KR101864304B1 - 이종 센싱 데이터 기반 자동 화재 탐지 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 화재 탐지 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 아파트와 같은 공동 주택에서 중앙 집중식으로 화재를 감지하는 자동 화재 탐지 시스템에 적용되며 이종의 센싱 데이터를 활용해 화재를 탐지할 수 있는 자동 화재 탐지 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화재 탐지 방법은 데이터 수집부가 각 세대 별 화재 감지기의 센싱값 및 각 세대 별 자동 환기 시스템에서 산출한 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 수신하는 단계; 화재 감지부가 상기 화재 감지기의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출하는 단계; 및 화재 감지부가 상기 연기 농도, CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 각 세대 별 화재 발생 여부를 판단하는 단계를 포함한다. 본 발명은 자동 환기 시스템 상에서 산출되는 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 화재 감지시 사용하는 것에 의해 비화재보를 최소화할 수 있다. 즉, 다양한 이종 센싱 데이터를 활용해 화재 여부를 탐지하는 것에 의해 자동 화재 탐지 시스템의 신뢰도가 높아질 수 있다.

Description

이종 센싱 데이터 기반 자동 화재 탐지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATICALLY WARNING A FIRE BASED ON A VARIOUS SENSING DATA}
본 발명은 자동 화재 탐지 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 아파트와 같은 공동 주택에서 중앙 집중식으로 화재를 감지하는 자동 화재 탐지 시스템에 적용되며 이종의 센싱 데이터를 활용해 화재를 탐지할 수 있는 자동 화재 탐지 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트와 같은 공동 주택에서 자동 화재 탐지 시스템이 사용된다. 자동 화재 탐지 시스템은 단지 내의 복수 세대에서의 화재 발생 여부를 관리실에 위치한 자동 화재 탐지 장치가 탐지하는 방식이다.
자동 화재 탐지 시스템에서 각 세대 내에 설치된 화재 감지기는 아날로그식 감지기이다. 아날로그식 화재 감지기는 주기적으로 화재 감지기에 주위의 온도 또는 연기의 양의 변화에 따라 각각 다른 전류치 또는 전압치(이하, "센싱 데이터"라고 통칭함)를 자동 화재 탐지 장치에 전송한다. 그리고, 자동 화재 탐지 장치는 그 전류치 또는 전압치를 사용해 임계 온도 및 임계 연기 농도 초과 여부를 파악하는 것에 의해 화재 여부를 감지한다.
구체적으로, 아날로그 감지기는 자동 화재 탐지 장치와 접속된 일단의 전송선을 통하여 각각 고유의 주소에 따라 주기적으로 호출된다. 그리고, 아날로그 감지기는 자동 화재 탐지 장치의 호출 신호의 주소 정보와 아날로그 감지기의 주소가 일치될 때 응답한다. 자기 주소를 식별하면 화재 검출부에서 열, 전기 등의 화재 정보를 검출하고 그 출력을 아날로그/디지털 변환기에 의해 디지털화 한 뒤 이 값을 전송 제어부 전송선 인터페이스를 통해 자동 화재 탐지 장치에 전송한다. 이때, 자동 화재 탐지 장치는 아날로그 감지기로부터 신호를 받아 화재 판단의 평가를 행하고 필요에 따라 화재 경보를 발한다. 다만, 아날로그 연기 감지기의 경우 순간적으로 발생되는 먼지 또는 담배연기로 인한 비화재보가 발생할 수 있다.
1. 한국등록특허 제0788606호(공고일: 2017.12.26) 2. 한국등록특허 제1410033호(공고일: 2014.06.24)
이에 본 발명은 아날로그 연기 감지기를 사용하는 자동 화재 탐지 시스템에서 비화재보를 최소화할 수 있는 자동 화재 탐지 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화재 탐지 방법은 데이터 수집부가 각 세대 별 화재 감지기의 센싱값 및 각 세대 별 자동 환기 시스템에서 산출한 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 수신하는 단계; 화재 감지부가 상기 화재 감지기의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출하는 단계; 및 화재 감지부가 상기 연기 농도, CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 각 세대 별 화재 발생 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값을 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값를 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 상기 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 자동 환기 시스템은 상기 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 다양한 모드에서 자동 환기 운전을 수행할 수 있다.
