KR102472580B1 - 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템 - Google Patents

자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화재시 제연구역 내의 차압을 유지시킬 수 있도록 한 제연시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고층건물의 지하층 송풍기실에 설치되어 수직송풍라인에 공기를 공급하는 송풍기와; 상기 송풍기의 토출풍도라인에 설치되어 화재시 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 복합댐퍼와; 상기 토출풍도라인과 흡입풍도라인이 연결되도록 리턴풍도라인을 설치하고, 상기 토출풍도라인 일측에 연결된 리턴풍도라인에 설치되어 제연구역에 과압발생시 공기를 리턴풍도라인으로 배출시키는 리턴댐퍼와; 상기 송풍기에서 토출되는 공기를 수직풍도라인에 공급할 수 있도록 토출풍도라인을 연결하고 상기 수직풍도라인의 공기를 배출할 수 있도록 고층건물 옥상에 설치된 배기송풍기를 포함하며, 상기 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)와 연결되며, 화재시 개폐날개의 개구율조절을 비화재층 옥내출입문(2) 개방시 5% 또는 15% 내에서만 개방하고, 화재층의 제연구역 옥내출입문(2)이 개방되면 자동차압급기댐퍼(40)의 날개가 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s이상 유지되도록 제어하는 날개개구율조절기(50)를 포함하는 제연시스템으로서, 본 발명은 화재피난시 연기가 옥내출입문 또는 계단실로 유입되는 것을 차단하여 안전한 피난계단을 유지할 수 있도록 한 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템에 관한 것이다.

Description

자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템{High-rise building ventilation system with automatic differential pressure supply damper}
본 발명은 화재시 제연구역 내의 차압을 유지시킬 수 있도록 한 제연시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재시 화재층외 옥내출입문이 개방되더라도 제연설비의 화재안전기준 요건중 화재지역의 방연풍속조건에 있어 제연구역의 모든 출입문이 닫힌 상태에서 제연구역 차압을 40∼60Pa 이내로 유지할 수 있도록 자동차압급기댐퍼의 평균 개구율을 5%에서 15% 내로 개방될 수 있도록 하고, 동시에 화재층 제연구역의 자동차압급기댐퍼 개구율이 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s 보다 높은 고성능의 평균 방연풍속 2.5m/s가 되도록 하여 화재피난시 연기가 옥내출입문을 통해 제연구역 계단실로 유입되는 것을 차단하여 안전한 피난계단을 유지할 수 있도록 한 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 고층건물에 있어서 비상 엘리베이터 앞이나 피난계단 앞의 전실 등은 제연구역으로 명칭되며, 상기 제연구역 또는 비상계단은 화재시 유해가스가 유입되지 못하도록 하는 제연장치를 갖추게 된다.
고층건물의 제연구역에 설치되는 제연장치의 대표적인 것은 화재시 수직풍도와 연결되는 자동차압급기댐퍼를 개방하여 외부의 공기를 제연구역으로 유입하게 된다.
즉, 고층건물의 각층 제연구역에 설치되는 자동차압급기댐퍼는 평소에는 닫혀있지만 화재신호에 의해 개폐날개가 일부 개구되어 제연구역의 차압 40Pa∼60Pa 로 유지하게 된다.
이때 비화재지역 제연구역의 출입문 개방시에는 방연풍속을 유지하기 위해 날개가 100% 개방되어, 건물의 수직풍도로 공급되는 외기를 제연구역으로 유입하여 제연구역의 공기압을 화재실보다 높게 유지하게 된다.
즉 비화재 제연구역의 자동차압급기댐퍼가 계단출입문 및 옥내출입문 개방시 100%로 개방되면 수직풍도의 공기가 개방된 자동차압급기댐퍼 측으로 분산유입 됨으로 화재층 제연구역의 자동차압급댐퍼가 100%로 개방되었다 하더라도 기준치인 0.7m/s이상의 방연풍속을 유지하지 못하고 0.3m/s이하로 떨어지게 됨으로 옥내화재시 발생된 연기가 외부로 급속하게 이동되어 사람들이 피난계단을 통하여 안전하게 대피할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 제연장치는 제연구역의 공기압은 비제연구역(외부)의 공기압보다 50Pa±20%(40~60Pa) 이내의 공기차압을 화재시 유지해야 한다고 소방법규에서 정하고 있다.
소방법규의 제연설비의 화재안전기준을 살펴보면 성능시험에서 아래의 3가지 요건을 안전기준으로 제시하고 있다.
①차압
제연구역(부속실)과 옥내와의 차압 50Pa±20%(40∼60Pa)이내일 것.
② 방연풍속
출입문 개방시 방연풍속 0.7m/s이상일 것.
③비개방층 차압
방연풍속 유지와 동시 비개방층 제연구역(부속실) 70% 이상 차압 일것(20층 이하 1개층, 20층 이상 2개층 출입문 동시개방 방연풍속 0.7m/s이상 유지와 동시 비개방층 제연구역(부속실) 차압 70%(28Pa) 이상일 것.
으로 재연설비의 화재안전기준으로 규정하고 있다.
통상 평상시의 비화재시에는 제연구역의 자동차압급기댐퍼는 닫혀있으나, 화재시 화재감지기 신호에 의해 자동으로 개방되어 수직풍도를 통해 공급되는 외기를 제연구역으로 유입하게 된다.
상기 자동차압급기댐퍼의 개폐날개는 개폐각을 자동 조절하여 수직풍도로부터 유입되는 외기의 공기량을 조절하여, 제연구역의 공기압을 비제연구역보다 높게 40~60Pa(50Pa±20%)를 유지하여 화재가 발생된 실내의 연기나 유독가스가 문틈을 타고 빠져나오는 것을 방지하게 된다.
