KR101552803B1 - 고층 건물의 신속 탈출구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고층 건물을 위한 신속 탈출구를 개시한다. 신속 탈출구가 대피 방법에 적용된다. Ashwan 대피 규칙 공식 A=B+M에 따른 정확한 계산에 의해서 각 층의 환승 지점이 설정된다. 위 공식에서 A는 사람이 하강하는 층이고 B는 사람이 도달하는 층이며, M은 건물 내의 활송로에 대한 그룹의 수이다. 그룹은 M1, M2, ..., Mn으로 명명한다. 사람들은 한 탈출구에서 나오면 즉시 다른 탈출구로 들어갈 수 있다. 따라서 본 신속 탈출구, 즉, 제5형식 Ashwan 탈출구에 의해서, 건물의 측면에 활송로를 설치하기 위해 사용되는 면적을 줄일 수 있고 고층 건물에서 하강하는 중의 축적되는 현기증 및 균형상실의 위험을 감소시킬 수 있다.

Description

고층 건물의 신속 탈출구 {RAPID ESCAPE EXIT FOR HIGH BUILDING}

본 발명은 안전 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고층 건물의 신속 탈출구에 관한 것이다. 이 신속 탈출구는, 다수의 사람들이 안전 출구에 도달하기 위하여 다른 사람의 도움을 필요로 하며 안전 출구를 통과하는 데 다른 사람의 배려를 필요로 하는(그렇지 않으면 기존의 비상 출구를 통과하는 데 어려움을 겪을 수 있는), 많은 사람들이 모이는 곳에서의 본 대피 방법에 특히 적용가능하다.

