KR102429721B1 - 비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치 - Google Patents

비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치 Download PDF

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Abstract

계단을 통해 탈출시에 많은 사람이 한꺼번에 계단에 몰리더라도 자연스럽게 누군가의 통제나 설득없이도 일렬로 줄을 설 수밖에 없도록 하는 발명이다. 다층 건물에 화재나 지진, 건물붕괴 등 비상사태가 일어나면 계단의 양측에 원래 있던 난간 이외에 중간에 1열 이상의 비상난간이 자동으로 세워지도록 한다. 비상난간과 원래 있던 난간 사이의 간격은 사람 한 명이 빠져나갈 수 있는 정도의 간격으로 설정된다. 이로써, 건물 탈출을 위해 많은 사람들이 계단으로 몰려 이성적인 판단력이 없는 상태에서도 계단 위에 한 줄로 설 수밖에 없게 되어 일사분란하고 신속한 탈출이 가능해진다. 또한, 계단에 비상난간이 생성되는 것과 함께 탈출을 돕기 위한 유도등을 켜고, 소화를 위해 소화수 또는 소화제를 자동으로 살포하고, 팬을 작동시켜 분진이나 유독가스를 배출하도록 한다.

Description

비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치 {Stair apparatus for emergency escape and extinguishment}
본 발명은 화재, 지진, 건물붕괴 등의 재난시에 빌딩 계단을 통한 탈출을 용이하게 하고 소화를 돕는 계단 장치에 관한 것이다.
다층 건물, 특히, 대형 빌딩에 화재, 지진, 건물붕괴 등의 재난발생시 많은 인명 피해가 일어난다. 특히 사람들의 탈출이 가장 중요한 문제인데, 재난시 빌딩에서 탈출할 때 엘리베이터를 이용하면 안 된다는 것은 이제 상식이 되었다. 엘리베이터를 이용하지 않고 건물을 탈출하려면 옥상으로 올라가 구조를 기다리거나 완강기나 슬라이드장치를 이용해 건물에서 뛰어내리는 것 말고는 계단을 타고 내려가는 것이 가장 신속하고 일반적이다.
그러나 많은 사람들이 한꺼번에 계단으로 몰려 탈출이 어려운 상황이 많이 발생한다. 계단에 많은 사람들이 몰리면서 1~2미터의 좁은 계단 폭에 많은 사람들이 끼이게 되어 압사하거나 계단이 병목이 되어 오히려 아무도 못 내려가게 되는 불상사를 빚는다. 차례로 줄을 서서 내려가면 빠르게 탈출이 가능할텐데도 그렇지 못한 것이 현실인 것이다. 도 1에 이러한 종래의 계단 탈출의 장면을 나타내었다.
등록특허 10-0571460(공고일: 2006년 4월 14일) 등록특허 10-2069292(공고일: 2020년 1월 22일) 공개특허 10-2016-0130720(공개일: 2016년 11월 14일)
계단을 통해 탈출시에 많은 사람이 한꺼번에 계단에 몰리더라도 자연스럽게 누군가의 통제나 설득없이도 일렬로 줄을 설 수밖에 없도록 계단에 장치를 하여 종래의 문제를 해결하고자 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 다층 건물에 화재나 지진, 건물붕괴 등 비상사태가 일어나면 계단의 양측에 원래 있던 난간 이외에 중간에 1열 이상의 비상난간이 자동으로 세워지도록 한다. 비상난간과 원래 있던 난간 사이의 간격은 사람 한 명이 빠져나갈 수 있는 정도의 간격으로 설정되는 것이 본 발명의 목적 달성을 위해 바람직하다. 따라서 계단의 폭이 좁은 건물의 경우에 비상난간은 한 열만 세워지도록 설계할 수 있고, 계단의 폭이 넓은 건물의 경우에 비상난간은 두 열, 세 열, 또는 그 이상 세워지도록 설계할 수 있다.
이로써, 건물 탈출을 위해 많은 사람들이 계단으로 몰려 이성적인 판단력이 없는 상태에서도 계단 위에 한 줄로 설 수밖에 없게 되어 일사분란하고 신속한 탈출이 가능해진다.
