KR20000023130A - 실내 밀폐를 위한 내화성 요소 - Google Patents

Abstract

내화성 벽(fire-resistant wall)(2)은 내화창(fire window)(1)으로 구성된 창유리를 구비한다. 내화창(1)은 안전 유리 성질을 갖는 프리스트레스가 가해진 유리의 일체식 또는 적층 창유리이다. 내화창의 단면(4)에, 이 창유리는 폭이 좁은 이음부를 형성한 채, 인접한 축조 벽 부분의 창틀(3) 면과 바로 인접해 있다. 이것은 창유리(1) 내의 구멍(6) 속으로 들어가는 패스너(7)를 통해 지지용 아암(15)에 의해 지지된다. 패스너(7)에는 화재가 발생한 경우 창유리(1)의 굽어짐을 수반하는 관절 연결부(articulations)(11, 12)가 제공된다.

Description

실내 밀폐를 위한 내화성 요소{FIRE-RESISTANT ELEMENT FOR THE CLOSURE OF A ROOM}

본 발명은 하나 이상의 내화창(fire window)을 포함하는 내화성 벽(fire-resistant wall)에 관한 것으로, 이 내화성 벽은 좁은 폭 이음부를 형성한 채 축조 벽의 인접한 부분의 한 면과 상기 내화창의 단면을 통해 바로 인접해 있고, 지지용 아암 상에 배치된 패스너를 사용하고, 내화창에 생긴 구멍을 통과해서 고정된다.

내화성 벽의 창유리가 보통 적당한 프레임에서 창유리의 에지에 고정되더라도, 유럽 특허 EP 0,658,677 B1은 몇 장의 유리 또는 창유리, 및 가열로 팽창되는 거품 재료의 층으로 구성된 다층 내화창이, 이들 층은 유리 또는 창유리의 박판 사이에 배치되는데, 내화창으로부터 어떤 거리에 배치된 지지부에 지지용 아암으로, 코너에 배치된 클램핑 치구를 사용하여 고정되는 축조 벽 구조를 가르친다. 축조 벽의 인접한 부분이 또한 상기 내화창으로 구성된다면, 미학적으로 만족한 외형을 갖는 전체적으로 유리를 끼운 구조로 내화성 벽을 상기와 같은 방식으로 생산하는 것이 가능하다. 화염과 연기의 전달을 방지하기 위하여, 화재가 발생한 경우 이음부의 필수적 밀폐가 다음에 다층 내화창의 단면을 통해 나오는 거품 덩어리에 의해 보장되거나, 대안적으로 개선된다.

상기 공지된 내화성 축조 벽에 있어서, 다층 내화창의 여러 창유리 사이에 배치되고 화재가 발생한 경우 거품이 되는 덩어리는 내화창을 통해 열전달을 크게 감소시키는 열 차폐를 형성한다. 화재가 발생한 경우, 창유리의 적층에서 화염에 노출된 상기 창유리는 일반적으로 발생된 열응력의 영향하에서 깨진다. 다른 한편, 화염의 반대 측면 상의 상기 창유리는 현저하게 덜 가열되고 최대 대략 180 ℃의 온도에 도달한다. 이것은 기본적으로 창유리의 평면 형태를 유지시키고 열의 영향하에서 모든 경우에 평면대로 팽창한다. 거품 중간층을 갖는 공지된 다층 창유리에 대해서, 내화창의 굽어짐은 이것에 의해서 창유리가 패스너에 의해 지지부에 고정된 방식으로 조립되는 경우, 및 지지부와 창유리가 화재 발생시 매우 다르게 팽창하는 경우에만 발생할 수 있다. 이러한 상태를 방지하기 위하여, 패스너를 운반하는 지지용 아암은 지지부를 따라 슬라이딩하여 창유리가 굽어지지 못하게 하기 위해 지지부에 부착된다.

