KR101774504B1 - 설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법 - Google Patents

설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법 Download PDF

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정수영
김영현
송겸호
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주식회사 한미이앤씨
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Abstract

본 발명은 설계 시스템을 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 건축물 등에 설치되는 소방용 수압 스프링클러 설비에 대한 성능 위주 설계(Performance Based Design; PBD)를 위한 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 개인이 소지한 거치형 PC 또는 모바일 단말기에 설치된 어플리케이션 프로그램을 통해, 스프링클러 설비의 설계를 다양한 설계 레이아웃을 이용하여 국내외 규정을 만족하는 펙터의 속성값을 용이하게 획득할 수 있도록 하는 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법{DESIGN SERVER, DESIGN SYSTEM AND METHOD FOR SPRINKLER FOR FIRE PROTECTION INCLUDING THE SAME}
본 발명은 설계 시스템에 관한 것으로, 건축물 등에 설치되는 소방용 수압 스프링클러 설비에 대한 성능 위주 설계(Performance Based Design, PBD)를 위한 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 국내 초고층 건물의 설계에 대한 기존 법규의 한계가 대두되고 있다. 초고층 건축물은 그 시대의 건축기술이 총망라되어 정형화된 설계에 의해 건설된 건축물이지만 다수의 사람이 거주하는 장소로서, 그 설계에 있어서 무엇보다 인명안전이 우선적으로 고려되어야 한다.
그러나, 건축법은 경제성과 효율성을 앞세운 피난 및 방화구획 설치 등의 법규를 운용하고 있는 반면, 소방법은 인명안전을 우선한 시설 및 관련제도 강화에 초점을 맞추고 있어 법률간 상당한 시각 차이를 가짐에 따라, 효과적인 법운용 체계가 확립되어 있지는 못하는 실정이다.
이에, 현재 건축물의 소방용 스프링클러 설비에 대한 성능 위주 설계(PBD)에 대한 관심이 점점 더 커지고 있다.
성능 위주 설계란, 인명안전 및 재산보호와 같이 요구되는 목표에 가장 적합한 수단을 사용하여 가장 적은 비용으로 요구되는 소방성능을 만족시키는 개념으로서, 통상적으로 연면적 20,000 m2 이상인 특정 소방대상물, 건축물의 높이가 100 m 이상인 특정 소방대상물 및 연면적 3,000 m2 이상인 공항시설 등을 대상으로 하여 적용될 수 있다.
그러나, 국내에는 관련된 전문서적, 전문가 및 전문기관의 부재에 따라 그 반영에 어려움이 있으며, 도입이 지연되거나 정확한 설계가 이루어지지 않아 적용대상에 반영하는 데 한계가 있다.
국내공개특허공보 제10-2016-0140088호(공개일자 2016.12.07.)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 모바일 장치 및 거치형 단말기 등과 같은 컴퓨팅 장치에서 설계툴에 대한 전문지식이 없는 사용자가 스프링클러 설비의 설계시 요구되는 수치들을 용이하게 획득할 수 있도록 하는 설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법을 제공하는 데 과제가 있다.
특히, 초고층 건물 설계에 있어서는 기존의 경험의 설계보다 공학적 접근이 필요함에 따라, 국외 선진화된 NFPA(National Fire Protection Association) 13등에 정의된 수리 계산방식을 국내 건축물 성능 위주 설계(PBD)에 적용할 수 있는 설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법을 제공하는 데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 설계서버는 사용자 단말기와 연동하여 데이터를 송수신하는 서비스 제공부; 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 설계 레이아웃 제공부; 사용자 단말기로부터 전송되는 디자인 데이터에 포함된 조건값 추출 및 상기 결합관계를 갱신하는 조건값 입력부; 설정된 규정에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 상기 펙터에 대한 속성값을 산출하는 산출부; 및 상기 사용자 단말기로부터 상기 디자인 데이터가 입력되면, 상기 산출부를 제어하여 상기 속성값을 상기 사용자 단말기에 제공하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃내 각 펙터의 조건값을 포함하는 데이터를 전송하는 사용자 단말기; 및 정보통신망을 통해 상기 사용자 단말기와 연동하여 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 속성값을 산출하고 상기 사용자 단말기에 제공하는 설계서버를 포함할 수 있다.
