KR102674184B1 - Wooden post with fire-proof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내화성 목재기둥에 관한 것으로, 수직의 목재 폴대; 상기 목재 폴대의 외측면에 설치되는 난연재; 및 상기 난연재의 외측면에 부착되고, 화재시 탄화되도록 상기 목재 폴대와 동일하게 목재로 이루어진 목재 외장재;를 포함하며, 목재 폴대와 난연재 및 목재 외장재에 의해 다중 구조로 구성되어 화재시 열을 다중으로 차단할 수 있고, 외측의 목재 외장재가 목재로 구성되므로 목재 외장재가 우선적으로 인화된다.The present invention relates to a fire-resistant wooden pole, comprising: a vertical wooden pole; Flame retardant material installed on the outer surface of the wooden pole; and a wooden exterior material attached to the outer surface of the flame retardant material and made of the same wood as the wooden pole so as to be carbonized in the event of a fire. It is composed of a multiple structure by the wooden pole, the flame retardant material, and the wood exterior material to dissipate heat in the event of a fire. It can be blocked, and since the outer wooden cladding is made of wood, the wooden cladding ignites preferentially.
Description
본 발명은 목재기둥에 관한 것으로, 화재에 대한 내화성을 갖는 목재기둥 및 이의 제조방법 및 이에 의한 내화성 목재기둥에 관한 것이다.The present invention relates to a wooden pillar, a wooden pillar with fire resistance, a method of manufacturing the same, and a fire-resistant wooden pillar thereby.
일반적으로, 목재기둥은 주택이나 건물 또는 교량 등과 같은 다양한 건축물에 사용되고 있다. 이러한 목재기둥은 재질특성으로 인하여 화재에 매우 취약한 것으로 알려져 있다.In general, wooden pillars are used in various structures such as houses, buildings, or bridges. These wooden pillars are known to be very vulnerable to fire due to their material characteristics.
하지만, 철과 같은 금속은 화재 발생시 열전도성이 높기때문에 열에 의해 단시간에 강도를 상실하여 좌굴될 수 있는 반면, 목재는 기본적으로 철 등의 금속과는 달리 열전도율이 낮고, 인화 내지 발화시 열분해가 일어나서 200℃가 넘어가면 탄소층이 검게 변하면서 도 1에 도시된 바와 같은 탄화층(Char Layer)을 형성한다. 이렇게 형성된 탄화층은 화재에 노출되는 시간이 경과할수록 두꺼워지면서 목재의 내부로 열전달되는 것을 차단한다. 이에 따라, 목재는 충분한 열이 내부로 전달되지 않으므로 휘발성 가스 발생이 억제되고, 추가적으로 외부로부터 열원 공급이 차단됨에 따라 연소가 중단되게 된다. 즉, 목재는 화재에 노출되어도 표면측에 형성된 탄화층의 작용으로 오히려 화재 시 고온에 대하여 안전한 성능을 가지는 것이다. 따러서, 목재기둥이 적용된 목조건축물은 화재시 일정시간동안 피난시간의 확보와 소방활동의 안전성 및 시야성도 확보할 수 있으며, 화재의 확산 또한 지연시키므로 보다 안전하다고 할 수있다.However, metals such as iron have high thermal conductivity in the event of a fire, so they can lose strength in a short period of time and buckle due to heat, whereas wood, unlike metals such as iron, has low thermal conductivity and thermal decomposition occurs when ignited or ignited. When the temperature exceeds 200°C, the carbon layer turns black and forms a char layer as shown in Figure 1. The carbonized layer formed in this way becomes thicker over time exposed to fire and blocks heat transfer to the interior of the wood. Accordingly, since sufficient heat is not transferred to the interior of the wood, the generation of volatile gases is suppressed, and additionally, combustion is stopped as the supply of heat source from the outside is cut off. In other words, even when wood is exposed to fire, it has a safe performance against high temperatures during fire due to the action of the carbonization layer formed on the surface. Therefore, wooden buildings with wooden pillars can be said to be safer because they can secure evacuation time for a certain period of time in the event of a fire, ensure safety and visibility for firefighting activities, and also delay the spread of fire.
한편, 화재안전과 관련하여 목조건축물에 대한 국내의 기술기준은 아직 초보적인 단계에 있는 반면, 최근들어 사회 경제적 여건의 변화와 환경문제에 대한 관심이 중요해지고 있으며, 친환경건축으로서 목조건축의 활성화방안이 활발하게 논의되고 있는 실정이다. 목조건축은 규모가 커지고 집단적 형태의 공급이 늘어난다고 했을 때, 그 기술적 토대에 있어 화재안전기술이 매우 중요하고 할 수 있다. 그리고, 목조건축은 목재가 갖는 재료적 특성을 감안한 기술기준의 일반화 또는 표준화가 관련 산업의 성장을 위한 필수조건이 된다 할 것이다. 이에 따라, 성능적 설계방법의 도입과 실행을 위해 새로운 공법 및 적용이 요구된다. 따라서, 목조건축의 내화설계를 비롯한 화재안전설계에 있어 다양한 표준의 정립과 성능적기법의 조화를 달성하기 위한 다각적 차원의 연구와 제도적 보완이 필요하다.Meanwhile, while domestic technical standards for wooden buildings in relation to fire safety are still at a rudimentary stage, recent changes in socio-economic conditions and interest in environmental issues have become important, and plans to revitalize wooden buildings as eco-friendly architecture are being sought. This is being actively discussed. As the scale of wooden construction increases and the supply of collective forms increases, fire safety technology is very important in its technical foundation. In addition, for wooden construction, the generalization or standardization of technical standards that take into account the material characteristics of wood will be an essential condition for the growth of the related industry. Accordingly, new methods and applications are required to introduce and implement performance design methods. Therefore, multifaceted research and institutional supplementation are needed to establish various standards and achieve harmony of performance techniques in fire safety design, including fire resistance design of wooden buildings.
대한민국 특허등록 제10-2069534호(전일목재산업 주식회사)는 목재기둥에 관한 것으로, 목재기둥에 있어서, 일단에는 결구가 형성되고, 타단에는 상기 결구에 상응하는 결구홈이 형성되되, 상기 결구는, 상기 목재기둥 일단에서 길이방향으로 돌출되는 목부 및 상기 목부에서 연장되고, 상기 목부보다 넓은 너비와 높이를 형성하는 결합부를 포함하며, 상기 결합부는 모서리가 라운드지는 사각기둥형이고, 상기 결구와 목재기둥의 상면은 일치되고, 상기 목재기둥끼리 연결시 형성되는 삽입홈이 구비되되, 상기 삽입홈은, 상기 결구 및 결구홈의 상부와 하부 양측면으로부터 상기 목재기둥 일단 또는 타단의 일부분까지 연장되도록 형성되어, 'ㄷ'형의 결속보강판을 끼울 수 있으며, 상기 결속보강판을 끼울 시에 상기 결구 및 결구홈의 상하측으로의 엇갈림을 방지할 수 있고, 상기 결속보강판과 삽입홈의 접지면에는 마찰부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프리컷 결구부가 형성된 목재기둥을 제공한다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-2069534 (Jeonil Wood Industry Co., Ltd.) relates to a wooden pillar. In the wooden pillar, a frame is formed at one end and a frame groove corresponding to the frame is formed at the other end, wherein the frame is, It includes a neck part that protrudes in the longitudinal direction from one end of the wooden pillar and a coupling part that extends from the neck part and forms a width and height greater than that of the neck part, wherein the coupling part has a square pillar shape with rounded corners, and the frame and the wooden pillar. The upper surfaces of the are aligned and are provided with an insertion groove formed when the wooden pillars are connected to each other, wherein the insertion groove is formed to extend from both upper and lower sides of the frame and frame groove to a portion of one end or the other end of the wooden pillar, A 'ㄷ'-shaped binding reinforcement plate can be inserted, and when inserting the binding reinforcement plate, the upper and lower sides of the frame and frame groove can be prevented from being misaligned, and the contact surface of the binding reinforcement plate and the insertion groove has a friction part. It provides a wooden pillar formed with a pre-cut joint, which is characterized in that it is provided.
