KR102219234B1 - 보강재를 갖춘 방화문 - Google Patents

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KR102219234B1
KR102219234B1 KR1020190119277A KR20190119277A KR102219234B1 KR 102219234 B1 KR102219234 B1 KR 102219234B1 KR 1020190119277 A KR1020190119277 A KR 1020190119277A KR 20190119277 A KR20190119277 A KR 20190119277A KR 102219234 B1 KR102219234 B1 KR 102219234B1
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Abstract

본 발명은 화재 시에 화염의 침투를 막아주는 방화문에 관한 것으로서, 특히 방화문의 강도를 증가하기 위하여 사용되는 보강재(補强材)를 갖춘 방화문에 관한 것이다.
본 발명은 방화문의 외곽 테두리를 따라 배치되는 다단 절곡형 단면의 외곽틀 보강재를 적용함과 더불어 방화문의 내측 영역을 가로질러 배치되는 다단 절곡형 단면의 내부 보강재를 적용함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있고, 외곽틀 보강재와 내부 보강재에 홀 및/또는 절개부 구조를 적용함으로써, 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지함과 더불어 방화문 내외측 패널 간의 열전도율을 낮춰서 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 확보할 수 있는 보강재를 갖춘 방화문을 제공한다.

Description

보강재를 갖춘 방화문{FIRE DOOR WITH REINFORCEMENT}
본 발명은 화재 시에 화염의 침투를 막아주는 방화문에 관한 것으로서, 특히 방화문의 강도를 증가하기 위하여 사용되는 보강재(補强材)를 갖춘 방화문에 관한 것이다.
일반적으로 방화문(防火門)은 문의 일종으로서, 사람의 통행이 가능하지만, 화재 시 화염의 침투를 방지하도록 설계되어 있다.
즉, 방화문은 화재 시 화염의 전파를 최소화하고 피난 경로를 확보해주는 등 화재 피해의 방지에 중요한 역할을 한다.
보통 방화문은 주택, 아파트, 공장, 사무실, 조립식 가설건물 등에 있어서 화재가 이면으로 번지는 것을 차단하기 위해 설치되는 현관 출입문 또는 비상문 등의 구조물이다.
이와 같은 방화문은 대부분 벽을 관통하여 설치되는 사각 형상의 도어 틀 내측에 배치된 상태에서 한쪽이 1개 이상의 힌지 수단에 의해 도어 틀에 결합되는 구조로 설치된다.
그리고, 상기 방화문의 전면과 후면에는 각각 손잡이가 설치되어 있어서, 사용자는 손잡이를 잡고 방화문을 당기거나 밀어서 열거나 닫게 된다.
이와 더불어, 방화문의 전면 또는 후면 중 어느 한쪽에는 방화문을 닫을 경우 이웃하는 도어 틀과의 사이 공간을 가릴 수 있도록 가장자리를 따라 돌출된 걸림턱을 가지고 있으며, 이에 따라 화재 시 연기나 열이 차단됨과 동시에 방화문이 한쪽 방향으로만 열릴 수 있게 된다.
이러한 방화문은 화재에 의한 변형 또는 소실이 일어나지 않도록 열에 강한 금속재질로 이루어진다.
그리고, 상기 방화문에는 화재 시 열차단 기능을 수행하기 위하여 내부에 단열재가 내장되어 있다.
그러나, 금속으로 이루어진 방화문은 열의 전도성이 높아 아무리 내부에 단열재가 내장되어 있다 하더라도 방화문을 이루는 금속 패널 간의 접촉 경로를 타고 전달되는 열을 차단하는데 한계가 있다.
또한, 단열재들은 고온에 취약하여 화재 시 소실 및 변형이 쉽게 일어나며, 이때 방화문도 단열재들과 같이 변형이 생기면서 화염이나 열기, 그리고 연기가 유입되어 방화문의 차열성 및 차연성을 반감시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
일 예로서, 종래의 방화문은 벽체측의 도어 틀에 설치되는 도어를 포함하는 구조로서, 이때의 도어는 내측 패널과 외측 패널, 그리고 단열재로 구성된다.
그러나, 상기 도어는 단열재를 내장하고 있는 내측 패널과 외측 패널을 단순 결합한 형태로 이루어져 있으며, 이로 인해 화재 시 고온 환경에 노출되었을 때 최약한 강도로 인해 쉽게 뒤틀림 등의 변형을 일으키게 됨과 더불어 외측 패널측에서 내측 패널측으로 이어지는 열전도 경로가 짧아 화염의 열기가 곧바로 내측으로 전파될 수 있고 연기가 그대로 침투될 수 있는 등 화재가 발생했을 때 전혀 방화문의 역할을 수행하지 못하는 문제가 있다.