상기 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 화재 감지부는 상기 자동 환기 시스템에 화재 알림 메시지를 전송하고 상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하는 것에 대응하여 화재가 진행되는 것을 방지할 수 있도록 운행될 수 있다.
상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하면, 급기 수단 상의 급기팬을 정지 또는 역회전시키고 배기 수단 상의 배기팬을 회전시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 화재 탐지 장치는 각 세대 별 화재 감지기의 센싱값 및 각 세대 별 자동 환기 시스템에서 산출한 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 수신하는 데이터 수집부; 및 상기 화재 감지기의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출하고, 상기 산출된 연기 농도, CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 각 세대 별 화재 발생 여부를 판단하는 화재 감지부를 포함한다.
여기서, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값을 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값를 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 상기 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 자동 환기 시스템은 상기 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 다양한 모드에서 자동 환기 운전을 수행할 수 있다.
또한, 상기 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 화재 감지부는 상기 자동 환기 시스템에 화재 알림 메시지를 전송하고 상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하는 것에 대응하여 화재가 진행되는 것을 방지할 수 있도록 운행될 수 있다.
또한, 상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하면, 급기 수단 상의 급기팬을 정지 또는 역회전시키고 배기 수단 상의 배기팬을 회전시킬 수 있다.
본 발명은 자동 환기 시스템 상에서 산출되는 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 화재 감지시 사용하는 것에 의해 비화재보를 최소화할 수 있다. 즉, 다양한 이종 센싱 데이터를 활용해 화재 여부를 탐지하는 것에 의해 자동 화재 탐지 시스템의 신뢰도가 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 자동 화재 탐지 장치가 적용되는 자동 화재 탐지 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 자동 화재 탐지 시스템의 세부 기능 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 자동 환기 시스템의 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 자동 환기 시스템의 제어부의 환기 동작에 대한 플로우 차트를 나타낸다.
도 5는 도 2의 화재 감지부의 화재 감지 방식을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 6은 도 1의 화재 감지부의 연기 농도 임계값 보정 프로세스를 나타낸다.
도 7은 연기 농도 임계값 정보 테이블을 나타낸다.
도 8은 도 2의 화재 감지부의 화재 감지 동작에 대한 플로우 차트를 나타낸다.
도 9는 도 8의 S83에 대한 세부 프로세스를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 환기 시스템과 연동되는 화재 경보 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 자동 화재 탐지 장치가 적용되는 자동 화재 탐지 시스템의 개략도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 자동 화재 탐지 시스템의 세부 기능 블록도를 나타낸다. 도 3은 도 2의 자동 환기 시스템의 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 2의 자동 환기 시스템의 제어부의 환기 동작에 대한 플로우 차트를 나타낸다. 도 5는 도 2의 화재 감지부의 화재 감지 방식을 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 도 6은 도 1의 화재 감지부의 연기 농도 임계값 보정 프로세스를 나타낸다. 도 7은 연기 농도 임계값 정보 테이블을 나타낸다. 이하, 본 발명의 요지를 보다 명확히 하기 위해, 종래 주지된 사항에 대한 설명은 생략하거나 간단히 한다. 이하의 실시예는 아파트 뿐 만 아니라 다가구 주택 및 다세대 주택에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, 공용 주택은 복수의 세대(1, 2, ..., n-1, n)를 포함할 수 있다. 자동 화재 탐지 장치(300)는 복수의 세대로부터 통신망(400)을 통해 화재 관련 센싱 데이터를 수집하고 그 수집된 센싱 데이터를 사용해 화재를 탐지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 세대(1) 별로 자동 환기 시스템(100)과 화재 경보기(200)가 구비될 수 있다. 자동 환기 시스템(100)과 화재 경보기(200)는 각각 별개의 시스템으로 구축될 수 있다. 본 발명은 이와 같은 상황에서, 화재 경보기(200)가 자동 환기 시스템(100)과 연동하는 것에 의해 화재 경보 장치의 비화재보를 최소화하면서 화재 감지 신뢰도를 최대로 할 수 있다.