또한, 계단에 비상난간이 생성되는 것과 함께 탈출을 돕기 위한 유도등을 켜고, 소화를 위해 소화수 또는 소화제를 자동으로 살포하고, 팬을 작동시켜 분진이나 유독가스를 배출하도록 한다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 계단면에 형성된 트렌치; 평상시에 계단면의 위를 덮어서 트렌치를 막고, 재난시에 트렌치를 개방하는 커버; 평상시에 상기 커버가 덮혀 있는 트렌치의 안에 스프링의 탄성력을 이기도록 설치되어 있고, 재난시에 상기 커버가 개방되면 트렌치 밖으로 스프링에 의해 밀려서 계단면 위로 나오는 수직봉; 및 평상시에 상기 수직봉과 함께 상기 트렌치의 안에 설치되어 있고, 재난시에 상기 수직봉이 상기 계단면 위로 나올 때 상기 수직봉과 함께 나오는 난간봉을 포함하되, 상기 난간봉은 평상시에 상기 트렌치 안에 있을 때에 상기 수직봉에 대해 접힌 상태로 있고, 재난시에 상기 트렌치 밖으로 나와 계단면 위로 올라 올 때 펼쳐져 비상난간(100)을 이루는 것을 특징으로 하는 비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치가 제공된다.
이상 소개한 본 발명의 목적 및 구성은 이후에 설명하는 구체적인 실시 형태인 실시예와 도면을 참조할 때 더욱 분명해질 것이다.
본 발명에 따르면, 화재나 지진, 건물붕괴 등의 재난발생시 계단을 통해 탈출할 때에 많은 사람이 한꺼번에 몰리더라도 자연스럽게 계단 위에 한 줄로 서서 내려갈 수 있게 되어 계단에서의 혼잡함과 병목을 줄일 수 있고 질서있게 신속한 탈출이 가능해진다. 또한, 탈출통로인 계단에 유도등이 켜지고, 소화수 또는 소화제가 자동으로 살포되고, 팬이 작동되어 분진이나 가스가 배출되어 탈출자들의 안전과 생명을 최대한 보호할 수 있다.
도 1은 종래의 계단 탈출 상황을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 계단 장치를 이용한 빌딩 탈출 상황을 나타낸다.
도 3은 재난 발생시 비상난간(100)이 세워진 상태의 계단 측면도이다.
도 4는 평상시에 수직봉(104)이 올라오기 전의 계단 장치의 단면도이다.
도 5는 비상시에 수직봉(104)이 올라온 상태를 나타내는 계단 장치의 단면도이다.
도 6은 트렌치(108) 내에 설치될 때에 수직봉(104)에 난간봉(106)이 접혀 들어간 모습을 나타낸다.
도 7은 트렌치(108)에서 수직봉(104)이 올라온 후에 난간봉(106)이 펼쳐진 모습을 나타낸다.
도 8은 제어기(200)의 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 이해를 돕기 위해 본 발명에 따른 계단 장치를 이용한 빌딩 탈출 상황을 나타낸다.
빌딩에서 화재, 지진, 붕괴 등이 감지되면 계단의 양측에(건물에 따라서는 일측에) 원래 있는 메인난간(10) 이외에 계단의 중간에 일렬로 한 줄 이상의 비상난간(100)이 자동으로 세워진다. 원래 있던 난간(10)과 비상난간(100) 사이의 간격, 그리고 비상난간(100)과 다른 비상난간(100) 사이의 간격은 사람 한 명이 빠져나갈 수 있는 정도의 간격으로 설정한다. 따라서 비상난간(100)에 의해 사람들이 저절로 한 줄로 설 수 있게 되어 질서 있는 탈출이 가능해진다.
본 발명에 따른 비상 탈출용 계단 장치에서 해결해야 할 문제는 평상시에는 계단의 정상적인 활용을 위해 비상난간(100)이 없어야 하고 계단면에 전혀 돌출물이나 장애물이 없어야 하고, 재난 발생시에만 비상난간(100)이 세워져야 한다는 것이다.
도 3은 재난 발생시 비상난간(100)이 세워진 상태의 계단 측면을 개략적으로 나타낸다.