또한 화재시 실내(옥내)의 사람이 옥내출입문을 열고 피난할 경우, 열린 출입문을 통해 화재가 발생된 실내의 연기가 제연구역으로 빠져나오는 것을 방지하게 되며, 제연구역의 공기차압이 40Pa 이하로 될 경우 즉, 출입문이 개방되어 제연구역의 공기가 실내로 유입됨으로 제연구역의 공기압이 낮아질 경우, 자동차압급기댐퍼는 100% 개방되어, 제연구역에서 개방된 옥내출입문을 통해 실내로 유입되는 방연풍속은 0.7m/s 이상으로 공기속도를 유지하여, 개방된 옥내출입문으로 실내의 연기가 제연구역으로 빠져나오지 못하도록 하기 위해 자동차압급기댐퍼는 100% 개방되어 가능한 많은 설계 풍량작동을 수행하게 된다.
그러나 화재발생시 화재가 발생되지 않은 제연구역으로 피난한 사람이 피난 계단으로 통하는 계단출입문(방화문)을 열 경우 제연구역의 공기가 열린 피난문(방화문)을 통해 빠져나감으로 제연구역의 공기압이 낮아지며 이때 송풍기실의 복합댐퍼는 100%개방되어 수직풍도라인을 통하여 제연구역으로 공급되도록 하고 있으나 수직풍도의 공기압이 100%개방된 자동차압급기댐퍼로 분산되어 화재가 발생한 제연구역의 공기차압이 40Pa이하로 떨어져 연기와 유독가스가 제연구역과 피난계단으로유입되어 인명피해가 발생되는 문제점이 있다.
이 분야의 선행기술을 살펴보면, 등록특허공보 제10-1969947호(등록일자 2019. 04. 11)의 고층건물의 제연장치(이하 "선행기술"이라 한다)는 제연구역의 과압 시 송풍기에서 공급되는 공기를 배출풍도로 배출시키는 조압배출댐퍼를 설치하여 제연구역과 옥내와의 차압이 40~60Pa 이내를 안정되게 유지하고, 조압배출댐퍼로부터 배출되는 공기에 의해 송풍기실의 전체 압력이 상승하는 것을 방지함과 동시에 조압배출댐퍼의 배출효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 한 것으로,
고층건물(10)의 송풍기실(11)에 설치되어 화재 시 수직풍도(12)로 외부 공기를 공급하는 송풍기(100);
상기 송풍기(100)의 토출구에 설치되어 화재 시 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 복합댐퍼(200); 상기 고층건물(10)의 각층 제연구역(13)에 각각 설치되어 화재 시 제연구역(13)의 공기압을 상승시키는 자동차압댐퍼(300);
상기 제연구역(13)의 과압 시 송풍기(100)에서 공급되는 공기를 배출하여 제연구역(13)과 옥내(14)와의 차압을 40~60Pa 이내로 유지시키는 조압배출댐퍼(400);
상기 송풍기(100)의 흡입구와 송풍기실(11)의 흡입그릴(11a)에 연결되어 리턴연결티를 구비하는 흡입풍도(500); 상기 조압배출댐퍼(400)의 토출구와 흡입풍도(500)의 리턴연결티에 연결되는 배출풍도(600)를 포함하는 구성이 개시되었다.
상기 선행기술은 송풍기와 복합댐퍼 사이에, 제연구역의 과압 시 송풍기에서 공급되는 공기를 배출풍도로 배출시키는 조압배출댐퍼를 설치하여 제연구역과 옥내와의 차압이 40~60Pa 이내로 안정되게 유지할 수 있도록 복합댐퍼 내의 수동개폐부의 개구율을 높여 조압배출댐퍼로 많은 공기량이 배출되도록 하여 송풍기 흡입그릴로부터 흡입되는 흡입량을 축소시켜 전체 압력이 상승하는 것을 방지함과 동시에 조압배출댐퍼의 배출효율을 높여 차압 또는 방연풍속 유지 시 조압배출댐퍼가 닫힘으로 설계하여 전체 풍량을 조절하는 고층건물의 제연장치에 관한 것이다.
상기 선행기술은 송풍기와 복합댐퍼 사이에 제연구역의 과압 시 송풍기에서 공급되는 공기를 배출풍도로 배출시키는 조압배출댐퍼를 설치하여 제연구역과 옥내와의 차압이 40~60Pa 이내를 안정되게 유지할 수 있도록 하고 있으나, 이는 모든 제연구역의 출입 문이 닫힌 상태에서는 40~60Pa 이내를 안정되게 유지할 수 있으나, 화재시 화재 제연구역과 각층의 출입문이 일시적으로 개방되면 자동차압급기댐퍼는 옥내출입문과 비례하여 개방되면서 제한된 송풍량이 분산공급됨으로 실제 화재층의 옥내출입문 개방시에는 방연풍속이 0.7m/s이상 유지하지 못하고 떨어져 재연설비의 화재안전기준으로 규정하고 있는 요건을 충족시키지 못하는 문제점과 특히 화재층으로부터 발생된 연기가 제연구역으로 확산된 후 피난계단실과 엘리베이터실을 통하여 피난계단실의 개방된 출입문으로 연기가 유입되어 비화재층의 제연구역과 옥내로 들어와 인명피해를 입히는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1969947호
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화재시 빠른 시간내에 건물 밖으로 안전한 피난을 할 수 있도록 제연구역 모든 출입문 닫힘상태에서는 제연구역 내 차압이 40Pa∼60Ps로 유지할 수 있도록 하고, 화재피난시 각층에서 일시적인 옥내출입문 개방시 자동차압급기댐퍼는 옥내출입문 개방과 비례하여 사전에 설정된 개구율 5% 또는 15%로 개폐날개가 개방되면서 방연풍속 0.7m/s이상 유지시켜 피난통로의 계단실 제연구역(부속실) 내로 연기유입을 방지할 수 있도록 하며, 화재층만 자동차압급기댐퍼를 100% 개방시켜 화재층 제연구역의 방연풍속이 0.7m/s이상 유지시킬 수 있도록 설계하여 송풍량을 효율적으로 제어할 수 있도록 함으로 화재 피난시 화재실연기가 제연구역 또는 계단실로 유입되는 것을 차단하여 안전한 피난계단을 유지할 수 있도록 하는 목적과,