또한, 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에 포함된 설계서버에 의한 설계 방법으로서, 사용자 단말기로부터 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 단계; 상기 사용자 단말기로부터 상기 복수의 펙터에 대한 조건값을 포함하는 디자인 데이터를 전송받는 단계; 상기 조건값을 상기 설계 레이아웃에 반영하는 단계; 설정된 규정에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 상기 펙터에 대한 속성값을 산출하는 단계; 및 상기 속성값을 상기 사용자 단말기에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 개인이 소지한 거치형 PC 또는 모바일 단말기에 설치된 어플리케이션 프로그램을 통해, 스프링클러 설비의 설계를 다양한 설계 레이아웃을 이용하여 국내외 규정을 만족하는 펙터의 속성값을 용이하게 획득할 수 있도록 하는 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설계서버를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 사용자 단말기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 설계서버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에서 이용되는 설계 레이아웃을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 방법을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 사용자 단말기에 표시되는 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.
설명에 앞서, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한, "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용된다.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현될 수 있거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "부(Unit)", "시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 단말기를 포함하는 시스템에서 실행되는 프로그램 및 하드웨어 모두가 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 설계서버, 이를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템 및 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설계서버를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템은 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃내 각 펙터의 조건값을 포함하는 디자인 데이터를 전송하는 사용자 단말기(100) 및, 정보통신망을 통해 사용자 단말기(100)와 연동하여 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 속성값을 산출하고 상기 사용자 단말기에 제공하는 설계서버(200)를 포함할 수 있다.
또한, 설계서버(200)는 계산식을 결정하는 데 참조되는 국내외 규정에 대한 정보를 제공하는 외부 시스템(300)과 더 연결될 수 있다.
사용자 단말기(100)는 스프링클러 설비를 설계하고자 하는 사용자가 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃에 대응하는 조건값을 입력하여 성능 위주 설계에 따른 펙터들의 속성값을 획득할 수 있도록 하는 컴퓨팅 장치이다.
상세하게는, 사용자 단말기(100)는 소정의 어플리케이션 프로그램이 기록된 기록매체가 탑재되고, 그 프로그램을 실행하여 정보통신망을 통해 설계서버(200)에 접속하여 실행중인 어플리케이션 프로그램상에서 스프링클러 설비 설계를 위한 하나이상의 설계 레이아웃을 전송받아 표시하는 기능과, 사용자에 의해 설계 레이아웃에 대한 조건값을 설계서버(200)에 전송하여 규정을 만족하는 각 펙터들의 속성값을 제공받아 표시하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 사용자 단말기(100)로는 설계를 위한 어플리케이션 프로그램이 설치 및 실행가능한 소정의 마이크로 프로세서, 메모리, 기록매체 및, 통신을 위한 모뎀 등이 탑재되는 거치형 PC, 워크스테이션 및, 휴대가 용이한 스마트폰, 태블릿PC 등의 모바일 단말기가 이용될 수 있다.
설계서버(200)는 사용자 단말기(100)와의 연동에 따라, 미리 설계된 하나이상의 설계 레이아웃을 사용자 단말기(100)에 제공하고, 사용자 단말기(100)부터 소정의 설계 레이아웃에 대한 조건값을 입력 받으면, 그 조건값을 외부 규정, 일 예로서 NFPA 규정을 만족하는 계산식을 결정하며, 결정된 계산식에 조건값을 대입하여 각 펙터들에 대한 속성값을 산출하여 사용자 단말기(100)에 제공한다.
여기서, 전술한 펙터는 스프링클러 설비를 구성하는 스프링 클러의 헤드, 수직관, 티관 및 배관 등을 가리키며, 조건값은 설계 레이아웃에 배치된 펙터들의 결합관계에 따라 설계시 적용되는 규정의 분류(Occupancy classification), 펙터에 적용되는 유체의 밀도(Density), 설비의 적용면적(Area of application), 스프링클러의 커버리지(Coverage per sprinkler), 스프링 클러의 식별번호(Number of sprinklers) 및 호스스트림(Hose stream) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 속성값은 상기 펙터에 대하여 소정의 규정을 만족하는 유체의 압력 및 유량 등에 대한 값일 수 있다.
