KR101963197B1

KR101963197B1 - 내화성능 확보구조

Info

Publication number: KR101963197B1
Application number: KR1020180111937A
Authority: KR
Inventors: 박진오; 정아영
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-03-28

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재와, 상기 구조부재의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재와, 상기 단열부재와 결합하여 공기층을 확보하는 내화부재를 구비할 수 있다.

Description

내화성능 확보구조{Structure to ensure fire resistance}

본 발명은 내화성능 확보구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 발생 시 건축부재에 전달되는 열을 차단하여 건축물의 화재확산을 방지할 수 있는 내화성능 확보구조에 관한 것이다.

국내 건축물의 기둥이나 보 등에 내화성능 확보를 위한 방법은 내화뿜칠재, 보드류(석고보드 등) 및 내화페인트로 감싸는 방법이 주류를 이루고 있다.

금속은 일정온도 이상이 되면 고유한 성능인 내력을 상실하게 되며, 국내에서 「건축물의 피난 방화구조 등에 관한 규칙」 및 「내화구조의 인정 및 관리기준」에서는 철골의 평균온도 538℃ 이하, 최고온도 649℃ 이하가 되도록 화재온도를 차단하여 구조부재를 보호하는 구조를 내화구조로 인정하고 있다.

기둥이나 보 등에 내화성능 확보를 위한 방법은 내화뿜칠재, 보드류(석고보드 등) 및 내화페인트로 감싸는 방법이 주류를 이루고 있다. 내화뿜칠재나 보드류(석고보드 등)은 단열성능이 있는 자재를 사용하여 감싸는 것이며, 내화페인트는 화재열에 의해 발포·팽창하며 이때 발생하는 탄화층의 단열성능을 이용하는 방법이다.

건축물의 규모가 커지면서 건축부재에 요구되는 내화성능 또한 늘어나게 된다. 내화뿜칠재나 보드류(석고보드 등)과 같은 단열성능이 있는 자재로 건축부재를 피복하고, 내화페인트는 요구되는 내화성능시간에 맞추어 발포·팽창하는 제품을 건축부재에 피복하는 방법으로 건축부재의 1시간에서 3시간까지 내화성능을 확보하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 기존에 내화뿜칠재, 보드류(석고보드 등) 및 내화페인트는 다음의 문제점을 가지고 있다.

첫째, 내화뿜칠재, 보드류(석고보드 등) 및 내화페인트로 피복할 수 있는 건축부재의 형상이 H형강으로 한정되어 있어 각형강관, 원형강관, C형강 등의 다양한 구조부재에 사용시 내화성능을 인정받지 못한다.

둘째, 내화도료 및 내화뿜칠은 습식공법으로 구조부재에 피복하기 위해서 전문시공인력이 필요하며 수개월의 양생 기간이 소요되기 때문에 공기 및 공사단가에도 악영향을 미치게 된다. 셋째, 건식공법인 보드류(석고보드 등)의 경우는 구조부재 크기에 맞도록 시공현장에서 치수조정하여 설치해야 하므로 많은 인건비가 소요되는 단점이 있어 시공현장에서 사용되는 사례가 극히 적다.

대한민국 등록특허 제10-1581200호(2015.12.30)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 열 차단 능력이 탁월한 공기층을 활용하여 다양한 내화성능을 확보할 수 있는 내화성능 확보구조를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재와, 상기 구조부재의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재와, 상기 단열부재와 결합하여 공기층을 확보하는 내화부재를 구비할 수 있다.

상기 단열부재는 상기 구조부재와 맞대어져 구비되는 제1단열재와, 상기 제1단열재와 일정거리 이격되어 상기 제1단열재의 외측에 구비되는 제2단열재를 구비할 수 있다.

상기 내화부재는 상기 제1단열재와 상기 제2단열재 사이에 구비되는 탄성체와, 상기 제2단열재, 상기 탄성체 및 상기 제1단열재를 차례로 관통하여 상기 탄성체를 압축된 형태로 고정하며, 열에 의해 녹는 고정체를 구비할 수 있다.

상기 단열부재는 상기 구조부재와 맞대어져 구비되는 단열체와, 상기 단열체의 외측에 구비되는 제3단열재와, 상기 제3단열재의 외측에 구비되는 제4단열재를 구비할 수 있다.

상기 제1단열재 내지 상기 제4단열재는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울, 미네랄울 중에서 어느 하나일 수 있다.

상기 내화부재는 상기 단열체와 상기 제3단열재 사이에 구비되는 탄성체와, 상기 제3단열재, 상기 탄성체 및 상기 단열체를 차례로 관통하여 상기 탄성체를 압축된 형태로 고정하며, 열에 의해 녹는 고정체를 구비할 수 있다.

상기 제3단열재는 상기 고정체에 의해 상기 탄성체 및 상기 단열체와 일체형으로 고정되는 고정부와, 상기 고정부와 이웃하는 또 다른 상기 고정부 사이에 구비되어 상기 단열체와 일정거리 이격되는 이격부를 구비할 수 있다.