상기 공지된 타입의 실내 밀폐를 위한 내화성 요소는 창유리 사이의 거품 재료로 이루어진 효과적인 열 차폐를 갖는 다층 내화창의 복잡한 구조 때문에 상대적으로 고가이다.

이에 반해서, 본 발명의 목적은 보다 단순하게 축조된 내화창이 사용될 수 있는, 도입부에 언급된 타입의 내화성 벽 또는 축조 벽을 개선하는 것이다.

본 발명에 따른 내화성 벽의 특징은, 내화창이 거품을 일으킬 수 있는 중간층이 없는 창유리이고, 패스너가 화재 발생시 발생하는 창유리의 임의의 굽어짐을 수반하도록 이동 가능하거나 관절 방식으로 지지용 아암에 부착되어 있다는 점이다.

다층 내화창을 갖는, 도입부에 언급된 타입의 공지된 내화성 벽과 달리, 열 차폐로서 효과적인 거품 중간층 없는 창유리에 속하는 물리적 조건은 화재 발생시 근본적으로 다르다. 실제적으로 공지된 다층 창유리에서, 화염에 노출된 창유리는 열팽창과 표면에 작용하여 그 측면 상에 압축응력을 제거하는 응력 때문에 깨지는 반면에, 압축응력은 내화창이 실내의 밀폐 요소의 기능을 하는 한 핫 페이스(hot face)에, 예컨대 일체식 창유리에 온전히 남아 있다. 그러나, 이와 같은 결과는 반드시 적어도 일시적으로 매우 현저하게 창유리가 굽어지게 하는데, 그 이유는 화염의 반대측 상에 있는 창유리의 그 면은 항상 복사 및 대류로 인해 화염에 노출된 면보다 더 낮은 온도에 있기 때문이다. 요즈음에는, 패스너로 인한 추가적인 기계적 응력을 방지하기 위하여, 이미 높은 응력을 받고 있는 추가적 응력 하에서, 창유리의 기계적 강도는 쉽게 초과될 수 있으며, 패스너 및/또는 패스너를 죄는 수단은 변형 가능한 구조를 본 발명에 따라 구비하고, 각각의 고착점에서 굽어짐으로 인해 창유리의 위치상 어떤 변화에도 적합하다.

내화창은 열의 효과로 에지 우측으로 균일하게 노출되는 이점이 있을 수 있음이 확실히 공지된 원리에 따른 경우이다. 그러나, 창유리의 균일한 가열을 얻기 위해 지금까지 공지된 해결책은 예컨대, 공개 공보(DE 2,328,737 B2, DE 2,344,459 C3, DE 2,527,134 B2 및 DE 2,654,776 C2)에 기술된 특별한 프레임 구조물을 포함한다.

내화창은, 화재 발생시 한편으로는 발생된 응력의 효과 하에서 깨어지지 않으며, 다른 한편 창유리의 지지부와 분리되지 않을 정도로 높은 연화 온도를 갖는 것과 같은 방식으로 구성된 창유리를 갖는 일체식 타입으로 될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 일체식 안전 유리의 성질을 갖는 열적으로 프리스트레스가 가해진(인성 또는 템퍼링이 된) 창유리가 특히 사용된다.

이 점에 있어서는, 독일 특허 DE 19,710,289 C1에 기술된 것과 같은 성질을 갖는 창유리를 상기 목적을 위해 사용하는 것이 특히 유리함이 증명되었다. 규산염 유리로 된 상기 창유리의 특징은 6 내지 8.5 × 10^-6k^-1의 열팽창계수(α_20-300), 0.5 내지 0.8 N/㎟·K의 열응력계수(φ), 750 내지 830 ℃의 연화점(점도 = 10^7.6dPa·s), 및 최고 1210 ℃, 바람직하게는 최고 1190 ℃의 성형점 또는 작업점(점도 = 10⁴dPa·s)을 갖는다는 것이다. 열응력계수(φ)는 유리에 특정한 양이며, 이것은 공식 φ = αE/(1-μ)에 의해 열팽창계수(α), 탄성계수(E) 및 프아송의 비(μ)로부터 계산된다.