그리고, 대한민국 특허등록 제10-1055418호(주식회사 챌린지코리아) 또한 목재기둥에 관한 것으로, 지면(1)에 목재기둥(2)을 입설하여 고정하는 목재기둥 기초구조에 있어서; 지면(1)에 형성되는 구덩이(11)에 그 상단이 지면보다 돌출되도록 매립되는 것으로, 외면과 지면 사이에는 방수층(7)이 형성되는 콘크리트 흄관(3)과; 상기 콘크리트 흄관(3)의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 콘크리트 흄관(3)에 삽입되되 그 외경과 내경 사이에 용접 고정되는 다수의 철근(41)에 의하여 상단은 상기 콘크리트 흄관(3)의 상단보다 상부로 더욱 돌출되고 하단은 상기 콘크리트 흄관(3)의 하단보다 상부로 이격되게 매설되는 철재 프로파일(4)과; 지면의 상면과 상기 철재 프로파일(4)의 내부를 제외한 콘크리트 흄관(3)의 내부에 채워 양생되는 콘크리트(5)와; 상기 철재 프로파일(4)에 하단이 삽입되어 수 개의 고정볼트(6)에 의하여 고정되는 목재기둥(2);으로 구성됨을 특징으로 하는 목재기둥 기초구조를 제공한다.And, Republic of Korea Patent Registration No. 10-1055418 (Challenge Korea Co., Ltd.) also relates to a wooden pillar, in a wooden pillar basic structure in which a wooden pillar (2) is installed and fixed on the ground (1); A concrete Hume pipe (3) that is buried in a pit (11) formed in the ground (1) so that its top protrudes from the ground, and a waterproof layer (7) is formed between the outer surface and the ground; It has an outer diameter smaller than the inner diameter of the concrete Hume pipe (3) and is inserted into the concrete Hume pipe (3). By means of a plurality of reinforcing bars (41) welded and fixed between the outer diameter and the inner diameter, the upper end is higher than the upper end of the concrete Hume pipe (3). A steel profile (4) that protrudes further toward the top and whose lower end is installed to be spaced apart from the lower end of the concrete Hume pipe (3); Concrete (5) filled and cured inside the concrete hume pipe (3) excluding the upper surface of the ground and the interior of the steel profile (4); It provides a wooden pillar basic structure, characterized in that it consists of a wooden pillar (2) whose lower end is inserted into the steel profile (4) and fixed by several fixing bolts (6).
그러나, 이러한 종래기술들은 원목을 기둥형태로 가공한 목재기둥을 이용하므로 목재기둥의 내화성을 강화시킬 수 없다.However, these prior technologies cannot enhance the fire resistance of wooden pillars because they use wooden pillars processed from raw wood into pillar shapes.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 서로 상이한 재질로 이루어진 다층구조(다중구조)의 내화성 목재기둥을 제공하기 위함이 그 목적이다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a fire-resistant wooden pillar with a multi-layer structure (multi-layer structure) made of different materials.
특히, 난연재가 내측에 일체로 구비된 내화성 목재기둥을 제공하기 위함이 그 목적이다.In particular, the purpose is to provide a fire-resistant wooden pillar integrally equipped with a flame retardant material on the inside.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내화성 목재기둥은, 수직으로 세워지는 소정폭의 목재 폴대; 상기 목재 폴대의 외측면에 설치되어 상기 목재 폴대의 외측면을 차폐하는 난연재; 및 상기 난연재의 외측면에 부착되고, 화재시 탄화되도록 상기 목재 폴대와 동일하게 목재로 이루어진 목재 외장재;를 포함한다.The fire-resistant wooden pole of the present invention for achieving the above-described object includes a wooden pole of a predetermined width that is erected vertically; A flame retardant material installed on the outer surface of the wooden pole to shield the outer surface of the wooden pole; and a wooden exterior material attached to the outer surface of the flame retardant material and made of the same wood as the wooden pole so as to be carbonized in the event of a fire.
본 발명은, 상기 목재 폴대의 중앙에 설치되는 금속 코어;를 더 포함한다.The present invention further includes a metal core installed in the center of the wooden pole.
상기 금속 코어는, 원형 또는 삼각 내지 팔각의 다각형으로 형성되고, 중공을 갖는 금속재 중공관으로 구성될 수 있다.The metal core is formed in a circular or triangular to octagonal polygonal shape and may be composed of a hollow metal tube having a cavity.
본 발명은, 상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재 중 적어도 어느 하나가 분할상태로 구성되고, 결합에 의해 상기 금속 코어나 상기 난연재의 외주면을 감싸는 상태로 상기 금속 코어나 상기 난연재의 외주면에 일체로 설치되는 것을 특징으로 한다..In the present invention, at least one of the wooden pole and the wooden exterior material is configured in a divided state, and is integrally installed on the outer peripheral surface of the metal core or the flame retardant material in a state that surrounds the outer peripheral surface of the metal core or the flame retardant material by coupling. It is characterized by...
상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재 중 적어도 어느 하나는, 분할상태로 구성된 단품(낱개 부품)들이 조립되도록 상기 단품들의 일부분을 서로 구속하여 상기 단품들을 일체로 결합시키는 결합수단;을 더 포함한다.At least one of the wooden pole and the wooden exterior material further includes a coupling means that binds portions of the divided parts to each other so that the divided parts (individual parts) are assembled into one body.
상기 결합수단은, 상기 단품의 양단부에 돌기 및 돌기홈을 제각기 형성하여, 상기 돌기홈에 상기 돌기가 끼워져서 결합됨에 따라 상기 단품들의 유동이 억제되어 분리가 방지되도록 구성된 것을 특징으로 한다.The coupling means is configured to form protrusions and protrusion grooves on both ends of the single product, respectively, so that as the protrusions are inserted into the protrusion grooves and coupled to each other, the flow of the individual products is suppressed and separation is prevented.
상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재는 방염재로 난연처리된 것을 특징으로 한다.The wooden pole and the wooden exterior material are characterized in that they are flame retardant treated with a flame retardant material.
상기 난연재는, 상기 목재 폴대의 외주면에 설치되는 금속관, 또는 외주면에 내열원단이 부착되어 상기 목재 폴대의 외주면에 설치되는 내열원단 부착식 금속관 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.The flame retardant material is characterized in that it is composed of either a metal tube installed on the outer circumferential surface of the wooden pole, or a metal tube with a heat-resistant fabric attached to the outer circumferential surface and installed on the outer circumferential surface of the wooden pole.
상기 내열원단은, 세라믹을 주성분으로 하는 세라크울로 구성된 것을 특징으로 한다.The heat-resistant fabric is characterized by being composed of ceramic wool as a main ingredient.
상기 금속관은 복수의 금속판이 사방에 설치되어 관형태를 형성하거나, 상기 목재 폴대를 중심으로 절곡된 한쌍의 앵글판으로 구성되어 상기 앵글판들이 서로 대향상태로 설치됨에 따라 관형태를 형성하는 것을 특징으로 한다.The metal pipe is characterized in that a plurality of metal plates are installed on all sides to form a tube shape, or it is composed of a pair of angle plates bent around the wooden pole, and the angle plates are installed opposite each other to form a tube shape. Do this.
본 발명에 의한 내화성 목재기둥의 제조방법은, 상기 목재 폴대와 상기 난연재 및 상기 목재 외장재로 구성된 제 1 항의 구성요소들 중 상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재가 분할상태로 구성되도록, 상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재의 제조를 위한 원목을 절단하여 판재로 제조하는 판재 제조단계; 상기 목재 폴대 및 상기 목재 외장재를 구성하기 위하여 절단된 상기 판재에 방염액을 흡수시켜서 난연처리 판재를 제조하는 판재 난연단계; 상기 난연재를 구성하는 금속관 및 상기 목재 폴대의 중앙에 설치되는 금속재 중공관으로 이루어진 금속 코어를 제각기 준비하는 부재 준비단계; 상기 중공관의 외측면을 따라 상기 목재 폴대를 구성하는 상기 난연처리 판재를 제각기 설치하여 상기 목재 폴대를 형성하는 폴대 형성단계; 상기 목재 폴대의 외측면이 금속으로 차폐되도록, 상기 목재 폴대의 외측면에 상기 금속관을 설치하는 금속관 설치단계; 상기 금속관의 외주면을 따라 상기 난연재를 구성하는 내열원단을 부착하는 내열원단 부착단계; 및 상기 내열원단의 외측을 따라 상기 목재 외장재를 구성하는 상기 난연처리 판재를 제각기 부착하여 상기 목재 외장재를 형성하는 외장재 형성단계;를 포함한다.The method of manufacturing a fire-resistant wooden pillar according to the present invention is such that among the components of claim 1 consisting of the wooden pole, the flame retardant material, and the wooden exterior material, the wooden pole and the wooden exterior material are configured in a divided state. A plate manufacturing step of cutting logs for manufacturing wooden exterior materials and manufacturing them into plates; A plate flame retardant step of manufacturing a flame retardant treated plate by absorbing a flame retardant solution into the plate cut to form the wood pole and the wood exterior material; A member preparation step of separately preparing a metal core made of a metal tube constituting the flame retardant material and a metal hollow tube installed in the center of the wooden pole; A pole forming step of forming the wooden pole by installing each of the flame retardant treated plates constituting the wooden pole along the outer surface of the hollow pipe; A metal pipe installation step of installing the metal pipe on the outer surface of the wooden pole so that the outer surface of the wooden pole is shielded with metal; A heat-resistant fabric attachment step of attaching a heat-resistant fabric constituting the flame retardant material along the outer peripheral surface of the metal pipe; And an exterior material forming step of forming the wooden exterior material by attaching the flame retardant treated plates constituting the wooden exterior material along the outer side of the heat-resistant fabric, respectively.
