KR102588865B1 - 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템 - Google Patents

공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재발생시 입주민이 안전하게 피난할 수 있는 대피시설을 제공할 뿐만 아니라, 특히 화재로 인한 열기를 차단하고 제연하여 연기가 스며들지 않도록 하면서 스프링클러의 구조 개량에 따른 증압 효과로 소화 진압 효율이 매우 뛰어나 대피주민의 안전성을 더욱 향상시키도록 개선된 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템에 관한 것이다.

Description

공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템{Evacuation space safety system for firefighting in apartment buildings}
본 발명은 소방 기술 분야 중 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재발생시 입주민이 안전하게 피난할 수 있는 대피시설을 제공할 뿐만 아니라, 특히 화재로 인한 열기를 차단하고 제연하여 연기가 스며들지 않도록 하면서 스프링클러의 구조 개량에 따른 증압 효과로 소화 진압 효율이 매우 뛰어나 대피주민의 안전성을 더욱 향상시키도록 개선된 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공동주택에는 출입문이 갖추어지고, 거실내부에는 베란다가 설치되며, 베란다에는 추락 방지용 안전 난간대가 설치된다.
그런데, 최근 공동주택의 고층화(30층 이상)와 주상복합화는 실내에서 주위 경관을 내려다볼 수 있는 장점과, 한 건물 내부에 여러 가지 편의시설을 갖출 수 있다는 장점이 있는 반면, 화재가 발생하게 되면 초기 진압이 어려운 경우 커다란 재산피해는 물론 인명피해로 이어지는 단점이 있다.
물론, 최초 화재 발생시 주출입문과 비상구가 개방되어 있다면, 상기 주출입문과 비상구를 거쳐 탈출을 시도할 수도 있다.
하지만, 비상구와 주출입문이 불길로 봉쇄되었다면, 공동주택 안에 갇힌 거주자는 갇힌 상태로 죽음을 기다리거나 궁여지책으로 추락 방지용 안전 난간대를 뛰어넘어야 한다는 문제점이 있다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 베란다에 설치된 완강기를 이용하여 화재로부터 몸을 피하는 방법이 있으나, 상기와 같은 완강기는 조작이 어려워 일반인들이 사용하기에 무리가 있다는 등의 문제점이 있었고, 하나의 로프에 사용자의 체중을 실어야 한다는 부담 때문에 화재로 인한 공포감과 아울러 완강기 사용에 따른 불안감을 떨칠 수 없다는 한계가 있다.
아울러, 공동주택 등의 건물에는 화재가 발생할 경우 이를 감지하여 소화하는 소방시스템이 구비된다.
상기와 같은 종래의 소방시스템은 화재의 발생을 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 화재의 발생이 감지되면 경보시스템를 작동시키거나 스프링클러 및 방화셔터 등을 작동시키는 제어부 및 상기 제어부에 의해 작동되는 스프링클러 등의 소방설비부 등으로 구성된다.
이들은, 화재 발생시 설정된 위치에서 소화수를 분사하여 화재를 진압하도록 하고 있다.
하지만, 화재가 소화수 위치를 벗어나 진압되지 않고 번지는 경우 거주자는 대피가 필요하며, 대피자는 보통 옥상으로 올라가거나 혹은 계단을 이용하여 지상으로 이동하게 된다.
그런데, 공동주택의 고층화가 일반화되면서 중간층에 거주하는 거주민의 경우 옥상이나 지상 둘 중 어느 하나로 대피하는데 시간이 많이 걸리기 때문에 대피도중에 연기로 인한 질식사, 유동가스에 의한 사망, 열기에 의한 사망 등 다양한 인명피해가 발생되고 있어 이에 대한 개선이 필요한 상황이다.