상기 단열부재는 상기 구조부재와 맞대어져 구비되는 단열체를 구비할 수 있다.

상기 단열체는 내화도료, 내화뿜칠, 석고보드, 실리카보드, 불연자재, 단열자재 중에서 어느 하나일 수 있다.

상기 단열체의 외측에 위치하여 상기 단열체와 일정거리 이격되는 불연재가 더 구비될 수 있다.

상기 불연재는 철판, 유리, 실리카보드, 시멘트판 중에서 어느 하나일 수 있다.

상기 내화부재는 상기 단열체와 상기 불연재 사이에 구비되며, 화재 열에 의해 산화되어 탄화층을 형성하는 목재를 구비할 수 있다.

상기 목재는 원목, 집성목, OSB, MDF 중에서 어느 하나일 수 있다.

상기 내화부재는 상기 단열체와 상기 불연재 사이에 구비되며, 화재 열에 의해 용융 또는 응축되어 공기층을 확보하는 용융부재를 구비할 수 있다.

상기 용융부재는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울 중에서 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 따른 내화성능 확보구조에 의하면, 열 차단 능력이 탁월한 공기층을 확보할 수 있으므로 공기층을 활용하여 다양한 내화성능을 확보할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도.
도 2는 내지 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재(100), 단열부재(200) 및 내화부재(300)를 구비할 수 있다.

구조부재(100)는 건축물의 뼈대를 이루는 부재들로써 형강, 각형강관, 원형강관, H형강, 합성구조 등 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

단열부재(200)는 구조부재(100)의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘할 수 있다. 단열부재(200)에 대해 자세히 살펴보면, 단열부재(200)는 구조부재(100)와 맞대어져 구비되는 제1단열재(210) 및 제1단열재(210)와 일정거리 이격되어 제1단열재(210)의 외측에 구비되는 제2단열재(220)를 구비할 수 있다. 그리고 제1단열재(210)와 제2단열재(220)는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울, 미네랄울 등으로 이루어질 수 있다.

내화부재(300)는 단열부재(200)와 결합하여 공기층(10)을 확보하는 역할을 할 수 있으며, 탄성체(310)와 고정체(320)를 구비할 수 있다.

탄성체(310)는 스프링 등과 같이 탄성력을 갖는 부재가 사용되며, 제1단열재(210)와 제2단열재(220) 사이에 구비될 수 있다.

고정체(320)는 제2단열재(220), 탄성체(310) 및 제1단열재(210)를 차례로 관통하여 탄성체(310)를 압축된 형태로 고정할 수 있다. 이에 따라, 평상시에는 고정체(320)에 의해 제1단열재(210)와 제2단열재(220)의 이격거리가 최대한 좁혀진 상태를 유지할 수 있다.

그리고 고정체(320)는 열에 의해 녹는 재질로 제작되어 화재가 발생했을 시, 화재 열에 의해 녹아 탄성체(310)를 압축하는 힘이 제거되어 탄성체(310)가 형태를 복원할 수 있다. 이에 따라, 제1단열재(210)와 제2단열재(220)의 이격거리가 최대한으로 넓혀지게 되어 제1단열재(210)와 제2단열재(220) 사이에 공기층(10)이 형성될 수 있다.

이와 같이, 화재 시 열 차단 능력이 탁월한 공기층(10)을 활용함으로써 구조부재(100)의 내화성능을 확보하는 효과를 발휘할 수 있다.

다음은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재(100), 구조부재(100)의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재(200) 및 단열부재(200)와 결합하여 공기층(10)을 확보하는 내화부재(300)를 구비할 수 있다.

그리고 단열부재(200)는 구조부재(100)와 맞대어져 구비되는 단열체(230), 단열체(230)의 외측에 구비되는 제3단열제 및 제3단열재(240)의 외측에 구비되는 제4단열재(250)를 구비할 수 있다. 단열체(230)는 내화도료, 내화뿜칠, 석고보드, 실리카보드, 불연자재, 단열자재 등으로 이루어질 수 있고, 제3단열재(240)와 제4단열재(250)는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울, 미네랄울 등으로 이루어질 수 있다.

내화부재(300)는 단열체(230)와 제3단열재(240) 사이에 구비되는 탄성체(310)와 제3단열재(240), 탄성체(310) 및 단열체(230)를 차례로 관통하여 탄성체(310)를 압축된 형태로 고정하는 고정체(320)를 구비할 수 있다.

여기서, 단열부재(200)의 제3단열재(240)는 고정부(241)와 이격부(242)로 나누어질 수 있다. 고정부(241)는 고정체(320)에 의해 탄성체(310) 및 단열체(230)와 일체형으로 고정되는 곳으로써 도면에 도시된 바와 같이, 탄성체(310)의 외측면과 마주보는 형태로 다수개가 구비될 수 있다. 이격부(242)는 고정부(241)와 이웃하는 또 다른 고정부(241) 사이사이에 구비되며 도면에 도시된 바와 같이, 제4단열재(250)의 모서리와 마주보는 형태로 다수개가 구비될 수 있다.

