KR200331768Y1 - 실내도어의 방화구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 화재 발생시 출입구를 통한 화염의 전파 및 유독가스의 확산을 차단할 수 있는 실내도어의 방화구조에 관한 것으로, 본 고안에 따른 실내 방화도어는 직접적인 화염을 차단할 수 있는 불연시트를 이용한 이중합판 구조의 외부판넬 구조, 화재시 도어의 변형이나 탈착을 방지하는 내부보강 프레임 구조, 열전달을 방지하는 불연충진재의 내부 충진 구조, 문짝과 문틀 사이에 유독가스의 유입을 방지할 수 있는 엣지 구조 및 내화문틀 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 고안의 실내 방화도어는 종래의 방화기능이 전혀 없는 목재 도어 및 합성수지 도어와는 달리 을종 방화 성능을 갖는 실내 방화도어로서 화재발생시 화염전파를 지연시키고 유독가스의 확산을 차단함으로써 화재로부터 인명과 재산을 보호할 수 있다.

Description

실내도어의 방화구조{Fireproof structure of indoor door and frame}

본 고안은 화재 발생시 출입구를 통한 화염의 전파 및 유독가스의 확산으로 인한 화재의 대형화와 그로 인한 인명 피해 확대를 최소화하기 위해 방화구획 및 피난계단 출입구 외에, 아파트나 주택, 유흥주점 등의 실내에도 적용가능한 을종 실내도어의 방화구조에 관한 것이다.

종래의 실내도어는 목재나 합성수지 소재로 이루어진 도어가 대부분이다. 이러한 목재나 합성수지로 이루어진 도어는 화재 발생시 화염 및 연기를 차단할 수 있는 방화성능을 갖추지 않고 있다. 국내의 을종 방화문의 성능기준인 KS-2268-1의 30분 내화시험을 실시한 결과, 5 내지 6분 이내 이면에 화염 발생 및 도어의 변형과 탈착이 발생하였다.

일본이나 유럽 등의 외국의 경우 목재 방화문이 대중화되어 있으며, 국내에는 대부분이 철재 방화문으로 되어 있고 실내에 적용하는 방화도어는 전무한 실정이다.

일본에서 사용되고 있는 을종 성능의 목재 방화문의 일반적인 구조를 살펴보면, 난연처리한 오동 집성목의 심재 프레임에 암면 및 무기질 보드와 같은 불연 충진재를 삽입한 구조 또는 난연처리된 통판 목재에 무기질 불연 보드층을 부착한 구조 등이 있다.

하지만 가격적 측면에서 매우 고가이며, 목재에 난연처리를 해야 하거나, 난연처리된 목재를 사용해야 한다는 점에서 어려움이 있다. 암면을 사용할 경우 지속적인 화염에 의한 수축에 의해 틈이 발생하여 암면이 도어 프레임으로부터 이탈되어 도어 이면에 화염이 전파될 요인이 있다.

또한 일본의 을종 방화문의 규격은 가열시간이 20분, 최고 가열온도는 795℃로서, 국내의 을종 방화문 규격인 가열시간 30분, 최고 가열온도 840℃의 조건보다 10분이 적고 최고 내화온도도 낮아 국내에 적용되는 을종 방화문으로 인증하기에 어려움이 있다. 따라서 국내 을종 방화문 성능을 만족할 수 있으며, 다양한 디자인을 충족할 수 있는 실내 방화도어의 개발이 필요한 실정이다.

이에 본 고안은 종래의 실내도어의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 국내 을종 방화문 규격의 비차열 30분 이상 성능을 만족하는 실내도어의 방화구조를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 30분 가열 시험시 도어의 이면에 발생되는 모든 개구부에서 균열이 발생되지 않고 도어 이면에 화염이 발생되지 않는 실내도어의 방화구조를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 내부 목재 심재에 난연처리를 하는 공정이나 난연처리된 고가의 목재를 사용하지 않고 일반적인 집성목과 가열발포체를 사용하여 30분 내화 성능을 갖는 실내도어의 방화구조를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 방화문짝의 적층구조를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 방화문짝의 외부판넬 구조를 도시한 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 방화문짝의 내부보강 프레임의 정면도 및 중앙과 측부 심재의 횡단면도,

도 4는 본 고안에 따른 방화문짝의 횡단면도,

도 5는 본 고안에 따른 방화문짝의 엣지구조를 도시한 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 방화문틀의 엣지구조를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 데코시트 2: 합판