자동 환기 시스템(100)은 CO2 센서(110), 미세 먼지 센서(120), 제어부(130), 급기 수단(140), 배기 수단(150)을 포함할 수 있다. 여기서, 급기 수단(140)은 제어부(130)의 제어에 의해 동작하는 급기팬일 수 있고, 급기시에는 정회전 배기시에는 역회전을 할 수 있다. 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 동작하는 배기팬일 수 있고, 배기시에 회전을 하여 배기를 수행할 수 있다. CO2 센서(110)는 비분산적외선식 또는 전기화학방식일 수 있다. 측정범위는 예를 들어, 500 ~ 5000 ppm일 수 있다. 미세 먼지 센서(120)는 레이저 검출 방식일 수 있다. 미세 먼지 센서(120)의 최소 검출 입자 직경은 2.5 μm일 수 있고, 검출 농도 범위는 0 ~ 500 μg/m^3일 수 있다. 제어부(130)는 CO2 센서(110)의 센싱값을 사용해 CO2 농도를 산출하고, 미세 먼지 센서(120)의 센싱값을 사용해 미세 먼지 농도를 산출할 수 있다. 그리고, 그 산출된 농도에 따라, 도 2에서와 같은 실내 환기 동작을 수행할 수 있다. 자동 환기 시스템(100)은 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 다양한 모드에서 자동 환기 운전을 수행할 수 있다. 도 3을 참조하면 실내 CO2 농도가 700 ppm 이하이면, 제어부(130)는 환기 동작을 수행하지 않을 수 있다. 실내 CO2 농도가 700 ppm 내지 1000 ppm 이면, 제어부(130)는 약운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도로 회전할 수 있다. 실내 CO2 농도가 1000 ppm 내지 1500 ppm 이면, 제어부(130)는 중운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도(약운전일때보다 빠른 속도)로 회전할 수 있다. 실내 CO2 농도가 1500 ppm 초과이면, 제어부(130)는 강운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도(중운전일때보다 빠른 속도)로 회전할 수 있다. 그리고, 실내 미세 먼지 농도가 15 μg/m^3 이하이면, 제어부(130)는 환기 동작을 수행하지 않을 수 있다. 실내 미세 먼지 농도가 15 내지 50 μg/m^3이면, 제어부(130)는 약운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도로 회전할 수 있다. 실내 미세 먼지 농도가 50 ~ 100 μg/m^3이면, 제어부(130)는 중운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도(약운전일때보다 빠른 속도)로 회전할 수 있다. 실내 미세 먼지 농도가 100 μg/m^3 초과이면, 제어부(130)는 강운전을 통해 환기 동작을 수행할 수 있다. 이때, 급기 수단(140)과 배기 수단(150)은 제어부(130)의 제어에 의해 기 설정된 속도(중운전일때보다 빠른 속도)로 회전할 수 있다. 제어부(130)는 CO2 농도 및 미세 먼지 농도 중 불량 조건에 우선하여 운전할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어부(130)는 화재 경보기(200)로부터 화재 알림 메시지를 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다(S401). S401에서 화재 알림 메시지를 수신하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(130)는 제 1 모드에 진입할 수 있다(S402). 제 1 모드에서 제어부(130)는 앞서 설명한 통상적인 환기 동작을 수행할 수 있다. 먼저, 제어부(130)는 CO2 센서(110)의 센싱값 및 미세 먼지 센서(120)의 센싱값을 사용해 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 산출할 수 있다(S403, S404). 그리고, 산출된 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 실시간으로 화재 경보기(200)에 제공할 수 있다(S404). 그리고, 산출된 미세 먼지에 따라, 도 3에서 설명한 바와 같은 급기 및 배기 수단(140, 150) 제어를 통한 자동 환기 동작을 수행할 수 있다(S405). 그리고, 환기 운전 상태 정보(정지, 약운전, 중운전, 강운전에 대응하는 정보)를 화재 경보기에 전송할 수 있다(S406). 이때, 화재 경보기(200)는 환기 운전 상태 정보를 자동 화재 탐지 장치(300)에 전송할 수 있다. 그리고, 자동 화재 탐지 장치(300)는 환기 운전 상태 정보를 사용해 화재 감지에 사용되는 연기 농도 임계값을 보정할 수 있다. 이에 관한 구체적인 사항은 후술한다.