병원, 학교, 호텔, 공항 등, 사람들을 많이 수용하는 다층 건물에는 안전 출구를 설치해야 한다. 장애인이 다층 건물의 1층에서 먼 위치에 살고 있을 수 있다. 예를 들어, 장애인은 어떤 장소에서는 휠체어를 사용할 수 있다. 장애인이라는 사실 때문에, 그들이 안전 출구를 통과하는 것은 어려우며, 또한 출구에 도달하는 것도 쉽지 않다. 학교, 특히, 보육원, 초등학교, 및 중등학교에서는 학생들이 이러한 심각성을 인지하기에는 너무 어리다. 또한 교사 대비 학생수가 너무 많아서 각 교사가 매번 2 명 이상의 학생들을 대피시키는 것은 어렵다. 병원에서는 거동 또는 균형 유지를 할 수 없는, 상태가 안좋은 환자들이 있으며, 환자의 수가 의료진의 수보다 훨씬 많다. 또한 의료진의 대부분은 여성이기 때문에 특정 상황에서는 의료진의 능력이 제한될 수 있다. 결론적으로, 기존 건물에 있는 출구들은 군중을 신속하게 대피시키는 측면에서는 만족하기 어렵다. 이에, 이러한 재난을 피하기 위한 다른 해결 수단을 찾을 필요가 있다. 종래의 기술에서, 사람들은 계단(방화문)을 이용해 탈출한다. 따라서 계단에서 사람들 무리가 매우 빠르게 모이게 된다. 이러한 상황은, 대량 사상 및 정신적인 스트레스로 이어질 수 있으며, 사람들은 창문에서 뛰어 내릴 수도 있게 되는데, 이는 사망 또는 적어도 장애를 일으킨다. 본 발명자에 의한 제1세대 기술적 해결 수단(신속 탈출구)에 의해서 신속하고 막힘없는 대피를 만족스럽게 실현할 수 있기 때문에, 상기 문제점은 기본적으로 해결되었다. 이 제1세대 기술적 해결 수단(신속 탈출구)에서, 사람들은 그 연령에 관계없이 출구를 통과할 수 있다. 이 발명은, 킹압둘아지즈 과학기술도시(KACST)로부터 2007년 12월 11일에 제559호 산업모델 인증을 받았다. 또한 이 발명은 걸프협력회의(gulf cooperation council) 특허청에 등록되었다(특허번호 OP/B/2005/5211). 이 발명은 일반적으로 10층 이하의 건물에 적용될 수 있다. 그러나, 이 제1세대 기술 해결 수단(신속 탈출구)을 10층보다 고층의 건물 및 200 층 이상의 마천루에 적용할 경우에, 건물 내부에 활송로(slideway)를 설치하고 이를 상이한 그룹으로 분할하되 각 그룹에 3개의 활송로가 포함되도록 한다고 가정하면, 이 경우의 건물은 200m 이상의 외면 둘레를 가져야 하고, 건물 주변에 600m²의 면적이 확보되어야 한다. 일반적으로, 활송로가 적으면 활강 탈출이 더 양호해진다. 따라서, 설계자는, 대형 건물에서의 본 대피 방법(evacuation process)을 단순화하는 것이 시급하며 제2세대의 신속 탈출구를 적용해야 할 필요가 있음을 알게 되었다. 단, 이러한 건물에서는 다른 방식으로 적용할 필요가 있다. 즉, 공식 A=B+M (A는 대피자가 대피를 시작하는 층, B는 대피자가 도착하는 층, M은 건물 내의 활송로의 그룹 번호(제1, 제2, ...로 번호를 붙임))에 따라 정확하게 계산하여서 환승 지점을 각 층에 설정한다. 이하, 발명의 상세한 설명 항목에서, 본 발명의 적용에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 목적은 종래 기술에서는 고층 건물에 신속 탈출구를 적용할 수 없음에 의해 초래되는 고층 건물에서의 대피 중에 발생하는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 이는 종래 기술의 단점을 극복하기 위한 기술적 해결 수단이 필요하다는 것을 의미한다.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명의 기술적 해결 수단은, 지상에 다수의 층으로 건설된 고층 건물의 내부 및 외부에, 또는 내부나 외부에, 하나의 층과 다른 층 사이에 그리고 하나의 층과 지상 간에 설치되는 다수의 고층 건물 신속 탈출구로써 구현된다. 이들 고층 건물 신속 탈출구는 다수의 그룹으로 분할되는데, 각 그룹에는 고층 건물의 상기 다수의 층 중 하나의 층에서부터 다른 층까지 지나가는 적어도 하나의 나선형 활송로(slideway)가 구비된다. 이 나선형 활송로의 일단은 탈출 시작 층의 탈출구에 제공되는 입구이며, 나선형 활송로의 타단은 탈출 도중의 중간 층의 탈출구에 제공되는 출구이다. 상기 다수 그룹의 신속 탈출구에 구비된 상기 나선형 활송로들은 고층 건물 내의 모든 사람들(대피자)이 릴레이식 대피 방식으로 탈출하도록 사용된다. 여기서 릴레이식 대피 방식이란 나선형 활송로의 상기 타단(출구)으로부터 대피자가 나와서 지상에 도달하기 전까지 다른 나선형 활송로의 상기 일단(입구)으로 들어가는 방식을 의미한다.

상기 나선형 활송로의 내부 표면은 대피자의 활강이 원활한 매끄러운 표면으로 제작되며, 상기 나선형 활송로의 단면은 원형 또는 타원형이다.

상기 나선형 활송로의 출구쪽 끝의 길이는 지면과 평행하다.

고층 건물의 외부에 배치된 상기 탈출구는 사다리대에 의해 지지되며, 이 사다리대에는 각 나선형 활송로의 출구와 입구에 위치하는 플랫폼 및 펜스가 구비된다.

각 나선형 활송로의 출구 및 입구에는 스위치 제어식 탈출문이 설치되며, 이 탈출문은 컨트롤러에 연결된다.

상기 컨트롤러는 유압 구동 장치에 의해 상기 탈출문을 구동하고, 상기 탈출문에는 또한 자기 제어식 잠금장치가 구비된다.

상기 나선형 활송로의 내부와 입구 및 출구와 입구에는 비상등과 경보장치가 추가로 설치된다.