상기 판재 난연단계는, 상기 판재 제조단계에서 제조된 판재들을 진공탱크로 진공시켜서 수분을 제거하는 진공단계; 상기 진공탱크의 진공을 해제시키는 진공 해제단계; 상기 진공탱크의 내부에 방염액을 충전하여 상기 판재들을 방염액에 침지시키거나, 상기 판재에 방염액을 분사하여 방염액에 노출시키는 방염액 노출단계; 상기 방염액에 노출된 판재들이 가압되도록, 공압펌프로 상기 진공탱크의 내부압력을 상승시켜서 방염액을 상기 판재에 흡수시키는 판재 가압단계; 상기 진공탱크의 가압을 해제하는 가압 해제단계; 상기 판재들을 가열하여 건조시키는 판재 건조단계; 및 상기 판재들을 냉각시키는 판재 냉각단계;를 포함한다.The plate flame retardant step includes a vacuum step of removing moisture by vacuuming the plates manufactured in the plate manufacturing step with a vacuum tank; A vacuum release step of releasing the vacuum in the vacuum tank; A flame retardant exposure step of filling the inside of the vacuum tank with a flame retardant solution and immersing the plates in the flame retardant solution, or spraying the fire retardant solution on the plates and exposing them to the flame retardant solution; A plate pressurizing step of increasing the internal pressure of the vacuum tank with a pneumatic pump so that the plates exposed to the flame retardant liquid are absorbed into the plates; A depressurization step of depressurizing the vacuum tank; A sheet drying step of drying the sheets by heating them; and a sheet cooling step of cooling the sheets.
상기 부재 준비단계는, 상기 중공관을 사각의 각관으로 준비하고, 상기 금속관이 사각의 각관 형태로 형성되도록 한쌍의 앵글을 준비하는 것을 특징으로 한다.The member preparation step is characterized by preparing the hollow tube as a square tube and preparing a pair of angles so that the metal tube is formed in the shape of a square square tube.
상기 금속관 설치단계는, 상기 앵글을 마주보는 상태로 상기 목재 폴대의 외주면에 부착하여 사각의 각관형태를 이루도록 상기 앵글들을 설치하는 것을 특징으로 한다.The metal pipe installation step is characterized by installing the angles to form a square square pipe shape by attaching them to the outer peripheral surface of the wooden pole with the angles facing each other.
상기 내열원단 부착단계는, 상기 앵글로 구성된 상기 금속관의 외측면에 내열원단을 접착제로 부착하는 것을 특징으로 한다.The heat-resistant fabric attachment step is characterized in that the heat-resistant fabric is attached to the outer surface of the metal tube composed of the angle with an adhesive.
본 발명의 제조방법은, 상기 판재의 양단부에 돌기 및 돌기홈을 제각기 형성하는 양단부 가공단계;를 더 포함한다.The manufacturing method of the present invention further includes a both end processing step of forming protrusions and protrusion grooves on both ends of the plate, respectively.
전술한 제조방법에 의해 제조됨에 따라, 내측의 중앙에 사각의 금속재 중공관이 구비되고, 상기 중공관의 외주면에 난연처리 판재로 이루어진 목재 폴대가 구비되며, 상기 목재 폴대의 외측면에 한쌍의 앵글로 이루어진 사각의 금속관이 구비되고, 상기 금속관의 외주면에 내열원단이 부착되며, 상기 내열원단의 외측에 난연처리 판재로 이루어진 목재 외장재가 구비된 내화성 목재기둥이 제조된다.As manufactured by the above-described manufacturing method, a square metal hollow tube is provided at the center of the inner side, a wooden pole made of a flame retardant plate is provided on the outer peripheral surface of the hollow tube, and a pair of angles are provided on the outer surface of the wooden pole. A rectangular metal tube made of is provided, a heat-resistant fabric is attached to the outer peripheral surface of the metal tube, and a fire-resistant wooden pillar is manufactured in which a wooden exterior material made of flame-retardant treated plates is provided on the outside of the heat-resistant fabric.
전술한 바와 같은 본 발명은, 목재 외장재 및/또는 목재 폴대가 난연처리되어 화재를 지연시키고, 방염재(방염액)에 의해 쉽게 연소되지 않으므로 연소가소의 유독물질 발생을 최대한 억제시킬 수 있으며, 발화되어도 탄화되어 탄화층을 형성하므로 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.In the present invention as described above, the wooden exterior material and/or wooden poles are flame retardant treated to delay fire, and since they are not easily combusted by flame retardant materials (flame retardant liquid), the generation of toxic substances from combustion can be suppressed as much as possible, and ignition can be prevented. Even if it does, it is carbonized and forms a carbonized layer, which can prevent the spread of fire.
특히, 금속관이나 내열원단이 부착된 금속관으로 구성된 난연재가 구비되므로 화재의 지연이나 확산을 더욱더 억제 내지 방지할 수 있다.In particular, since a flame retardant material consisting of a metal pipe or a metal pipe with heat-resistant fabric attached is provided, the delay or spread of fire can be further suppressed or prevented.
그리고, 화재를 지연시키거나 유독물질의 발생을 억제시키고, 화재의 확산을 방지시키므로 화재시 용이하게 대피시간이나 구조시간을 확보할 수 있다.Additionally, it delays the fire, suppresses the generation of toxic substances, and prevents the spread of the fire, making it possible to easily secure evacuation time or rescue time in the event of a fire.
또, 금속관이나 금속봉 또는 금속재 중공관으로 이루어진 금속 코어가 고내식성 합금도금 강판으로 구성되므로 내열성을 향상시킬 수 있고, 탄화된 목재 외장재나 목재 폴대가 박리되는 것을 방지할 수 있으며, 목재 외장재나 목재 폴대에 대하여 지속적으로 지지력을 제공할 수 있으므로 안전성을 향상시킬 수도 있다.In addition, since the metal core made of a metal tube, metal rod, or hollow metal tube is made of a highly corrosion-resistant alloy-plated steel sheet, heat resistance can be improved, carbonized wooden exterior materials or wooden poles can be prevented from peeling, and wood exterior materials or wooden poles can be prevented from peeling. Safety can also be improved because continuous support can be provided.
또한, 내열원단이 세라크울로 구성되므로 보관 및 시공이 간편하고, 경량화가 가능하며, 내열성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the heat-resistant fabric is made of Cerakwool, storage and construction are easy, weight reduction is possible, and heat resistance can be further improved.
아울러, 목재 폴대 및 목재 외장재가 친환경적인 목재로 구성되고, 부피 대비 콘크리트나 H빔 등의 강재 보다 가벼우므로 제조 및 시공상의 편의성을 향상시킬 수 있고, 용이하게 운반할 수 있으므로 우수한 경제성을 제공하며, 탄성력을 갖는 목재의 특성으로 인해 지진에 대해서도 유연하게 대처할 수 있다.In addition, the wooden pole and wooden exterior material are made of eco-friendly wood, and are lighter than steel materials such as concrete or H-beam compared to the volume, which improves convenience in manufacturing and construction. It can be easily transported, providing excellent economic efficiency. Due to the elastic nature of wood, it can flexibly respond to earthquakes.
게다가, 목재 폴대가 금속관으로 차폐됨에 따라 옹이가 형성된 저가의 목재를 사용할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수도 있다.In addition, as the wooden pole is shielded with a metal pipe, low-cost wood with knots can be used, thereby reducing manufacturing costs.
덧붙여, 금속 코어, 목재 폴대, 금속관, 내열원단 및/또는 목재 외장재의 표면에 난연도료를 도포할 경우 난연성 및 내열성을 더욱더 향상시킬 수도 있다.In addition, flame retardancy and heat resistance can be further improved when flame coating is applied to the surface of the metal core, wooden pole, metal pipe, heat-resistant fabric, and/or wooden exterior material.