S401에서 화재 알림 메시지를 수신한 것으로 판단되면, 제어부(130)는 제 2 모드에 진입할 수 있다(S407). 제 2 모드에서, 제어부(130)는 제 1 모드에서와 같이, CO2 센서(110)의 센싱값 및 미세 먼지 센서(120)의 센싱값을 사용해 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 산출할 수 있다(S408, S409). 그리고, 산출된 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 실시간으로 화재 경보기(200)에 제공할 수 있다(S409). 제 2 모드에서 제어부(130)는 화재가 진행되는 것을 최대로 방지하는 방식으로 급기 수단(140)과 배기 수단(150)을 제어할 수 있다(S410). 제 2 모드에서 급기 수단(140)는 정지 또는 급기팬의 역회전을 통해 실내 공간으로 신선한 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 배기 수단(150)은 도 3에서 강운전으로 배기팬을 회전시키는 것에 의해 실내 공간의 연기가 외부로 배출될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 제어부(130)는 환기 운전 상태 정보로서 도 3에서 강운전에 해당하는 상태 정보를 화재 경보 장치에 전송할 수 있다(S411).
다시, 도 2를 참조하면, 화재 경보기(200)는 연기 감지 센서(210), 데이터 제공부(220)를 포함할 수 있다.
연기 감지 센서(210)는 아날로그식일 수 있으며, 현재 보편적으로 적용되는 광전식일 수 있다. 데이터 제공부(220)는 연기 감지 센서(210)로부터 센싱값을 수집할 수 있다. 그리고, 데이터 제공부(220)는 자동 환기 시스템(100)으로부터 CO2 농도, 미세 먼지 농도 및 자동 환기 운전 상태 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 데이터 제공부(220)는 상기 연기 감지 센서의 센싱값, CO2 농도, 미세 먼지 농도, 자동 환기 운전 상태 정보를 자동 화재 탐지 장치(300)에 통신망(400)을 통해 전송할 수 있다. 그리고, 데이터 제공부(220)는 자동 화재 탐지 장치(300)가 화재가 발생한 것으로 판단하는 것에 대응하여 전송하는 화재 알림 메시지를 수신하고 이를 자동 환기 시스템(100)에 제공할 수 있다.
자동 화재 탐지 장치(300)는 데이터 수집부(310), 화재 감지부(320)를 포함할 수 있다.
데이터 수집부(310)는 데이터 제공부(220)가 제공하는 연기 감지 센서의 센싱값, CO2 농도, 미세 먼지 농도, 자동 환기 운전 상태 정보를 수신할 수 있다.
화재 감지부(320)는 데이터 수집부(320)가 수집한 세대 별 연기 감지 센서의 센싱값, CO2 농도, 미세 먼지 농도, 자동 환기 운전 상태 정보를 사용해 세대 별로 화재 발생 여부를 감지할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 화재 감지부(320)는 자동 환기 운전 상태 정보를 사용해 화재 발생 여부를 판정하는 기준이 되는 연기 농도 임계값을 보정할 수 있다.
도 5를 참조하면, 화재 감지부(320)는 크게 2개의 방식으로 화재를 감지할 수 있다.