3: 불연시트 4: 심재

5: 불연충진재 6: 가열발포체

7: 철재핀 8: 불연성 부직포

9: 집성목 10: 외부판넬

11: 내부보강 프레임

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 실내도어의 문짝과 문틀의 방화구조에 있어서, 상기 문짝이 내부보강 프레임의 상, 하부에 외부판넬이 합지된 구조이며, 상기 외부판넬이 내부로부터 합판, 불연시트, 합판 및 데코시트로 이루어진 이중합판 구조이며, 상기 내부보강 프레임의 수평 및 수직 심재 사이에 불연충진재로서 세라믹울(ceramic wool)이 삽입되며, 상기 수평 및 수직 심재의 상, 하부에 형성된 홈에 가열발포체가 삽입된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조를 제공한다.

본 고안에서 사용되는 불연시트는 세라믹시트, 알루미늄 박막, 발포성 그라파이트 시트 또는 유리섬유 시트이며, 바람직하게는 세라믹시트를 사용한다. 상기 불연충진재는 고순도 실리카(SiO₂)와 알루미나(Al₂O₃)를 1,900℃의 고온에서 용융하여 섬유화한 것으로, 밀도가 96 내지 128 ㎏/㎥이고 두께가 25 내지 38 ㎜ 정도이고 연속사용온도가 1,100℃ 이상인 세라믹울을 적용하는 것이 바람직하다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 화재 발생시 도어의 열적 변형을 방지하도록, 상기 수평 및 수직 심재의 측부에 ㅣ 자형, ㄷ 자형 또는 T 자형의 철재핀이 삽입된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 상기 수평 및 수직 심재의 엣지부위에 불연성 부직포 및 가열발포체가 삽입되고, 데코시트 또는 합판으로 마감된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 문틀에 스토퍼가 일체로 형성되며, 상기 문틀의 측부 및 상기 스토퍼의 상부에 가열발포체가 삽입되고, 데코시트 또는 무늬목시트로 마감된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 문짝과 문틀에서 경첩이 부착되는부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 경첩이 부착된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 문짝에서 도어락이 장착되는 부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 도어락이 장착된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 문틀에서 캐치박스가 장착되는 부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 캐치박스 및 캐치가 장착된 것을 특징으로 한다.

본 고안에서 사용되는 가열발포체는 발포성 그라파이트 시트 또는 발포성 난연 실란트이며, 바람직하게는 발포성 그라파이트 시트를 사용한다. 가열발포체로서 사용되는 그라파이트계(Graphite) 시트는 밀도가 0.3 ㎏/㎥ 정도이고 상온에서는 원래 상태를 유지하다가 온도가 150℃ 내지 200℃ 정도에서 발포가 시작되어 탄화층을 형성하며, 팽창율이 10배 이상인 그라파이트 시트를 사용하는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 제시한다.

본 고안은 화재 발생시 출입구를 통한 화염의 확산 및 연기의 유입을 차단할 수 있는 실내 목재도어에 관한 것으로, 그 구조는 도 1 내지 도 6과 같이 외부판넬 구조, 불연충진재, 내부보강 프레임, 도어엣지 구조, 내화문틀 구조 등으로 구성되어 있다.

1. 외부판넬 구조

도 1은 본 고안에 따른 방화문짝의 전체적인 적층구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 그 중에서 외부판넬 구조를 도시한 사시도이다.

본 고안에 따른 방화문짝의 외부판넬(10)은 합판(2)과 합판(2) 사이에 두께가 0.5 내지 3 ㎜인 세라믹 계통의 불연시트(3)가 적층된 이중합판 구조로서, 먼저 합판(2) 위에 접착제를 도포한 후 세라믹 페이퍼와 같은 불연시트(3)를 부착하고 그 위에 다시 접착제가 도포된 합판(2)을 적층하여 프레스로 가압하고 데코시트(1)로 마감하여 제조한다. 이때, 세라믹시트 이외에 무기소재의 불연시트를 접착하여 합지할 수 있으며, 그 소재로는 알루미늄 박막, 발포성 그라파이트 시트, 유리섬유 시트 등을 사용할 수 있다.

이러한 이중합판 구조의 외부판넬(11)은 화염발생시 내부 심재(4) 부위의 직접적인 화염의 전달을 차단하고 단지 열전도에 의해서만 연소가 진행되게 함으로써 도어의 내부 심재(4)의 탄화를 지연시킨다.