더욱이, 목재 폴대 및 목재 외장재가 패널로 구성된 후 가입식으로 난연처리되어 제조됨에 따라 난연성을 더더욱 향상시킬 수 있고, 이에 더하여 패널들이 돌기 및 돌기홈으로 구성된 결합수단을 통해 서로 결합되므로 용이하게 조립할 수 있다.Moreover, the flame retardancy can be further improved as the wooden poles and wooden exterior materials are made up of panels and then treated and manufactured as flame retardants in a joined-up manner. In addition, the panels can be easily assembled as they are joined together through a coupling means consisting of protrusions and protrusion grooves. there is.
도 1은 일반적인 목재기둥의 탄화상태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 내화성 목재기둥의 사시도;
도 3은 도2에 도시된 목재기둥의 분해 사시도;
도 4는 도 2의 A-A선 단면도;
도 5는 도 2에 도시된 목재기둥의 내부 구성을 도시한 절개 사시도;
도 6은 도 5에 도시된 금속관의 분해 사시도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 내화성 목재기둥의 사시도;
도 8은 도 7에 도시된 목재기둥의 분해 사시도;
도 9는 도 7의 A-A선 단면도;
도 10은 도 7에 도시된 목재기둥의 내부구성을 도시한 절개 사시도;
도 11은 도 7에 도시된 목재기둥을 개략적으로 도시한 반단면 사시도; 및
도 12는 도 2 및 도 7에 도시된 목재기둥의 제조과정을 개념적으로 도시한 공정도이다.Figure 1 is a plan view showing the carbonization state of a typical wooden pillar.
Figure 2 is a perspective view of a fire-resistant wooden pillar according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is an exploded perspective view of the wooden pillar shown in Figure 2;
Figure 4 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 2;
Figure 5 is a cut-away perspective view showing the internal configuration of the wooden pillar shown in Figure 2;
Figure 6 is an exploded perspective view of the metal pipe shown in Figure 5;
Figure 7 is a perspective view of a fire-resistant wooden pillar according to another embodiment of the present invention;
Figure 8 is an exploded perspective view of the wooden pillar shown in Figure 7;
Figure 9 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 7;
Figure 10 is a cut-away perspective view showing the internal configuration of the wooden pillar shown in Figure 7;
Figure 11 is a half-sectional perspective view schematically showing the wooden pillar shown in Figure 7; and
Figure 12 is a process diagram conceptually showing the manufacturing process of the wooden pillar shown in Figures 2 and 7.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 내화성 목재기둥을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a fire-resistant wooden pillar according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
본 발명의 실시예에 의한 내화성 목재기둥은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 목재 폴대(20), 난연재(I) 및 목재 외장재(50)를 포함한다. 목재 폴대(20)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 소정의 폭 및 길이를 갖는 목재로 구성되며, 수직으로 세워진다. 목재 폴대(20)는 도시된 바와 같이 사각의 봉형태로 구성되는 것이 바람직하다. 목재 폴대(20)는 후술되는 바와 같이 난연재(I)의 금속관(30)으로 차폐됨에 따라 저가의 목재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 목재 폴대(20)는 옹이가 없는 목재보다 가격이 저렴한 옹이가 있는 목재를 사용할 수 있다. 이와 달리, 목재 폴대(20)는 통상의 집성목 등과 같은 가공된 목재를 사용할 수도 있다. 따라서, 목재 폴대(20)는 제조비를 절감시킬 수 있다.The fire-resistant wooden pillar according to an embodiment of the present invention includes a wooden pole 20, a flame retardant material (I), and a wooden exterior material 50, as shown in FIGS. 2 and 3. The wooden pole 20 is made of wood with a predetermined width and length, as shown in FIGS. 3 and 5, and is erected vertically. The wooden pole 20 is preferably configured in a square bar shape as shown. The wooden pole 20 can be made of inexpensive wood as it is shielded with a metal pipe 30 of flame retardant material (I), as will be described later. For example, the wooden pole 20 may use wood with knots, which is cheaper than wood without knots. Alternatively, the wooden pole 20 may be made of processed wood such as regular laminated wood. Therefore, the wooden pole 20 can reduce manufacturing costs.
난연재(I)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 금속관(30)으로 구성된다. 금속관(30)은 예컨대, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 절곡된 한쌍의 앵글판(31)이 목재 폴대(20)를 중심으로 서로 대향상태로 설치됨에 따라, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 사각의 관체형태를 형성하도록 구성할 수 있으며, 이와 달리 복수의 금속판이 사방에 설치되어 관형태를 형성하는 강관형태의 각관으로 구성할 수도 있다. 금속관(30)은 예컨대, 일반적인 아연도금이나 강철 또는 스테인리스 보다 내화성(내열성) 및 내식성이 대략 다섯배 정도 우수한 고내식성 합금도금 강판으로 구성될 수 있다. 이러한 강판은 강철판에 아연, 마그네슘 및/또는 알루미늄 등이 도금된 금속판이며, 예를 들어 포스코에서 개발된 "포스맥"으로 구성될 수 있다.The flame retardant (I) is composed of a metal pipe 30 as shown in FIGS. 3 and 4. The metal pipe 30 is, for example, as shown in Figures 5 and 6, as a pair of bent angle plates 31 are installed facing each other around the wooden pole 20, as shown in Figures 2 and 4. As shown, it can be configured to form a square tube shape, or alternatively, it can be configured as a square tube in the form of a steel tube in which a plurality of metal plates are installed on all sides to form a tube shape. The metal tube 30 may be made of, for example, a highly corrosion-resistant alloy-plated steel sheet that is approximately five times better in fire resistance (heat resistance) and corrosion resistance than general galvanized steel or stainless steel. This steel plate is a metal plate plated with zinc, magnesium, and/or aluminum, and may be composed of, for example, “POSMAC” developed by POSCO.
금속관(30)은 목재 폴대(20)의 외측면에 설치되어 목재 폴대(20)의 외측면을 차폐함에 따라, 목재 폴대(20)의 외측을 화기로부터 보호하면서 목재 폴대(20)에 수직방향 강성을 보강한다. 금속관(30)은 통상의 난연성 접착제나 볼트와 같은 통상의 체결부재를 통해 목재 폴대(20)에 부착될 수 있다. 이러한 부착방식은 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 통상의 방식이므로 그 자세한 설명은 생략한다.The metal pipe 30 is installed on the outer surface of the wooden pole 20 to shield the outer surface of the wooden pole 20, thereby protecting the outer side of the wooden pole 20 from fire and providing vertical rigidity to the wooden pole 20. reinforce. The metal tube 30 may be attached to the wooden pole 20 through a conventional fastening member such as a conventional flame-retardant adhesive or bolt. Since this attachment method is a common method that can be easily understood by those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.
금속관(30)은 전술한 난연성 접착제에 의해 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 내열원단(40)이 외측면에 부착될 수 있다. 내열원단(40)은 통상의 세라크울로 구성될 수 있다. 세라크울은 세라믹섬유로 제조되어 세라믹울이라고도 불리우는 고온의 단열재이며, 섬유재의 유연성에 의해 롤형태로 보관된다. 이러한 세라크울은 유연성에 의해 작업성이 용이하여 작업시간을 단축할 수 있고, 우수한 단열효과를 제공하며, 제조방법이나 혼합성분에 따라 약 1,260℃ 내지 1600℃의 내열성을 갖는다.The heat-resistant fabric 40 may be attached to the outer surface of the metal tube 30 using the flame-retardant adhesive described above, as shown in FIGS. 5 and 8. The heat-resistant fabric 40 may be made of regular ceramic wool. Cerakwool is a high-temperature insulating material made from ceramic fibers and is also called ceramic wool. It is stored in roll form due to the flexibility of the fiber material. This Cerakwool is easy to work with due to its flexibility, which can shorten the working time, provides excellent insulation effect, and has a heat resistance of about 1,260 ℃ to 1,600 ℃ depending on the manufacturing method or mixing ingredients.
목재 외장재(50)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 금속관(30)의 외측면이나 내열원단(40)이 부착된 금속관(30)의 외측면에 부착된다. 목재 외장재(50)는 목재 폴대(20)와 동일하게 목재로 구성될 수 있다.The wooden exterior material 50 is attached to the outer surface of the metal tube 30 or the outer surface of the metal tube 30 to which the heat-resistant fabric 40 is attached, as shown in FIGS. 3 and 5. The wooden exterior material 50 may be made of wood in the same way as the wooden pole 20.