상기 컨트롤러, 비상등, 경보장치는 축전지 또는 무정전 전원 공급 장치에 의해 구동된다.

본 발명은 제2세대 신속 탈출구, 이름하여, '제5형식의 Ashwan 출구'(Ashwan은 발명자 이름임)에 관한 것이다. 이 제5형식의 신속 탈출구에서는, 고층 건물에서의 대피를 통제하는 데 도움이 되는, 정확한 환승지점 계산 규칙을 적용한다. 이 규칙을 Ashwan 대피 규칙이라고 명명하며 B=A-M으로 정의한다. 이 식에서 A는 사람이 활송로를 통해 하강을 시작하려고 하는 층(즉, 탈출 시작 지점)을 나타내고, B는 사람이 상위 층으로부터 도착하게 되는 층(즉, 도착 지점)을 나타낸다. 본 대피 방법의 각 구간 동안에는, A>B의 규칙이 적용된다. 고층 건물에서는 이를 여러 번 반복할 수 있다. 제1 구간에서의 지점 A로부터 도달된 후에 도착 지점 B는 지점 A로부터 또한 계산될 수 있다. M은 활송로 그룹의 번호로서 M={m₁ + m₂ + m₃ ... + m_n}이며, 여기서 m₁은 제1 활송로 그룹, m₂는 제2 활송로 그룹, m₃은 제3 활송로 그룹, ... 을 나타낸다.

각 그룹에서, 활송로의 수는 긴 활송로의 직경과 관련되는데, 예를 들어 활송로의 수는 활송로의 직경에 반비례한다. 활송로의 수는 신호 층의 높이와 관련되는데, 예를 들어 활송로의 수는 층수에 반비례 한다. 제5형식 신속 탈출구, 즉 Ashwan 출구는 고층 건물에 있는 모든 사람들을 대피시키는 과제를 수행할 계획이다. 이는 연기 감지기가 연기를 감지함에 따라 자동으로 동작하고, 컨트롤러에 신호를 보낸다. 컨트롤러는 본 시스템의 모든 부분을 컨트롤 룸(통제실)에 연결시키는데, 여기서는, 내부 및 외부로부터 모인 사람들을 가이드하기 위한 점멸하는 적색등을 발광하도록 신호등을 제어하는 신호를 비상 탈출구로 전송하고, 전력 고갈의 경우에 응하여 백업 배터리를 제공하는 비상등으로 신호를 전송하고, 탈출문을 개방시키는 자기 록(자성 잠금) 장치로 신호를 전송한다. 록 장치가 해제되면, 문에는 유압 개방 시스템이 적용되어 개방된 상태로 유지되도록 한다.

