KR200350821Y1 - 실내도어의 방화구조 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 화재 발생시 출입구를 통한 화염의 전파 및 유독가스의 확산을 차단할 수 있는 실내도어의 방화구조에 관한 것으로, 본 고안에 따른 실내 방화도어는 일반 목재도어와 동일한 합판 또는 섬유판 재질로 적용 가능한 외부판넬 구조, 화재시 열변형으로 인한 도어밴딩을 최소화할 수 있는 심재배열을 갖는 내부프레임 구조, 직접적인 화염과 열전달을 차단할 수 있는 내화 충진구조, 및 문짝과 문틀 사이에 화염과 유독가스의 유입을 방지할 수 있는 엣지구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 고안의 실내방화도어는 을종 방화성능을 갖는 내화구조 뿐만 아니라, 일반 목재도어와 같이 다양한 표면 디자인 및 질감을 표현할 수 있는 실내도어이다.
Description
본 고안은 화재 발생시 출입구를 통한 화염의 전파 및 유독가스의 확산으로인한 화재의 대형화와 그로 인한 인명 피해 확대를 최소화하기 위해 방화구획 및 피난계단 출입구 외에, 공동주택, 일반주택, 호텔 등의 숙박업소, 유흥주점, 상가건물 등의 실내에 적용 가능한 을종 실내도어의 방화구조에 관한 것이다.
일반적인 실내도어는 목재나 합성수지 소재로 이루어진 도어가 대부분이며, 이러한 도어는 방화성능이 전혀 없는 도어이다. 또한 방화성능을 갖는 실내도어로서는 목재재질로써 대부분이 일본이나 유럽 등의 선진 외국에는 상용화되어 있으나 국내의 경우에는 거의 없는 실정이다.
종래의 을종 성능을 갖는 목재방화문의 구성을 살펴보면, 외국의 경우 난연처리한 집성목의 심재 프레임에 암면, 무기질 보드와 같은 불연 충진재를 삽입하고 불연보드판을 외장판으로 부착한 방화구조, 또는 난연처리된 통판 목재에 무기질 불연보드층이 적층된 구조 등이 있으며, 국내의 경우는 내부 목재심재의 측면에 철재보강재 및 가열발포체를 부착한 내부보강프레임에 불연충진재를 삽입하고 합판과 합판 사이에 불연시트가 적층된 다중합판구조의 외장판이 부착된 구조 등이 있다.
하지만 종래 방화도어는 목재의 난연처리공정이나, 불연시트 접착 및 철재보강재 삽입공정, 다중합판 적층공정 등의 복잡한 제작공정으로 인해 높은 제작비용과 생산성 저하를 초래하여 보편적으로 사용하기에는 다소 어려움이 따른다. 또한 외관상으로도 일반 목재도어에 비해 다양한 음, 양각의 질감을 표현하기가 어려워 디자인의 표현에 한계가 있다.
특히, 불연시트가 적층된 이중합판구조의 경우는 합판, 불연시트, 합판의 다중 접착공정으로 생산성이 크게 떨어지며, 불연시트와 합판과의 접착력 저하로 인해 외부합판이 떨어지는 우려가 발생된다. 또한 고가의 불연시트를 적용함으로써 높은 제조비용이 발생된다.
그리고 내부심재구조에 있어서, 난연처리된 통판을 적용할 경우는 높은 난연처리 비용과 도어중량이 매우 높아짐에 따라 가시공상의 어려움이 있으며, 철재보강재를 삽입할 경우는 심재의 복잡한 홈가공 및 철재보강재와 심재간의 고정방법의 어려움으로 인해 제조공정이 매우 까다롭다.
이에 본 고안은 종래의 목재방화도어의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 보다 저렴한 제조비용과 단순한 제조공정으로 국내 을종 방화문 규격의 비차열 30분 내화 성능을 만족하는 방화구조를 제공하는 것이다.