이에 따라, 평상시에는 고정체(320)에 의해 고정부(241)와 단열체(230)의 이격거리가 최대한 좁혀진 상태를 유지할 수 있다.

그리고 고정체(320)는 열에 의해 녹는 재질로 제작되어 화재가 발생했을 시, 화재 열에 의해 녹아 탄성체(310)를 압축하는 힘이 제거되어 탄성체(310)가 형태를 복원할 수 있다. 이에 따라, 고정부(241)와 단열체(230)의 이격거리가 최대한으로 넓혀지게 되어 단열체(230)와 제3단열재(240) 사이에 공기층(10)이 형성될 수 있다.

다음은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재(100), 구조부재(100)의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재(200) 및 단열부재(200)와 결합하여 공기층(10)을 확보하는 내화부재(300)를 구비할 수 있다.

그리고 단열부재(200)는 구조부재(100)와 맞대어져 구비되는 단열체(230)를 구비할 수 있다. 단열체(230)는 내화도료, 내화뿜칠, 석고보드, 실리카보드, 불연자재, 단열자재 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 단열체(230)의 외측에는 단열체(230)와 일정거리 이격되는 불연재(400)가 구비될 수 있다. 불연재(400)는 철판, 유리, 실리카보드, 시멘트판 등으로 이루어질 수 있다.

내화부재(300)는 단열체(230)와 불연재(400) 사이의 이격된 공간을 채우는 형태로 구비되며, 원목, 집성목, OSB, MDF 등의 목재(330)가 구비될 수 있다.

내화부재(300)의 목재(330)는 화재 시 화재 열에 의해 산화되어 탄화층(331)을 형성할 수 있어 단열체(230)와 탄화층(331) 사이에 공기층(10)이 형성되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내화성능 확보구조는 구조부재(100), 구조부재(100)의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재(200) 및 단열부재(200)와 결합하여 공기층(10)을 확보하는 내화부재(300)를 구비할 수 있다.

내화부재(300)는 단열체(230)와 불연재(400) 사이의 이격된 공간을 채우는 형태로 구비되며, 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울 등의 용융부재(340)로 구비될 수 있다.

내화부재(300)의 용융부재(340)는 화재 시 화재 열에 의해 용융 또는 응축되어 부피가 축소됨으로써 단열체(230)와 용융부재(340) 사이에 공기층(10)이 형성되도록 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내화성능 확보구조에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 공기층 100: 구조부재
200: 단열부재 210: 제1단열재
220: 제2단열재 230: 단열체
240: 제3단열재 241: 고정부
242: 이격부 250: 제4단열재
300: 내화부재 310: 탄성체
320: 고정체 330: 목재
331: 탄화층 340: 용융부재
400: 불연재

Claims

구조부재와,
상기 구조부재의 외측에 구비되어 단열효과를 발휘하는 단열부재와,
상기 단열부재와 결합하여 공기층을 확보하는 내화부재를 구비하고,
상기 단열부재는 상기 구조부재와 맞대어져 구비되는 제1단열재와, 상기 제1단열재와 일정거리 이격되어 상기 제1단열재의 외측에 구비되는 제2단열재를 구비하고,
상기 내화부재는 상기 제1단열재와 상기 제2단열재 사이에 구비되는 탄성체와, 상기 제2단열재, 상기 탄성체 및 상기 제1단열재를 차례로 관통하여 상기 탄성체를 압축된 형태로 고정하며, 열에 의해 녹는 고정체를 구비하는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 단열부재는 상기 구조부재와 맞대어져 구비되는 단열체와,
상기 단열체의 외측에 구비되는 제3단열재와,
상기 제3단열재의 외측에 구비되는 제4단열재를 구비하는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 4항에 있어서,
상기 제1단열재 내지 상기 제4단열재는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울, 미네랄울 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
삭제
삭제
삭제
제 4항에 있어서,
상기 단열체는 내화도료, 내화뿜칠, 석고보드, 실리카보드, 불연자재, 단열자재 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 9항에 있어서,
상기 단열체의 외측에 위치하여 상기 단열체와 일정거리 이격되는 불연재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 10항에 있어서,
상기 불연재는 철판, 유리, 실리카보드, 시멘트판 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 11항에 있어서,
상기 내화부재는 상기 단열체와 상기 불연재 사이에 구비되며, 화재 열에 의해 산화되어 탄화층을 형성하는 목재를 구비하는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 12항에 있어서,
상기 목재는 원목, 집성목, OSB, MDF 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.
제 11항에 있어서,
상기 내화부재는 상기 단열체와 상기 불연재 사이에 구비되며, 화재 열에 의해 용융 또는 응축되어 공기층을 확보하는 용융부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조
제 14항에 있어서,
상기 용융부재는 스티로폼, 우레탄, 아이소핑크, 그라스울 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내화성능 확보구조.