이에, 사람들은 건물 내에서 직접 활송로로 이동하거나, 플랫폼을 이용하여 안전 화재 구역(이를 시작 지점 A라 함)으로 이동할 수 있다. 일부 층은 활송로에서 제외되어 시작 지점 A를 통과하지 않고, 도착 지점은 상대적으로 낮은 층 B에 있게 된다. 이때 사람들은 동일한 층에서 지점 A라는 새로운 시작 지점으로 이동하고, 이어서, 지점 B라는 또다른 지점으로 이동한다. 이 과정은 층의 수와 활송로 그룹에 따라 수 회 반복될 것이다. 본 발명의 설계에 따라서는, 활송로에는 사다리대가 없을 수도 있다. 그러나, 환승 절차 동안에, 활송로는 건물 내부에서 A에서부터 B로 진행한다. 외부형의 경우를 제외하고, 본 발명의 대피 출구는 콘크리트 또는 스테인리스스틸로 형성된 사다리대에 설치되고, 사다리대는 콘크리트 또는 스테인리스스틸로 형성된 견고한 펜스와 단단한 기초를 기반으로 구성된다. 사다리대의 붕괴를 방지하기 위해 외부의 상단에서부터 보강 조치가 되어야 한다. 본 대피 방법이 반드시 건물과 함께 구성될 필요는 없다. 사다리대에 의해, 사람들은 A 지점에서 B 지점으로 이동되고, 대피 출구는 화재 구역으로부터 분리될 것이다. 동시에, 외부형과 및 내부형 모두에서, 사다리대에는 안전성, 보호, 및 심미성을 위해 외부 방향으로 사다리대와 활송로를 둘러싸는 코팅을 행한다. 사다리대는 원형 또는 타원형의 하나 이상의 활송로에 연결되어 있다. 나선형 활송로의 바닥 부분에는 곡선 형상이 사용된다. 동시에, 활송로의 내부 표면은 매끈하고, 열과 환경에 대한 내성이 있는 스테인레스 재료로 형성한다. 내부 표면은 원형, 타원형, 나선형 등으로 구성할 수 있다. 활송로는, 이 활송로의 내부 표면을 형성하며 이 활송로를 통해 대피하는 사람의 체중에 따라 하방 만곡 각도가 결정되는 유형의 재질로 제작된다. 활송로는, 원형, 타원형, 또는 나선형의 용수철 형상으로 제작되며 층 높이에 따라 아래쪽으로 굴곡된다. 각 활송로의 출구는 하강 과정을 안전하게 조율하기 위하여 지면 위로 20~30cm 위치에서 출구가 지면과 평행하도록 굴곡된다. 하나 이상의 활송로를 하나의 사다리대에 배치할 수 있다. 본 발명의 한 특징은, 경보 장치의 케이스(외함)가 파괴되고 연기 감지기가 작동되는 경우에 수동으로도 작동될 수 있는 것이다. 이때, 컨트롤러 또는 컨트롤 룸으로 신호가 전송된다. 컨트롤러는 다양한 신호들(비상등으로의 신호, 경보장치로의 신호, 자기 록 장치로의 신호, 및 경보등으로의 신호)을 전송할 수 있다. 본 발명의 신속 탈출구, 즉, 제5형식의 Ashwan 출구의 한 특징은, 본 시스템에는 전력 고갈을 방지하기 위하여 동작되는 백업 배터리가 구비되는 점이다. 본 발명은 경보 시스템과 용이하고 간단하게 연결될 수 있는 특징을 갖는다. 본 발명의 신속 탈출구, 즉, 제5형식의 Ashwan 출구는 간단하고 신속하게 짧은 시간에 모든 사람을 아무런 인명 피해가 없이 대피시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 신속 탈출구는 고층 건물에서 간단하고 신속하게 짧은 시간에 모든 사람을 아무런 인명 피해가 없이 대피시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 건물의 측면에 활송로를 설치하기 위해 사용되는 면적을 줄일 수 있고 고층 건물에서 하강하는 중의 축적되는 현기증 및 균형상실의 위험을 감소시킬 수 있다. 그리고 부수적으로, 전력 고갈의 경우에 대비한 백업 배터리가 구비되며 기존의 경보 시스템과 용이하고 간단하게 연결될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 신속 탈출구에서의 각 탈출구를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 신속 탈출구의 대피 경로 중 하나를 나타내는 개략도이다.
도 3은 두 그룹을 포함하는, 본 발명에 따른 신속 탈출구를 나타내는 구성도이다.
도 4는 두 개 이상의 그룹을 포함하는, 본 발명에 따른 신속 탈출구를 나타내는 구성도이다.