먼저, 화재 감지부(320)는 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간(Δt1) 이상 초과하고, CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값(예를 들어, 1000 ppm)을 초과하거나 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값(예를 들어, 50 μg/m^3)을 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제 1 연기 농도 임계값 및 제 1 시간은 순간적인 먼지 및 담배 연기 등에 의한 비화재보가 최소화될 수 있도록 적절히 마진을 두어 설정하는 것이 바람직하다. 본 발명은 위와 같이, 제 1 연기 농도 임계값을 초과한다는 필수 조건 외에 보조 조건으로 CO2 농도 또는 미세 먼지 농도를 사용하는 것에 의해 비화재보를 최소화할 수 있다. 이와 달리, 화재 감지부(320)는 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간(Δt1) 이상 초과하고, CO2 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 주지된 바와 같이, 화재가 진행되면 CO2 농도는 상승하고 미세 먼지의 일종으로 볼 수 있는 연기에 의해 미세 먼지 농도도 상승한다. 따라서, 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 CO2 농도 또는 미세 먼지 농도가 상승한다는 보조 조건을 추가하는 것해 비화재보를 최소화할 수 있다.
다만, 위 같은 방식에 의하는 경우, 화재에 의해 발생한 연기의 입자 사이즈가 연기 감지 센서(예를 들어, 광전식)에 의해 잘 감지되는 않은 경우 화재가 발생하였음에도 화재가 발생하지 않았다고 판단될 수 있다. 예를 들어, 연기 입자가 큰 훈소화재에 대한 감도가 좋은 광전식 연기 감지 센서는 연기 입자가 작은 표면 화재를 잘 인지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 같은 문제를 방지하기 위해 제 1 연기 농도 임계값을 하향 조정하게 되면 비화재보가 만연될 가능성이 높다. 따라서, 화재가 발생하였으나, 화재로 잘 인식되지 않을 수 있는 상황에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해, 화재 감지부(320)는 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값(제 1 연기 농도 임계값 보다 작음)을 기 설정된 제 2 시간(Δt2: Δt1 보다 긴 시간임) 이상 초과하고, CO2 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 보조 조건인 CO2 농도와 미세 먼지 농도에 상승률을 적절히 조정하는 것에 의해 비화재보를 최소화할 수 있다. 여기서, 비화재보가 최소화될 수 있도록 제 1 연기 농도 임계값을 적절히 높게 설정하고 제 2 연기 농도 임계값으로 보완을 하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 2 시간(Δt2: Δt1 보다 긴 시간임)에 충분한 마진을 부여하는 것에 의해, 순간적인 먼지, 담배 연기에 의한 비화재보를 최소화할 수 있다.
또한, 화재 감지부(320)는 연기 농도 임계값 보정 기능을 가질 수 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 화재 감지부(320)는 화재 감지기(200)로부터 수신한 환기 운전 상태 정보를 수신하고(6501), 기 설정된 환기 운전 상태 정보와 매칭되는 임계값 정보 테이블을 사용해 연기 농도 임계값 정보를 수정할 수 있다(S602). 예를 들어, 화재 감지부(320)는 환기 운전 상태 정보가 '정지' 이면 '제 1 및 제 2 연기 농도 임계값'은 초기 임계값을 그대로 유지할 수 있고, 환기 운전 상태 정보가 '약운전' 이면 '제 1 및 제 2 연기 농도 임계값'을 초기 임계값의 95%되는 값(초기 임계값 보다 적은 임의의 값)으로 보정할 수 있고, 환기 운전 상태 정보가 '중운전' 이면 '제 1 및 제 2 연기 농도 임계값'을 초기 임계값의 90%되는 값(약운전에 대응한 연기 임계값 보다 적은 임의의 값)으로 보정할 수 있고, 환기 운전 상태 정보가 '강운전' 이면 '제 1 및 제 2 연기 농도 임계값'을 초기 임계값의 85%되는 값(중운전에 대응한 연기 임계값 보다 적은 임의의 값)으로 보정할 수 있다. 즉, 환기 운전 상태 정보에 따른 환기 운전의 강도에 대응하여 초기 제 1 및 제 2 연기 농도 임계값을 보정할 수 있다. 이와 같은 보정에 의해 초기 화재가 진행됨에도 불구하고 자동 환기에 의해 연기 감지 센서로 화재가 잘 감지되지 않은 상황이 방지될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 연기 농도 임계값 중 어느 하나 만 보정될 수도 있다.