목재 외장재(50)는 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 원목에서 절단된 판상의 판재(PN)들로 구성되되, 12에 도시된 바와 같은 공정에 의해 방염액으로 난연처리된 판재(PN)로 구성된다. 이러한 판재(PN)의 난연처리 공정을 설명하면 다음과 같다.The wooden exterior material 50 is composed of plate-shaped plates (PN) cut from raw wood as shown in (a) of FIG. 12, and the plates (PN) are flame retardant treated with a flame retardant solution through the process shown in 12. ) is composed of. The flame retardant treatment process for these plates (PN) is explained as follows.
판재(PN)는 난연처리를 위해, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 원목에서 판재형태로 절단된 후, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 진공탱크(T)에 내장된다. 그리고, 판재(PN)는 진공탱크(T)가 진공펌프(PM)에 의해 진공됨에 따라 함수된 수분이 제거된다. 이어서, 판재(PN)는 수분이 제거된 다음 진공이 해제되는 진공탱크(T)에 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 통상의 목재용 방염액이 충전됨에 따라 방염액에 침지된다. 계속해서, 판재(PN)는 진공펌프(PM)가 역회전하거나, 미도시된 공압펌프(예: 컴프레서)가 작동하여 진공탱크(T)의 내부에 공기가 공급됨에 따라 공기압에 의해 가압된다. 즉, 판재(PN)는 공기 공급에 의해 진공탱크(T)의 내부압력이 상승함에 따라 내기에 의해 가압된다. 판재(PN)는 가압에 의해 방염액이 원활하게 흡수된다. 이러한 판재(PN)는 방염액이 진공탱크(T)에서 제거된 후 전술한 방식으로 가압될 수도 있다. 이때, 방염액은 판재(PN)의 충분한 침지시간(예: 10분 내지 24시간)이 경과된 후 제거된다.For flame retardant treatment, the plate (PN) is cut from raw wood into a plate shape as shown in (a) of FIG. 12 and then placed in the vacuum tank (T) as shown in (b) of FIG. 12. And, moisture contained in the plate (PN) is removed as the vacuum tank (T) is evacuated by the vacuum pump (PM). Next, the plate (PN) is immersed in a flame retardant solution as a typical flame retardant solution for wood is filled in the vacuum tank (T), where moisture is removed and the vacuum is released, as shown in (c) of FIG. 12. Subsequently, the plate (PN) is pressurized by air pressure as the vacuum pump (PM) rotates in reverse or a pneumatic pump (e.g., compressor), not shown, operates to supply air to the inside of the vacuum tank (T). That is, the plate material PN is pressurized by pressure as the internal pressure of the vacuum tank T increases due to air supply. The plate (PN) absorbs the flame retardant liquid smoothly by applying pressure. This plate (PN) may be pressurized in the manner described above after the flame retardant solution is removed from the vacuum tank (T). At this time, the flame retardant solution is removed after a sufficient immersion time (e.g., 10 minutes to 24 hours) of the plate (PN) has elapsed.
이와 달리, 판재(PN)는 진공탱크(T)의 내부에 설치된 노즐(미도시)을 통해 방염액이 분사됨에 따라 방염액이 도포될 수도 있다. 이러한 판재(PN)는 충분한 도포시간(예: 3분 내지 30분) 동안 방염액이 도포된 후 전술한 방식으로 가압된다.In contrast, the plate PN may be coated with a flame retardant solution as the flame retardant solution is sprayed through a nozzle (not shown) installed inside the vacuum tank T. This plate (PN) is pressurized in the manner described above after the flame retardant solution is applied for a sufficient application time (e.g., 3 to 30 minutes).
이후, 판재(PN)는 도 12의 (d)에 도시된 바와 같이 히터(H)에 의해 건조된다. 이때, 판재(PN)는 도시된 바와 같이 진공탱크(T)에 내장된 히터(H)에 의해 약 60℃ 내지 70℃의 열풍으로 약 15분 내지 30분 동안 진공탱크(T)의 내부에서 건조될 수 있고, 이와 달리 히터(H)가 구비된 별도의 미도시된 가열로에서 전술한 온도 및 시간 동안 건조될 수도 있다.Thereafter, the plate PN is dried by the heater H as shown in (d) of FIG. 12. At this time, the plate (PN) is dried inside the vacuum tank (T) for about 15 to 30 minutes with hot air at about 60°C to 70°C by the heater (H) built into the vacuum tank (T) as shown. Alternatively, it may be dried for the above-mentioned temperature and time in a separate heating furnace (not shown) equipped with a heater (H).
그 다음, 판재(PN)는 서냉에 의해 뒤틀림이 방지되도록 진공탱크(T)의 내부에서 서냉된 후, 도 12의 (e)에 도시된 바와 같이 상온에 방치되어 추가로 서냉된다. 이때, 판재(PN)는 대략 30분 내지 3시간 동안 상온에서 서냉된다.Next, the plate (PN) is slowly cooled inside the vacuum tank (T) to prevent distortion by slow cooling, and then left at room temperature to be further cooled as shown in (e) of FIG. 12. At this time, the plate (PN) is slowly cooled at room temperature for approximately 30 minutes to 3 hours.
여기서, 전술한 판재(PN)는 진공시, 목재의 종류(특성)에 따라 약 720mmHg 내지 760mmHg의 압력으로 약 10분 내지 15분 동안 진공된다. 예를 들어, 판재(PN)는 조직이 치밀한 국산 참나무로 구성될 경우 약 760mmHg로 약 15분간 진공되고, 조직에 공극이 많은 카포모 활엽수로 구성될 경우 약 720mmHg의 압력으로 약 10분간 진공된다.Here, the above-described plate (PN) is vacuumed for about 10 to 15 minutes at a pressure of about 720 mmHg to 760 mmHg depending on the type (characteristics) of the wood. For example, if the plate (PN) is made of domestic oak with a dense texture, it is vacuumed at a pressure of about 760 mmHg for about 15 minutes, and if it is made of Capomo hardwood with many pores in the texture, it is vacuumed at a pressure of about 720 mmHg for about 10 minutes.
그리고, 판재(PN)는 가압시, 약 2~5kg/cm2의 압력으로 10분 내지 15분 동안 가압된다. 판재(PN)는 재질에 따라 압력 및 가압시간이 조절 내지 증감될 수 있으나, 원목의 재질특성과 침지시간 또는 도포시간 및 이에 따른 흡수상태를 고려할 경우 전술한 압력 및 시간이 가장 효율적이었다.And, when the plate (PN) is pressurized, it is pressed for 10 to 15 minutes at a pressure of about 2 to 5 kg/cm 2 . For plate material (PN), the pressure and pressing time can be adjusted or increased or decreased depending on the material, but when considering the material characteristics of the wood, the soaking time or application time, and the resulting absorption state, the above-mentioned pressure and time were the most efficient.
결론적으로, 목재 외장재(50)는 전술한 바와 같이 난연처리된 복수의 판재(PN)들로 구성된다. 이러한 목재 외장재(50)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 판재(PN)들로 이루어진 외장패널(51)들로 구성된다. 즉, 목재 외장재(50)는 복수의 외장패널(51)들로 구성됨에 따라 분할상태로 구성된다. In conclusion, the wooden exterior material 50 is composed of a plurality of plates (PN) that have been treated as flame retardant as described above. As shown in FIGS. 4 and 5, this wooden exterior material 50 is composed of exterior panels 51 made of the above-described plates (PN). That is, the wooden exterior material 50 is composed of a plurality of exterior panels 51 and is thus divided.
목재 외장재(50)는 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 외장패널(51)들이 전술한 금속관(30)의 외주면에 사방으로 설치됨에 따라 금속관(30)과 일체를 이룬다. 목재 외장재(50)는 금속관(30)에 전술한 내열원단(40)이 부착된 경우 내열원단(40)의 외측에 설치되어 금속관(30)과 일체를 이룬다. 목재 외장재(50)는 전술한 내열성 접착제에 의해 부착상태로 설치될 수 있다. 따라서, 목재 외장재(50)는 금속관(30)이나 금속관(30)의 내열원단(40)의 사방을 감싸는 상태로 설치된다.As shown in Figures 4 and 5, the wooden exterior material 50 is integrated with the metal pipe 30 as exterior panels 51 are installed in all directions on the outer peripheral surface of the metal pipe 30 described above. When the above-mentioned heat-resistant fabric 40 is attached to the metal pipe 30, the wooden exterior material 50 is installed on the outside of the heat-resistant fabric 40 and forms an integral part with the metal pipe 30. The wooden exterior material 50 can be installed in an attached state using the heat-resistant adhesive described above. Accordingly, the wooden exterior material 50 is installed to surround all sides of the metal pipe 30 or the heat-resistant fabric 40 of the metal pipe 30.