예를 들면, 내부에 단열재가 단순히 채워져 있는 구조인 관계로서 외측 패널측 열이 단열재를 그대로 빠르게 통과하여 내측 패널측으로 전파될 수 있는 등 방화문으로서의 기능이 취약한 단점이 있다.
결국, 이러한 방화문의 취약한 강도 문제, 패널 간 열전도 문제 등을 해결하기 위하여 기존에는 별도의 프레임 공사를 실시해야 하고, 도어 및 도어 틀 전체를 완전 교체해야 하는 등 공사가 커지고 시공성 측면이나 비용적인 측면에서 불리한 점이 있다.
따라서, 평상 시에는 뛰어난 기밀 성능을 확보할 수 있고, 특히 화재 시에는 고온에 강하고 열변형이 없으며 차열성 및 차연성이 우수한 구조의 방화문에 대한 필요성이 요구되고 있는 실정이다.
한국 공개특허 10-2017-0019124호 한국 공개특허 10-2016-0071079호 한국 공개특허 10-2011-0090253호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 방화문의 외곽 테두리를 따라 배치되는 다단 절곡형 단면의 외곽틀 보강재를 적용함과 더불어 방화문의 내측 영역을 가로질러 배치되는 다단 절곡형 단면의 내부 보강재를 적용함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있고, 외곽틀 보강재와 내부 보강재에 홀 및/또는 절개부 구조를 적용함으로써, 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지함과 더불어 방화문 내외측 패널 간의 열전도율을 낮춰서 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 확보할 수 있는 보강재를 갖춘 방화문을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 보강재를 갖춘 방화문은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 보강재를 갖춘 방화문은 구조물 벽체측의 도어 틀의 내측에 설치되면서 개폐 가능하고 내부에 단열재가 채워져 있는 내측 패널과 외측 패널로 구성되는 도어와, 상기 도어의 내측 패널과 외측 패널 간의 4변 가장자리를 따라 배치되면서 서로 마주보며 나란하게 조합되어 박스형의 단면을 이룸과 더불어 보강재 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 홀 및 절개부를 각각 가지는 다단 절곡형 단면 형태의 외측 외곽틀 보강재 및 내측 외곽틀 보강재로 구성되는 외곽틀 보강재와, 서로 마주대하는 양쪽의 나란한 외곽틀 보강재의 사이를 가로질러 배치됨과 더불어 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 홀 및 다수의 절개부를 가지는 적어도 1개 이상의 다단 절곡형 단면 형태의 내부 보강재를 포함하는 구조로 이루어진다.
이러한 보강재를 갖춘 방화문은 외곽틀 보강재와 내부 보강재에 형성되어 있는 다수의 홀 및 절개부를 이용하여 보강재측과 내외측 패널측 간의 접촉면적을 줄일 수 있는 동시에 보강재 자체의 열전달 경로의 단절 구간을 확보할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 외곽틀 보강재의 외측 외곽틀 보강재와 내부 보강재는 "M"자형 단면 형태로 이루어질 수 있고, 외곽틀 보강재의 내측 외곽틀 보강재는 "ㄷ"자형 단면 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 외곽틀 보강재의 외측 외곽틀 보강재와 내측 외곽틀 보강재에 형성되는 각각의 절개부들은 내외측 외곽틀 보강재가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, 서로 일대일 매칭을 이루며 동일한 위치에 있게 함으로써, 방화문 두께방향으로 관통되는 공간부가 조성되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 외곽틀 보강재의 외측 외곽틀 보강재와 내측 외곽틀 보강재가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, "ㄷ"자형 단면 형태의 내측 외곽틀 보강재가 "M"자형 단면 형태의 외측 외곽틀 보강재의 내부로 들어가 절개부 간의 일대일 매칭을 이루도록 한 후에 맞물려 용접되는 구조로 조합될 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 외곽틀 보강재의 외측 외곽틀 보강재에는 도어 틀에 설치되는 단열부재의 마모 방지를 위하여 단면 모서리 부위에 45°각도로 깍인 형태의 간섭회피부가 형성될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 보강재를 갖춘 방화문은 다음과 같은 효과가 있다.