이러한 설계서버(200)로는 다수의 사용자 단말기(100)로부터 입력되는 디자인 데이터에 대하여 오류 또는 지연없이 조건값을 산출 및 제공하기 위해, 고성능의 마이크로 프로세서 및 대용량의 메모리를 탑재한 서버장치가 이용될 수 있다.
또한, 외부 시스템(300)은 본 발명의 실시예에 따른 설계서버(200)가 참조하는 국내외 규정에 대한 정보를 제공하는 역할을 하는 것으로, 미국 NFPA 등의 규정과 관련된 정보를 설계서버를 제공할 수 있으며, 그 정보는 설계서버(200)의 규정결정시 이용될 수 있다.
상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템은 성능 위주 설계가 반영된 규정에 따라 스프링클러의 설계를 위한 설계 레이아웃 상의 각 펙터들에 대한 속성값을 제공함으로써 설계자가 용이하게 국외 규정을 만족하는 스프링클러 설비를 설계할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에 포함되는 사용자 단말기를 설명한다. 이하의 설명에서 사용자 단말기를 이루는 각 구성요소는 일부 또는 전부가 기록매체에 기록된 어플리케이션 프로그램으로 이루어질 수 있으며, 도시되어 있지는 않지만 각 구성요소는 사용자 단말기에 탑재된 통신모뎀 및 입력장치 등의 하드웨어모듈(미도시)과 연계되어 기능을 구현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 사용자 단말기를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기(100)는 정보통신망을 통해 설계서버(도 1의 200)에 접속하여 설계 레이아웃 및 속성값을 전송받고, 디자인 데이터를 전송하는 서버 연동부(110), 디자인 데이터의 입력 및 속성값을 출력을 위한 절차를 수행하는 데이터 처리부(120), 사용자의 조작에 따라 디자인 데이터를 입력받는 인터페이스부(130), 절차수행에 따른 화면을 표시하는 디스플레이부(140) 절차수행시, 복수의 조건값을 입력받아 디자인 데이터를 생성하는 입력부(121) 및 전송받은 속성값을 표시하는 화면을 생성하는 속성값 출력부(122)를 포함할 수 있다.
서버 연동부(110)는 정보통신망을 통해 설계서버에 접속하여 데이터를 송수신하는 역할을 하는 것으로, 어플리케이션 프로그램의 실행에 따라 접속승인 및 연동 이후, 설치서버로부터 하나이상의 설계 레이아웃을 제공받으며, 사용자에 의해 설계 레이아웃에 대한 조건값이 입력되면 그 조건값이 포함되는 디자인 데이터를 설계서버에 전송하게 된다.
데이터 처리부(120)는 어플리케이션 프로그램의 실행에 따라, 사용자 단말기(100)에서 스프링클러 설비 설계에 대한 전반적인 절차를 수행하는 역할을 한다.
상세하게는, 데이터 처리부(120)는 사용자의 선택에 따라 서버 연동부(110)를 제어하여 설계서버로부터 하나이상의 설계 레이아웃을 전송받아 디스플레이부(140)를 통해 표시하고, 입력되는 조건값을 디자인 데이터로서 서버 연동부(110)를 통해 설계서버에 전송 및 그 회신인 속성값을 디스플레이부(140)를 통해 표시하게 된다. 또한, 데이터 처리부(120)는 인터페이스부(130) 등을 제어하여 어플리케이션 프로그램을 실행하는 데 있어서 요구되는 제반의 절차를 수행하게 된다.
인터페이스부(130)는 키보드, 마우스, 버튼 또는 터치패널 등의 사용자 단말기(100)에 탑재된 하드웨어모듈로부터 사용자의 조작을 입력받는 역할을 한다. 특히, 인터페이스부(130)는 디스플레이부(140)상에 표시되는 설계 레이아웃상에서 펙터들의 결합관계의 변경하거나, 조건값을 입력하는 사용자의 조작을 실행중인 어플레이션 프로그램에 반영하게 된다.