또 다른 목적으로는 화재층외 옥내출입문이 개방되더라도 제연설비의 화재안전기준의 차압, 방연풍속, 비개방층차압에 관한 성능시험 3가지 요건을 충족시킬 수 있도록 한 것으로, 그중에서도 제연구역(부속실)의 모든 출입문 닫힘상태 제연구역 차압 40∼60Pa 이내로 유지하고, 평균 개구율 5% 또는 15% 내에서만 개방되도록하며, 화재층은 화재감지기 신호에 의해 자동차압급기댐퍼는 사전에 설정된 평균 개구율 5% 또는 15% 이내가 해제되어 개구율 100%로 개방되면서 출입문 개방시 20층 이하 1개층 출입문개방, 20층 이상 2개층 출입문 동시 개방시 방연풍속 0.7m/s이상 평균 2.5m/s의 고성능 효율을 가질 수 있도록 함으로 재연설비의 화재안전기준을 충족하도록 하기 위한 자동차압급기댐퍼의 고층건물 제연 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 상기 목적을 해결하기 위한 수단으로서,
고층건물의 지하층 송풍기실에 설치되어 수직송풍라인에 공기를 공급하는 송풍기와;
상기 송풍기의 토출풍도라인에 설치되어 화재시 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 복합댐퍼와;
상기 토출풍도라인과 흡입풍도라인이 연결되도록 리턴풍도라인을 설치하고, 상기 토출풍도라인 일측에 연결된 리턴풍도라인에 설치되어 제연구역에 과압발생시 공기를 리턴풍도라인으로 배출시키는 리턴댐퍼와;
상기 송풍기에서 토출되는 공기를 수직풍도라인에 공급할 수 있도록 토출풍도라인을 연결하고 상기 수직풍도라인의 방연풍속유입공기를 배출할 수 있도록 고층건물 옥상에 설치된 배기송풍기를 포함하며,
고층건물의 수직풍도라인과 연결되도록 제연구역 일측벽에 설치된 자동차압급기댐퍼와;
상기 자동차압급기댐퍼의 날개와 연결되며, 화재시 날개의 개구율조절을 비화재층 옥내출입문이 열리거나 닫힌상태의 개구율 5% 또는 15% 내에서만 개방사용하고, 실제 화재층의 화재신호에 의해 설정된 개구율 5% 또는 15%가 해제되어 자동차압급기댐퍼의 날개가 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s이상 유지되도록 제어하는 날개개구율조절기를 포함하는 제연시스템을 특징으로 한다.
상기 날개개구율조절기는,
기어박스 내부에 감속모터가 설치되고, 상기 기어박스 일측면으로 돌출된 감속모터축과 연결된 스위치레버바디와;
상기 스위치레버바디의 하단부에 형성되어 자동차압급기댐퍼날개의 개구율을 조절할 수 있도록 된 연결대와 결합되도록 형성된 연결대고정홀과;
상기 스위치레버바디의 열림접촉돌기부와 닫힘접촉돌기부 사이에 연결되어 열림조절센서에 의해 자동차압급기댐퍼날개 개구율을 조절할 수 있도록 된 스위치레버와;
상기 스위치레버 위치를 감지하며 조절센서레일을 따라 이동하는 개구율 조절센서와;
상기 감속기어의 모터와 전기적으로 연결되어 열림접촉돌기부 및 닫힘접촉돌기부와 접촉시 자동차압급기댐퍼의 날개 개구율을 조절할 수 있도록 신호를 감지하는 복수의 제1리미트스위치와 제2리미터스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 날개개구율조절기는 화재시 비화재 제연구역의 출입문개방시 자동차압급기댐퍼의 날개가 5% 또는 15%로 개방되어 제연구역의 차압을 40∼60Ps이내로 유지할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 날개개구율조절기는 화재시 화재층 제연구역의 계단출입문 또는 옥내출입문개방시 세팅된 자동차압급기댐퍼의 날개 개구율 5% 또는 15%가 해제되고 날개가 100% 개방되어 제연구역의 방연풍속이 0.7m/s이상 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 스위치레버바디에 연결된 스위치레버 단부에는 마그네틱이 설치되고 조절센서와 비접촉으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 화재시 화재층외 옥내출입문이 개방되더라도 제연설비의 화재안전기준 요건중 화재지역의 방연풍속조건에 있어 제연구역의 모든 출입문이 닫힌 상태에서 제연구역 차압을 40∼60Pa 이내로 유지할 수 있도록 자동차압급기댐퍼의 평균 개구율을 5%에서 15% 내로 개방될 수 있도록 하고, 화재 제연구역의 자동차압급기댐퍼의 개구율이 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s 보다 높은 고성능의 평균 방연풍속 2.5m/s가 되도록 하여 화재피난시 연기가 제연구역 또는 계단실로 유입되는 것을 차단하여 안전한 피난계단을 유지할 수 있도록 함으로 화재시 신속히 대피하여 인명피해를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도1은 종래의 제연장치를 빌딩에 설치한 상태를 나타낸 계통도.
도2는 본 발명의 제연장치가 화재시 모든 출입문 개방전 차압을 40Pa에서 60Pa로 유지한 상태를 나타낸 고층건문 제연구역 정면계통도 및 평면도.
도3은 본 발명의 제연장치가 화재시 화재층 출입문과 비화재층의 일부 출입문 개방시 소정의 차압을 유지하기 위한 정면계통도 및 평면도.
도4는 본 발명의 제연장치에 있어서 자동차압급기댐퍼의 날개가 닫힌상태를 나타낸 날개개구율조절기 동작상태도.
도5는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로서, 자동차압급기댐퍼의 날개가 30% 개방된 상태를 나타낸 날개개구율조절기 동작상태도.