1) 방화문 도어의 내측 패널과 외측 패널 간의 4변 가장자리 연접 부위를 따라 다단 절곡의 단면 형태, 예를 들면 "M"자형 단면 형태 및 "ㄷ"자형 단면 형태를 조합한 박스형 단면을 가지는 외곽틀 보강재를 설치하고, 이와 더불어 외곽틀 보강재 사이를 수평으로 가로지르는 "ㄷ"자형 단면 형태를 가지는 내부 보강재를 설치함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있는 등 화재 시의 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.
2) 방화문에 적용되는 외곽틀 보강재와 내부 보강재에 홀 및/또는 절개부 구조를 적용함으로써, 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지할 수 있고, 방화문 내외측 패널측과 보강재측 간의 접촉면적을 줄여서 방화문 내외측 패널 간의 열전도율을 낮출 수 있어서 뒤틀림 등과 같은 열변형을 최소화할 수 있는 등 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
3) 방화문이 설치되는 도어 틀의 전면 둘레를 따라 실리카로프 등의 단열부재를 적용하여 도어 틀과 방화문 간의 기밀 성능 및 밀착 성능을 확보할 수 있는 효과가 있고, 또 단열부재와 접촉하는 방화문의 모서리 부분을 45°각도로 설계하여 단열부재의 마모를 막을 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재를 갖춘 방화문을 나타내는 사시도와 정면도
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화 시험 과정을 나타내는 모니터 화면과 사진
도 10과 도 11은 일반 보강재를 갖춘 방화문과 본 발명의 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화 시험 후의 상태를 나타내는 사진
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재를 갖춘 방화문을 나타내는 사시도와 정면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 보강재를 갖춘 방화문은 가정이나 빌딩에 시공되는 대피공간의 출입구측 벽체 구조물에 설치되어 있는 사각 형상의 도어 틀(10)의 내측에 설치되고, 개폐 조작을 위한 도어 손잡이(미도시)를 가지고 있으며, 도어 힌지(22)를 축으로 회전하면서 개폐 가능한 도어(14) 등을 포함한다.
이때의 상기 도어(14)는 대피자가 대피공간으로 밀고 들어갈 수 있도록 대피공간 실내쪽으로 열려질 수 있는 구조로 설치된다.
상기 도어 틀(10)은 건축물 등의 구조물 벽체에 설치되는 사각의 틀 구조로서, 일측이 개방된 박스형 단면을 가지는 패널 절곡 형태로 이루어질 수 있으며, 이러한 도어 틀(10)의 내부에는 세라크울 등과 같은 단열재(미도시)가 충전될 수 있게 된다.
이러한 도어 틀(10)의 내측, 즉 도어(14)의 가장자리와 접하는 내측은 도어틀 전후 폭방향을 따라 1단 또는 2단으로 단차 구조를 이루게 되고, 이때의 단차 구조 내에 도어(14)가 수용되면서 닫힘 상태가 유지될 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 도어 틀(10)의 내측 단차부에는 홈부(23)가 형성되며, 이때의 홈부(23)는 도어 틀 내측 전체 둘레를 따라가면서 연속해서 이어지는 형태로 형성될 수 있게 된다.
그리고, 상기 홈부(23)에는 화재 발생 시에 도어측과 도어 틀측 간의 틈새를 통해 연기나 유독가스가 유입되는 것을 완전히 차단할 수 있는 역할을 하는 단열부재(20), 예를 들면 실리카로프, 불연 가스켓 등과 같은 단열부재(20)가 설치되며, 이때의 단열부재(20)는 도어 닫힘 시 도어 외측 패널측과 접촉에 의해 눌려지면서 기밀을 유지해주는 역할을 할 수 있게 된다.
여기서, 상기 단열부재(20)로서 실리카로프를 적용하는 경우, 실리카로프의 직경은 홈부(23)의 폭 대비 상대적으로 큰 치수로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 실리카로프는 홈부(23) 내에 강제 압입식으로 끼워져 설치될 수 있게 된다.
즉, 기존 방화문에 적용되고 있는 가스켓 등과 같은 패킹수단의 경우 접착제 등을 사용하여 패킹수단을 접착 고정시키던 것과는 달리 여기서는 접착제 등의 사용하지 않고 로프 형태의 단열부재(20)를 직접 홈부(23) 내에 강제로 눌러서 끼워넣는 방식을 채택함으로써, 화재 시에 접착제 등이 연소되면서 발생되는 유독가스 등으로부터의 피해를 완전히 배제할 수 있는 이점이 있다.