화재 감지부(320)는 화재가 감지되면, 화재 알림 메시지를 화재 감지기(200)로 송신할 수 있다. 이때, 화재 감지기(200)는 화재 알림 메시지를 자동 환기 시스템(100)에 제공할 수 있다. 이때, 앞서 본 바와 같이, 화재 알림 메시지를 수신한 자동 환기 시스템(100)은 도 4에서와 같이, 제 2 모드에서 동작할 수 있다. 그리고, 자동 환기 시스템(100)은 화재 알림 메시지를 화재 감지기(200)로부터 수신하지 않으면 제 1 모드에서 통상적인 자동 환기 동작을 수행할 수 있다. 제 1 모드 및 제 2 모드에서 환기 운전 상태 정보는 화재 감지기(200)를 통해 화재 감지부(320)에 제공될 수 있고 이때, 화재 감지부(320)는 환기 운전 상태 정보에 따라, 연기 농도 임계값을 보정할 수 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 화재 경보 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 의해 앞서 본 화재 경보 장치의 구성이 보다 명확해질 수 있다. 도 8은 도 2의 화재 감지부의 화재 감지 동작에 대한 플로우 차트를 나타낸다. 도 9는 도 8의 S83에 대한 세부 프로세스를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 가장 먼저, 데이터 수집부(310)는 센싱 데이터를 화재 감지기에 요청할 수 있다(S810). 이때, 화재 감지기(200)는 연기 감지 센서(210)의 센싱 데이터, 자동 환기 시스템에서 제공 받은 CO2 농도 및 미세 먼지 농도, 자동 환기 시스템의 운전 상태 정보를 데이터 수집부(310)에 제공할 수 있다(S820).
화재 감지부(320)는 자동 환기 시스템의 운전 상태 정보를 사용해 도 6 및 7에서와 같이 연기 농도 임계값을 보정할 수 있다(S830).
그리고, 화재 감지부(320)는 화재 발생 여부를 판단할 수 있다(S840).
도 9를 참조하면, 화재 감지부(320)는 연기 감지 센서(210)의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출할 수 있다(S841).
이때, 화재 감지부(320)는 연기 농도가 기 설정된 제 1 임계 연기 농도 기준값을 기 설정된 제 1 시간(Δt1) 동안 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S842). S842에서 제 1 시간을 초과하는 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값(예를 들어, 1000 ppm)을 초과하거나 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값(예를 들어, 50 μg/m^3)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S843). 이와 달리, 화재 감지부(320)는 S843에서 CO2 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승하였는지 여부를 판단할 수 있다. S843에서 CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값(예를 들어, 1000 ppm)을 초과하거나 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값(예를 들어, 50 μg/m^3)를 초과한 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 화재가 발생한 것으로 인지하고 화재 알림 메시지를 화재 감지기(200)에 전송할 수 있고(S844), 이의 역이라면 화재 감지부(320)는 화재가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이와 달리, S843에서 CO2 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t1) 대비 상승한 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 화재가 발생한 것으로 인지하고 화재 알림 메시지를 화재 감지기(200)에 전송할 수 있고(S844), 이의 역이라면 화재 감지부(320)는 화재가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
S842에서 제 1 시간을 초과하지 않은 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 연기 농도가 제 2 임계 연기 농도 기준값을 기 설정된 제 2 시간 (Δt2) 동안 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S845).