물론, 열적으로 프리스트레스가 가해지거나 부분적으로 열적 프리스트레스가 가해지고, 보통의 중간층에 의해 조립되고, 특히 열 차폐를 구성하지 않는 폴리비닐 부티랄(PVB) 타입으로 구성된 적어도 두 장의 유리나 창유리로 된 적층 창유리를 내화창으로서 사용하는 것이 또한 가능하다.

이들 적층 창유리의 개개 창유리는 유리하게 상기 조건을 충족시키는 열팽창, 연화, 열응력 및 작업 특성을 가진다.

본 발명에 따른 벽을 형성하는 내화창의 창유리가 적어도 열복사를 반사하는 층을 갖는 일 측면 상에 제공되는 것이 바람직하며, 이 층은 열분해 증착에 의해 증착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 내화성 축조 벽에서 창유리가 예컨대 개별 지지부에 의해 코너에만 고정된다면, 창유리에 견고하게 프리스트레스가 가해진 개별 지지부가 볼 조인트에 제공되거나, 볼 조인트에 고정되는 것은 소형 크기의 경우에 충분할 것이며, 이 볼 조인트는 개별 지지부가 임의의 방향으로 선회 운동하게 한다. 특히 더 큰 크기의 경우에 창유리가 그 코너에 고정되고, 더욱이 또한 코너 사이에 위치된 점에 고정된다면, 이들 중간 패스너는 창유리의 표면에 수직한 방향으로 어느 정도까지 이동할 수 있도록 지지되는 방식으로 만들어져야만 하며, 이들 중간 패스너는 더욱이 선회 방식을 지지되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 창유리의 단면과 축조 벽의 인접한 부분 사이의 접합을 하는 재료는, 움직이고 어떤 경우에는 창유리가 휘는 결과로 확대되는 이음부가 화재에 대한 창유리의 저항 기간 동안 밀봉하여 밀폐된 채로 남아 있는 방식으로 변형하거나 팽창하는 내열성 물질로 구성된다.

이 점에 있어서는, 예컨대 열의 효과 하에서 기포를 일으키는 물질을 포함하는 압축 성형된 비이드뿐만 아니라 40 내지 60의 쇼어 경도(A)를 갖거나, 그 물질, 즉 특히 염류를 사용하여 고온에서 교차 결합하는 실리콘 고무가 이러한 용도에 사용하기에 매우 적합함이 판명되었으며, 이 염류는 수증기, 암모니아, 이산화탄소 등과 같은 휘발성 물질을 열의 효과 하에서 쉽게 형성한다. 내화성 축조 벽에 이음부를 밀폐시키기 위하여 고온에서 세라믹이 되는 특정 접착제의 사용은 물론 상기 물질의 사용은 특히 공지되어 있다. 창유리의 단면에 내열 방식으로 일측면 상에 확고하게 결합되고, 축조 벽의 인접한 부분의 단면에 형상과 마찰력 때문에 기계적 연결방식으로만 반대 측면에 대해 지탱하고, 상기 면을 따라 슬라이딩하는 동시에 밀봉하여 거기에 적용된 채 남아 있는 실리콘 밀봉 스트립이 또한 매우 적합하다는 것이 또한 판명되었다.

열의 효과 하에서 거품을 일으키는 물질의 예로는 특히 WO-A-94/04355, WO-A-99/04970 또는 EP-A-590,978에서 찾을 수 있다.

본 발명은 2개의 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참조하여 아래에 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 창유리 개구부에 맞는 내화창을 갖는 내화성 축조 벽의 일부를 도시한 정면도.

도 2는 도 1의 II-II 라인을 따라 더 큰 축적으로 도시한 단면도.

도 3은 서로 대향되게 에지 대 에지로 장착된 내화창을 갖는 내화성 축조 벽의 일부를 도시한 정면도.