특히, 상기 보강재를 갖춘 방화문의 도어(14)는 도어 틀(10) 내에 설치되는 직사각형의 판체 구조물로서, 대피공간 실내쪽으로 배치되는 내측 패널(12)과 대피공간 실외쪽으로 배치되는 외측 패널(13), 그리고 내외측 패널(12) 간의 외곽 테두리를 따라 개재되는 외곽틀 보강재(17)와 도어 내부를 수평으로 가로질러 개재되는 내부 보강재(18), 내외측 패널(12,13)의 내부에 충전되는 단열재(11) 등을 포함하는 구조로 이루어지게 된다.
여기서, 상기 단열재(11)는 미네랄울, 글라스울, 세라크울, PIR, 페놀폼, 바소폼 등과 같은 불연 단열소재를 적용할 수 있다.
이러한 도어(14)는 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 간에 개재되는 외곽틀 보강재(17)와 내부 보강재(18)를 포함함으로써, 도어 자체 강도를 확보하면서도 도어 자체 무게를 경감할 수 있고(예를 들면, 기존의 일반 보강재를 적용한 방화문의 경우 38.10㎏의 무게를 갖는 반면에, 본 발명의 보강재를 적용한 방화문의 경우 34.83㎏의 무게를 갖는다), 또 패널 간의 접촉면적을 줄여서 열전도율을 최소화할 수 있는 구조로 이루어질 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 도어(14)는 도어 틀(10)의 내측에서 개폐 가능한 구조로 설치되면서 내부에 단열재(11)를 수용하는 내측 패널(12)과 외측 패널(13)을 포함한다.
그리고, 상기 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 사이의 4변 가장자리에는 다단 절곡형의 단면을 가지면서 내외측 패널(12,13)과 용접 등에 의해 일체식으로 결속되는 외곽틀 보강재(17)가 설치되는 동시에 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 사이의 내측 영역에는 도어 좌우 폭을 수평으로 가로지르면서 내외측 패널(12,13)과 용접 등에 의해 일체식으로 결속되는 내부 보강재(18)가 설치된다.
이때의 외곽틀 보강재(17)는 도어 외곽 크기와 형상에 상응하는 사각의 틀 형태로 이루어지게 되고, 도어(14)의 전체 4변의 가장자리를 따라가면서 나란하게 배치된다.
이와 더불어, 상기 내부 보강재(18)는 서로 마주보는 양쪽 변, 예를 들면 양쪽의 수직 변에 배치되는 양쪽의 외곽틀 보강재(17) 사이를 가로지르는 동시에 양단부를 통해 외곽틀 보강재(17)측에 용접되어 지지되면서 외곽틀 보강재(17)측과도 일체식으로 결속될 수 있게 된다.
이와 같은 외곽틀 보강재(17)와 내부 보강재(18)는 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 사이에 개재되어 도어 전후면에 배치되는 양쪽의 측판을 통해 내외측 패널(12,13)의 안쪽면과 접하게 되며, 이렇게 접한 상태에서의 양쪽의 측판은 내측 패널(12)측 및 외측 패널(13)측과 레이저 용접 등에 의해 일체식으로 결속될 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 외곽틀 보강재(17)와 내부 보강재(18)에 대해 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 외곽틀 보강재(17)는 다단 절곡형의 단면을 가지면서 길다란 바 부재 형태로 이루어지는 외측 외곽틀 보강재(17a) 및 내측 외곽틀 보강재(17b)로 구성되고, 이때의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)는 서로 간의 단면 내측을 마주보며 나란하게 조합되어 함께 사각의 박스형 단면을 이루면서 용접 등에 의해 일체식으로 결합될 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, 상기 내측 외곽틀 보강재(17b)가 외측 외곽틀 보강재(17a)의 내부로 들어간 상태의 사각의 박스형 단면을 이루면서 용접 등에 의해 일체식으로 결합될 수 있게 된다.
이렇게 사각의 박스형 단면을 이루면서 결합되는 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)의 조합형으로 이루어지는 외곽틀 보강재(17)는 도어(14)의 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 간의 4변 가장자리를 따라 배치되면서 내외측 패널(12,13)측과 용접 등에 의해 일체식으로 결속될 수 있게 된다.
특히, 상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)에는 보강재 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 절개부(16a)가 형성되고, 이와 더불어 내측 외곽틀 보강재(17b)에도 다수의 홀(15a) 및 절개부(16b)가 형성된다.