국내 등록특허 제10-1962656호(2019.03.21.), 출입문이 구비된 고층 건물에서의 재난피난시설
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 화재발생시 입주민이 안전하게 피난할 수 있는 대피시설을 제공할 뿐만 아니라, 특히 화재로 인한 열기를 차단하고 제연하여 연기가 스며들지 않도록 하면서 스프링클러의 구조 개량에 따른 증압 효과로 소화 진압 효율이 매우 뛰어나 대피주민의 안전성을 더욱 향상시키도록 개선된 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 25층 이상의 초고층 공동주택의 중간층에 마련된 대피소(10), 관리실에 설치되어 화재발생여부를 판단하고 화재경보기를 제어하는 소방관리서버(100), 공동주택의 각 세대 혹은 지하주차장에 다수 설치되어 화재를 검출하고 검출신호를 소방관리서버(100)로 전송하도록 각각 고유번호가 할당된 화재감지기(300), 상기 대피소(10) 내부 천정에 설치되고 소방관리서버(100)와 연결되어 제어신호에 따라 연기를 흡입한 후 대피소(10) 밖인 공동주택 외부로 배기시는 제연기(20), 상기 대피소(10)의 출입문에 설치되고 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 개폐가 제어되는 출입문도어락(200), 상기 대피소(10)의 출입문 외부쪽 천정에 설치되어 소방관리서버(100)의 제어신호하에 동작되는 대피소 전용 스프링클러(400), 상기 대피소(10)의 출입문을 기준으로 안과 밖 벽면에 다수 설치되고 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 스위칭 동작되는 분말비산형 소화기(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 화재발생시 입주민이 안전하게 피난할 수 있는 대피시설을 제공할 뿐만 아니라, 특히 화재로 인한 열기를 차단하고 제연하여 연기가 스며들지 않도록 하면서 스프링클러의 구조 개량에 따른 증압 효과로 소화 진압 효율이 매우 뛰어나 대피주민의 안전성을 더욱 향상시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 스프링클러의 구조를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 분말비산형 소화기의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 제연기의 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 시스템은 25층 이상의 초고층 세대를 갖는 공동주택에 적용됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 시스템은 초고층 공동주택의 높이 중간에 한 세대를 구성하지 않고, 이를 대피소(10)로 구성하며, 상기 대피소(10)에는 소방관리서버(100)와 통신가능한 통신기(12)가 설치되어 비상시 상호간에 음성을 입출력할 수 있도록 구성된다.
이 경우, 상기 소방관리서버(100)는 공동주택의 관리실에 설치되어 화재발생여부를 판단하고 화재경보기를 제어한다.
또한, 상기 대피소(10) 내부 천정에는 제연기(20)가 설치된다.
이때, 상기 제연기(20)는 상기 소방관리서버(100)와 연결되어 제어신호에 따라 연기를 흡입한 후 대피소(10) 밖인 공동주택 외부로 배기시킬 수 있도록 구성된다.
뿐만 아니라, 공동주택의 각 세대 혹은 지하주차장 등에는 각각 고유번호가 할당된 화재감지기(300)가 설치되어 화재 발생시 이를 검출한 후 소방관리서버(100)로 알리도록 구성된다.
아울러, 상기 대피소(10)의 출입문에는 출입문도어락(200)이 설치되고, 상기 출입문도어락(200)은 상기 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결된다.
그리하여, 화재감지기(300)가 화재를 감지하여 해당 동(同)인 것으로 확인되면, 해당 동에 설치된 대피소(10)의 출입문도어락(200)이 소방관리서버(100)의 제어신호에 따라 개방되어 대피자가 대피할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 대피소(10)의 출입문 외부쪽 천정에는 대피소 전용 스프링클러(400)가 설치된다.
상기 스프링클러(400)는 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 신호제어되며, 화재감지기(300)에 의해 감지된 화재발생원이 해당 대피소(10) 주변일 경우에만 동작되게 제어된다.
뿐만 아니라, 상기 대피소(10)의 출입문을 기준으로 안,밖 벽면에는 다수의 분말비산형 소화기(500)가 더 설치되고, 상기 분말비산형 소화기(500)는 상기 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 스위칭 동작될 수 있도록 구성된다.
그리하여, 화염이 주변으로 접근하게 되면 폭발하면서 소화분말을 비산시켜 화재원을 진압하는데 기여하도록 동작한다.
한편, 상기 스프링클러(400)는 도 2의 예시와 같이, 스프링클러관(410)의 단부에 고정된다.
그리고, 상기 스프링클러관(410)은 노즐관(420)의 내부에 이중관 형태로 삽입되어 있고, 노즐관(420)의 길이 일부를 수직하게 관통하여 외부로 노출되게 단부가 수직절곡된 상태로 구성된다.
아울러, 상기 노즐관(420)의 선단에는 분사노즐(422)이 조립되고, 상기 노즐관(420)의 후단은 증압챔버(430)의 일측면에 고정되며, 상기 스프링클러관(410)은 상기 증압챔버(430)의 일측면을 관통하여 증압유로의 배출단(432)에 연결 접속된다.