도 4는 도 3의 IV-IV 라인을 따라 더 큰 축적으로 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 21, 22 : 내화창 2 : 내화성 벽

3 : 창틀 4 : 단면

6 : 구멍 7, 24 : 패스너

8, 9 : 클램핑 수단 11, 12 : 관절 연결부

15, 28 : 지지용 아암 18, 36 : 압출 성형된 비이드

26 : 가이드 로드 27 : 가이드 부시

도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 대략 정사각형의 내화창(1)이 내화성 축조 벽 요소(2)의 상응 창유리 개구부 내에 배치된다. 창유리 개구부의 내부 제한면, 즉 창유리의 창틀(3)은 평면을 형성하고, 내화창(1)을 수용하기 위해 프레임 구조를 전혀 제공하지 않는다. 오히려, 내화창(1)의 단면(4)은 창유리의 창틀로부터 거리(A)로 끝나고, 내화성 밀봉제로 채워진 그루브를 형성한다.

내화창(1)은 DIN 4102 표준, 또는 대안적으로 ISO/DIS 834-1 표준에 따른 내화성 등급(G)의 내화성 일체식 창유리(monolithic pane)이다. 이 점에 있어서는, 상기 창유리는 예를 들면, 표준의 열적으로 강인화된 플로트 유리로 된 창유리일 수 있다. 그러나, 표준의 플로트 유리보다 더 높은 연화점, 즉 800℃ 정도의 연화점, 6.5 내지 7.5×10^-6K^-1)의 열팽창계수(α_20-300), 및 0.6 내지 0.7 N/㎟·K의 열응력계수(φ)를 갖는 유리가 상기 사용에 특히 매우 적합하다. 한편으로는, 상기 타입의 유리가 더 높은 연화점 때문에 내화 시험에 견디는 기간이 더 긴 이점을 가지고, 또 다른 한편으로는 유리가 표준 인성 공장을 이용하여 또한 화제의 경우에 특별한 성질에 더하여 표준 일체식 안전 유리의 특성을 프리스트레스 상태에서 나타내는 것과 같은 방식으로 프리스트레스 될 수 있는 이점을 제공한다. 물론, 다른 조성을 갖는 유리는 또한 적정한 값의 연화 온도를 가지는 경우 상기 적용에 사용될 수 있다.

창유리(1)에는 그 각각의 코너에 구멍(6)이 제공된다. 클램핑 장치(7)는 각 구멍에 죄어 고정된다. 상기 클램핑 장치는 기본적으로 외측 클램핑 플레이트(8)와 내측 클램핑 플레이트(9)를 포함하는데, 스크루(10)에 의해 서로 클램핑 된다. 클램핑 플레이트와 창유리 사이의 탄성 중간층은 명백히 내열 불연성 물질로 구성되는데, 예컨대 연소하기 어려운 실리콘 고무 중간층이 상기 내열 불연성 물질에 매우 적합하다. 볼(12)을 수용하는 볼-조인트 소켓(11)은 내측 클램핑 플레이트(9)에 결합된다. 볼(12)은 나사 로드(13)의 단부에 배치되며, 이 나사 로드는 또한 2개의 너트(14)를 사용하여 지지용 아암(15)에 단단하게 고정된다. 지지용 아암(15)은 지지 패드(16)를 통해 축조 벽 요소(2)에 고정된다.

클램핑 잠금 기구(7)가 볼 조인트(11, 12)에 의해 지지된다고 하면, 이것은 큰 추가적 굽힘 하중이 상기 클램핑 잠금 기구에 의해 상기 경우에 창유리로 전달되지 않게 하는 것과 같은 방식으로, 창유리(1)가 휘어지는 경우에 임의의 방향으로 어떤 각도를 통해 선회할 수 있다. 물론, 클램핑 장치를 지지용 아암과의 관절 조립체에 다른 구조물을 사용하는 것도 또한 가능하다.