목재 외장재(50)는 분할구성되어 낱개의 단품을 이루는 외장패널(51)들이 조립되도록, 외장패널(51)들의 일부분을 서로 구속하여 외장패널(51)들을 일체로 결합시키는 결합수단이 구비된다. 결합수단은 예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 외장패널(51)의 양단부에 돌기(P) 및 돌기홈(G)을 제각기 형성하여, 돌기홈(G)에 돌기(P)가 끼워져서 결합됨에 따라 외장패널(51)들의 유동이 억제되어 분리가 방지되도록 구성할 수 있다.The wooden exterior material 50 is provided with a coupling means that binds portions of the exterior panels 51 to each other and integrally joins the exterior panels 51 so that the exterior panels 51 forming individual pieces can be assembled. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the coupling means is formed by forming a projection (P) and a projection groove (G) on both ends of each exterior panel 51, respectively, and forming a projection (P) in the projection groove (G). As they are fitted and coupled, the movement of the exterior panels 51 is suppressed and separation can be prevented.
이를 위해, 전술한 판재(PN)는 양단부에 돌기(P) 및 돌기홈(G)이 제각기 형성된다. 판재(PN)는 전술한 난연처리 공정을 진행하기 전에 돌기(P) 및 돌기홈(G)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 판재(PN)는 난연처리 공정 이후에 돌기(P) 및 돌기홈(G)이 형성될 수도 있다.For this purpose, the above-described plate PN is formed with protrusions P and protrusion grooves G on both ends, respectively. The plate PN may have projections P and projection grooves G before proceeding with the flame retardant treatment process described above. In contrast, the plate PN may have projections P and projection grooves G after the flame retardant treatment process.
한편, 전술한 목재 폴대(20)는 목봉으로 구성되므로 전술한 목재 외장재(50)의 외장패널(51)과 같이 난연처리되는 것이 바람직하다. 이러한 목재 폴대(20)는 전술한 난연처리 공정에 의해 난연처리된다. 이렇게, 난연처리된 목재, 즉 목재 폴대(20)나 외장패널(51)은 본 발명의 출원인이 "한국화재소방학회"롤 통해 시험한 바, 방염액으로 난연처리됨에 따라 목재의 최고 온도인 약 171℃까지 상승하는데 약 1,800초가 소요되었다. 미방염처리된 목재의 경우 최고 온도인 627.2℃ 까지 상승하는데 270초가 걸렸다. 따라서, 난연처리된 목재는 미처리된 목재에 비해 약 6배 이상의 열전도 시간을 지연시키는 것을 확인할 있으므로, 미처리 목재에 보다 난연성이 월등하게 우수하다는 것을 알 수 있었다.Meanwhile, since the above-described wooden pole 20 is composed of a wooden pole, it is preferable to be flame retardant treated like the exterior panel 51 of the above-described wooden exterior material 50. This wooden pole 20 is treated as flame retardant by the above-described flame retardant treatment process. In this way, the flame-retardant treated wood, that is, the wooden pole 20 or the exterior panel 51, was tested by the applicant of the present invention through the "Korea Fire Protection Society", and as it was treated with a flame retardant solution, the maximum temperature of the wood was approximately It took about 1,800 seconds to rise to 171℃. In the case of untreated wood, it took 270 seconds to rise to the maximum temperature of 627.2℃. Accordingly, it was confirmed that flame retardant treated wood delays the heat conduction time by about 6 times or more compared to untreated wood, and thus it was found to be significantly superior in flame retardancy to untreated wood.
이상과 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 내화성 목재기둥은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 중앙에 목재 폴대(20)가 설치되고, 목재 폴대(20)의 외측면에 한쌍의 앵글판(31)으로 준비된 난연재 금속관(30)의 앵글판(31)들이 서로 대향하도록 설치되며, 금속관(30)의 외측면에 난연처리된 외장패널(51)들로 구성된 목재 외장재(50)가 설치된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 외측의 목재 외장재(50)와 중간의 금속관(30) 및 내측의 목재 폴대(20)에 의해 3중 구조를 갖는다.The fire-resistant wooden pillar according to the embodiment of the present invention configured as described above has a wooden pole 20 installed in the center as shown in Figures 3 and 4, and a pair of angle plates on the outer surface of the wooden pole 20. The angle plates 31 of the flame retardant metal pipe 30 prepared at (31) are installed to face each other, and a wooden exterior material 50 composed of flame retardant treated exterior panels 51 is installed on the outer surface of the metal pipe 30. . Therefore, the embodiment of the present invention has a triple structure with an outer wooden exterior material 50, a middle metal tube 30, and an inner wooden pole 20.
이러한 목재기둥은 화재시, 난연처리된 목재 외장재(50)에 의해 연소가 지연되고, 연소되어도 목재 외장재(50)의 표면측이 탄화되면서 탄화층을 형성하여 내측으로의 열전달을 차단한다. 그리고, 고내부식성 강철로 구성된 난연재의 금속관(30)은 탄화된 목재 외장재(50)의 박리현상이나 탈거현상을 방지하며, 목재 폴대(20)로의 열전달을 차단한다. 아울러, 목재 폴대(20)는 금속관(30)의 내부에서 인화되어도 난연처리에 의해 연소가 지연되고, 연소되어도 표면측이 탄화되면서 탄화층을 형성하여 내측으로의 열전달을 차단한다. 즉, 본 발명의 실시예에 의한 목재기둥은 1차로 목재 외장재(50)가 열전달을 차단하고, 2차로 금속관(30)이 열전달을 차단하며, 3차로 목재 폴대(20)의 탄화층이 열전달을 차단한다. 이에 따라, 목재 폴대(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 최대한 중심부가 연소되지 않으므로 상부를 지속적으로 지지할 있다. 따라서, 건물이나 교량 등의 건축물은 붕괴가 억제되거나 방지된다.In the event of a fire, combustion of such a wooden pillar is delayed by the flame-retardant treated wooden exterior material 50, and even if burned, the surface side of the wooden exterior material 50 is carbonized to form a carbonized layer to block heat transfer to the inside. In addition, the flame retardant metal pipe 30 made of highly corrosion-resistant steel prevents the peeling or removal of the carbonized wooden exterior material 50 and blocks heat transfer to the wooden pole 20. In addition, even if the wooden pole 20 is ignited inside the metal tube 30, combustion is delayed due to flame retardant treatment, and even if burned, the surface side is carbonized to form a carbonized layer, blocking heat transfer to the inside. That is, in the wooden pole according to the embodiment of the present invention, the wooden exterior material 50 blocks heat transfer firstly, the metal pipe 30 blocks heat transfer secondarily, and the carbonized layer of the wooden pole 20 blocks heat transfer thirdly. Block it. Accordingly, as shown in FIG. 1, the wooden pole 20 can continuously support the upper part since the central part is not burned as much as possible. Accordingly, collapse of structures such as buildings and bridges is suppressed or prevented.
한편, 목재 기둥은 전술한 내열원단(40)이 금속관(30)의 외측면에 부착될 경우, 내열원단(40)이 추가적으로 열전달을 차단하므로 내열성이 더욱 강화된다.On the other hand, when the heat-resistant fabric 40 described above is attached to the outer surface of the metal pipe 30, the heat resistance of the wooden pillar is further strengthened because the heat-resistant fabric 40 additionally blocks heat transfer.
다른 한편, 목재 폴대(20)는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이 내측의 중앙에 금속 코어(10)가 구비될 수 있다. 금속 코어(10)는 원형 또는 삼각 내지 팔각의 다각형으로 형성된 금속재 중공관이나 금속봉으로 구성할 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 사각의 중공관으로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 금속 코어(10)는 전술한 금속관(30)과 동일한 재질로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, the wooden pole 20 may be provided with a metal core 10 at the inner center as shown in FIGS. 7 to 11. The metal core 10 may be made of a metal hollow tube or metal rod formed in a circular or triangular to octagonal polygon shape, and is preferably made of a square hollow tube as shown in FIG. 8. It is more preferable that this metal core 10 is made of the same material as the metal tube 30 described above.