2. 내부보강 프레임 구조

도 3은 본 고안에 따른 방화문짝의 내부보강 프레임(11)의 정면도 및 중앙과 측부 심재(4)의 횡단면도로서, 화재 발생시 도어의 열적 변형 발생을 방지하기 위한 휨보강 내부 심재(4) 구조이다.

구체적으로, 종래의 내부 프레임에 LVL(Laminated Veneer Lumber)와 같은 목재 재질의 수직 및 수평 심재(4)의 수를 보강하고, 일부 수직, 수평 심재(4)의 측부를 ㅣ자형, ㄷ 자형 또는 T 자형 등의 철재핀(7)이 삽입가능하도록 홈가공하여 철재핀(7)을 삽입한다. 이때, 심재(4)간 고정시 철재핀(7)이 심재(4) 안쪽에 완전히 삽입될 수 있도록 심재(4) 철재핀(7) 형상대로 몰더가공한다. 삽입된 철재핀(7)은 지속적인 화염노출과 노출부위의 목재 심재(4)의 탄화로 인해 도어의 벤딩이나 뒤틀림 등의 열변형 현상을 방지한다.

또한 내부 프레임(11)을 구성하는 목재 심재(4)의 상, 하부를 홈가공하여 가열발포체(6)인 발포성 그라파이트 시트를 삽입하여 부착할 수 있으며, 상기 가열바포체(6)는 철재핀(7)이 삽입되거나 삽입되지 않은 심재(4)에 삽입할 수 있다. 삽입된 가열발포체(6)는 화염 노출시 발포층을 형성하여 목재 심재(4)의 탄화를 지연하고 화염으로 인한 목재 자체의 열변형을 방지하는 역할을 한다. 가열발포체(6)로서 발포성 그라파이트 시트 이외에 발포성 난연 실란트 등을 사용할 수 있다.

3. 내부 불연충진 구조

도 4는 본 고안에 따른 방화문짝의 횡단면도로서, 세라믹울과 같은 불연충진재(5)를 내부 심재(4) 구조에 맞게 삽입하여 열전달을 최소화할 수 있는 구조이다.

종래의 불연충진재는 암면 등이 사용되었는데 이는 고온에서 열수축으로 인하여 내부의 LVL 심재와 암면 사이에서 경계면 발생 및 소재의 탈착으로 인해 이면의 화염 발생의 원인이 되었다. 또한 경질의 무기질 불연보드를 사용할 경우, 프레임에 삽입시 정확한 크기로 절단하지 않으면 심재와 무기질 불연보드간의 이격이 발생하여 이면의 화염 침투가 일어날 수 있다.

본 고안에서는 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 고온에서도 열수축 현상이 거의 없고 단열성이 우수한 세라믹울과 같은 불연충진재(5)를 수평 및 수직 심재(4) 사이에 적용하였으며, 또한 심재(4)와 세라믹울(5) 사이에 철재핀(7)을 적용하여 경계면으로 화염 발생을 차단하고 불연충진재(5)가 도어으로부터 탈착되지 않도록 하였다.

4. 도어엣지 구조

도 5는 본 고안에 따른 방화문짝의 엣지구조를 도시한 사시도로서, 도어의 엣지부위에 홈을 형성하여 그 사이에 불연성 부직포(8)가 부착된 가열발포체(6)를 부착하고 두께 2 내지 10 ㎜의 데코시트(1) 또는 합판으로 마감하는 엣지구조이다.

종래의 도어 엣지부위는 목재에 데코시트나 무늬목 시트 등이 부착되어 있는 구조로서 화재시 문짝과 문틀의 틈으로 화염 및 연기가 유입되었다.

본 고안에서는 도어 측면 엣지 부위에 홈을 형성하여 그 사이에 불연성 부직포(8)가 부착된 가열 발포체(6)를 삽입함으로써, 화재 발생시 가열발포체(6)가 가열 발포되어 문짝과 문틀 사이에 탄화층을 형성하여 화염 및 연기를 차단하도록 하였다.

종래에는 가열발포체인 그라파이트 시트만 부착하여 사용하였지만, 이는 화염에 노출시 노출면에서만 발포가 일어나는 것이 아니라 노출면과 도어 부착면의 양쪽에서 발포 팽창하여 도어로부터 발포층이 이탈될 우려가 있다.