디스플레이부(140)는 어플리케이션 프로그램의 실행에 따른 화면을 표시하는 역할을 한다. 어플리케이션 프로그램은 그래픽 도안형태의 설계 레이아웃 및 GUI 형태의 입력창을 사용자에게 제공할 수 있으며, 거치형 모니터 또는 터치패널상에 프로그램 실행에 따른 각종 정보 및 입력창을 표시하게 된다.
한편, 상기 데이터 처리부(120)는 사용자로부터 입력되는 설계 레이아웃에 대한 조건값을 설계서버에 전송하고, 그 조건값에 대한 회신으로서 펙터의 속성값을 전송받게 되며, 이러한 기능을 수행하기 위해 사용자 단말기(100)는 별도의 데이터 입력부(121) 및 속성값 출력부(122)를 더 포함할 수 있다.
데이터 입력부(121)는 복수의 항목마다 입력되는 숫자형태의 조건값에 기초하여 설계서버에 전송하기 위한 디자인 데이터를 생성하는 역할을 하며, 속성값 출력부(122)는 속성값 표시창의 각 항목에 설치서버로부터 수신한 펙터들의 속성값을 표시하도록 화면에 반영하는 역할을 한다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기는 정보통신망을 통해 설계서버와 연동하여, 스프링클러를 설계하기 위한 설계 레이아웃 내 각 펙터들에 대하여 국내외 규정을 만족하는 성능 위주 설계에 따른 속성값을 제공할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러에 포함되는 설계서버를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 설계서버를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 설계서버(200)는 정보통신망을 통해 사용자 단말기(도 1의 100)과 연동하여 데이터를 송수신하는 서비스 제공부(210), 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 설계 레이아웃 제공부(220), 상기 사용자 단말기로부터 전송되는 상기 데이터에 포함된 조건값을 추출 및 상기 펙터의 결합관계를 재구성하는 조건값 입력부(230), 설계 레이아웃에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 계산식에 조건값을 대입하여 펙터에 대한 속성값을 산출하는 산출부(240) 및, 사용자 단말기로부터 데이터가 입력되면, 산출부(240)를 제어하여 속성값을 사용자 단말기에 제공하는 제어부(250)를 포함할 수 있다.
서비스 제공부(210)는 정보통신망을 통해 사용자 단말기의 요청에 따라 연동을 수행하며, 연동 이후 소정의 데이터를 송수신하는 역할을 한다.
레이아웃 제공부(220)는, 상기 서비스 제공부(210)는 통해 설계서버(200)에 저장되어있는 다수의 스프링클러 설비에 관한 설계 레이아웃을 사용자 단말기에 제공하는 역할을 한다. 시스템 설계자는 샘플이 되는 다양한 건축물 도안상에 디폴트(default)로 설정되는 복수의 팩터들을 배치하여 생성된 다수의 설계 레이아웃을 서버내 미리 등록함으로써, 레이아웃 제공부(220)는 사용자 단말기의 요청에 따라 설계 레이아웃을 제공할 수 있다. 등록된 설계 레이아웃은 저장소(260)에 저장될 수 있다.
조건값 입력부(230)는 사용자 단말기로부터 전송되는 데이터에서 조건값을 추출하고, 설계 레이아웃내 각 펙터간 결합관계에 적용하는 한다. 조건값은 설계 레이아웃을 이루는 각 펙터들의 속성값을 구하는 데 필요한 조건(condition)으로서, 산출부(240)에서 선정된 연산을 위한 함수(function)의 변수들의 값으로 입력되게 되며, 조건값 입력부(230)는 추출한 조건값에 의한 펙터간 결합관계를 재구성하고, 조건값을 산출부(240)에 전달되게 된다.
산출부(240)는 설정된 규정에 따라, 성능 위주 설계 기반의 계산식을 결정하고, 그 계산식에 조건값 입력부(230)로부터 전달되는 조건값을 대입하여 연산을 수행함으로써 특정 펙터의 속성값을 생성하게 된다.