따라서, 상기 증압챔버(430)를 거쳐 증압된 소화수는 오직 스프링클러관(410)을 통해 스프링클러(400)로만 공급되게 되며, 소화수가 증압된 상태이므로 고압 분사가 가능하여 살수반경을 넓히고, 진압 효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 증압챔버(430)의 입구단(411)에는 소화수관(P)이 연결배관되고, 상기 소화수관(P)과 증압챔버(430)가 접속되는 소화수관(P) 상에는 솔레노이드밸브 형태의 제1개폐밸브(V1)가 설치되며, 상기 제1개폐밸브(V1)는 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 개폐제어되도록 설치되는데, 이 경우에는 제1개폐밸브(V1)는 고유할당번호가 있어 정확히 해당 밸브만을 개폐제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 소화수관(P)과 노즐관(410)은 증압챔버(430)를 거치지 않고 우회유로관(440)을 통해 직접 연결되며, 상기 우회유로관(440)의 관로 상에는 상기 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 개폐 제어되는 솔레노이드밸브 형태의 제2개폐밸브(V2)가 설치되는데, 이 또한 고유할당번호가 할당되어 있다.
아울러, 상기 증압챔버(430)는 내부에 형성된 증압유로가 입구단(431)에서 배출단(432)을 향해 다단으로 단차를 두고 반경이 점점 작아지게 구성된다.
때문에, 유체가 유입되는 양은 많고, 배출되는 양은 적기 때문에 증압유로 내에서 압이 차오르면서 증압되게 되어 배출단(432)을 통해 배출되는 소화수의 유속이 급속도로 빨라지게 된다.
또한, 상기 증압유로는 2단 단차지게 형성되고, 이 증압유로 상에는 증속조절기(433)가 더 설치될 수 있다.
상기 증속조절기(433)는 다수의 통공(H)이 형성되고 증속챔버(430) 내부의 제1단차외경(D1)에 나사체결되는 고정원판(434)과, 상기 고정원판(434)의 중심을 관통하여 고정된 가이드봉(435)과, 상기 가이드봉(435)에 끼워지고 증속챔버(430) 내부의 제2단차외경(D2) 보다 작은 반경을 가지며 원뿔대 형상으로 형성된 유동자(436)와, 상기 유동자(436)를 관통한 가이드봉(435)의 단부에 체결된 와셔를 포함한 너트(437)와, 상기 가이드봉(436)에 끼워진 채 일단은 상기 너트(437)에 걸림되고 타단은 상기 유동자(436)의 하단면에 걸림되는 스프링(438)과, 상기 증속챔버(430) 내부의 제2단차면(S)에 둘레방향으로 간격을 두고 돌출된 반구형상의 틈새형성돌기(439)를 포함한다.
그러면, 입구단(431)으로 유입된 소화수는 통공(H)을 통해 제2단차외경(D2) 내부로 유입된 후 유동자(436)의 둘레를 거쳐 배출단(432)을 통해 배출되게 된다.
이때, 유동자(436)은 압을 받으면서 스프링(438)의 탄발 동작 때문에 틈새형성돌기(439)에 접촉되었다 떼어졌다를 반복하면서 유동하고, 그 과정에서 배출되는 소화수의 양이 조절되면서 압을 더욱 더 가속하여 증압효과를 가일층 증대시키게 된다.
다른 한편, 상기 분말비산형 소화기(500)는 도 3의 예시와 같이, 상부가 개방된 사각형상의 하우징(510)과, 상기 하우징(510)의 개방된 상부에 나사체결되어 밀봉하며 상단면에는 고리(522)가 형성된 커버(520)와, 상기 하우징(510)의 사면(四面)에 형성된 개방부를 밀폐하는 비닐필름(530)과, 가소성필름(540)을 사이에 두고 서로 마주보게 배치된 제1,2판(542,544)과, 상기 제1,2판(542,544)의 배면에 설치되어 이들을 서로 가까워지게 밀고 있는 제1,2스프링(546,548)와, 상기 가소성필름(540)의 판면에 부착된 면상발열필름(550)과, 상기 면상발열필름(550)으로부터 인출된 리드선 상에 설치되고 상기 소방관리서버(100)와 연결되어 스위칭 제어되는 스위치(560)와, 상기 하우징(510) 내부에 채워진 소화분말(570)을 포함한다.
여기에서, 상기 제1판(542)의 일측판면에는 염소산칼륨이 도포되어 있고, 이와 대향하는 제2판(544)의 대향판면에는 적린이 도포되어 있으며, 이들은 가소성필름(540)에 의해 이격된 상태로 유지된다.
이 경우, 가교성필름(540)은 아주 얇은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer) 필름으로서 녹는점이 68-70℃이기 때문에 면상발열필름(550)으로부터 열을 받게 되면 쉽게 녹아 없지면서 제1,2판(542,544)이 접촉될 수 있게 안내하는 일종의 스위치이다.