이때, 상기 홀(15a)은 내측 외곽틀 보강재(17b)의 바닥판 두께를 관통하는 사각형, 원형, 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 절개부(16a,16b)는 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)의 양쪽 측판을 단부에서부터 잘라낸 사각형, 원형, 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)에 형성되어 있는 다수의 홀(15a) 및 절개부(16a,16b)에 의해 외곽틀 보강재(17)측과 내외측 패널(12,13)측 간의 접촉면적이 줄어들면서 외곽틀 보강재(17)를 매개로 하는 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 최소화할 수 있는 동시에 도어 자체 무게 또한 경감할 수 있게 되고, 또 외곽틀 보강재(17) 자체의 열전달 경로, 즉 외곽틀 보강재(17)를 경유하는 도어 두께방향으로의 열전달 경로 중 일부의 단절 구간(홀과 절개부로 인해 끊어진 구간)을 확보할 수 있게 되는 등 외곽틀 보강재(17)를 매개로 하는 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 한층 더 낮출 수 있게 된다.
그리고, 상기 외측 외곽틀 보강재(17a)의 단면은 다단 절곡형의 단면, 예를 들면 다수의 "ㄷ"자형 단면을 지그재그 형태로 연속해서 이어놓은, 다시 말해 다수의 "ㄷ"자형 단면을 교대로 엇배열시키면서 연속해서 일체형으로 이어놓은 "M"자형 단면 형태로 이루어질 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 각각의 "ㄷ"자형 단면, 즉 3개의 "ㄷ"자형 단면 중에서 내측 패널(12)측에 접하는 하나의 "ㄷ"자형 단면과 외측 패널(13)측에 접하는 다른 하나의 "ㄷ"자형 단면은 단면 개방부위가 도어 내측을 향하도록 하고, 내측 패널측 "ㄷ"자형 단면과 외측 패널측 "ㄷ"자형 단면 사이를 이어주는 나머지 하나의 "ㄷ"자형 단면은 도어 외측을 향하도록 함으로써, 3개의 "ㄷ"자형 단면은 일부 단면 길이를 공유하면서 서로 일체형으로 이어져 있는 "M"자형 단면 형태를 이룰 수 있게 된다.
이에 따라, 다수의 "ㄷ"자형 단면 조합형의 단면 구조가 발휘하는 횡방향 및 종방향의 강성을 확보할 수 있는 외측 외곽틀 보강재(17a)는 도어(14)의 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 사이의 가장자리에 일체식으로 결합되면서 도어 전체 틀을 유지시켜줌과 더불어 도어가 소정의 강도를 갖도록 함으로써, 화재 발생 시의 고온의 화염이나 열기가 도어(14)측에 가해지는 경우에도 뒤틀림, 찌그러짐 등의 변형 발생을 최소화시켜줄 수 있게 된다.
즉, 상기 외측 외곽틀 보강재(17a)는 기존의 도어 내외측 패널 간의 두께에 상응하는 직선의 경로와 비교할 때 다수의 "ㄷ"자형 단면으로 인해 5차례 정도의 절곡된(꺽인) 경로를 가지게 되고, 결국 이렇게 직선의 경로에 비해 상대적으로 긴 경로, 예를 들면 다단으로 절곡되어 있는 긴 경로를 통해 열전달 속도를 최대한 늦출 수 있게 된다.
또한, 상기 외곽틀 보강재(17)의 내측 외곽틀 보강재(17b)의 단면은 "ㄷ"자형 단면 형태로 이루어지게 되며, 이러한 "ㄷ"자형 단면 형태의 내측 외곽틀 보강재(16b)는 외측 외곽틀 보강재(17a)와 서로 간의 단면 내측을 마주보면서 조합됨과 더불어 함께 사각의 박스형 단면을 이루며 결합될 수 있게 된다.
즉, 상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, "ㄷ"자형 단면 형태의 내측 외곽틀 보강재(17b)는 "M"자형 단면 형태의 외측 외곽틀 보강재(17a)의 내부로 들어감과 더불어 서로 간의 측판을 내외측으로 맞댄 상태로 용접 등에 의해 결합될 수 있게 된다.
특히, 상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)에 형성되는 각각의 절개부(16a,16b)들은 내외측 외곽틀 보강재(17a,17b)가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, 외측 외곽틀 보강재(17a)에 있는 절개부(16a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)에 있는 절개부(16b)는 서로 일대일 매칭을 이루며 동일한 위치에 있게 되고, 이에 따라 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)가 사각의 박스형 단면을 이루면 결합된 상태에서는 방화문 두께방향으로 관통되는 공간부(19)가 조성될 수 있게 된다.