본 발명의 구체적인 실시에 대해서 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 기술적인 해결방안을 더 명확하게 예시하고자 하는 것이지, 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1-4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 건물의 신속 탈출구(제5형식의 Ashwan 출구)에 관한 것이다. 본 발명의 신속 탈출구(제5형식의 Ashwan 출구)의 기본 개념을 이하에서 상세히 설명한다. 예를 들어, 도 1의 1번은 일부 부분 1을 나타내고, 도 2의 4는 일부 부분 4를 나타낸다. 몇 가지 다른 특징들, 예를 들어, 위에서 설명한 실행 특징, 사용 용이성의 특징, 건물의 미적 가치의 향상에 대해서 설명할 것이다. 이는, B=A-M으로 정의되는 본 출원인의 대피 규칙에 따른다. 제5형식의 실시 설계의 예로서, 도 2에 도시된 두 개의 그룹 m1 및 m2로 구성되는 신속 탈출구를 실시예로서 취할 것이다. 도 4를 제외한 각 도면에서는 각 그룹이 세 개의 활송로로 구성되어 있다. 도 4에서는, 네 개의 그룹으로 구성되고 각 그룹은 세 개의 활송로로 구성되도록 설계되어 있다. 출구를 구성하는 그룹 수와 활송로의 수는 사용시에 있을 요구에 따라 제어될 수 있다. 도 1은 40층 건물의 측면도이다. 본 발명의 신속 탈출구(제5형식의 Ashwan 출구)는, 수백층짜리 건물에 적용할 수도 있다. 도 1에서 8번에 있는 A는 모두, 본 대피 방법의 시작점 또는 대피 구간 중의 하나의 시작점이다. 이 시작점은 위험 상황이 발생한 층에서의 출구가 되며, 도 3-4에 나타낸 원형 또는 나선형의 소정 그룹에 의해서 나선형으로 활송로로써 활강된다. 각 활강 시작점에는 문이 있으며, 다른 문에서 끝난다. 전술한 바와 같이 출구는 자동 또는 수동으로 작동될 수 있다. 또한, 건물 밖에 사다리대를 설치하여서 환승 구간을 완성하는 것도 가능하다. 이러한 활송로는 본 대피 방법의 동작 경로(루트)를 결정하고 제공한다. 중첩된 균일 경로 및 정규 경로를 제1경로, 제2경로, 제3경로, ... 로 명명한다. 경로의 수는 그룹, 즉, M 내의 활송로의 수이다. 각 경로는 도 2에 도시된 경로들 간의 정규 구조이다. 도 1의 7번은 일부 부분 7을 나타내고, 도 1의 5번은 일부 부분 5를 나타낸다. 도 1의 5번은 규칙에 의해 삽입되는 환승 지점이다. 본 대피 방법은 많은 구간으로 수행될 수 있다. 본 대피 방법은 8번(일부 부분 8)의 A에서 시작하여, 36층에 있는 7번의 B에서 끝난다. 36층의 A 지점은 새로운 대피 구간의 시작점이 된다. 도 1의 7번은 일부 부분 7을 나타내는데, 이 부분에서 많은 층이 통과되었다. M = A-B = 36-30 = 6인데, 이것은 모든 그룹 내의 정규 경로의 개수 또는 활송로의 개수일 수 있다. 도착 지점은 B이다. 규칙에 의거하여, 도착 지점 B=A-M, 즉, 즉 B = 36-6 = 30임을 알 수 있다. 따라서, 도 1에서 도착 지점은 6이고 30층이며, 30 층에 있는 지점 A에서 새로운 구간이 시작된다. 규칙 B = 30-6 = 24로부터, 도 1에서 도착점은 5번 지점이며 24층임을 알 수 있다. 모든 경로의 각 구간의 마지막 지점은 B 지점이다. 예를 들어, 도 1의 포인트는 1층(=0)에 있는 마지막 지점이 된다. 따라서, 본 대피 방법에서, 제1 구간은 A부터 시작하여 B에서 끝나고, 이전 구간에서의 B에 해당되는 A서부터 다시 시작한다. 이러한 절차는 정해진 시스템에 의해 수행되며, 이동 절차가 체계화되고, 이 시스템은 기존의 소방 시스템의 컨트롤 패널(제어반)에 추가된다. 여기서, 본 대피 방법은, 위험한 층으로의 하강을 방지하기 위해서, 시작점 A를 온/오프함으로써 안전한 방식으로 수행된다. 이는 전자적으로 제어되고, 이는 연기 감지기에 연결되는 시스템을 위해 사용된다. 따라서 대피는 연기 및 위험을 감지한 후에, 또는 문을 개방시키게 되는 경보 시점에 치달았을 때에 수행된다. 동시에, 광 신호와 경보 장치가 동작을 시작한다. 사람들은 출구 지점 A를 통해 활송로로 들어가고, 이에, 본 대피 방법이 수행된다. 활송로는 B 지점에 있는 활송로의 출구 지점으로 원활하게 활강할 수 있는 매끈한 표면의 재료로 제작된다. 활송로에는 발광 소자와 환기 장치가 활송로에 시스템적으로 통합되어 있는 것을 특징으로 하며, 또한 전력 고갈 후에도 동작을 유지하도록 백업 배터리 또는 기타 에너지원이 구비된다. 활송로는 사람들이 건물 외부의 지상으로 대피할 때까지의 활강을 담당한다. 활송로의 만곡 각도는 빠르게 활강하는 사람들이 부딪힐 수 있는 예각 부분도 없고 사람들이 걸려서 정체될 수 있는 둔각 부분도 없도록 신중하게 설계되어야 한다. 상부 개방부는 상부 방향으로 측면 쪽으로 구부러져야 하고 매달려 있는 내측과 용이하게 대치되도록 타이트하게 배치되어야 한다. 본 대피 방법이 완료되면, 컨트롤러는 차단되어 차후의 긴급 상황에 대한 준비를 한다. 본 발명의 주제인 신속 탈출구(제5형식의 Ashwan 출구)의 동작 방식은 상술한 설명에 대한 도면으로 명확해질 것이다. 크기, 구성 재료, 형상, 구성품, 적용 방법, 동작 방법, 또는 사용 방법에 대한 여하한 변경도 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (8)