그리고, 상기 염소산칼륨은 수용성이기 때문에 물에 녹여 제1판(542) 상에 스프레이하여 일정두께로 도포형성됨이 바람직하며, 상기 적인은 불용성이므로 제2판(544) 상에 고체상의 분말을 뿌려 고착시키는 방식으로 구성될 수 있다.
이때, 제1,2판(542,544)는 폴리우레탄수지판이 될 수 있다.
그리하여, 화재가 검출되면 제어신호에 따라 스위치(560)의 스위칭이 이루어지고, 면상발열필름(550)에 전기가 인가되면서 녹게 되고, 제1,2판(542,544)이 접촉하게 되면 그 순간 염소산칼륨과 적인 극렬하게 반응하면서 폭발하며, 그 폭발력에 의해 내장된 소화분말(570)이 비산되면서 비닐필름(530)이 찢어지고, 주변으로 확산분사되어 화재원을 진압하게 된다.
이에 더하여, 상기 스프링클러(400)를 구성하는 증속챔버(430)의 내부면에는 마찰저항을 낮춰 활주성을 좋게 하고, 방수성, 내수성, 내침식성을 강화시키기 위해 마찰저항액으로 코팅된다.
이때, 상기 마찰저항액은 폴리카보네이트수지 100중량부에 대해, 삼인산칼슘 3.5중량부, 히드록시프롤린 12.5중량부, 탄산바륨 3.5중량부, 비스페놀 A-에피클로로히드린-메타크릴 산 폴리머 5.5중량부, 과산화벤조일(BPO:Benzoyl Peroxide) 5.5중량부, 사이클로메티콘 3.5중량부, 디메틸카보네이트 15중량부를 혼합하여 조성된다.
이때, 폴리카보네이트수지는 내오염성, 내식성, 내변형성, 내크랙성 및 내화성과 내열성, 내구성이 뛰어난 베이스 수지이다.
그리고, 삼인산칼슘(Tricalcium Phosphate)은 물 때가 끼지 않도록 하여 표면 오염을 방지하는 효과를 위해 첨가된다.
아울러, 히드록시프롤린(hydroxyproline)은 코팅층의 표면 크랙발생을 억제하고, 갈라짐 방지, 내부식화를 강화시킨다.
뿐만 아니라, 탄산바륨은 응집을 촉진하여 경화성을 좋게 하고, 매끄러운 표면을 형성하도록 유도하며, 산화방지, 변색방지를 위해 첨가된다.
또한, 비스페놀 A-에피클로로히드린-메타크릴 산 폴리머(bisphenol A-epichlorohydrin-methacrylic acid polymer)는 CAS 번호 36425-15-7에 해당하는 물질로서, 내침식성, 내부식성과 오염방지성을 강화시키기 위해 첨가된다.
그리고, 과산화벤조일(BPO:Benzoyl Peroxide)은 코팅층의 강성 향상을 위해 더 첨가되며; 사이클로메티콘(Cyclomethicone)은 산화를 억제하여 표면을 보호하고, 내구성을 강화시키기 위해 첨가된다.
또한, 디메틸카보네이트(Dimethyl carbonate)는 마모저항성을 높이고 윤활성을 증대시켜 마찰저항을 감소시키기 위해 첨가된다.
다른 한편, 상기 제연기(20)는 도 4의 예시와 같이, 달팽이관형 임펠러(22)를 포함한다.
이때, 상기 달팽이관형 임펠러(22)는 몸통의 측방에 흡입관(24)이 형성되고, 배출관(26)은 달팽이관형 임펠러(22)의 반경방향에 형성된다.
특히, 상기 흡입관(24)은 나팔관 형상으로 형성되어 많은 양을 신속하게 빨아들일 수 있도록 구성된다.
뿐만 아니라, 나팔관 형태이므로 달팽이관형 임펠러(22) 내부로 빨려 들어가면서 유속이 빨라지게 되어 흡입력과 배출력을 높일 수 있게 된다.
또한, 상기 달팽이관형 임펠러(22)의 내부 중심에는 나선판형 블레이드(28)가 설치되어 흡입관(24)을 통해 흡입된 연기를 반경방향으로 신속하게 토출할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 나선판형 블레이드(28)는 모터(M)에 의해 회전 구동되며, 상기 모터(M)는 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되게 된다.
아울러, 상기 배출관(26)의 내부에는 제연팬(F)이 더 설치되는데, 상기 제연팬(F)도 상기 소방관리서버(100)와 연결되어 상기 모터(M)와 동시 구동되도록 구성된다.