목재 폴대(20)는 중앙에 금속 코어(10)가 구비될 경우, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 전술한 목재 외장재(50)의 외장패널(51) 처럼 분할상태로 조립가능하게 구성되어 난연처리된다. 이에 따라, 목재 폴대(20)는 전술한 외장패널(51)들과 동일하게 구성된 복수의 내장패널(21)들로 구성되며, 도시된 바와 같이 내장패널(21)의 양단부에 돌기(P) 및 돌기홈(G)이 구비된다. 따라서, 목재 폴대(20)는 도시된 바와 같이 내장패널(21)에 구비된 돌기(P) 및 돌기홈(G)의 결합에 의해 금속 코어(10)의 외측면에 사각형태로 조립된다. 즉, 내장패널(21)들은 각관으로 준비된 금속 코어(10)의 외측면을 따라 설치된다. 이때, 내장패널(21)들은 전술한 바와 같은 내열성 접착제에 의해 금속 코어(10)의 외측면에 부착될 수 있다.When the wooden pole 20 is provided with a metal core 10 in the center, as shown in FIGS. 8 and 9, the wooden pole 20 is configured to be assembled in a divided state like the exterior panel 51 of the wooden exterior material 50 described above. It is treated as flame retardant. Accordingly, the wooden pole 20 is composed of a plurality of interior panels 21 configured in the same way as the exterior panels 51 described above, and as shown, protrusions P and A protruding groove (G) is provided. Accordingly, the wooden pole 20 is assembled in a square shape on the outer surface of the metal core 10 by combining the projections P and the projection grooves G provided on the interior panel 21, as shown. That is, the interior panels 21 are installed along the outer surface of the metal core 10 prepared as a square pipe. At this time, the interior panels 21 may be attached to the outer surface of the metal core 10 using a heat-resistant adhesive as described above.
이러한 목재 폴대(20)는 금속관(30)에서 전도되는 열을 내장패널(21)들이 차단하며, 내장패널(21)이 인화되어도 전술한 바와 같이 탄화층을 형성하므로 지속적으로 열을 차단한다. 그리고, 금속 코어(10)는 내장패널(21)들을 지지하고, 내장패널(21)들의 탄화시 내장패널(21)들이 박리 내지 탈거되는 것을 방지한다. 즉, 금속 코어(10)가 구비된 목재 기둥은, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 외장패널(51)과 내열원단(40)과 금속관(30)과 내장패널(21) 및 금속 코어(10)에 의해 5중 구조를 형성하여 5차에 걸쳐 화기를 차단한다. 따라서, 목재 기둥은 내장패널(21)로 구성된 목재 폴대(20) 및 목재 폴대(20)의 중앙에 구비된 금속 코어(10)에 의해 축하중을 더욱더 안정적으로 지지할 수 있다.The wooden pole 20 has interior panels 21 that block heat conducted from the metal tube 30, and even if the interior panel 21 is ignited, it forms a carbonized layer as described above, thereby continuously blocking heat. In addition, the metal core 10 supports the interior panels 21 and prevents the interior panels 21 from being peeled off or removed when the interior panels 21 are carbonized. That is, the wooden pillar provided with the metal core 10 includes an exterior panel 51, a heat-resistant fabric 40, a metal pipe 30, an interior panel 21, and a metal core ( 10), it forms a five-layer structure and blocks fire five times. Accordingly, the wooden pole can support the axial load more stably by the wooden pole 20 composed of the interior panel 21 and the metal core 10 provided in the center of the wooden pole 20.
한편, 전술한 금속 코어(10)는 전술한 내열원단(40)이 부착될 수 있다. 그리고, 전술한 금속 코어(10), 목재 폴대(20), 금속관(30), 내열원단(40) 및/또는 목재 외장재(50)는 표면에 통상의 난연도료가 도포될 수 있다. 이러한 경우, 목재 기둥은 내열원단(40) 및/또는 난연도료가 열을 추가로 차단하므로 난연성 내지 내열성이 더욱 강화된다. Meanwhile, the above-described heat-resistant fabric 40 may be attached to the metal core 10 described above. In addition, the above-described metal core 10, wooden pole 20, metal tube 30, heat-resistant fabric 40, and/or wooden exterior material 50 may have a normal flame coating applied to their surfaces. In this case, the flame retardancy or heat resistance of the wooden pillar is further strengthened because the heat-resistant fabric 40 and/or flame paint additionally blocks heat.
여기서, 방염액을 처리한 방염 처리목과 방염처리를 하지 않은 방염 미처리목을 한국화재소방학회를 통해 수평가열로 내에서 30분을 노출시켜 내부 온도를 비교해 보았다. 이때, 방염 처리목 시료는 방염액을 목재의 표면에 단순히 칠하는 도포식을 적용하였다. 시험결과, 미처리목의 경우 431.8℃가 측정되었고, 도포식 처리목의 경우 400.5℃가 측정되었다. 따라서, 도포식 처리목이 미처리목 보다 좀더 내화성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.Here, the internal temperatures of flame retardant treated wood treated with a flame retardant solution and non-flame retardant treated wood were exposed for 30 minutes in a horizontal heating furnace through the Korea Fire Protection Society. At this time, the flame retardant treated wood sample was applied by simply applying the flame retardant solution to the surface of the wood. As a result of the test, 431.8℃ was measured for untreated wood, and 400.5℃ was measured for spray-treated wood. Therefore, it was found that the spray-treated wood had better fire resistance than the untreated wood.
이와 달리, 앞서 설명된 가압식으로 처리목을 준비하고, 동일 조건에서 60분을 노출시켜 보았다. 시험결과, 미처리목의 경우 627.2℃가 측정되었고, 도포식 처리목의 경우 171.1℃가 측정되었다. 따라서, 가압식 처리목이 도포식 보다 압도적으로우수한 내열성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.In contrast, treated wood was prepared using the pressure method described above and exposed for 60 minutes under the same conditions. As a result of the test, 627.2℃ was measured for untreated wood, and 171.1℃ was measured for spray-treated wood. Therefore, it was confirmed that the pressure-treated wood showed overwhelmingly better heat resistance than the applied wood.
이상과 같은 본 발명의 실시예는, 목재 외장재(50) 및/또는 목재 폴대(20)가 난연처리되어 화재를 지연시키고, 방염재(방염액)에 의해 쉽게 연소되지 않으므로 연소가소의 유독물질 발생을 최대한 억제시킬 수 있으며, 발화되어도 탄화되어 탄화층을 형성하므로 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.In the embodiment of the present invention as described above, the wooden exterior material 50 and/or the wooden pole 20 are flame retardant treated to delay fire, and are not easily burned by flame retardant material (flame retardant liquid), thereby generating toxic substances from combustion. It can be suppressed as much as possible, and even if ignited, it is carbonized to form a carbonized layer, preventing the fire from spreading.
특히, 금속관(30) 또는 내열원단(40)이 부착된 금속관(30)으로 구성된 난연재(I)가 구비되므로 화재의 지연이나 확산을 더욱더 억제 내지 방지할 수 있다.In particular, since the flame retardant material (I) consisting of a metal pipe 30 or a metal pipe 30 with heat-resistant fabric 40 attached is provided, the delay or spread of fire can be further suppressed or prevented.
그리고, 화재를 지연시키거나 유독물질의 발생을 억제시키고, 화재의 확산을 방지시키므로 화재시 용이하게 대피시간이나 구조시간을 확보할 수 있다.Additionally, it delays the fire, suppresses the generation of toxic substances, and prevents the spread of the fire, making it possible to easily secure evacuation time or rescue time in the event of a fire.
또, 금속관(30)이나 금속봉 또는 금속재 중공관으로 이루어진 금속 코어(10)가 고내식성 합금도금 강판으로 구성되므로 내열성을 향상시킬 수 있고, 탄화된 목재 외장재(50)나 목재 폴대(20)가 박리되는 것을 방지할 수 있으며, 목재 외장재(50)나 목재 폴대(20)에 대하여 지속적으로 지지력을 제공할 수 있으므로 안전성을 향상시킬 수도 있다.In addition, since the metal core 10, which is made of a metal tube 30, a metal rod, or a hollow metal tube, is made of a highly corrosion-resistant alloy-plated steel sheet, heat resistance can be improved, and the carbonized wooden exterior material 50 or the wooden pole 20 can be peeled off. This can prevent it from happening, and it can also improve safety because it can continuously provide support to the wooden exterior material 50 or the wooden pole 20.
또한, 내열원단(40)이 세라크울로 구성되므로 보관 및 시공이 간편하고, 내열성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the heat-resistant fabric 40 is made of ceramic wool, storage and construction are easy, and heat resistance can be further improved.
아울러, 목재 폴대(20) 및 목재 외장재(50)가 친환경적인 목재로 구성되고, 부피 대비 콘크리트나 H빔 등의 강재 보다 가벼우므로 제조 및 시공상의 편의성을 향상시킬 수 있고, 용이하게 운반할 수 있으므로 우수한 경제성을 제공하며, 탄성력을 갖는 목재의 특성으로 인해 지진에 대해서도 유연하게 대처할 수 있다.In addition, the wooden pole 20 and the wooden exterior material 50 are made of eco-friendly wood, and are lighter than steel materials such as concrete or H beam compared to the volume, so convenience in manufacturing and construction can be improved, and it can be easily transported. It provides excellent economic efficiency and can flexibly respond to earthquakes due to the elastic properties of wood.
