KR102486467B1 - 제연설비 스마트 제어 시스템 - Google Patents

제연설비 스마트 제어 시스템 Download PDF

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KR102486467B1
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이강산
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주식회사 오피에스아이
남광현
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Abstract

제연설비 스마트 제어 시스템이 개시된다. 이 시스템은 화재 발생시 건물 각 층의 부속실에 설치된 방연댐퍼를 개폐 제어하는 댐퍼 제어 시스템을 포함하며, 댐퍼 제어 시스템은 화재층을 제외한 모든 비화재층의 대피 현황을 파악하여 피난 완료층과 피난 미완료층으로 구분 관리하는 비화재층 관리부, 및 화재층 방연댐퍼와 피난 미완료층 방연댐퍼를 개방 제어하되 피난 미완료층 방연댐퍼의 송출 유량이 화재층 방연댐퍼의 송출 유량보다 적게 발생하도록 개방 정도를 달리 제어하며, 피난 완료층 방연댐퍼를 미개방 제어하는 댐퍼 제어부를 포함한다.

Description

제연설비 스마트 제어 시스템{Smoke extraction control system}
본 발명은 제연설비 제어 기술에 관한 것으로, 특히 화재 발생시 건물 각 층의 부속실마다 설치되어 있는 방연댐퍼를 제어하는 기술에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 건물 각 층의 제연 부속실에 설치된 방연댐퍼는 화재 발생시 연기나 유해가스가 부속실로 유입되지 않도록 하기 위해 부속실의 내부 압력을 높여주는 역할을 하며, 부속실 도어(피난문)가 개방되었을 때 옥내에서 제연구역 내로 연기의 유입을 방지하는 역할을 한다. 물론 이를 위해서는 방연댐퍼의 송출 유량(방연 풍속)이 적절하게 제어되어야 한다. 그런데 화재 대피를 위해 각 층의 피난문이 열려 방연 풍속이 순간적으로 낮아지게 되면 세대 내의 연기나 유해가스가 방화문 틈새를 통해 부속실로 유입될 수 있으며, 유입된 연기나 유해가스가 다른 층으로 전이될 수 있다. 이는 결국 거주자들의 대피를 곤란하게 하며, 화재 진압을 어렵게 하는 문제를 야기한다.
한편, 종래에는 덕트 내 압력이 과하게 발생할 경우 별도로 설치된 릴리프 댐퍼를 통해 과압 문제를 해결하고 있다. 즉, 덕트 내의 압력이 미리 설정한 압력 이상으로 높아지게 되면 릴리프 댐퍼를 개방시켜 덕트 내의 외기를 시설물 밖으로 배출시킴으로써 덕트 내의 압력을 안정 상태로 유지시키는 것이다.
본 발명은 방연댐퍼의 송출 유량을 적절하게 제어할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 릴리프 댐퍼 없이도 덕트 내 과압 문제를 해결할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 제연설비 스마트 제어시스템은 화재 발생시 건물 각 층의 부속실에 설치된 방연댐퍼를 개폐 제어하는 댐퍼 제어 시스템을 포함하는데, 이 댐퍼 제어 시스템은 화재층을 제외한 모든 비화재층의 대피 현황을 파악하여 피난 완료층과 피난 미완료층으로 구분 관리하는 비화재층 관리부, 및 화재층 방연댐퍼와 피난 미완료층 방연댐퍼를 개방 제어하되 피난 미완료층 방연댐퍼의 송출 유량이 화재층 방연댐퍼의 송출 유량보다 적게 발생하도록 개방 정도를 달리 제어하며, 피난 완료층 방연댐퍼를 미개방 제어하는 댐퍼 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명은 화재가 발생하지 않은 비화재층을 피난 완료층과 피난 미완료층으로 구분하여 관리하며 그러한 구분 관리에 기반하여 방연댐퍼들에 대한 개폐 제어가 이루어지도록 함으로써, 보다 안정적이고 효과적인 송출 유량 제어를 가능하게 한다.
또한, 본 발명은 덕트 내 과압이 발생할 경우 일부 방연댐퍼의 개폐 제어만으로 과압 문제를 해소할 수 있게 하므로, 종래와 같이 릴리프 댐퍼를 별도로 설치할 필요가 없어진다.
도 1은 일 실시예에 따른 제연설비 스마트 제어 시스템 블록도이다.
도 2는 건물 각 층에 설치된 방연댐퍼 제어 설명을 위한 참고 예시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 감시 시스템 블록도이다.