이를 위해, 산출부(240)는 설정된 규정에 따라, 설계 레이아웃상의 펙터들간 결합관계에 대한 하나이상의 계산식을 결정하는 규정 적용단(241) 및 결정된 계산식에 조건값을 입력하고 연산을 수행하여 속성값을 산출하는 계산기(242)를 포함할 수 있다.
규정 적용부(241)는 외부 시스템(도 1의 300)으로부터 국내외 스프링클러 설비에 대한 규정 등을 제공받고, 미리 정의된 규정들에 대응하는 복수의 계산식 중, 현재 규정에 대응하는 계산식을 결정하여 계산기(242)에 알려주게 된다.
또한, 계산기(242)는 조건값 입력부(230)에 의해 입력되는 조건값들을 규정 적용부(241)의 결정에 따른 계산식의 변수에 대입하고 연산을 수행하여 속성값을 산출하게 된다.
여기서, 조건값에는 특정 펙터에 대한 식별수단으로 이용되는 항목이 포함될 수 있다. 일 예로서, 스프링 클러의 식별번호(Number of sprinklers)가 식별수단으로 이용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 선택된 계산식에 따라 전술한 계산기가 NFPA 13에 기초한 펙터의 속성값을 계산하는 과정의 일 예를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 설계 레이아웃 상에서 유체가 유입되는 하나의 수직관(riser)와, 유체가 방출되는 3개의 헤드(head1, head2, head3)가 티관(tee)을 통해 연결되는 스프링클러 설비를 설계한다고 하고, 그 설비의 적용면적(Area of Application)은 3000 ft2, 유체의 밀도(Required density)는 0.2 gpm/ft2, 계수(k-factor)는 5.6 인 조건에서, 각 헤드들의 속성값들을 구한다고 하면, 외곽의 제1 헤드(head1)에서 유속(flow, Q1) 및 압력(pressure, p1)의 최소값(minimum)은 이하의 수학식 1에 의해,
Figure 112017015584689-pat00001
Figure 112017015584689-pat00002
이다(여기서, p은 Q=k√p).
그리고, 제1 헤드(head1) 및 제2 헤드(head2)사이의 압력(p12) 및, 그 사이의 거리(10 ft)를 고려한 압력(pf12)은 이하의 수학식 2에 의해 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00003
Figure 112017015584689-pat00004
이에 따라, 제2 헤드에서 총 압력(ptot2) 및 총 유속(Qtot2)은 이하의 수학식 3과 같다.
Figure 112017015584689-pat00005
Figure 112017015584689-pat00006
그리고, 제2 헤드(head2) 및 티관(tee)사이의 총 압력(ptot2t)은 이하의 수학식 4에 의해 산출된다. 이때, 제2 헤드(head)와 티관(tee) 사이의 거리는 5 ft 이다.
Figure 112017015584689-pat00007
Figure 112017015584689-pat00008
Figure 112017015584689-pat00009
또한, 제1 및 제2 헤드(head1, head2)로부터 티관(tee) 사이의 압력(ptee1&2)는 이하의 수학식 5에 의해 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00010
이에 따라, 제1 및 제2 헤드(head1, head2)로부터 수직관(riser)에 인가되는 총 압력(ptotal1&2)는 전술한 수학식 4, 5에 따라, 이하의 수학식 6에 의해 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00011
한편, 제3 헤드(head3)에서 유속(flow, Q3) 및 압력(pressure, p3)은 제1 헤드(head1)와 동일함에 따라, 전술한 수학식 1과 동일하게 산출되며 그 값은 수학식 7과 같다.
Figure 112017015584689-pat00012
그리고, 제3 헤드(head3)와 티관(tee)사이의 총 압력(ptot3t)은 아래의 수학식 8과 같다.