이렇게 구성되면, 제연 효과를 높일 수 있어 대피자들이 연기로 인한 질식사를 미연에 방지할 수 있게 된다.
10: 대피소 20: 제연기
100: 소방관리서버 200: 출입문도어락
300: 화재감지기 400: 스프링클러
500: 분말비산형 소화기

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  2. 25층 이상의 초고층 공동주택의 중간층에 마련된 대피소(10), 관리실에 설치되어 화재발생여부를 판단하고 화재경보기를 제어하는 소방관리서버(100), 공동주택의 각 세대 혹은 지하주차장에 다수 설치되어 화재를 검출하고 검출신호를 소방관리서버(100)로 전송하도록 각각 고유번호가 할당된 화재감지기(300), 상기 대피소(10) 내부 천정에 설치되고 소방관리서버(100)와 연결되어 제어신호에 따라 연기를 흡입한 후 대피소(10) 밖인 공동주택 외부로 배기시는 제연기(20), 상기 대피소(10)의 출입문에 설치되고 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 개폐가 제어되는 출입문도어락(200), 상기 대피소(10)의 출입문 외부쪽 천정에 설치되어 소방관리서버(100)의 제어신호하에 동작되는 대피소 전용 스프링클러(400), 상기 대피소(10)의 출입문을 기준으로 안과 밖 벽면에 다수 설치되고 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 스위칭 동작되는 분말비산형 소화기(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템에 있어서,
    상기 제연기(20)는 달팽이관형 임펠러(22)를 포함하고, 상기 달팽이관형 임펠러(22)는 몸통의 측방에 흡입관(24)이 형성되며, 배출관(26)은 달팽이관형 임펠러(22)의 반경방향에 형성되고, 상기 달팽이관형 임펠러(22)의 내부 중심에는 나선판형 블레이드(28)가 설치되어 흡입관(24)을 통해 흡입된 연기를 반경방향으로 토출하도록 구성되며, 상기 나선판형 블레이드(28)는 모터(M)에 의해 회전 구동되고, 상기 모터(M)는 소방관리서버(100)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되며, 상기 배출관(26)의 내부에는 제연팬(F)이 더 설치되는데 상기 제연팬(F)은 상기 모터(M)와 연동되게 구성되고;
    상기 스프링클러(400)는 스프링클러관(410)의 단부에 고정되고, 상기 스프링클러관(410)은 노즐관(420)의 내부에 이중관 형태로 삽입되는데 상기 노즐관(420)의 길이 일부를 수직하게 관통하여 외부로 노출되게 단부가 수직절곡된 상태로 구성되며, 상기 노즐관(420)의 선단에는 분사노즐(422)이 조립되고, 상기 노즐관(420)의 후단은 증압챔버(430)의 일측면에 고정되며, 상기 스프링클러관(410)은 상기 증압챔버(430)의 일측면을 관통하여 증압유로의 배출단(432)에 연결 접속되고, 상기 증압챔버(430)의 입구단(411)에는 소화수관(P)이 연결배관되며, 상기 소화수관(P)과 증압챔버(430)가 접속되는 소화수관(P) 상에는 솔레노이드밸브 형태의 제1개폐밸브(V1)가 설치되고, 상기 제1개폐밸브(V1)는 중계기(200)와 전기적으로 연결되어 개폐제어되도록 설치되며, 상기 소화수관(P)과 노즐관(410)은 증압챔버(430)를 거치지 않고 우회유로관(440)을 통해 직접 연결되고, 상기 우회유로관(440)의 관로 상에는 상기 중계기(200)와 전기적으로 연결되어 개폐 제어되는 솔레노이드밸브 형태의 제2개폐밸브(V2)가 설치되며, 상기 증압챔버(430)는 내부에 형성된 증압유로가 입구단(431)에서 배출단(432)을 향해 2단으로 단차를 두고 반경이 점점 작아지게 구성되고, 상기 증압유로 상에는 증속조절기(433)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 공동주택 건축물의 소방용 대피공간 안전시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101962656B1 (ko) 2017-10-31 2019-03-27 류순모 출입문이 구비된 고층 건물에서의 재난피난시설
KR102077296B1 (ko) * 2019-10-17 2020-04-07 (주)세정이에프씨 건축물 화재진압 소방장치
KR102500003B1 (ko) * 2021-12-27 2023-02-16 태연엔지니어링 주식회사 화재발생시 공동주택의 소방 안전 대피시스템

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