게다가, 목재 폴대(20)가 금속관(30)으로 차폐됨에 따라 옹이가 형성된 저가의 목재를 사용할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수도 있다.In addition, since the wooden pole 20 is shielded by the metal tube 30, low-cost wood with knots can be used, thereby reducing manufacturing costs.
덧붙여, 금속 코어(10), 목재 폴대(20), 금속관(30), 내열원단(40) 및/또는 목재 외장재(50)의 표면에 난연도료를 도포할 경우 난연성 및 내열성을 더욱더 향상시킬 수도 있다.In addition, flame retardancy and heat resistance can be further improved when flame coating is applied to the surfaces of the metal core 10, wooden pole 20, metal pipe 30, heat-resistant fabric 40, and/or wooden exterior material 50. .
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 본질적 특징이 충족될 수 있을 경우 동일 사상의 범주내에서 적절한 변형(구조나 구성의 변경이나 부분적 생략 또는 보완)이 가능하다. 또한, 전술한 실시예들은 특징의 일부 또는 다수가 상호 간에 조합될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 구조 및 구성은 변형이나 조합에 의해 실시할 수 있으므로 이러한 구조 및 구성의 변형이나 조합이 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Since the above-described embodiments only describe preferred embodiments of the present invention, the scope of application of the present invention is not limited to this, and if the essential features can be satisfied, appropriate modifications (structure or configuration) can be made within the scope of the same idea. Changes, partial omissions, or supplements) are possible. Additionally, some or many of the features of the above-described embodiments may be combined with each other. Accordingly, since the structure and configuration of each component shown in the embodiments of the present invention can be implemented by modification or combination, it is natural that modifications or combinations of such structures and configurations fall within the scope of the appended claims of the present invention.
10: 금속 코어 20: 목재 폴대
21: 내장패널 30: 금속관
31: 앵글판 40: 내열원단
50: 목재 외장재 51: 외장패널
H: 히터 I: 난연재
P: 돌기 PN: 판재
PM: 펌프 T: 진공탱크10: metal core 20: wooden pole
21: Interior panel 30: Metal pipe
31: Angle plate 40: Heat-resistant fabric
50: Wooden exterior material 51: Exterior panel
H: Heater I: Flame retardant
P: Protrusion PN: Plate
PM: pump T: vacuum tank
Claims (6)
상기 금속 코어(10)가 중앙에 설치되도록, 상기 금속 코어(10)의 외주면에 수직상태로 장착되어 상기 금속 코어(10)의 외측을 감싸는 목재 폴대(20);
상기 목재 폴대(20)의 외측면에 설치되어 상기 목재 폴대(20)의 외측면을 차폐하는 난연재(I); 및
상기 난연재(I)의 외측면에 부착되고, 화재시 탄화되도록 상기 목재 폴대(20)와 동일하게 목재로 이루어진 목재 외장재(50);를 포함하고,
상기 목재 폴대(20) 및 상기 목재 외장재(50) 중 적어도 어느 하나는 분할상태로 구성되고, 결합에 의해 상기 금속 코어(10)나 상기 난연재(I)의 외주면을 감싸는 상태로 상기 금속 코어(10)나 상기 난연재(I)의 외주면에 일체로 설치되는 것을 특징으로 하며,
상기 난연재(I)는,
상기 목재 폴대(20)의 외주면에 설치되어 상기 목재 폴대(20)를 감싸는 금속관(30) 및 상기 금속관(30)의 외주면에 부착되는 내열원단(40)으로 구성되어 상기 목재 폴대(20)의 외주면에 설치되는 내열원단 부착식 금속관(40, 30)으로 구성된 것을 특징으로 하고,
상기 목재 폴대(20)는,
상기 금속 코어(10)의 외주면에 일체로 설치됨에 따라 상기 금속 코어(10)와 일체를 이루면서, 상기 금속 코어(10)를 통해 축하중을 지지하는 것을 특징으로 하며,
상기 금속관(30)은,
상기 목재 폴대(20)의 외측을 감싸는 상태로 상기 목재 폴대(20)의 외주면에 설치되어 상기 목재 폴대(20)의 외측을 화기로부터 보호하면서 상기 목재 폴대(20)의 수직방향 강성을 보강하고,
상기 내열원단(40)은,
상기 목재 폴대(20)의 외측을 감싸는 상기 금속관(30)의 외주면에 부착되어 화기에 의한 열전달을 차단함에 따라 내열성을 강화시키며,
상기 목재 외장재(50)는,
상기 내열원단 부착식 금속관(40, 30)으로 구성된 상기 난연재(I)의 외측에 부착되어 상기 난연재(I)의 상기 내열원단 부착식 금속관(40, 30)과 일체를 이루며,
상기 금속 코어(10)나 상기 금속관(30)은, 강철판에 아연에 마그네슘이나 알루미늄 중 적어도 어느 하나가 혼합되어 고내화성 및 고내식성을 갖는 합금도금 강판으로 제조된 것을 특징으로 하고,
상기 내열원단(40)은,
상기 금속관(30)의 표면을 화재의 열로부터 단열시켜서 보호하도록, 내열성의 세라믹섬유로 제조되어 상기 금속관(30)의 외주면에 부착되는 세라크울로 구성된 것을 특징으로 하며,
상기 금속 코어(10), 상기 목재 폴대(20), 상기 금속관(30), 상기 내열원단 및 상기 목재 외장재(50)가 내측에서부터 외측을 향해 순차적으로 중첩되어 구성되되, 중첩되는 인접한 구성들이 서로 상이한 재질로 이루어져서 서로 중첩되는 구조를 제공함에 따라, 외측에서부터 내측까지 5중의 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 내화성 목재기둥.A metal core (10) composed of a hollow tubular body and installed vertically;
A wooden pole (20) mounted vertically on the outer peripheral surface of the metal core (10) and surrounding the outside of the metal core (10) so that the metal core (10) is installed at the center;
Flame retardant material (I) installed on the outer surface of the wooden pole (20) to shield the outer surface of the wooden pole (20); and
A wooden exterior material (50) attached to the outer surface of the flame retardant (I) and made of the same wood as the wooden pole (20) so as to be carbonized in the event of a fire;
At least one of the wooden pole 20 and the wooden exterior material 50 is configured in a divided state and is combined to surround the outer peripheral surface of the metal core 10 or the flame retardant material (I). ) or is installed integrally on the outer peripheral surface of the flame retardant (I),
The flame retardant (I) is,
It consists of a metal tube 30 installed on the outer peripheral surface of the wooden pole 20 and surrounding the wooden pole 20, and a heat-resistant fabric 40 attached to the outer peripheral surface of the metal tube 30, forming the outer peripheral surface of the wooden pole 20. It is characterized by consisting of a heat-resistant fabric attached metal pipe (40, 30) installed in,
The wooden pole (20) is,
As it is integrally installed on the outer peripheral surface of the metal core 10, it is integrated with the metal core 10 and supports an axial load through the metal core 10,
The metal tube 30 is,
It is installed on the outer peripheral surface of the wooden pole (20) in a state that surrounds the outer side of the wooden pole (20) to protect the outer side of the wooden pole (20) from fire and reinforce the vertical rigidity of the wooden pole (20),
The heat-resistant fabric 40 is,
It is attached to the outer circumferential surface of the metal tube 30 surrounding the outside of the wooden pole 20 to block heat transfer by fire, thereby strengthening heat resistance,
The wooden exterior material 50 is,
It is attached to the outside of the flame retardant (I) composed of the heat-resistant fabric attached metal tubes (40, 30) and is integrated with the heat-resistant fabric attached metal tube (40, 30) of the flame retardant (I),
The metal core 10 or the metal tube 30 is characterized in that it is made of an alloy-plated steel sheet with high fire resistance and high corrosion resistance by mixing at least one of zinc and magnesium or aluminum into a steel sheet,
The heat-resistant fabric 40 is,
Characterized by being made of ceramic wool made of heat-resistant ceramic fiber and attached to the outer peripheral surface of the metal pipe 30 to insulate and protect the surface of the metal pipe 30 from the heat of the fire,
The metal core 10, the wooden pole 20, the metal tube 30, the heat-resistant fabric, and the wooden exterior material 50 are sequentially overlapped from the inside to the outside, and adjacent overlapping configurations are different from each other. A fire-resistant wooden pillar characterized by a five-layer structure from the outside to the inside, as it is made of materials that provide an overlapping structure.
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