Figure 112017015584689-pat00013
Figure 112017015584689-pat00014
Figure 112017015584689-pat00015
또한, 제3 헤드(head3)으로부터 티관(tee)에 인가되는 압력(ptee3)은, 그 사이의 거리가 5 ft임에 따라, 수학식 9와 같이 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00016
상기 수학식 8, 9에 따라, 제3 헤드(head3)로부터 수직관(riser)에 인가되는 총 압력(ptotal3)은 아래와 같이 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00017
그리고, 제1 및 제2 헤드(head1, head2)와 수직관(riser)를 연결하는 배관을 제1 배관(branch1)이라 하고, 제3 제3 헤드(head3)와 수직관(riser)을 연결하는 배관을 제2 배관(branch2)이라 하면, 제1 및 제2 배관(branch1, branch2)의 유속(Qbranch1, Qbranch2)은 상기 수학식 3, 7에 따라 각각 41 gpm 및 20 gpm 이고, 작용하는 압력(pbranch1, pbranch2)은 상기 수학식 5,9에 따라 각각 18.97 psi, 14.05 psi 이 된다. 이를 이용하여 각 배관에서의 k계수(kbranch1, kbranch2)와, 두 배관의 결합에 따른 총 k계수(ktotal)를 산출하면 이하의 수학식 11과 같다.
Figure 112017015584689-pat00018
Figure 112017015584689-pat00019
Figure 112017015584689-pat00020
여기서, 스프링클러 설비의 성능위주 요건을 달성하기 위해, 제1 및 제2 헤드(head1, head2)에서 수직관(riser)으로 작용되는 압력과, 제3 헤드(head3)에 서 수직관(riser)으로 작용되는 압력 중에 높은 쪽을 이용하게 되며, 상기 수학식 6, 10에서 각각 산출된 압력 중 높은값인 18.97의 총 압력(ptotal1&2)이 수직관(riser)에 요구되는 압력이며, 그 총 압력(ptotal1&2)과, 수학식 11에서 산출한 총 k계수(ktotal)를 이용하여 수직관(riser)를 흐르는 유체의 총 유속(Qtotal)을 산출하면, 이하의 수학식 12에 의해 산출된다.
Figure 112017015584689-pat00021
(여기서, p은 Q=k√p)
다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 계산기(252)는 상기 계산을 위한 복수의 프로그래밍 함수로 구성될 수 있으며, 각 함수들은 상기 규정 적용단(251)의 설정에 따라 활성화된다. 그리고, 계산기(252)는 각 함수의 입력값으로서 조건값을 대입하여 상기 수학식에 따른 각 펙터의 속성값인 유속 및 압력 등을 산출하게 된다.
제어부(250)는 설계서버(200)를 이루는 각 구성부들을 제어하여 속성값을 산출하고 사용자 단말기에 제공하는 역할을 하는 것으로, 서비스 제공부(210)가 정보통신망을 통해 어플리케이션 프로그램과 연동하고 레이아웃 제공부(220)가 설계 레이아웃을 제공하도록 제어하며, 조건값을 포함하는 디자인 데이터가 전송되면, 속성값을 산출하고 이를 제공하도록 조건값 입력부(230) 및 산출부(240)를 제어하게 된다.
또한, 도시되어 있지는 않지만 본 발명의 설계서버(200)는 사용자 단말기들의 각 사용자들에 대한 회원정보, 로그인 정보 및 서비스 권한정보 등을 설정 및 관리하는 소정의 회원관리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
저장소(260)는 사용자 단말기에 제공되는 다수의 설계 레이아웃을 저장하는 역할을 한다. 또한, 저장소(260)는 설계서버(200)에 의한 서비스와 관련하여 요구되는 다수의 정보들을 데이터베이스화하여 저장할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 소방용 스프링클러 설비 설계 방법은, 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에 포함된 설계서버에 의한 설계 방법으로서, 사용자 단말기로부터 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 단계(S100), 사용자 단말기로부터 복수의 펙터에 대한 조건값을 포함하는 디자인 데이터를 전송받는 단계(S110), 조건값을 추출 및 결합관계를 재구성하는 단계(S120), 설정된 규정에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 계산식에 조건값을 대입하여 상기 펙터에 대한 속성값을 산출하는 단계(S130) 및, 속성값을 사용자 단말기에 제공하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
상세하게는, 설계 레이아웃을 제공하는 단계(S100)는, 설계서버의 서비스 제공부가 사용자 단말기에 서버내 미리 등록된 스프링클러 설비에 대한 다양한 설계 레이아웃을 제공하여 사용자가 단말기를 이용하여 원하는 설계를 수행할 수 있도록 하는 단계이다.