창유리(1)와 창틀(3)의 단면들(4) 사이의 이음부는 내구 탄성의 실리콘 고무(17)로 밀폐되는데, 이 밀폐는 특별한 실리콘-습식 다듬질(실리콘 회반죽)과 적당한 실리콘 밀폐 스트립 모두에 의해, 또한 적당한 곳에서는 적절한 금속 압출 성형에 의해 달성되는 것이 가능하다. 실리콘 밀폐 스트립과 회반죽의 결합은 따라서 이점이 있음이 증명되었으며, 실리콘 밀폐 스트립은 실리콘 접착제를 사용하여 창유리의 단면에 대해 일측부 상에 접합되는 반면, 밀폐 스트립은 조금도 접합됨이 없이 창틀(3)에 대해 타측부를 통해 지탱된다. 이러한 방법에서, 실리콘 밀폐 스트립의 밀폐 효과는 실리콘 밀폐 스트립이 창유리의 움직임에 따른다고 가정하면, 창유리가 열의 영향하에서 굽어질 때 또한 유지된다.

도 2에 도시된 실시예에서, 열의 영향하에서 거품(foam)으로 팽창하는 물질로 된 압출 성형 비이드(18)는 실리콘 밀폐 덩어리(17) 사이에 배치된다. 창유리가 휘어지는 온도에서, 압출 성형된 비이드(18)는 창유리의 에지 위치에서 변화가 있는 경우에 팽창하고, 그에 따라 창틀(3)에 대해 충분히 잘 밀폐시킨다.

도 3 및 도 4에 도시된 것은 유리를 끼운 벽(glazed wall)을 둘러싸고 있는 축조 벽 구조물(20) 내에 있는 넓은 영역의 유리를 끼운 벽이다. 이 유리를 끼운 벽은 밀폐에 의해 서로 분리되게 에지 대 에지로 배치된 2개의 내화성 창유리(21, 22)에 의해 형성된다. 2개의 창유리(21, 22)는 도 2에 관하여 기술된 클램핑 장치에 대응하는 클램핑 장치(7, 24)에 의해 별도로 고정된다.

비록 창유리(21, 22)의 코너에 배치된 클램핑 장치(7) 각각이 선회 운동만을 할 수 있도록 지지되어 있지만, 창유리의 중간에 배치된 클램핑 장치(24)는 창유리에 수직한 방향으로 추가적인 운동을 할 수 있도록 설계되어 있다. 이러한 목적을 위해, 볼(25)에 연결된 로드(26)는 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 부시(27) 내에서 슬라이딩할 수 있도록 지지되어 있다. 가이드 부시(27)는 지지용 아암(28) 상에 단단히 배치된다. 접합 피스(29)를 통해 지지용 아암(28)에 결합된 것은 원통형 지지부(31)를 따라 축방향으로 슬라이딩할 수 있는 슬라이딩 링(30)이다. 이러한 방식으로, 지지부(31)와 창유리의 다른 열팽창이 조절될 수 있다. 이 지지부(31)는 브래킷(32)에 의해 축조 벽 구조물(20)에 고정된다.

마치 창유리의 단면과 축조 벽의 창틀 사이의 맞대기 이음과 같이, 2개의 창유리(21 및 22)의 서로 반대 단면 사이의 이음부는 적절한 실리콘 밀봉제(35)에 의해 밀폐된다. 실리콘 덩어리에 배치된 것은 열의 영향하에서 거품을 일으키는 무기질로 만들어진 압출 성형된 비이드(36)이다. 실리콘 고무가 이미 분해되는 고온에서, 거품 덩어리는 밀폐 효과를 제공하고, 그에 따라 화염과 연기가 이음부를 통해 빠져나가지 못하게 한다.