이와 같이, 다수의 홀(15a)과 절개부(16a,16b)를 가지는 "M"자형 단면 형태의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 "ㄷ"자형 단면 형태의 내측 외곽틀 보강재(17a)를 조합한 박스형 단면을 가지는 외곽틀 보강재(17)로 도어(14)의 내측 패널(12)과 내측 패널(13) 사이의 가장자리를 보강함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 외곽틀 보강재(17)의 홀(15a)과 절개부(16a,16b)의 구조를 통해, 특히 서로 일치되는 절개부(16a,16b)에 의해 조성되는 공간부(19)의 구조를 통해 방화문 내외측 패널(12,13)측과 외곽틀 보강재(17)측 간의 접촉면적을 줄여서 방화문 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 낮출 수 있는 등 뒤틀림등과 같은 열변형을 최소화할 수 있으므로 방화문의 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 향상시킬 수 있게 됨과 더불어 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 내부 보강재(18)는 도어(14)의 서로 마주대하는 양쪽 2변, 예를 들면 양쪽 장변(長邊)에 배치되는 외곽틀 보강재(17)의 사이를 수평으로 가로질러 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 내부 보강재(18)의 양쪽 단부가 외곽틀 보강재(17), 예를 들면 내측 외곽틀 보강재(17b)에 용접 등에 의해 고정되므로서, 내부 보강재(18)는 외곽틀 보강재(17)와 일체식을 이룰 수 있게 된다.
여기서, 상기 내부 보강재(18)는 도어(14)의 상하 길이에 따라 다수 개가 적당한 간격을 두고 설치될 수 있게 된다.
특히, 상기 내부 보강재(18)에는 보강재 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 홀(15b) 및 절개부(16c)가 형성된다.
이때, 상기 홀(15b)은 내부 보강재(18)의 바닥판 두께를 관통하는 사각형, 원형, 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 절개부(16c)는 내부 보강재(18)의 양쪽 측판을 단부에서부터 잘라낸 사각형, 원형, 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 내부 보강재(18)에 형성되어 있는 다수의 홀(15b) 및 절개부(16c)에 의해 내부 보강재(18)측측과 내외측 패널(12,13)측 간의 접촉면적이 줄어들면서 내부 보강재(18)를 매개로 하는 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 최소화할 수 있는 동시에 도어 자체 무게 또한 경감할 수 있게 되고, 또 내부 보강재(18) 자체의 열전달 경로, 즉 내부 보강재(18)를 경유하는 도어 두께방향으로의 열전달 경로 중 일부의 단절 구간(홀과 절개부로 인해 끊어진 구간)을 확보할 수 있게 되는 등 내부 보강재(18)를 매개로 하는 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 한층 더 낮출 수 있게 된다.
그리고, 상기 내부 보강재(18)의 단면은 다단 절곡형의 단면, 예를 들면 다수의 "ㄷ"자형 단면을 지그재그 형태로 연속해서 이어놓은, 다시 말해 다수의 "ㄷ"자형 단면을 교대로 엇배열시키면서 연속해서 일체형으로 이어놓은 "M"자형 단면 형태로 이루어질 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 각각의 "ㄷ"자형 단면, 즉 3개의 "ㄷ"자형 단면 중에서 내측 패널(12)측에 접하는 하나의 "ㄷ"자형 단면과 외측 패널(13)측에 접하는 다른 하나의 "ㄷ"자형 단면은 단면 개방부위가 도어 내측을 향하도록 하고, 내측 패널측 "ㄷ"자형 단면과 외측 패널측 "ㄷ"자형 단면 사이를 이어주는 나머지 하나의 "ㄷ"자형 단면은 도어 외측을 향하도록 함으로써, 3개의 "ㄷ"자형 단면은 일부 단면 길이를 공유하면서 서로 일체형으로 이어져 있는 "M"자형 단면 형태를 이룰 수 있게 된다.
이에 따라, 다수의 "ㄷ"자형 단면 조합형의 단면 구조가 발휘하는 횡방향 및 종방향의 강성을 확보할 수 있는 내부 보강재(18)는 도어(14)의 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 사이의 가장자리에 일체식으로 결합되면서 도어 전체 틀을 유지시켜줌과 더불어 도어가 소정의 강도를 갖도록 함으로써, 화재 발생 시의 고온의 화염이나 열기가 도어(14)측에 가해지는 경우에도 뒤틀림, 찌그러짐 등의 변형 발생을 최소화시켜줄 수 있게 된다.