화재, 붕괴 등의 재난이 감지되거나 사람이 비상난간 작동 명령을 주면 제어기(200)의 제어에 의해서 각각의 또는 일부의 계단면(102)의 아래에 숨겨져 있던 수직봉(104)이 위로 올라오고 각 수직봉(104)에서 난간봉(106)이 특정 각도로 펼쳐져 전체적으로 일렬의 비상난간(100)을 이룬다. 즉, 평상시에 수직봉(104)과 난간봉(106)은 계단면(102)의 아래에 감춰져 있다가 비상시에만 계단면(102) 위로 올라오는 것이다. 여기서, 최소한 난간봉(106)은 난연성이면서 탈출하는 사람들이 만져도 해가 없게 열전도율이 낮은 재료로 제작되는 것이 바람직하다.
이하에서 상세히 설명하겠지만, 제어기(200)는 재난 감지기에 의해 감지된 신호를 수신하거나 사람이 조작한 비상난간 작동신호를 입력받는 기능과, 계단면(102) 아래에 감춰져 있는 수직봉(104)을 계단면(102) 위로 올리는 기능을 한다. 제어기(200)는 그 밖에 부가 기능으로 유도등의 점등, 소화제 살포, 팬 작동 등의 기능을 할 수 있다(후술함).
도 4는 본 발명에 따른 계단 장치의 탈출 및 소방 기능을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 평상시에 수직봉(104)이 올라오기 전의 계단 장치의 단면도이다.
계단면(102)에 수직으로 트렌치(108)가 형성되어 있고 계단면(102)의 위를 커버가 덮어서 트렌치(108)를 막고 있다. 커버(110)가 덮혀 있는 트렌치(108)의 안에는 수직봉(104)과 난간봉(106)이 접힌 상태로 스프링(112)의 탄성에 저항하도록 설치되어 있다. 즉, 수직봉(104)과 난간봉(106)을 스프링(112)이 위로 밀어내는 것을 커버(110)가 막고 있다.
커버(110)는 액추에이터(114)에 의해 열리고 닫힌다. 액추에이터(114)는 제어기(200)에 연결되어 제어기(200)로부터의 액추에이터 작동신호에 의해 동작하여 커버(110)를 여닫는다.
또한 트렌치(108)에는 발광원(116)이 설치되어, 제어기(200)로부터의 점등신호를 받아 점등한다. 화재시 어두운 계단에서 유도등 역할을 하여 실족의 위험을 막게 해 준다.
트렌치(108)에는 또한, 소화수 또는 소화제를 분사하는 살포노즐(118)이 설치된다. 소화제 살포노즐(118)은 전자밸브 구동 방식으로, 제어기(200)로부터의 노즐 작동신호를 받아 탱크에 충전된 소화제 또는 수도배관을 통한 소화수를 살포한다. 소화수를 살포할 경우에는 사람들의 의복이나 신체를 냉각하는 작용도 할 것이다.
트렌치(108)에는 또한, 가스흡입구(120)가 설치된다. 이는, 제어기(200)로부터의 팬 작동신호를 받아 계단 주위에 있는 분진이나 유독가스를 흡입하여 팬(도시하지 않음)으로 배출하는 역할을 한다.
또한, 살포노즐(118)에서 살포된 소화수나 소화제가 배출되거나, 평상시에 계단 청소시에 뿌려진 물이 빠지는 드레인(121)이 트렌치(108)에 추가로 설치된다.
이 밖에, 도면의 간소화를 위해 도시하지 않았지만, 트렌치(108)에는 가스흡입구(120)로부터 공기가 배출되는 배기관, 상기 드레인(121)에 연결되는 배수관 등이 설치될 수 있다.
한편, 제어기(200)의 출력단에는 상기 액추에이터(114), 발광원(116), 살포노즐(118), 팬(미도시)과 연결되는 통합케이블(122)이 접속된다. 그리고 제어기(200)의 입력단에는 화재감지기나 진동감지기 등에서 온 재난감지신호와, 중앙통제실 등에서 온 계단장치 작동신호가 입력된다.
도 5는 화재, 지진, 붕괴 등의 재난시에 수직봉(104)이 올라온 상태를 나타내는 계단 장치의 단면도이다.
제어기(200)에서 온 액추에이터 작동신호가 커버 액추에이터(114)를 동작시키고, 이에 의해, 계단면(102)에 형성된 트렌치(108)를 덮고 있던 커버(110)가 액추에이터(114)에 의해 회전하여 바로 위 계단의 전면부에 수직으로 서게 된다. 따라서 계단을 통해 이동하는 사람들에게 전혀 방해가 되지 않게 된다.