따라서 본 고안의 기술적인 과제는 내부 심재로서 고가의 난연처리목재를 사용하지 않은 대신에 일반적인 집성목 재질과 소량의 가열발포체를 사용하고, 철재보강재의 삽입없이도 열변형을 최소화하는 심재구조를 갖는 내화구조를 제공하고, 불연시트나 불연보드판 등을 사용하지 않고 일반적인 목재합판 또는 섬유판의 외부판넬만을 적층하여도 을종 내화성능을 갖는 실내도어의 방화구조를 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 방화문짝의 적층구조를 도시한 분해사시도,
도 2는 본 고안에 따른 방화문짝의 내부심재 프레임 구조를 도시한 분해사시도,
도 3은 본 고안에 따른 평판형 방화문짝의 횡단면도,
도 4는 본 고안에 따른 음각형 방화문짝의 횡단면도,
도 5는 본 고안에 따른 방화문짝의 엣지구조를 도시한 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 데코시트 또는 무늬목시트 2: 합판, MDF 또는 HDF
3: 불연충진재 4: 심재
5: 가열발포체 6: 나왕집성목
7:외부판넬 8: 내부심재 프레임
9: 몰딩판 10: 장식몰딩
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 실내도어의 문짝이 다수의 수평과 수직 심재에 의해 사각의 틀에 내부가 보강되는 구조를 갖는 내부심재 프레임, 상기 수직과 수평 심재 사이에 형성된 공간에 충진되는 세라믹울(ceramic wool)과같은 불연충진재 및 상기 내부심재 프레임의 상, 하부에 합지되는 외부판넬로 이루어지고, 상기 외부판넬은 일반 목재도어에 적용되는 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)의 단판 위에 데코시트 또는 무늬목 시트로 마감되는 단판구조를 가지며, 상기 내부심재 프레임은 철재보강재 없이 목재심재만으로 열변형을 최소화할 수 있는 배열구조로서, 상기 내부심재 프레임의 내부에 보강되는 수직 심재가 2개 이상으로 분할 배열되고, 상기 내부심재 프레임의 엣지부위와 인접하는 좌, 우측 외각부의 전, 후면에 수직방향으로 형성된 홈에 가열발포체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조를 제공한다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 화재 발생시 도어의 열적 변형으로 인한 휨을 방지하기 위하여, 상기 사각의 틀을 형성하는 상, 하부의 수평심재와 좌, 우측의 수직심재의 수는 각각 3열 이상 5열 이하가 적당하고, 바람직하게는 수평심재는 5열, 수직심재는 4열이 가장 적합하며, 내부에 보강되는 중앙 수직심재는 3 내지 5개로 등분할하여 적용하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 중앙 수직심재를 등분할하여 적용함으로써 도어의 열변형을 분산시켜 가열시 도어 벤딩으로 인해 문틀로부터 도어의 탈락을 방지할 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 목재심재의 연소로 인한 열변형을 방지하기 위해, 내부심재 프레임의 수직과 수평심재의 앞, 뒷면의 일부 또는 전면에 가열발포체를 부착할 수 있으며, 특히 제조원가를 고려하여 수직심재의 좌, 우측부 외각심재에만 가열발포체를 부착하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 삽입되는 가열발포체의 수량 감소를 감안하여 가열발포체의 유효면적을 증가시키는 것이 바람직하며, 구체적으로 가열발포체의 두께는 2.0 내지 4.0 ㎜, 폭은 20 내지 50 ㎜인 것이 바람직하다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 내부심재 프레임의 엣지부위에 폭 10 내지 20 ㎜, 두께 2.0 내지 4.0 ㎜의 불연성 부직포가 부착된 가열발포체를 삽입하고, 그 위에 5 내지 10 ㎜ 두께의 엣지 집성목을 플라스틱 고정못으로 고정하여 대패질이 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 종래의 불연시트가 삽입된 이중합판구조를 단판구조로 대체하고 그에 따른 방화성능의 저하를 방지하기 위하여, 상기 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)의 두께를 3.6 내지 9.0 ㎜로 하는 것이 바람직하다. 단, 4.5 ㎜ 미만의 단판을 적용할 경우에는 외부판넬의 바깥쪽면에 100 ㎜ 이상의 폭을 갖고 두께가 3.6 내지 4.5 ㎜인 합판, MDF 또는 HDF 재질의 몰딩판을 추가로 부착하는 것이 바람직하다.