도6은 본 발명의 제연장치에 일예를 나타낸 것으로서, 자동차압급기댐퍼의 날개가 100% 개방된 상태를 나타낸 날개개구율조절기 해제상태도.
도7은 본 발명의 제연장치에 있어서 자동차압급기댐퍼의 일측에 날개와 링크와 연결되도록 된 날개개구율조절기 정면도.
도8은 본 발명의 자동차압급기댐퍼에 날개개구율조절기가 설치된 상태를 나타낸 정면도.
이와 같이 된 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 제연장치는 고층빌딩에 화재시 빠른 시간내에 건물 밖으로 안전한 피난을 할 수 있도록 피난통로 계단실 제연구역(부속실)내로 연기유입을 방지할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 고층아파트, 고층빌딩 등의 고층건물은 평면상 피난계단, 제연구역(부속실), 옥내(거실)를 기본적으로 갖게 되며 어느 한층에서 화재발생시 옥내화재 연기가 엘레베이터 및 피난계단을 통하여 제연구역으로 유입되는 것을 방지하기 위해서는 옥내화재감지기가 동작되어 해당층 중계기를 통해 각층 제연구역(부속실)내 설치된 전층 자동차압급기댐퍼를 동작시킴과 동시 화재층 배기댐퍼를 동작시키고 다시 신호는 중계기를 통해 수신기에 수신된 다음 송풍기 PCB에 신호를 보내 송풍기를 작동시킨다.
본 발명의 제연장치는 고층건물의 화재 시 제연구역의 차압을 40~60Pa 이내를 유지하고, 또한 방연풍속 0.7m/s 이상과 비개방층의 제연구역 차압 70%(28Pa) 이상을 유지시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 제연장치는 송풍기(21), 복합댐퍼(28), 자동차압급기댐퍼(40), 날개개구율조절기(50), 리턴풍도라인(23), 리턴댐퍼(24), 흡입풍도라인(25) 등으로 이루어진다.
또한 고층아파트를 포함한 고층건물(1)에는 송풍기실(20), 수직풍도라인(26), 각층별 제연구역(30), 계단출입문(3), 옥내출입문(2), 엘리베이터실이 구비된다.
본 발명의 송풍기(21)는 고층건물(1)의 지하층 송풍기실(20)에 설치되어 복합댐퍼(28)와 토출풍도라인(22)이 연결되고, 송풍기(21)의 공기흡부 측에는 흡입풍도라인(25)이 설치되고, 상기 토출풍도라인(22)이 설치되어 송풍기(21)에서 과압이 발생되는 경우 일부의 공기를 리턴시킬 수 있도록 한다.
상기 송풍기(21)의 토출구측 토출풍도라인(22)에 설치된 복합댐퍼(28)는 화재 시 송풍기(21)의 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 복합댐퍼(28)는 수동개폐부와 자동개폐부로 이루어지는 것으로, 이러한 복합댐퍼(28)는 30% 개구율 수동개폐부와 30% 개구율 자동개폐부로 이루어진다.
상기 복합댐퍼(28)의 30% 개구율 수동개폐부는 제연구역(30)의 차압 40~60Pa 이내로 조절 고정되고, 상기 복합댐퍼(28)의 30% 개구율 자동개폐부는 제연구역(30) 계단출입문(3) 개방시 차압 40Pa 이하에서는 열림 상태를 유지하게 된다.
본 발명의 자동차압급기댐퍼(40)는 고층건물(1)의 각층 제연구역(30)에 수직풍도라인(26)과 연결되도록 각각 설치된다.
상기 자동차압급기댐퍼(40)는 화재 시 제연구역(30)의 차압을 상승시키는 역할을 수행하며, 이때, 상기 자동차압급기댐퍼(40)는 평소에는 닫혀있지만 화재신호에 의해 개방되어, 고층건물(1)의 수직풍도라인(26)으로 공급되는 외기를 제연구역(30)으로 유입시켜 제연구역(30)의 공기압을 비제연구역(외부)보다 높게 유지하게 된다.
본 발명의 자동차압급기댐퍼(40)는 화재시 비화재 제연구역(30)의 계단출입문(3)과 옥내출입문(2)이 모두 닫힘 상태에서 차압 40~60Pa 이내에서는 자동차압급기댐퍼(40)의 개구율이 5%∼15% 이내로 열림 상태를 유지하게 되고, 화재층 제연구역(30)의 차압이 40Pa 이하에서 자동차압급기댐퍼(40)의 개구율이 100% 열림 상태를 유지하면서 계단출입문(3)과 옥내출입문(2) 개방시 통과 방연풍속을 0.7m/s 이상 유지하게 된다.
상기 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 개폐각을 날개개구율조절기(50)로 조절하여 수직풍도라인(26)으로부터 유입되는 외기의 공기량을 조절함으로 제연구역(30)의 차압을 비제연구역보다 높게 40~60Pa(50Pa±20%)를 유지하여 화재가 발생된 실내의 연기나 유독가스가 문틈을 타고 빠져나오는 것을 방지하게 된다.
또한 화재 시 실내의 사람이 옥내출입문(2)을 열고 피난할 경우, 열린 옥내출입문(2)을 통해 화재가 발생된 실내의 연기가 제연구역(30)으로 빠져나오는 것을 방지하게 되며, 제연구역(30)의 공기차압이 40Pa 이하로 될 경우 즉, 계단출입문(3) 또는 옥내출입문(2)이 개방되어 제연구역(30)의 공기가 실내로 유입됨으로 제연구역(30)의 공기압이 낮아질 경우, 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 100% 개방되어 화재층의 제연구역(30)에서 개방된 옥내출입문(2)을 통하여 실내로 유입되는 방연풍속은 0.7m/s 이상으로 공기속도를 유지하여, 개방된 실내측의 옥내출입문을 통하여 실내의 연기가 제연구역으로 빠져나오지 못하도록 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 100% 개방시켜 가능한 많은 설계 풍량작동을 수행하게 된다.