액추에이터(114)에 의해 커버(110)가 회전하여 올라가면 계단면(102) 아래의 트렌치(108) 속에 있던 수직봉(104) 및 이와 함께 접혀있던 난간봉(106)이 스프링(112)의 반발력에 의해 위로 올라온다. 이때, 수직봉(104)이 소정 위치까지만 올라오도록 수직봉(104)과 트렌치(108)에는 소정의 스토퍼 기능이 마련되어 있어야 한다.
수직봉(104)이 올라오면 트렌치(108) 내에서 접혀 있던 난간봉(106)이 자체적으로 펼쳐져 도 5에서와 같이 위치하게 된다. 펼쳐진 난간봉(106)이 계단면(102)마다(또는 일부 게단마다) 있게 되므로 서로 일자 형태를 이루게 되어 비상난간(100)이 된다.
이 상태에서 제어기(200)는 트렌치(108) 내의 발광원(116), 소화제 살포노즐(118), 및 트렌치(108) 밖에 있는 팬(미도시)을 작동시키는 신호를 각각에 보내어 작동시킨다.
도 6과 도 7은 수직봉(104)과 난간봉(106)의 접힘 및 펼침 구조를 예시한다. 도 6은 트렌치(108) 내에 설치될 때에 수직봉(104)에 난간봉(106)이 접혀 들어간 모습을 나타내고, 도 7은 트렌치(108)에서 수직봉(104)이 올라온 후에 난간봉(106)이 펼쳐진 모습을 나타낸다.
도 6의 (a)에서, 수직봉(104)은 대략, 양 갈래로 분기된 형태의 제1레그(128a)와 제2레그(128b)로 구성되고, 난간봉(106)은 (b)와 같이 이들 제1레그(128a)와 제2레그(128b) 사이의 공간에 들어가고 나갈 수 있도록 구성된다. 이러한 구조를 위해 수직봉(104)과 난간봉(106)은 힌지부(124)에 의해 회동 결합된다. 힌지부(124)에는 난간봉(106)이 수직봉(104)으로부터 벌어지는 방향으로 상시 탄성으로 밀고 있는 탄성반발부(126)가 포함되어 있다. 따라서 트렌치(108) 안에 수직봉(104)과 난간봉(106)을 설치기 위해, 난간봉(106)을 탄성 반발력에 반대 방향으로 밀어서 도 6 (b)와 같이 제1레그(128a)와 제2레그(128b) 사이에 넣어 접는다. 이와 같이 난간봉(106)이 접혀있는 수직봉(104)을 도 4에서와 같이 트렌치(108) 안에 넣되, 스프링(112)을 아래에 두고 밀어서 넣고 커버(110)를 덮어 설치를 완료한다.
트렌치(108) 안에서 난간봉(106)은 탄성반발부(126)에 의해서 벌어지려는 힘을 받고 있다가 재난 발생시 계단면(102)을 덮고 있던 커버(110)가 열리면 스프링(112)에 의해 수직봉(104)이 트렌치(108) 안에서 위로 튀어나오고, 이와 함께, 수직봉(104)의 제1레그(128a)와 제2레그(128b) 사이에 접혀있던 난간봉(106)이 탄성반발부(126)에 의해 반발되어 힌지부(124)를 중심으로 도 7과 같이 펼쳐지게 된다. 이때 수직봉(104)과 난간봉(106) 사이에는, 난간봉(106)이 소정 각도까지만 펼쳐지도록 하기 위한 스토퍼 기능이 마련되어 있다.
이상 설명한 것과 같이 재난 발생시에 계단의 메인난간 사이에 한 열, 두 열 또는 그 이상의 비상난간이 자동으로 생성되어 탈출하려는 사람들이 몰려도 자연스럽게 일렬로 줄을 설 수 있게 되어, 혼잡한 상황과 병복이 해소되고 사람들이 질서있게 신속히 계단을 이용해 빌딩을 탈출할 수 있게 된다. 아울러, 유도등 점등, 소화수 또는 소화제 살포, 가스 배출 등의 기능을 함께 수행함으로써, 사람들의 탈출을 돕고 화재진압, 분진 배출, 탈출자 신체 냉각 등의 보조 기능을 할 수 있다.
도 8은 제어기(200)의 구성도이다.