S845에서, 제 2 시간을 초과하지 않은 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 화재가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
S845에서, 제 2 시간을 초과하는 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 CO2 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다(S846). S845에서, CO2 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였거나, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과한 것으로 판단되면, 화재 감지부(320)는 화재가 발생한 것으로 인지하고 화재 알림 메시지를 화재 감지기(200)에 전송할 수 있다(S844). 이와 달리, S846에서 CO2 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하지 않았고, 미세 먼지 농도가 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점(t3) 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하지 않았다고 판단되면, 화재 감지부(320)는 화재가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에서 도 8 및 도 9의 프로세스는 그 전체 또는 일부로서 수행될 수 있고 그 순서를 달라하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명은 S841 및 S843 만으로 화재를 감지하는 형태로 실시될 수도 있고, S845 및 S846 만으로 화재를 감지하는 형태로 실시될 수도 있다. S830이 생략된 형태로 실시될 수도 있다.
100: 자동 환기 시스템
110: CO2 센서
120: 미세 먼지 센서
130: 제어부
140: 급기 수단
150: 배기 수단
200: 화재 감지기
210: 연기 감지 센서
220: 데이터 제공부
300: 자동 화재 탐지 장치
310: 데이터 수집부
320: 화재 감지부

Claims (20)

  1. 데이터 수집부가 각 세대 별 화재 감지기의 센싱값 및 각 세대 별 자동 환기 시스템에서 산출한 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 수신하는 단계;
    화재 감지부가 상기 화재 감지기의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출하는 단계; 및
    화재 감지부가 상기 연기 농도, CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 각 세대 별 화재 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값을 초과하거나 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값를 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였거나, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 제 2 연기 농도 임계값은 상기 제 1 연기 농도 임계값 보다 작은 값이며,
    상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 상기 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동 환기 시스템은 상기 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 다양한 모드에서 자동 환기 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 화재 감지부는 상기 자동 환기 시스템에 화재 알림 메시지를 전송하고 상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하는 것에 대응하여 화재가 진행되는 것을 방지할 수 있도록 운행되는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하면, 급기 수단 상의 급기팬을 정지 또는 역회전시키고 배기 수단 상의 배기팬을 회전시키는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 방법.
  11. 각 세대 별 화재 감지기의 센싱값 및 각 세대 별 자동 환기 시스템에서 산출한 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 수신하는 데이터 수집부; 및
    상기 화재 감지기의 센싱값을 사용해 연기 농도를 산출하고, 상기 산출된 연기 농도, CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 각 세대 별 화재 발생 여부를 판단하는 화재 감지부를 포함하고,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 기 설정된 CO2 농도 임계값을 초과하거나 미세 먼지 농도가 기 설정된 미세 먼지 농도 임계값를 초과하면 화재가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 2 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 CO2 농도 제 1 상승률을 초과하였거나, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 2 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승률이 기 설정된 미세 먼지 농도 제 1 상승률을 초과하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하고,
    상기 제 2 연기 농도 임계값은 상기 제 1 연기 농도 임계값 보다 작은 값이며,
    상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간 보다 긴 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, CO2 농도가 상기 연기 농도가 상기 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 화재 감지부는 상기 연기 농도가 상기 기 설정된 제 1 연기 농도 임계값을 기 설정된 제 1 시간 이상 초과하고, 미세 먼지 농도가 상기 연기 농도가 제 1 연기 농도 임계값을 초과한 시점 대비 상승하였으면 화재가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 자동 환기 시스템은 상기 CO2 농도 및 미세 먼지 농도를 사용해 다양한 모드에서 자동 환기 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 화재가 발생한 것으로 판단되면, 상기 화재 감지부는 상기 자동 환기 시스템에 화재 알림 메시지를 전송하고 상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하는 것에 대응하여 화재가 진행되는 것을 방지할 수 있도록 운행되는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 자동 환기 시스템은 상기 화재 알림 메시지를 수신하면, 급기 수단 상의 급기팬을 정지 또는 역회전시키고 배기 수단 상의 배기팬을 회전시키는 것을 특징으로 하는 화재 탐지 장치.



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