이하 본 발명의 첨부도면에 의거하여 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명의 제연장치가 화재시 모든 출입문 개방전 차압을 40Pa에서 60Pa로 유지한 상태를 나타낸 고층건물 제연구역 정면계통도 및 평면도로서, 본 발명의 제연장치는 고층건물(1)의 지하층 송풍기실(20)에 설치되어 수직송풍라인(26)에 공기를 공급하는 송풍기(21)가 설치되고, 상기 송풍기(21)의 토출풍도라인(22)에 화재시 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 복합댐퍼(28)가 설치된다.
상기 토출풍도라인(22)과 흡입풍도라인(25)이 연결되도록 리턴풍도라인(23)을 설치하고, 상기 토출풍도라인(22) 일측에 연결된 리턴풍도라인(23)에 리턴댐퍼(24)를 설치하여 제연구역(30)에 과압발생시 공기를 리턴풍도라인(23)으로 배출시킬 수 있도록 한다.
상기 송풍기(21)는 토출되는 공기를 수직풍도라인(26)에 공급할 수 있도록 토출풍도라인(22)을 연결하고 상기 수직풍도라인(26)의 공기를 배출할 수 있도록 고층건물(1) 옥상에 배기송풍기를 설치할 수 있게 된다.
또한 고층건물(1)의 수직풍도라인(26)과 연결되도록 제연구역(30) 일측벽에 자동차압급기댐퍼(40)가 설치된다.
상기 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)와 연결되며 화재시 날개의 개구율조절을 비화재층 옥내출입문(2) 개방시 5% 또는 15% 내에서만 개방하고, 화재층의 제연구역 옥내출입문(2)이 개방되면 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)가 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s이상 유지되도록 제어하는 날개개구율조절기(50)가 설치된다.
본 발명에 도시된 도2는 일예로 4층에서 화재발생시 송풍기(21)의 구동에 의해 송풍된 신선한 공기가 수직풍도라인(26)을 통해 각층의 자동차압급기댐퍼(40)를 엘리베이터가 있는 경우 개방율 15%로 개구됨으로 제연구역(부속실)의 모든 출입문이 닫힌 상태에서 제연구역(부속실)내의 차압 50㎩± 20%(40~60㎩) 이내를 유지하여 옥내의 화재연기가 계단실를 통해 닫혀 있던 제연구역 출입문 문틈새로 유입되는 것을 방지한다.
본 발명의 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42) 조절율은 평상시에 자동차압급기댐퍼(40) 일측상부에 날개개구율조절기(50)가 설치되어 개폐날개(42)를 연결한 연결대(41)와 연결된 일측 개구율조절스크류(60)를 통하여 개폐날개(42)의 열림개구율을 5% 또는 15%로 설정한다.
이때 평상시에는 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 닫혀있는 상태이고, 개폐날개의 개구 조절율은 개구율조절스크류(60)를 통하여 사전에 열림개구율을 5% 또는 15%로 설정한다.
상기 개구율 5% 또는 15%는 엘레베이터가 없는 제연구역은 5%, 엘레베이터가 있는 제연구역은 15%로 설정된다.
따라서 고층건물(1)의 어느 한층에서 화재발생시 옥내화재감지기가 동작되면 해당층 중계기를 통해 각층 제연구역(부속실)내 설치된 전층 자동차압급기댐퍼(40)를 동작시킴과 동시에 화재층의 배기댐퍼를 동작시켜 연기를 배출시킨다. 이때 화재신호는 중계기를 통해 수신기에 수신되면 배기송풍기 PCB 및 급기송풍기 PCB에 신호를 보내 송풍기(20)를 작동시킨다.
상기와 같이 화재감지기의 신호에 의해 전층에 자동차압급기댐퍼(40)가 작동되면 사전에 날개열림 개구율을 5% 또는 15%로 설정한 상태이므로 비화재 제연구역의 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 자동으로 설정한 열림개구율 5% 또는 15%로 개구되어 제연구역(부속실)내의 차압 50㎩± 20%(40~60㎩)이내를 유지하여 옥내연기가 복도를 통해 닫혀있던 문 틈새로 유입되는 것을 방지한다.
상기 자동차압급기댐퍼(40)의 날개개구율조절기(50)를 이용하여 날개열림 개구율을 5% 또는 15%로 설정하는 것은 현장의 설치환경에 따라서 날개 열림개구율을 30%까지 2차 조절하여 사용할 수 있다.
도3은 본 발명의 제연장치가 화재시 화재층 출입문과 비화재층의 일부 출입문 개방시 소정의 차압을 유지하기 위한 정면계통도 및 평면도로서, 도3은 일예로 화재가 발생한 4층에서 피난시 옥내출입문(3)을 개방하고 제연구역(30)에서 옥내방향으로 방연풍속 0.7㎧이상으로 불어주는 동시에 다른층 제연구역(30)의 비개방충 차압 70%(28㎩) 이상 되도록 한다.
즉 고층건물 20층 이하는 1개층 출입문 개방시 때, 20층 이상은 2개층 출입문을 동시 개방할 때 방연풍속은 0.7㎧이상으로 하고, 비개방층 차압은 70%(28㎩)이상으로 하며, 설계 송풍량을 30%정도 활증하여 설정한다.
이때 자동차압급기댐퍼(40)는 옥내 공기압 감지구에 의해 대기압을 감지하여 제연구역(부속실) 계단출입문(3) 또는 옥내출입문(2) 개방시 규정 차압 40㎩이하로 낮아지면서 날개개구율조절기(50)는 화재층만 차압에 필요한 제한된 개구율 5% 또는 15%가 해제되어 자동차압급기댐퍼(40)가 100% 개방되며, 비화재층 자동차압급기댐퍼(40)는 날개개구율 조절을 15%로 개방하여 송풍량을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.