따라서 본 고안에서는 도어의 엣지 홈 사이에 불연성 부직포(8)가 부착된 가열발포체(6)를 부착함으로써, 화염에 의한 발포를 한 방향으로만 고정시켜 지속적인 화염노출에도 발포 탄화층이 엣지로부터 이탈되지 않도록 하였다.

5. 내화문틀 구조

도 6은 본 고안에 따른 방화문틀의 엣지구조를 도시한 사시도로서,집성목(9)으로 이루어진 스토퍼 일체형 목재 문틀에 있어서 스토퍼 상부와 문이 장착되는 부위의 측부에 홈을 형성하여 가열발포체(6)를 삽입하고 접착한 후 데코시트(1) 또는 무늬목 시트로 마감한 문틀구조이다.

종래의 일본 목재 방화문은 대부분 철 재질로 된 문틀을 많이 사용하였다. 하지만 이러한 철재 문틀의 경우 국내에는 실내에 적용하는 경우가 거의 없으며, 대부분이 현관 또는 방화구획의 철재 방화문용으로 사용되고 있다.

따라서 본 고안에서는 스토퍼 일체형 목재 문틀의 스토퍼 상부와 문이 장착되는 부위의 측부에 홈을 형성하여 가열발포체(6)를 삽입함으로써, 화재시 발포 탄화층을 형성하여 문짝과 문틀 사이의 직접적인 화염을 차단하여 연소 및 변형을 지연하도록 하였다.

도면에는 도시되지 않았지만, 문짝과 문틀의 경첩 부착 위치에 홈가공을 하고 그 위에 가열발포체를 각각 부착한 후 그 위에 스틸 경첩을 달고 고정함으로써, 경첩 부위에도 방화구조를 적용할 수 있다.

또한, 문짝에 도어락 몸통 구멍과 래치 구멍을 가공한 다음 몸통 구멍의 안쪽면과 래치 면판 위치에 가열발포체를 부착한 후 도어 손잡이 및 래치 면판을 장착함으로써, 문짝의 도어락 부위에도 방화구조를 적용할 수 있다.

또한, 문틀에 캐치박스 홈을 파고 양측면에 가열발포체를 부착한 후 캐치박스와 캐치를 넣고 조임나사로 고정함으로써, 문틀의 캐치박스 부위에도 방화구조를 적용할 수 있다.

본 고안에 따른 방화도어에 대하여 KS F 2268-1의 내화시험을 실시한 결과,가열시간 30분, 최고가열온도 840℃인 국내 을종 방화문의 규격을 충촉하였다.

본 고안의 실내 방화도어는 종래의 방화기능이 전혀 없는 목재 도어 및 합성수지 도어와는 달리 을종 방화 성능을 갖는 실내 방화도어로서 화재발생시 화염전파를 지연시키고 유독가스의 확산을 차단함으로써 화재로부터 인명과 재산을 보호할 수 있다.

Claims (9)

1. 실내도어의 문짝과 문틀의 방화구조에 있어서,

   상기 문짝이 내부보강 프레임의 상, 하부에 외부판넬이 합지된 구조이며,

   상기 외부판넬이 내부로부터 합판, 불연시트, 합판 및 데코시트로 이루어진 이중합판 구조이며,

   상기 내부보강 프레임의 수평 및 수직 심재 사이에 불연충진재로서 세라믹울(ceramic wool)이 삽입되며,

   상기 수평 및 수직 심재의 상, 하부에 형성된 홈에 가열발포체가 삽입된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 불연시트가 세라믹시트, 알루미늄 박막, 발포성 그라파이트 시트 또는 유리섬유 시트인 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수평 및 수직 심재의 측부에 ㅣ 자형, ㄷ 자형 또는 T 자형의 철재핀이 삽입된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 수평 및 수직 심재의 엣지부위에 불연성 부직포 및 가열발포체가 삽입되고, 데코시트 또는 합판으로 마감된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 문틀에 스토퍼가 일체로 형성되며, 상기 문틀의 측부 및 상기 스토퍼의 상부에 가열발포체가 삽입되고, 데코시트 또는 무늬목시트로 마감된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 문짝과 문틀에서 경첩이 부착되는 부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 경첩이 부착된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
7. 제 1항에 있어서, 상기 문짝에서 도어락이 장착되는 부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 도어락이 장착된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
8. 제 1항에 있어서, 상기 문틀에서 캐치박스가 장착되는 부위에 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 면상에 캐치박스 및 캐치가 장착된 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열발포체가 발포성 그라파이트 시트 또는 발포성 난연 실란트인 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.