도 4는 스마트 도어를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 방연댐퍼 폐쇄 제어 방법 흐름도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 통상의 기술자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 제연설비 스마트 제어 시스템 블록도이다. 제연설비 스마트 제어 시스템은 댐퍼 제어 시스템(100)을 포함하며, 감시 시스템(300)을 더 포함할 수 있다. 댐퍼 제어 시스템(100)은 건물 각 층의 부속실에 설치된 방연댐퍼(200)의 개폐를 제어하기 위한 구성으로, 건물의 각 층마다 부속실에 설치된 방연댐퍼(200)는 댐퍼 제어 시스템(100)으로부터의 제어 명령에 따라 개방 또는 미개방 제어된다. 일 양상에 따른 댐퍼 제어 시스템(100)은 비화재층 관리부(110)와 댐퍼 제어부(120)를 포함한다. 비화재층 관리부(110)는 화재층을 제외한 모든 비화재층의 피난(대피) 현황을 파악하며, 그 파악된 바에 따라 비화재층을 피난 완료층 또는 피난 미완료층으로 구분하여 관리한다. 즉, 잔존 인원이 없는 비화재층에 대해서는 피난 완료층으로 구분하고 잔존 인원이 확인된 비화재층에 대해서는 피난 미완료층으로 구분하여 관리하는 것이다. 이를 위해 건물 각 층에는 감시 시스템(300)이 마련될 수 있으며, 비화재층 관리부(110)는 감시 시스템(300)들의 보고에 근거하여 비화재층들을 피난 완료층과 피난 미완료층으로 구분 관리할 수 있다.
댐퍼 제어부(120)는 화재 감지 센서 등을 통해 건물 내 화재 발생이 감지될 경우 화재층의 방연댐퍼(200)와 피난 미완료층의 방연댐퍼(200)를 개방 제어하며, 피난 완료층의 방연댐퍼(200)에 대해서는 미개방 제어한다. 즉, 비화재층 중에서 피난 미완료층의 방연댐퍼만을 개방 제어하는 것이다. 그리고 화재 발생시 이미 피난 완료된 비화재층의 방연댐퍼에 대해서는 닫힌 상태 그대로 유지시키며, 피난 미완료층에서 피난 완료층으로 전환된 비화재층의 방연댐퍼에 대해서는 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환 제어하는 것이다.
댐퍼 제어부(120)는 피난 미완료층 방연댐퍼의 송출 유량이 화재층 방연댐퍼의 송출 유량보다 적게 발생하도록 개방 정도를 달리 제어한다. 즉, 댐퍼 제어부(120)는 피난 미완료층 방연댐퍼를 화재층 방연댐퍼보다 적게 개방시킨다. 일 실시예에 있어서, 댐퍼 제어부(120)는 미리 정해져 있는 송출 유량이 발생되도록 화재층 방연댐퍼를 개방시키며, 피난 미완료층 방연댐퍼의 송출 유량은 화재층 방연댐퍼의 송출 유량 대비 10% 이내가 되도록 개방시킨다. 또한, 댐퍼 제어부(120)는 화재층으로부터 소정 층수 이내인 피난 완료층의 방연댐퍼만을 개방 제어할 수 있다. 즉, 화재층과 근거리에 있는 피난 완료층의 방연댐퍼에 대해서만 개방시키고, 화재층과 원거리에 있는 피난 완료층의 방연댐퍼에 대해서는 개방시키지 않는 것이다. 여기서, 화재층과의 근거리 층은 위아래 4 ~ 5개 층을 의미할 수 있다.
도 2를 참조하여 이상의 댐퍼 제어 방식에 대해 살펴본다. 도 2는 제연설비가 시공된 건물의 측단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 도면부호 10은 부속실(제연부속실), 도면부호 20은 방연댐퍼, 도면부호 30은 덕트, 도면부호 40은 부속실 도어(피난문), 도면부호 50은 세대 방화문, 도면부호 60은 송풍기를 의미한다.