따라서 도3을 살펴보면 4층 화재층과 1층, 20층 옥내출입문(2)과 계단출입문(3) 동시에 개방할 때 4층 화재층외 화재감지기가 동작하지 않은 1층과 20층은 옥내출입문(2)과 계단출입문(3)이 개방되더라도 자동차압급기댐퍼(40)는 제연설비의 날개개구율조절기(50)에 의해 초기에 1차제한 된 개구율 5% 또는 15%를 유지하여 제한된 설계 송풍량을 효율적으로 사용함으로 화재안전기준에서 규정하는 성능시험 3가지 요건을 충족시킨다.
<성능시험 3가지 요건>
①차압
제연구역(부속실)과 옥내와의 차압 50Pa±20%(40∼60Pa)이내 일 것.
② 방연풍속
출입문 개방시 방연풍속 0.7m/s이상 일 것
③비개방층 차압
방연풍속 유지와 동시 비개방층 제연구역(부속실) 70% 이상 차압 일 것(20층 이하 1개층, 20층 이상 2개층 출입문 동시개방 방연풍속 0.7m/s이상 유지와 동시 비개방층 제연구역(부속실) 차압 70%(40Ps기준 28Pa) 이상 일 것.
①번 차압에 적합한 개구율이 5% 또는 15% 개구율로 사전에 세팅되며, 화재층이 아닌 층은 옥내출입문(2)과 계단출입문(3)이 개방되더라도 제한된(사전에 세팅된 개구율) 개구율 이외에는 추가개방되지 않으며 화재감지기 동작층(화재층)은 5% 또는 15%로 제한된 개구율이 해제되어 개폐날개(42)는 100%개방(②번, ③번 충족됨)되어 방연풍속 0.7m/s이상 평균 2.5m/s의 고성능 효율을 갖게 된다.
이와 같이 제연구역(부속실)(30)내 모든 출입문이 닫힘상태에서 차압 40~60㎩로 유지시에는 설정된 설계 송풍량 중 엘레베이터가 없는 특별피난계단만 있는 제연구역은 5%, 엘레베이터와 특별피난계단이 겸용으로 있는 제연구역은 15%정도 사용되며, 화재층의 모든 출입문이 개방시에는 방연풍속 0.7㎧이상으로 하고, 동시에 비개방층 제연구역의 차압은 70%(28㎩) 이상으로 유지하게 된다.
따라서 본 발명의 제연장치는 화재층 제연구역(30)의 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)와 연결된 날개개구율조절기(50)에 설정된 개폐날개의 열림 개구율 5% 또는 15%는 화재신호를 받는 층은 개구율제한이 해제되며 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)는 100% 개방되어 화재층의 제연구역(30)에서 개방된 옥내출입문(2)을 통해 실내로 유입되는 방연풍속은 0.7m/s 이상으로 공기속도를 유지하여 개방된 실내측의 옥내출입문(2)을 통하여 실내의 연기가 제연구역(30)으로 빠져나오지 못하도록 함으로 연기가 확산되는 것을 방지하고 비상계단을 통하여 피난할 수 있게 된다.
도4는 본 발명의 제연장치에 있어서 자동차압급기댐퍼의 날개가 닫힌상태를 나타낸 날개개구율조절기 동작상태도 이고, 도5는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로서, 자동차압급기댐퍼의 날개가 30%까지 개방된 상태를 나타낸 날개개구율조절기 동작상태도이며, 도6은 본 발명의 제연장치에 일예를 나타낸 것으로서, 자동차압급기댐퍼의 날개가 100% 개방된 상태를 나타낸 화재층 날개개구율조절기의 동작이 해제된 상태도이고, 도7은 본 발명의 제연장치에 있어서 자동차압급기댐퍼의 일측에 개폐날개와 연결대(링크)와 연결되도록 된 날개개구율조절기 측면도를 나타낸 것이다.
상기 날개개구율조절기(50)는, 기어박스(52) 내부에 감속모터가 설치되고, 상기 기어박스(52) 일측면으로 돌출된 감속모터축(51)과 스위치레버바디(53)가 연결된다.
상기 스위치레버바디(53)의 하단부에 형성되어 개폐날개(42)의 개구율을 조절할 수 있도록 된 연결대(41)(날개를 열고 닫을 수 있도록 연결된 링크) 일측 단과 연결대고정홀(56)이 고정되어 개폐날개(42)를 열고 닫을 수 있도록 한다.
상기 스위치레버바디(53)의 열림접촉돌기부(55)와 닫힘접촉돌기부(54) 사이에 연결되어 조절센서(58)에 의해 개폐날개(42)의 개구율을 조절할 수 있도록 된 스위치레버(57)가 설치된다.
상기 스위치레버(57) 위치를 제어하며 조절센서레일(59)을 따라 이동하면서 개폐날개(42)의 개구율 각을 결정하는 개구율 조절센서(58)가 설치된다.
상기 감속모터와 전기적으로 연결되어 열림접촉돌기부(55) 및 닫힘접촉돌기부(54)와 접촉시 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)의 개구율 각을 조절할 수 있도록 신호를 감지하는 복수의 제1리미터스위치(70)와 제2리미터스위치(71)를 설치한다.
상기 날개개구율조절기(50)는 화재시 비화재 제연구역(30)의 옥내출입문(2) 및 계단출입문(3) 개방시 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)가 설정된 개구율 값인 5% 또는 15%로 개방되어 제연실의 차압을 40Pa∼60Pa로 유지할 수 있도록 제어한다.
상기 날개개구율조절기(50)는 화재시 화재층 제연구역(30)의 옥내출입문(2) 및 계단출입문(3)이 개방시 사전에 세팅된 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42) 개구율 5% 또는 15%가 해제되고 자동차압급기댐퍼(40)의 날개가 100% 개방되어 제연실의 방연풍속이 0.7m/s이상 유지하도록 제어한다.
상기 스위치레버바디(53)에 연결된 스위치레버(57) 단부에는 마그네틱이 설치되고 조절센서(58)와 비접촉 감지되도록 한다.