다음으로, 디자인 데이터를 전송받는 단계는 사용자 단말기가 어느 하나의 설계 레이아웃을 선택하고, 그 설계 레이아웃내 펙터에 대한 속성값을 요청하는 단계로서, 이때 사용자는 획득하고자 하는 펙터의 속성값을 구하기 위한 소정의 조건값을 사용자 단말기를 통해 입력하고, 사용자 단말기는 그 조건값을 디자인 데이터로서 설계 서버에 전송하며, 설계 서버의 서비스 제공부는 이를 전송받게 된다.
이어서, 조건값을 추출 및 결합관계를 재구성하는 단계(S120)는 설계서버의 조건값 입력부가 디자인 데이터내 포함된 조건값을 추출하고, 해당 설계 레이아웃에 반영하여 각 펙터간 결합관계를 조건값에 적절하게 재구성하는 단계이다.
계산식을 결정하고, 계산식에 펙터값을 대입하여 펙터에 대한 속성값을 산출하는 단계(S130)는 설계서버의 산출부가 설정된 규정에 따라 계산식을 결정하고, 계산기가 결정된 계산식에 상기 추출된 조건값을 대입 및 연산을 수행하여 속성값을 산출하는 단계이다.
다음으로 속성값을 사용자 단말기에 제공하는 단계(S140)는 서비스 제공부(210)가 정보통신망을 통해 해당 사용자 단말기에 산출된 속성값을 제공하는 단계이고, 이에 따라 사용자는 단말기의 화면에 제공된 속성값을 확인하여 원하는 스프링클러의 설비의 설계를 위한 펙터의 속성을 획득하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 설계서버를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에서 스프링클러의 설계시 사용자 단말기에서 표시되는 화면의 일 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 사용자 단말기에 표시되는 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템의 사용자 단말기(100)는 어플리케이션 프로그램의 실행에 따라 설계서버와 동기화 이후, 사용자에 의해 설계 레이아웃의 선택되고 그 레이아웃에 대한 디자인 데이터를 입력받는 데이터 입력창(W110)을 제공할 수 있다.
데이터 입력창(W110)은 설계 레이아웃에 대한 조건값을 입력받을 수 있는 복수의 항목 및 텍스트박스란(W120) 및 실행버튼(W130)를 포함하며, 조건값의 항목으로는 설계 레이아웃에 배치된 펙터들의 결합관계에 따라 설계시 적용되는 규정의 분류(Occupancy classification), 펙터에 적용되는 유체의 밀도(Density), 설비의 적용면적(Area of application), 스프링클러의 커버리지(Coverage per sprinkler), 스프링 클러의 식별번호(Number of sprinklers) 및 호스스트림(Hose stream) 등을 포함할 수 있다.
사용자는 각 항목에 대응하는 텍스트 박스란(W120)내 원하는 조건값을 입력하고, 입력버튼(W130)을 선택함으로써 조건값에 기초한 펙터의 속성값을 획득할 수 있다.
또는, 상기 도 6a의 화면표시이전에, 설계서버와의 동기화 이후 어플리케이션 프로그램의 화면내 소방용 스프링클러 설비 설계, 설정 및 도움말 등의 메뉴화면을 제공하고, 사용자에 의해 소방용 스프링클러 설비 설계 부분이 선택되면, 어플리케이션 프로그램은 설비 설계에 요구되는 복수의 성능 위주 설계 요소들을 표시하는 형태로 구성될 수 있다.
이후, 사용자에 의해 표시된 성능 위주 설계 요소들 중 어느 하나가 선택되면, 어플리케이션 프로그램은 전술한 데이터 입력창(W110)을 제공함으로써 사용자가 원하는 설계를 위한 펙터의 속성값을 획득할 수 있도록 한다.도 6b를 참조하면, 조건값의 입력에 따라, 그에 기초하여 설계서버에 의해 산출된 결과창(W120)을 예시하고 있으며, 도면에서는 설계 레이아웃내 펙터에 대한 호스 스트림을 포함하여 요구되는 총 유체의 양에 대한 속성값을 나타낸 속성값 표시창(W121)을 예시하고 있다.