제어기(200)의 각 구성요소는 마이컴 등의 프로세서(210)에 의해 동작한다. 제어기(200)는 빌딩 내부 또는 외부로부터 재난감지신호(222)를 수신하는 재난감지신호 수신부(220); 재난감지신호 수신부(220)가 재난감지신호(222)를 수신하여 이 정보를 프로세서(210)에 주면 프로세서(210)가 프로그램에 따라 상기 액추에이터(114)를 작동시켜서 커버(110)를 열도록 하는 액추에이터 작동부(230); 재난감지신호 수신부(220)가 재난감지신호(222)를 수신하여 이 정보를 프로세서(210)에 주면 프로세서(210)가 프로그램에 따라 상기 발광원(116)을 점등시키도록 하는 발광원 작동부(240); 재난감지신호 수신부(220)가 재난감지신호(222)를 수신하여 이 정보를 프로세서(210)에 주면 프로세서(210)가 프로그램에 따라 상기 살포노즐(118)을 작동시켜 소화제나 소화수를 살포하도록 하는 노즐 작동부(250); 재난감지신호 수신부(220)가 재난감지신호(222)를 수신하여 이 정보를 프로세서(210)에 주면 프로세서(210)가 프로그램에 따라 팬(미도시)을 작동시키도록 하는 팬 작동부(260)를 포함한다.
이들 액추에이터 작동부(230), 발광원 작동부(240), 노즐 작동부(250), 팬 작동부(260)에서 출력되는 각 해당부의 작동신호는 제어기(200)의 커넥터(280)에 접속된 케이블(122)을 통해 도 4에 나타낸 것과 같이 계단장치의 각 부에 연결된다. 이 때 케이블(122)은 화재나 붕괴가 일어나는 곳에 위치하게 되므로 강한 재질의 난연성 피복재 또는 파이프(123)로 피복되는 것이 바람직하다.
한편, 제어기(200)는 점검 경보부(270)를 추가로 포함할 수 있다. 도 4와 도 5에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 계단장치는, 평상시에는 계단면(102) 아래의 트렌치(108)에 수직봉(104)과 난간봉(106) 그리고 관련 요소들이 설치되어 있다가 재난 발생 시에 커버(110)가 열리고 이들 요소들이 튀어나와야 하므로 동작상 오류가 일어나지 않도록 정기적으로 또는 수시로 점검해야 한다. 점검 경보부(270)는 이를 위해 필요한 것으로, 사전 설정된 점검시기가 도래할 때 경보신호(272)를 출력하여 건물 관리자가 점검시기를 놓치지 않도록 하기 위해 프로세서(210)와의 연동에 의해 동작하도록 제어기(200)에 마련하였다.
이상에서 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (2)

  1. 계단면(102)에 형성된 트렌치(108);
    평상시에 계단면(102)의 위를 덮어서 트렌치(108)를 막고, 재난시에 트렌치(108)를 개방하는 커버(110);
    평상시에 상기 커버(110)가 덮혀 있는 트렌치(108)의 안에 스프링(112)의 탄성력을 이기도록 설치되어 있고, 재난시에 상기 커버(110)가 개방되면 트렌치(108) 밖으로 스프링(112)에 의해 밀려서 계단면(102) 위로 나오는 수직봉(104); 및
    평상시에 상기 수직봉(104)에 대해 접힌 상태로 상기 수직봉(104)과 함께 상기 트렌치(108)의 안에 설치되어 있고, 재난시에 상기 수직봉(104)이 상기 트렌치(108) 밖으로 나와 계단면(102) 위로 올라 올 때 펼쳐져 비상난간(100)을 이루는 난간봉(106)을 포함하되,
    상기 수직봉(104)은 양 갈래로 분기된 형태의 제1레그(128a)와 제2레그(128b)를 포함하고,
    상기 난간봉(106)은 상기 제1레그(128a)와 제2레그(128b) 사이의 공간에 들어가고 나갈 수 있도록 상기 수직봉(104)과 회동 결합시키는 힌지부(124)와, 난간봉(106)이 수직봉(104)으로부터 벌어지는 방향으로 탄성으로 밀고 있는 탄성반발부(126)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트렌치(108)는
    재난시 점등되는 발광원(116); 재난시 소화수 또는 소화제를 분사하는 살포노즐(118); 계단 주위에 있는 분진이나 유독가스를 흡입하는 가스흡입구(120); 및 트렌치(108) 내부로 들어간 액체를 배출하는 드레인(121) 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 비상 탈출 및 소화를 위한 계단 장치.
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