이와 같이된 본 발명의 자동차압급기댐퍼(40)는 제연구역(부속실)(30)의 모든 출입문이 닫힘상태에서 차압 40~60㎩ 이내를 유지할 수 있도록 날개개구율조절기(50)의 초기 감속모터축(51)을 평상시 닫힘 위치로 한다.
즉 도4와 같이 날개개구율조절기(50)의 조절센서(58)가 조절센서레일(59)의 우측단에 위치하도록 하고 스위치레버(57)의 일측 단부의 마그네틱이 조절센서(58)에 위치하도록 하며 스위치레버바디(53)의 닫힘접촉돌기부(54)는 제1리미터스위치(70)와 접촉된 상태를 이룬다.
이와 같이 평상시에는 자동차압급기댐퍼(40)의 날개는 닫힌상태를 유지하며, 사전에 조절센서(58)는 5% 또는 15%로 세팅되어 화재시 감지신호에 의해 자동으로 개폐날개(42)의 개구율이 5% 또는 15%로 열리도록 설정한다.
상기와 같이 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개가 모두 닫힘 상태를 유지하고 있다 화재가 발생되면 화재층의 화재감지기의 신호가 중계기를 통하여 각제연구역의 자동차압급기댐퍼(40)의 수신기로 전달되는 동시에 비화재층의 자동차압급기댐퍼(40)에 설치된 날개개구율조절기(50)가 사전에 세팅된 개구율인 5% 또는 15%로 개폐날개(42)가 개구됨으로 재연구역의 차압이 40Pa∼60Pa이 유지도록 한다.
이때 날개개구율조절기(50)의 초기세팅된 조절센서(58)는 감속모터축(51)에 의해 날개 개구율 5% 또는 15% 위치로 이동되어 개폐날개가 개방되고 수직풍도라인(26)에서 유입되는 공기가 제연구역의 차압을 40Pa∼60Pa이 형성되도록 하여 외부 화재층에서 발생된 연기가 유입되는 것을 방지한다.
또한 도5은 본 발명의 일예를 나타낸 것으로서 자동차압급기댐퍼의 날개가 30% 개방된 상태를 나타낸 날개개구율조절기 동작상태를 나타낸 일예로서, 5% 또는 15% 세팅개구율이 부족하거나 많을때 2차로 30%까지 조절하는 것으로서, 비화재 제연구역이 모든 출입문이 닫혀 있을 때는 40Pa∼60Pa의 차압을 유지하고 있다가 사람이 비상계단을 이용하여 대피하기 위해 옥내출입문이나 계단출입문을 개방하더라도 제연구역은 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)가 개구율 30%이내로 고정된 상태이기 때문에 제한된 개구율을 유지하여 비화재 제연구역의 자동차압급기댐퍼(40)로 몰리지 않고 화재층의 자동차압댐퍼 측으로 공기를 원활하게 공급할 수 있게된다.
기존의 고층건물 제연장치는 20층 이상은 2개층 출입문이 동시개방되거나 또는 20층이하는 1개 비화재층 출입문 개방으로 인하여 제한된 송풍량이 분산공급됨으로 실제 화재층은 4층으로 공급되는 방연풍속은 0.7m/s가 아니고 방연풍속 0.3m/s으로 부족하게 된다.
즉 화재층이 아닌 1층, 20층 출입문이 개방되면서 자동차압급기댐퍼(40)는 출입문 개방과 비례하여 개구율 100%까지 개방될 수 있어 자동차압급기댐퍼는 화재층이 아닌 1층과 20층으로 송풍량이 공급되면서 실제화재층인 4층의 방연풍속 0.7m/s이상 공급이 어렵게되는 문제점이 있으나, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하는 동시에 제연설비의 화재안전기준 성능시험 3가지 요건을 충족시킬 수 있도록 한 것이다.
도6은 본 발명의 제연장치에 있어서 화재층 자동차압급기댐퍼의 날개가 100%개방된 상태를 나타낸 날개개구율조절기의 제한된 개구율해제 상태도로서, 화재층(4층)에 화재가 감지되면 화재층 제연구역(30)의 자동차압급기댐퍼(40)에 설치된 날개개구율조절기(50)의 조절센서(58)는 설정된 개구율제한 값이 해제되고 옥내출입문(2) 및 걔단출입문(3) 개방시는 제연구역(부속실)은 차압 40㎩이하로 낮아지면서 옥내 대기압감지구에 의해 복합댐퍼(28)는 개방되며, 자동차압급기댐퍼(40)가 100% 개방됨과 동시에 송풍기실(20)의 리턴댐퍼(24)는 닫히고 복합댐퍼(28)는 100% 개방과 동시에 송풍기(21)의 흡입량을 100% 공급하여 화재층에 개방된 옥내출입문(2)과 계단출입문(3) 방향으로 방연풍속 0.7㎧이상 유지하는 동시 비개방층 차압 70%(28㎩)이상 유지되도록 하여 설계전 풍량을 개구율 제한없이 100% 개방하여 사용하게 된다.
도7는 본 발명의 제연장치에 있어서 자동차압급기댐퍼의 일측에 날개와 링크와 연결되도록 된 날개개구율조절기 정면도를 나타낸 것으로서, 날개개구율조절기(50)의 상부 좌측에 개구율표시창(61)에 5% 또는 15%로 조절할 수 있도록 개구율조절스크류(60)가 설치되고, 상기 개구율조절스크류(60)에 의해 조절된 개구율 수치는 일측에 형성된 개구율표시창(61)을 통하여 확인할 수 있다.
또한 기어박스(52)의 감속모터는 하부에 설치된 DC모터에 의해 구동될 수 있게된다.
또한 스위치레버(57) 일측단은 감속모터축(51)과 연결된 스위치레버바디(53) 일측에 연결되고, 타측단은 마그네틱이 결합되어 조절센서레일(59)에서 이동되는 조절센서(58)와 근접되도록 대향설치된다.