이와 같이, 다수의 홀(15b)과 절개부(16c)를 가지는 "M"자형 단면 형태의 내부 보강재(18)로 도어(14)의 내측 패널(12)과 내측 패널(13) 사이의 내측 영역을 보강함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있게 된다.
이와 더불어, 상기 내부 보강재(18)의 홀(15b)과 절개부(16c)의 구조를 통해, 특히 양쪽 측판의 서로 일치되는 절개부(16c)에 의해 조성되는 공간 영역의 구조를 통해 방화문 내외측 패널(12,13)측과 내부 보강재(18)측 간의 접촉면적을 줄여서 방화문 내외측 패널(12,13) 간의 열전도율을 낮출 수 있는 등 뒤틀림등과 같은 열변형을 최소화할 수 있으므로 방화문의 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 향상시킬 수 있게 됨과 더불어 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 보강재를 갖춘 방화문은 도어(14)의 열림 및 닫힘 시에 도어 틀(10)에 있는 단열부재(20)의 마모를 막아주는 수단으로 간섭회피부(21)를 포함한다.
상기 간섭회피부(21)는 도어(14)의 개폐 시 도어(14)의 날카로운 모서리 부위로 인해 단열부재(20)가 훼손되는 것을 막아주는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 단열부재(20)측과 접하는 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)에는 "M"자형 단면의 한쪽 모서리 부위를 45°각도로 깍은 형태의 간섭회피부(21)가 형성된다.
이에 따라 도어(14)의 개폐 시, 특히 도어(14)를 닫을 때 도어(14)측의 간섭회피부(21)에 의해 단열부재(20)가 긁히거나 끼이는 등 훼손되지 않게 되고, 결국 단열부재(20)의 형태 유지 및 내구성 확보와 더불어 도어(14)의 밀착도를 높일 수 있게 되므로, 도어(14) 닫힘 시에 완벽한 기밀성을 확보할 수 있는 등 대피공간으로 연기 등의 유독가스가 들어오는 것을 완전히 차단할 수 있게 된다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화 시험 과정을 나타내는 모니터 화면과 사진이다.
도 9a 내지 도 9f에 도시한 바와 같이, 여기서는 본 발명의 보강재를 갖춘 방화문을 수직가열로에 설치한 상태에서 방 내화시험을 실시하여 시간경과에 따라 방화문의 온도변화를 측정한 시험 데이터를 보여준다.
1)수직가열로의 온도를 682℃로 유지한 상태에서 10분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 38℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9a).
2)수직가열로의 온도를 783℃로 올린 상태에서 20분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 122℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9b).
3)수직가열로의 온도를 850℃로 올린 상태에서 30분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 201℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9c).
4)수직가열로의 온도를 888℃로 올린 상태에서 40분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 230℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9d).
5)수직가열로의 온도를 917℃로 올린 상태에서 50분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 243℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9e).
6)수직가열로의 온도를 946℃로 올린 상태에서 59분이 경과한 후에 방화문의 온도를 측정한 결과, 이때의 방화문의 온도가 269℃를 나타내고 있음을 확인할 수 있다(도 9f).
위의 시험 데이터에서 볼 수 있듯이, 수직가열로 내의 온도를 계속 상승시키고, 이러한 환경에서 1시간 동안 방화문(왼쪽의 사진)의 상태를 살펴본 결과, 도 9a의 단계에서 도 9f의 단계까지 진행되는 동안에 본 발명의 방화문, 즉 외곽틀 보강재와 내부 보강재를 갖춘 방화문은 1시간이 경과된 후에도 변형이 거의 없음을 확인할 수 있는 등 산업표준에 의한 한국산업규격의 요건에서 방화문 성능(갑종 방화문:비차열 시간 1시간 이상 등)을 충족하고 있음은 물론, 특히 방화문 전체 영역 중에서 본 발명의 외곽틀 보강재와 내부 보강재가 배치되어 있는 영역은 변형없이 방화문 원래의 형태를 유지하고 있음을 확인할 수 있으며, 결국 이러한 외곽틀 보강재와 내부 보강재가 방화문의 강도를 보강해주면서도 열전도율을 낮춰줌으로써, 방화문의 성능이 확보되는 것을 알 수 있다.
도 10과 도 11은 일반 보강재를 갖춘 방화문과 본 발명의 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화 시험 후의 상태를 나타내는 사진이다.