10층 세대(거주 공간)에서 화재가 발생하였고, 비화재층들 중에서 1, 2, 3, 4, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21층은 피난 완료층으로 확인되었으며, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 22, 23, 24층은 피난 미완료층으로 확인된 상황이다. 이 경우, 댐퍼 제어부(120)는 화재층인 10층에 설치된 방연댐퍼(200)를 개방 제어하며, 피난 미완료층인 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 22, 23, 24층에 각각 설치된 방연댐퍼(200)를 개방 제어한다. 이때, 피난 미완료층 방연댐퍼는 화재층 방연댐퍼에 비해 적게 개방시킨다. 그리고 22, 23, 24층에 각각 설치된 방연댐퍼(200)는 화재층과 원거리에 위치해 있으므로 개방 대상에서 제외될 수 있다. 한편, 방연댐퍼(200)의 모터는 다단(예를 들어 1, 2, 3, 4, 5단)으로 구성되어 댐퍼 개방의 정도(개방율)가 모터에 의해 최하위 단계부터 최상위 단계까지 단계적으로 조절되도록 할 수 있다. 따라서, 10층 방연댐퍼는 상위 단계(예를 들어, 4 ~ 5단)로 개방시키고, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14층 방연댐퍼들은 하위 단계(예를 들어, 1 ~ 2단)로 개방시킬 수 있다.
추가로, 댐퍼 제어부(120)는 화재층의 부속실 도어가 개방되면 화재층 방연댐퍼의 개방율을 높여(예를 들어, 4단에서 5단으로) 송출 유량을 증가시켜 부속실 압력을 적절히 유지시킴으로써, 연기나 유해가스의 유입을 방지할 수 있다. 또는 댐퍼 제어부(120)는 화재층의 부속실 도어가 개방되면 화재층으로부터 소정 층수 이내의 모든 비화재층의 방연댐퍼의 개방율을 낮추거나 미개방 제어함으로써 화재층의 방연댐퍼의 송출 유량이 증가되도록 할 수 있다. 아니면 댐퍼 제어부(120)는 위의 두 가지를 모두 수행할 수도 있다. 즉, 화재층 방연댐퍼의 개방율을 높이고 화재층으로부터 소정 층수 이내의 모든 비화재층의 방연댐퍼를 미개방 제어하거나 개방 정도를 줄이는 것이다.
추가로, 댐퍼 제어부(120)는 비화재층들 중에서 피난 완료층의 비율이 설정치 이상일 경우에는 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방시킬 수 있다. 부연하면, 피난 완료층의 수가 증가하여 상대적으로 외기에서 공급되는 송출 유량이 과하게 많을 경우에는 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방시킴으로써, 화재층 방연댐퍼의 송출 유량이 적절히 유지될 수 있게 하는 것이다. 이때, 개방은 하위 단계 개방일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 댐퍼 제어부(120)는 화재층으로부터 소정 층수 이내의 모든 비화재층 방연댐퍼를 개방 제어한다. 이 같이 하는 이유는 근거리에 있는 비화재층의 방연댐퍼를 개방하는 것이 화재층 방연댐퍼의 송출 유량에 보다 효과적으로 영향을 줄 수 있기 때문이다.
추가로, 댐퍼 제어부(120)는 덕트 내 압력이 과하게 발생할 경우에는 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방 제어하여 덕트 내 과압을 해소한다. 일 실시예에 있어서, 댐퍼 제어부(120)는 화재층으로부터 소정 층수 이내의 비화재층 방연댐퍼와 외기를 덕트로 공급하기 위한 송풍기와 가장 가까운 층(1층)의 방연댐퍼를 개방시킨다. 바람직하게는 1층 방연댐퍼를 1차적으로 개방시킨 다음에 덕트 내 과압이 해소되지 않을 경우에 한하여 화재층과 근거리 층의 방연댐퍼를 2차적으로 개방시킬 수 있다. 이때, 1차 개방은 완전 개방이며, 2차 개방은 하위 단계부터 상위 단계로의 단계적 개방일 수 있다. 즉, 2차 개방시에는 덕트 내 과압 여부를 확인해가면서 단계적 개방을 실시하는 것이다. 그리고 이상을 통해 덕트 내 압력이 안정화되면, 댐퍼 제어부(120)는 과압 해소를 위해 개방된 방연댐퍼들을 닫거나 하위 단계로 개방되도록 조정한다.