상기 스위치레버의 상단부 마그네틱은 조절센서와 근접설치되며 조절센서와의 감지기는 마그네틱의 자력에 의해 근접시 위치를 감지하고 자력 범위이내에서 이탈하면 감지개구율이 작동할 수 있게 된다.
도8은 본 발명의 자동차압급기댐퍼에 날개개구율조절기가 설치된 상태를 나타낸 정면도로서 자동차압급기댐퍼(40) 상단 내부 자동차압보드 일측에 날개개구율조절기(50)를 설치한다.
상기 날개개구조절기(50)는 감속모터축(51)에 설치된 스위치레버바디(53)의 하단 연결대 고정홀(56)에 개폐날개(42)를 열고 닫을 수 있도록 링크역할을 하는 연결대(41)와 연결된다.
이와 같이된 본 발명은 화재시 화재층외 옥내출입문이 개방되더라도 자동차압급기댐퍼는 제한된 개구율을 최대 30%이내를 유지하여 실제 화재층 성능시험 3가지 요건을 충족할 수 있는 제연설비의 화재안전기준 요건중 화재지역의 방연풍속조건에 있어 제연구역의 모든 출입문이 닫힌 상태에서 제연구역 차압을 40∼60Pa 이내로 유지할 수 있도록 차압댐퍼의 평균 개구율을 5%에서 15% 내로 개방될 수 있도록 하고, 화재 제연구역의 차압댐퍼 개구율이 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s 보다 높은 고성능의 평균 방연풍속 2.5m/s가 되도록 하여 화재피난시 연기가 제연구역 또는 계단실로 유입되는 것을 차단하여 안전한 피난계단을 유지할 수 있도록 한 자동차압 급기댐퍼의 고층건물 제연 시스템을 제공할 수 있도록 한다.
1:고층건물 2:옥내출입문
3:계단출입문 20:송풍기실
21:송풍기 22:토출풍도라인
23:리턴풍도라인 24:리턴댐퍼
25:흡입풍도라인 26:수직풍도라인
28:복합댐퍼 30:제연구역
40:자동차압댐퍼 41:연결대
42:개폐날개 50:날게개구율조절기
51:감속모터축 52:기어박스
53:스위치레버바디 54:닫힘접촉돌기부
55:열림접촉돌기부 56:연결대고정홀
57:스위치레버 58:조절센서
59:조절센서레일 60:개구율조절스크류
61:개구율표시창 70:제1리미터스위치
71:제2리미터스위치

Claims (5)

  1. 고층건물(1)의 지하층 송풍기실(20)에 설치되어 수직송풍라인(26)에 공기를 공급하는 송풍기(21)와;
    상기 송풍기(21)의 토출풍도라인(22)에 설치되어 화재시 송풍량을 자동 및 수동으로 제어하는 복합댐퍼(28)와;
    상기 토출풍도라인(22)과 흡입풍도라인(25)이 연결되도록 리턴풍도라인(23)을 설치하고, 상기 토출풍도라인(22) 일측에 연결된 리턴풍도라인(23)에 설치되어 제연구역(30)에 과압발생시 공기를 리턴풍도라인(23)으로 배출시키는 리턴댐퍼(24)와;
    상기 송풍기(21)에서 토출되는 공기를 수직풍도라인(26)에 공급할 수 있도록 토출풍도라인(22)을 연결하고 상기 수직풍도라인(26)의 공기를 배출할 수 있도록 고층건물(1) 옥상에 설치된 배기송풍기를 포함하며,
    고층건물(1)의 수직풍도라인(26)과 연결되도록 제연구역(30) 일측벽에 설치된 자동차압급기댐퍼(40)와;
    상기 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)와 연결되며, 화재시 개폐날개의 개구율조절을 비화재층 옥내출입문(2) 개방시 5% 또는 15% 내에서만 개방하고, 화재층의 제연구역 옥내출입문(2)이 개방되면 자동차압급기댐퍼(40)의 날개가 100% 개방되면서 방연풍속 0.7m/s이상 유지되도록 제어하는 날개개구율조절기(50)를 포함하며,
    상기 날개개구율조절기(50)는,
    기어박스(52) 내부에 감속모터가 설치되고, 상기 기어박스(52) 일측면으로 돌출된 감속모터축(51)과 연결된 스위치레버바디(53)와;
    상기 스위치레버바디(53) 하단부에 형성되어 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)의 개구율을 조절할 수 있도록 된 연결대(41)와 결합되도록 형성된 연결대고정홀(56)과;
    상기 스위치레버바디(53)의 열림접촉돌기부(55)와 닫힘접촉돌기부(54) 사이에 연결되어 조절센서(58)에 의해 개폐날개(42) 개구율을 조절할 수 있도록 된 스위치레버(57)와;
    상기 스위치레버(57)가 감속모터(51)에 의해 초기세팅 위치 이내까지만 개폐날개(42)를 개방되도록 하는 개구율 조절센서(58)와;
    상기 감속모터와 전기적으로 연결되어 열림접촉돌기부(55) 및 닫힘접촉돌기부(54)와 접촉시 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42) 개구율을 조절할 수 있도록 신호를 감지하는 복수의 제1리미트스위치(70)와 제2리미터스위치(71)를 포함하는 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 날개개구율조절기(50)는 화재시 비화재 제연구역의 출입문개방시 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)가 5% 또는 15%로 개방되어 제연구역(30)의 차압을 40Pa∼60Pa로 유지할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 날개개구율조절기(50)는 화재시 화재 제연구역(30)의 옥내출입문(2) 개방시 세팅된 자동차압급기댐퍼(40)의 개폐날개(42)의 개구율 5% 또는 15%가 해제되고 개폐날개(42)가 100% 개방되어 제연구역(30)의 방연풍속이 0.7m/s이상 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스위치레버바디(53)에 연결된 스위치레버(57) 단부에는 마그네틱이 설치되고 조절센서(58)와 비접촉으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 차압급기댐퍼를 구비한 고층건물 제연 시스템.
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