1. 지상에 다수의 층을 갖도록 건설된 고층 건물에서의 신속 탈출을 위한 고층 건물 신속 탈출구로서,
   상기 고층 건물 신속 탈출구는 고층 건물의 내부 및 외부에, 또는 내부나 외부에, 상기 다수의 층 중 하나의 층과 다른 층 간에, 그리고 상기 다수의 층 중 하나의 층과 지상 간에 설치되며,
   상기 고층 건물 신속 탈출구는 다수의 그룹으로 분할되며, 분할된 각 신속 탈출구 그룹에는 고층 건물의 다수의 층 중 하나의 층에서부터 다른 층까지 지나가는 적어도 하나의 나선형 활송로가 구비되는데, 이 나선형 활송로의 일단은 탈출 시작 층의 탈출구에 제공되고 타단은 탈출 도중의 중간 층의 탈출구에 제공되며,
   상기 고층 건물 신속 탈출구의 다수 그룹에 제공된 상기 나선형 활송로는, 고층 건물 내의 모든 대피자들이 하나의 나선형 활송로의 타단으로부터 나와서 지상에 도달하기 전까지 다른 나선형 활송로의 일단으로 들어가는 릴레이식 대피 방식으로 탈출하도록 사용되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
2. 제1항에 있어서, 상기 나선형 활송로의 내부 표면은 대피자가 상기 타단으로 활강가능한 재료로 제작되며, 상기 나선형 활송로의 단면은 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
3. 제2항에 있어서, 상기 나선형 활송로의 출구쪽 끝의 길이는 지면과 평행한 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
4. 제1항에 있어서, 고층 건물의 외부에 배치된 상기 탈출구는 사다리대에 의해 지지되며, 이 사다리대에는 각 나선형 활송로의 출구와 입구에 위치하는 플랫폼 및 펜스가 구비되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
5. 제4항에 있어서, 각 나선형 활송로의 출구 및 입구에는 스위치 제어식 탈출문이 설치되며, 이 탈출문은 컨트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
6. 제5항에 있어서, 상기 컨트롤러는 유압 구동 장치에 의해 상기 탈출문을 구동하고, 상기 탈출문에는 자기 제어식 잠금장치가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
7. 제6항에 있어서, 상기 나선형 활송로의 내부와 입구 및 출구와 입구에는 비상등과 경보장치가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러, 비상등, 경보장치는 축전지 또는 무정전 전원 공급 장치에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 고층 건물의 신속 탈출구.
   

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