사용자는 상기 속성값 표시창(W121)을 통해 스프링클러 설비의 설계시 NFPA 규정을 만족하는 성능 위주 설계 기반의 펙터에 대한 속성값을 획득할 수 있고, 이를 참조하여 설비 설계를 수행할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 사용자 단말기 110 : 서버 연동부
120 : 데이터처리부 121 : 데이터 입력부
122 : 속성값 출력부 130 : 인터페이스
140 : 디스플레이부 200 : 설계서버
210 : 서비스 제공부 220 : 레이아웃 제공부
230 : 조건값 입력부 240 : 산출부
241 : 규정 적용단 242 : 계산기
260 : 저장소 300 : 외부 시스템

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃내 각 펙터의 조건값을 포함하는 디자인 데이터를 전송하는 사용자 단말기; 및
    정보통신망을 통해 상기 사용자 단말기와 연동하여 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 속성값을 산출하고 상기 사용자 단말기에 제공하는 설계서버를 포함하고,
    상기 사용자 단말기는,
    정보통신망을 통해 상기 설계서버에 접속하여 상기 설계 레이아웃 및 속성값을 전송받고, 상기 디자인 데이터를 전송하는 서버 연동부;
    상기 디자인 데이터의 입력 및 상기 속성값을 출력을 위한 절차를 수행하는 데이터 처리부;
    사용자의 조작에 따라 상기 디자인 데이터를 입력받는 인터페이스부;
    상기 절차의 수행에 따른 화면을 표시하는 디스플레이부;
    상기 절차의 수행시, 복수의 조건값을 입력받아 상기 디자인 데이터를 생성하는 입력부; 및
    상기 절차의 수행시, 전송받은 속성값을 표시하는 화면을 생성하는 속성값 출력부를 포함하며,
    상기 설계서버는,
    스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 설계 레이아웃 제공부;
    상기 사용자 단말기로부터 전송되는 상기 설계 레이아웃 상에 입력된 디자인 데이터에 포함된 조건값을 추출하고, 상기 결합관계를 재구성하는 조건값 입력부;
    설정된 규정에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 상기 펙터에 대한 속성값을 산출하는 산출부; 및
    상기 사용자 단말기로부터 상기 디자인 데이터가 입력되면, 상기 산출부를 제어하여 상기 속성값을 상기 사용자 단말기에 제공하는 제어부를 포함하고,
    상기 산출부는,
    상기 규정에 대응하여 상기 설계 레이아웃상의 펙터들간 결합관계에 대한 하나 이상의 계산식을 결정하는 규정 적용단; 및
    결정된 계산식에 상기 조건값을 입력하고 연산을 수행하여 상기 속성값을 산출하는 계산기를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 속성값은,
    상기 펙터를 통과하는 유체의 압력 및 유량 중, 적어도 하나를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템.
  10. 소방용 스프링클러 설비 설계 시스템에 포함된 설계서버에 의한 설계 방법으로서,
    사용자 단말기에 스프링클러 설비를 구성하는 복수의 펙터의 결합관계가 정의된 설계 레이아웃을 제공하는 단계;
    상기 사용자 단말기로부터 상기 설계 레이아웃 상에 입력되는 상기 복수의 펙터에 대한 조건값을 포함하는 디자인 데이터를 전송받는 단계;
    상기 조건값을 상기 설계 레이아웃에 반영하는 단계;
    설정된 규정에 따라 성능위주설계에 기반한 계산식을 결정하고, 상기 계산식에 상기 조건값을 대입하여 상기 펙터에 대한 속성값을 산출하는 단계; 및
    상기 속성값을 상기 사용자 단말기에 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 속성값을 산출하는 단계는,
    상기 규정에 대응하여 상기 설계 레이아웃상의 펙터들간 결합관계에 대한 하나 이상의 계산식을 결정하는 단계; 및
    결정된 계산식에 상기 조건값을 입력하고 연산을 수행하여 상기 속성값을 산출하는 단계
    를 포함하는 소방용 스프링클러 설비 설계 방법.
  11. 삭제
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