도 3은 일 실시예에 따른 감시 시스템 블록도이다. 감시 시스템(300)은 도 3에 도시된 구성들 중에서 적어도 일부를 포함한다. 마이크(350) 및 스피커(360)는 음성 입출력을 위한 구성이다. 메모리(310)에는 감시 시스템의 운용을 위한 데이터 및 프로그램 코드 등이 저장되어 관리되며, 모니터링을 통해 발생된 데이터가 저장되어 관리된다. 통신부(320)는 외부와의 유선 또는 무선 통신을 위한 것으로, 감시 시스템(300)은 통신부(320)를 통해 댐퍼 제어 시스템(100)과의 데이터 통신이 가능하다. 촬영부(330)는 세대 내부 및/또는 외부를 감시하기 위해 하나 이상의 카메라를 포함한다. 표시부(340)는 사용자에게 다양한 알림 및 정보 제공 등을 위한 것으로, 하나 이상의 디스플레이를 포함한다. 감시 제어부(370)는 감시 시스템 전반을 제어하기 위한 것으로, 화재 발생시 거주자들의 대피 현황을 모니터링하여 댐퍼 제어 시스템(100)으로 보고하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 감시 제어부(370)는 화재 발생시 촬영부(330)와 마이크(350) 중에서 적어도 하나를 이용해 잔여자 여부를 모니터링하여 댐퍼 제어 시스템(100)으로 보고한다. 일 실시예에 있어서, 감시 제어부(370)는 촬영부(330)를 통해 촬영된 영상에서 사람 객체가 있는지 여부를 확인하고, 마이크(350)를 통해 수신된 소리가 사람 음성인지를 확인한 후에 그 확인 결과에 따라 잔여자 여부에 대한 정보를 댐퍼 제어 시스템으로 보고한다. 이에 댐퍼 제어 시스템(100)의 비화재층 관리부(110)는 층별 설치된 모든 감시 시스템(300)으로부터 보고된 바에 따라 층별로 대피 현황을 파악하여 피난 완료층인지 아니면 피난 미완료층인지 구분하여 관리한다.
이 같은 감시 시스템(300)은 세대마다 설치되어 운용될 수 있는데, 세대 방화문에 일체로 구성될 수 있다. 이 경우 세대 방화문을 ‘스마트 도어’라 명할 수 있으며, 도 4에 스마트 도어의 개략적인 구조가 도시되어 있다. 스마트 도어의 내측에는 제 1 카메라(331)와 제 1 디스플레이(341)와 마이크(350) 및 스피커(360)가 세대 내부용으로 구성되며, 외측에는 제 2 카메라(332)와 제 2 디스플레이(342)가 외부용으로 구성된다. 한편, 도면부호 400은 에어댐퍼이다. 에어댐퍼(400)는 방화문의 내측과 외측을 관통하는 부위에 구성되어 개폐 제어될 수 있으며, 개폐 제어는 감시 제어부(370)에 의해 이루어질 수 있다.
감시 제어부(370)는 화재가 발생하지 않은 일반적인 상황에서는 에어댐퍼(400)를 닫힌 상태로 유지시키며, 화재 발생시 에어댐퍼(400)를 개방시켜 방화문을 관통하는 풍도가 형성되도록 한다. 일 실시예에 있어서, 감시 제어부(370)는 화재 발생시 잔여자가 확인될 경우에 한하여 에어댐퍼(400)를 개방시킨다. 이에 따르면, 세대 내부와 부속실 간의 차압이 사람이 방화문을 열기에 곤란할 정도로 크다 하더라도 에어댐퍼(400)를 통해 차압이 줄어들게 되므로, 세대 잔여자는 손쉽게 방화문을 열고 대피할 수 있게 된다.
한편, 감시 시스템(300)은 방화문에 일체로 구현되는 것이 아니라 부착형일 수 있으며, 내측 모듈과 외측 모듈이 별개로 구성될 수 있다. 그리고 내측 모듈과 외측 모듈은 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터 통신이 이루어질 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 방연댐퍼 폐쇄 제어 방법 흐름도이다. 댐퍼 제어 시스템(100)은 화재 발생이 감지되면 건물 각 층의 방연댐퍼를 개폐 제어하는데, 화재층과 비화재층을 파악하고 비화재층에 대해서는 다시 피난 완료층과 피난 미완료층을 파악하여 각각의 방연댐퍼에 대한 개폐 제어를 실시한다(S100)(S150)(S200). 구체적으로, 댐퍼 제어 시스템(100)은 화재층 방연댐퍼와 피난 미완료층 방연댐퍼에 대해서는 개방 제어하며, 피난 완료층 방연댐퍼에 대해서는 폐쇄 제어한다(S250)(S300)(S350). 이때, 댐퍼 제어 시스템(100)은 화재층 방연댐퍼에 대해서는 상위 단계로 개방 제어할 수 있으며, 피난 미완료층 방연댐퍼에 대해서는 하위 단계로 개방 제어할 수 있다. 그리고 모든 피난 미완료층의 방연댐퍼를 개방시키는 것이 아니라, 화재층으로부터 근거리에 속하는 층의 방연댐퍼만을 개방시킬 수 있다. 즉, 화재층으로부터 원거리에 속하는 층에 대해서는 피난 완료층인지 아니면 피난 미완료층인지에 상관없이 모두 개방시키지 않는 것이다.