도 10에서는 일반 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화시험 후의 상태를 보여주고 있으며, 방화문 자체가 심하게 뒤틀리거나 도어 틀로부터 들떠 있는 등 변형이 심하게 발생한 것을 확인할 수 있다.
도 11에서는 본 발명의 보강재를 갖춘 방화문에 대한 내화시험 후의 상태(예컨대, 위의 도 9a 내지 도 9f 단계를 거친 후의 상태)를 보여주고 있으며, 방화문의 패널 변색만 약간 있을 뿐 방화문의 변형이 거의 없음을 알 수 있고, 또 방화문이 도어 틀과도 아귀가 맞은 상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 방화문의 외곽 테두리와 내측 영역의 보강을 위한 수단으로 다단 절곡형 단면의 외곽틀 보강재와 내부 보강재를 적용한 새로운 구조의 방화문을 제공함으로써, 방화문의 비틀림 강도, 연직하중 강도 등과 같은 방화문의 성능을 확보할 수 있고, 방화문의 무게를 줄여서 자체 하중에 의한 변형을 방지할 수 있으며, 방화문 내외측 패널 간의 열전도율을 낮춰서 차열 성능, 차연 및 차염 성능 등을 확보할 수 있다.
10 : 도어 틀
11 : 단열재
12 : 내측 패널
13 : 외측 패널
14 : 도어
15a,15b : 홀
16a,16b,16c : 절개부
17 : 외곽틀 보강재
17a : 외측 외곽틀 보강재
17b : 내측 외곽틀 보강재
18 : 내부 보강재
19 : 공간부
20 : 단열부재
21 : 간섭회피부
22 : 도어 힌지
23 : 홈부

Claims (5)

  1. 구조물 벽체측의 도어 틀(10)의 내측에 설치되면서 개폐 가능하고 내부에 단열재(11)가 채워져 있는 내측 패널(12)과 외측 패널(13)로 구성되는 도어(14);
    상기 도어(14)의 내측 패널(12)과 외측 패널(13) 간의 4변 가장자리를 따라 배치되면서 서로 마주보며 나란하게 조합되어 박스형의 단면을 이룸과 더불어 보강재 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 홀(15a) 및 절개부(16a,16b)를 각각 가지는 다단 절곡형 단면 형태의 외측 외곽틀 보강재(17a) 및 내측 외곽틀 보강재(17b)로 구성되는 외곽틀 보강재(17);
    서로 마주대하는 양쪽의 나란한 외곽틀 보강재(17)의 사이를 가로질러 배치됨과 더불어 길이방향을 따라 일정간격으로 배치되는 다수의 홀(15b) 및 다수의 절개부(16c)를 가지는 적어도 1개 이상의 다단 절곡형 단면 형태의 내부 보강재(18);
    를 포함하며, 상기 외곽틀 보강재(17)와 내부 보강재(18)에 형성되어 있는 다수의 홀(15a,15b) 및 절개부(16a,16b,16c)를 이용하여 보강재측과 내외측 패널(12,13)측 간의 접촉면적을 줄일 수 있는 동시에 보강재 자체의 열전달 경로의 단절 구간을 확보할 수 있으며,
    상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)에 형성되는 각각의 절개부(16a,16b)들은 내외측 외곽틀 보강재(17a,17b)가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, 서로 일대일 매칭을 이루며 동일한 위치에 있게 되므로서 방화문 두께방향으로 관통되는 공간부(19)가 조성될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 보강재를 갖춘 방화문.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내부 보강재(18)는 "M"자형 단면 형태로 이루어지게 되고, 외곽틀 보강재(17)의 내측 외곽틀 보강재(17b)는 "ㄷ"자형 단면 형태로 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖춘 방화문.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)와 내측 외곽틀 보강재(17b)가 박스형 단면을 이루며 조합될 때, 내측 외곽틀 보강재(17b)가 외측 외곽틀 보강재(17a)의 내부로 들어가 절개부(16a,16b) 간의 일대일 매칭을 이루도록 한 후에 맞물려 용접되는 구조로 조합되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖춘 방화문.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외곽틀 보강재(17)의 외측 외곽틀 보강재(17a)에는 도어 틀(10)에 설치되는 단열부재(20)의 마모 방지를 위하여 단면 모서리 부위에 45°각도로 깍인 형태의 간섭회피부(21)가 형성되는 것을 특징으로 하는 보강재를 갖춘 방화문.
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