실을 긴급 대피공간으로 사용하는 급기 운전모드의 고층건물을 예시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 평상시 화장실 배기 운전모드의 고층건물은, 도 8에 도시된 바와 같이, 화장실(210)의 공기는 축류식 송풍기(130)에 의해 급기 및 배기 덕트(120), 수평 풍도(260) 및 수직 풍도(250)를 통해 외부로 배기된다. 이때, 평상시에는 상기 축류식 송풍기(130)는 정상 회전 모드로 동작하고, 상기 자동댐퍼(180)는 각 층의 화장실(210)에서 수평 풍도(250)와 수직 풍도(260)를 통해 외부로 배기가 이루어지도록 개방 운전된다.

본 발명의 실시예에 따른 화재시 화장실을 긴급 대피공간으로 사용하는 급기 운전모드의 고층건물은, 도 9에 도시된 바와 같이, 화재발생신호가 감지되면 출입문 개폐기에 의해 출입문이 자동 폐쇄되고, 화재가 발생한 층 이외의 층에 설치된 자동댐퍼(180)는 닫히고, 화재가 발생한 층에 설치된 자동댐퍼(180)만 열려서 상기 역회전하는 축류식 송풍기(130)에 의해 외부에서 급기된 공기가 화재가 발생한 층의 화장실(210)로만 공급될 수 있다. 또한, 화재가 발생한 층에 설치된 차압 센서(170)에서 실시간으로 측정되고 있는 압력차 데이터에 대응하여 화재가 발생한 층에 설치된 상기 자동댐퍼(180)의 날개의 개도를 조절함으로써, 화장실(210)과 옥내(220)간 압력차가 대피자의 화장실(210) 진입을 방해하지 않는 적정 설계차압을 유지시키게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 급기 및 배기 제어부
120: 급기 및 배기 덕트
130: 축류식 송풍기
140: 극수변환 모터
150: 출입문 수막 발생기
160: 벽면보호용 수분무 설비
170: 차압 센서
180: 자동댐퍼
190: 출입문 개폐기
210: 화장실
220: 옥내
230: 공동구
240: 기계실
250: 수직 풍도
260: 수평 풍도