한편, 댐퍼 제어 시스템(100)은 화재층의 부속실 도어가 개방되면 화재층 방연댐퍼를 완전 개방 및/또는 비화재층 방연댐퍼를 모두 폐쇄시키며(S400)(S450), 피난 미완료층의 부속실 도어가 개방되면 부분 개방되어 있는 일부 비화재층 방연댐퍼의 개방 정도를 낮추거나 폐쇄 제어한다(S500)(S550). 즉, 하향 단계로 조정하거나 닫히도록 하는 것이다. 그리고 S550에서 대상이 되는 방연댐퍼는 화재층으로부터 근거리층에 속하는 비화재층 방연댐퍼에 한할 수 있다. 또한, 피난 완료층의 부속실 도어가 개방되는 경우에도 S550이 수행될 수 있다. 이후 화재가 복구되면, 댐퍼 제어 시스템(100)은 모든 층의 방연댐퍼를 폐쇄 제어한다(S600). 한편, 도 5에 도시되어 있지는 않으나, 댐퍼 제어 시스템(100)은 덕트 내 과압이 발생할 경우에는 상술한 바와 같이 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방 제어하여 덕트 내 압력을 낮춰 안정화시킬 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 댐퍼 제어 시스템 110 : 비화재층 관리부
120 : 댐퍼 제어부 200 : 방연댐퍼
300 : 감시 시스템 310 : 메모리
320 : 통신부 330 : 촬영부
340 : 표시부 350 : 마이크
360 : 스피커 370 : 감시 제어부
400 : 에어댐퍼

Claims (8)

  1. 화재 발생시 건물 각 층의 부속실에 설치된 방연댐퍼를 개폐 제어하는 댐퍼 제어 시스템을 포함하는 제연설비 스마트 제어 시스템에 있어서, 댐퍼 제어 시스템은 :
    화재층을 제외한 모든 비화재층의 대피 현황을 파악하여 피난 완료층과 피난 미완료층으로 구분 관리하는 비화재층 관리부; 및
    화재층 방연댐퍼와 피난 미완료층 방연댐퍼를 개방 제어하되 피난 미완료층 방연댐퍼의 송출 유량이 화재층 방연댐퍼의 송출 유량보다 적게 발생하도록 개방 정도를 달리 제어하며, 피난 완료층 방연댐퍼를 미개방 제어하는 댐퍼 제어부;
    를 포함하는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    댐퍼 제어부는 모든 피난 미완료층 중에서 화재층으로부터 소정 층수 이내인 피난 미완료층에 한하여 방연댐퍼를 개방 제어하며, 나머지 피난 미완료층에 대해서는 방연댐퍼를 미개방 제어하는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    댐퍼 제어부는 화재층의 부속실 도어가 개방되면 화재층 방연댐퍼의 개방율을 높여 송출 유량을 증가시키거나 화재층으로부터 소정 층수 이내인 모든 비화재층의 방연댐퍼를 미개방 제어하는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    댐퍼 제어부는 피난 완료층의 비율이 설정치 이상일 경우 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방 제어하여 화재층 방연댐퍼의 송출 유량을 유지시키는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    댐퍼 제어부는 덕트 내 과압 발생시 일부 비화재층의 방연댐퍼를 개방 제어하여 덕트 내 과압을 해소시키는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    건물 각 층에 마련되어 화재 발생시 카메라와 마이크 중에서 적어도 하나를 이용해 잔여자 여부를 모니터링하여 댐퍼 제어 시스템으로 보고하는 하나 이상의 감시 시스템;을 더 포함하며,
    댐퍼 제어 시스템의 비화재층 관리부는 각각의 감시 시스템으로부터 보고된 바에 따라 비화재층별로 대피 현황을 파악하는 제연설비 스마트 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    감시 시스템은 세대 방화문마다 구성된 것인 제연설비 스마트 제어 시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    세대 방화문마다 설치되어 개방시 세대 방화문을 관통하는 풍도를 형성하는 에어 댐퍼;를 더 포함하며,
    감시 시스템은 모니터링을 통해 잔여자가 확인되면 해당 세대 방화문의 에어 댐퍼를 개방 제어하는 제연설비 스마트 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012184041A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータシステム
KR102113241B1 (ko) * 2019-05-29 2020-05-25 주식회사 에스앤에프시스템 제연설비 및 그 제연설비의 제어방법

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