서로에 대해 배치된 에지를 따라 개개의 패스너만에 의해 창유리를 지지하지만, 축조 벽 구조에 인접한 에지를 따라 표준 프레임 구조물에 공지된 방식으로 창유리를 장착하는 것은 또한 몇 개의 내화창을 포함하는 내화성 벽, 예컨대 하나의 창유리가 다른 하나의 창유리에 대해 단부 대 단부로 배치된 2개의 창유리의 도 3에 대응하는 설비에서, 본 발명의 범주 내에 포함된다.

상기 실시예에 기술된 것에 대응하는 창유리에 대한 내화 시험은 창유리가 화염에 노출된 채 30분 이상 견디고 따라서 내화성 등급(G30)에 대응하는 것을 보여주고 있다.

본 발명의 다양한 실시예와 적용이 상세하게 기술되어 있지만, 본 발명의 추가 변형 및 개조가 당업자에게 발생할 것이라는 것은 자명하다. 그러나, 상기 변형 및 개조는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다는 것은 명백하게 이해될 것이다

Claims (11)

1. 하나 이상의 내화창(fire window)을 포함하는 내화성 벽(fire-resistant wall)으로서, 폭이 좁은 이음부를 형성한, 축조 벽의 인접한 부분의 하나의 면과 하나 이상의 단면을 통해 직접 인접하고, 지지용 아암 상에 배치된 패스너를 사용하고 상기 내화창에 생긴 구멍을 통과해서 고정된, 상기 내화성 벽에 있어서,

   상기 내화창(1, 21, 22)은 거품을 일으킬 수 있는 중간층 없는 창유리이고,

   상기 패스너(7, 24)는 화재 발생시 일어나는 상기 창유리(1, 21, 22)의 임의의 굽어짐을 수반하도록 이동 가능한 방식으로 상기 지지용 아암(15, 28)에 부착되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 내화창(1, 21, 22)은 일체식 창유리인 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
3. 제 1항에 있어서, 상기 내화창(1, 21, 22)은 적층 창유리인 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 일체식 창유리 또는 상기 적층 창유리를 형성하는 개별적 창유리는 안전 유리의 성질을 갖는 프리스트레스가 가해진 창유리인 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
5. 제 4항에 있어서, 상기 내화창(1, 21, 22)은 750 내지 830 ℃의 연화점(점도 = 10^7.6dPa·s), 최고 1190 ℃의 작업점(점도 = 10⁴dPa·s), 6 내지 8.5 × 10^-6k^-1의 열팽창계수(α_20-300) 및 0.5 내지 0.8 N/㎟·K의 열응력계수(φ)를 갖는 규산염 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패스너(7, 24)에는 상기 창유리(1, 21, 22)를 제위치에 유지하는 클램핑 수단(8, 9) 및 상기 창유리(1, 21, 22)를 선회 운동하게 하는 관절 연결부(articulation)(11, 12)가 제공되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패스너(24)는 상기 창유리(21, 22)와 대응하는 지지용 아암(28) 사이에서, 상기 창유리의 표면에 수직하게 운동하게 하는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
8. 제 7항에 있어서, 상기 패스너(24)에는 상기 지지용 아암(28) 상에 배치된 가이드 부시(27)에 슬라이딩 방식으로 지탱하게 하기 위하여 지지되는 가이드 로드(26)가 제공되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 창유리(1)의 단면(4)과 상기 인접한 축조 벽 요소의 창틀(3) 사이의 이음부는 열의 효과 하에서 거품으로 팽창하는 무기질 물질로 이루어진 압출 성형된 비이드(18, 36)와 결합된 실리콘 고무 밀봉제에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 창유리의 단면과 상기 인접한 축조 벽 요소의 단면 사이의 이음부가 내화성 접착제를 사용하여 상기 창유리의 단면에 일 측면을 통해 접착되고, 상기 인접한 구조 요소의 단면에 대해 기계적 연결방식으로 반대 측면을 통해 지탱하는 실리콘 밀폐 스트립에 의해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 창유리(1, 21, 22)에는 열복사를 반사하는 층이 적어도 일 측면 상에 제공되되, 상기 층은 열분해 증착에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 내화성 벽.