Claims

고층건물의 수직 방향으로 형성된 수직 풍도 및 상기 수직 풍도로부터 각 층으로 분기되는 수평 풍도를 통해 공기를 배기시키는 화장실 시스템에 있어서,
화재발생신호가 감지되면 화장실의 출입문을 대피자가 출입할 때를 제외하고는 항시 닫힌 상태를 유지시키는 출입문 개폐기;
고층건물의 기계실에 설치되어 화장실로부터 공기를 배기시키며, 화재 발생시 화장실에 공기를 급기하도록 역회전 모드로 전환되는 축류식 송풍기;
화장실 상부에 형성되어 상기 축류식 송풍기로부터 급기되는 공기를 화장실에 공급하는 급기 및 배기 덕트;
상기 화장실과 옥내간의 압력차를 측정하는 차압 센서;
상기 수직 풍도에서 각 층의 수평 풍도로 분기하는 지점에 설치되고, 화재 발생시 상기 차압 센서에서 측정된 값에 대응하여 상기 축류식 송풍기로부터 급기되는 공기를 상기 급기 및 배기덕트에 공급될 수 있도록 개폐되는 자동댐퍼; 및
상기 출입문 개폐기의 동작을 제어하고, 상기 축류식 송풍기의 급기 전환을 제어하며, 상기 자동댐퍼 날개의 개도를 제어하는 급기 및 배기 제어부
를 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제1항에 있어서,
상기 자동댐퍼는, 평상시에는 각 층의 화장실에서 수평 풍도와 수직 풍도를 통해 외부로 배기가 이루어지도록 개방 운전되며, 상기 화재발생신호가 감지되면 화재가 발생한 층 이외의 층에 설치된 자동댐퍼는 닫히고, 화재가 발생한 층에 설치된 자동댐퍼만 열려서 상기 역회전하는 축류식 송풍기에 의해 외부에서 급기된 공기가 화재가 발생한 층의 화장실로만 공급되는 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제2항에 있어서,
상기 급기 및 배기 제어부는 화재가 발생한 층에 설치된 차압 센서에서 실시간으로 측정되고 있는 압력차 데이터에 대응하여 화재가 발생한 층에 설치된 상기 자동댐퍼의 날개의 개도를 조절함으로써, 화장실과 옥내간 압력차가 대피자의 화장실 진입을 방해하지 않는 적정 설계차압을 유지시키는 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제1항에 있어서,
평상시에는 화장실의 평상시 배기 설계 풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 풍량을 확보하다가 상기 화재발생신호가 감지되면, 상기 축류식 송풍기의 풍량이 급기 설계풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 극수를 변환시키는 극수변환 모터를 추가로 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제1항에 있어서,
상기 화장실 출입문의 전방 천장에 설치되어, 상기 화재발생신호가 감지되면 상기 화장실 출입문의 전방에 상단에서 하단으로 수막을 형성하는 출입문 수막 발생기를 추가로 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제5항에 있어서,
상기 출입문 수막 발생기는 수분무 설비 또는 스프링쿨러인 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
제1항에 있어서,
화장실 벽면 상부에 형성되어, 상기 화장실의 벽을 화염으로부터 격리시키는 벽면보호용 수분무 설비를 추가로 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템.
평상 시 건물내에 구축된 배기 시스템에 의해 배기 운전을 통해 화장실 공기를 배기시키는 화장실 시스템의 화재 발생시 작동 방법에 있어서,
a) 화재가 발생할 경우, 급기 및 배기 제어부가 화재발생신호를 감지하여 화장실 구획이 화재가 발생된 옥내와 분리되도록 해당 층의 화장실 출입문을 자동 폐쇄시키는 단계;
b) 차압 센서를 사용하여 화장실과 옥내간의 압력차를 측정하는 단계;
c) 상기 차압 센서에서 측정된 압력차에 따라 화재가 발생한 층의 자동댐퍼만 구동하고, 화재가 발생하지 않은 다른 층의 자동댐퍼는 모두 오프시키는 단계;
d) 상기 급기 및 배기 제어부가 배기 운전을 급기 운전으로 전환시키면, 이에 대응하여 축류식 송풍기가 화재가 발생한 층의 화장실로 급기하는 단계; 및
e) 화재로 인한 연기가 화장실 내에 공급되지 않도록 상기 급기된 공기에 의해 화장실 내부를 가압하는 단계
를 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법.
제8항에 있어서,
f) 화장실 출입문 천장에 설치된 출입문 수막 발생기 및 벽면 천장에 설치된 벽면보호용 수분무 설비를 사용하여 화장실 구획을 방호하는 단계를 추가로 포함하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 c) 단계의 자동댐퍼는 평상시에는 각 층의 화장실에서 수평 풍도와 수직 풍도를 통해 외부로 배기가 이루어지도록 개방 운전되며, 상기 화재발생신호가 감지되면 화재가 발생한 층 이외의 층에 설치된 자동댐퍼는 닫히고, 화재가 발생한 층에 설치된 자동댐퍼만 열려서 상기 축류식 송풍기의 역회전에 의해 외부에서 급기된 공기가 화재가 발생한 층의 화장실로만 공급되는 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법.
제10항에 있어서,
상기 c) 단계는 화재가 발생한 층에 설치된 차압 센서에서 실시간으로 측정되고 있는 압력차 데이터에 대응하여 화재가 발생한 층에 설치된 상기 자동댐퍼의 날개의 개도를 조절함으로써, 화장실과 옥내간 압력차가 대피자의 화장실 진입을 방해하지 않는 적정 설계차압을 유지시키는 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 d) 단계에서, 평상시에는 화장실의 평상시 배기 설계 풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 풍량을 확보하다가 상기 화재발생신호가 감지되면, 상기 축류식 송풍기의 풍량이 급기 설계풍량에 적합하도록 상기 축류식 송풍기의 극수를 변환시키는 것을 특징으로 하는 고층건물의 화재 대피공간용 화장실 시스템의 작동 방법.