본 고안에서 사용 가능한 불연충진재는 암면, 세라믹울, 무기질보드 등이며 바람직하게는 세라믹울을 사용한다. 상기 불연충진재로 사용되는 세라믹울은 고순도 실리카(SiO2)와 알루미나(Al2O3) 및 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 등을 1,900℃의 고온에서 용융하여 섬유화한 것으로 밀도가 96 내지 128 ㎏/㎥이고 두께가 25 내지 38 ㎜ 정도이고 연속사용온도가 1,100℃ 이상이며 1,000℃에서 열수축율이 1% 미만인 세라믹울을 적용하는 것이 바람직하다.
본 고안에서 내부심재로서는 합판, 나왕집성목, 원목, LVL(Laminated VeneerLumber) 등이 사용될 수 있으나, 특히 두께 25 내지 35 ㎜의 LVL을 사용하는 것이 바람직하다.
본 고안에서 사용되는 가열발포체로는 그라파이트계 발포시트 또는 발포성 난연 실란트이며, 바람직하게는 그라파이트계 발포시트를 사용한다. 사용되는 가열 발포체인 그라파이트 종류 및 함량 등에 따라 초기발포온도, 발포형상 및 발포배율 등이 매우 다양하다. 본 고안에서 사용되는 가열발포체는 그라파이트 성분의 함량이 30 내지 40%이며 밀도는 0.2 내지 1.0 g/㎤, 초기발포온도가 150℃ 내지 250℃ 정도이며, 상온에서는 원래 상태를 유지하다가 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 5와 같이 외부판넬, 내부심재 프레임, 불연충진재, 도어엣지 구조 등으로 구성되어 있다.
1. 외부판넬 구조
도 1은 본 고안에 따른 방화문짝의 전체적인 적층구조를 도시한 분해사시도이다.
본 고안에 따른 방화문짝의 외부판넬(7)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 내부심재의 두께에 따라 3.6 ㎜ 내지 9.0 ㎜ 정도의 합판(2), 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)이 사용가능하며, 그 위에 데코시트(1)나 무늬목 시트로 마감하여 제조한다. 단판목재의 외부판넬(7)을 적용하더라도 을종 방화성능을 갖을 수 있도록 내부심재(4)의 구조 및 두께를 보강함으로써 종래 목재방화도어의 디자인 표현의 한계를 극복할 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 외부판넬(7)의 두께가 3.6 내지 4.5 ㎜인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부심재(4)의 두께는 25 내지 30 ㎜로 하고 외부판넬(7)의 바깥쪽면에 100 ㎜ 이상의 폭을 갖고 두께가 3.6 내지 4.5 ㎜인 합판, MDF 또는 HDF 재질의 몰딩 단판(9)을 부착하는 것이 바람직하다. 또한 장식 용도의 음각형 장식몰딩(10)을 추가로 부착할 수 있다.
본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 외부판넬(7)의 두께가 6.0 내지 9.0 ㎜인 경우에는 두께가 25 내지 35 ㎜인 내부심재(4)를 사용하며, 외부판넬(7)의 두께가 두꺼워질수록 내부심재(4)의 두께를 낮출 수 있으나, 적어도 25 ㎜ 이상의 두께를 갖는 내부심재(4)를 사용해야 한다. 내부심재(4)의 두께가 25 ㎜ 미만인 경우 30분 가열시 타지않고 남아있는 심재(4) 부위가 작아지고 그로 인한 심재(4)의 열변형으로 도어가 벤딩되면서 이면 화염발생의 원인이 된다.
2. 내부 프레임 구조
도 2는 본 고안에 따른 방화문짝의 내부심재 프레임(8) 구조를 나타낸 사시도로서, 화재 발생시 도어의 열적 변형 발생을 방지하기 위한 휨보강 내부 심재(4) 구조이다.
구체적으로, 내부 프레임(8)의 심재(4)로 LVL(Laminated Veneer Lumber)을 사용하여 심재(4) 배열을 좌, 우측부에 각각 4열, 상부와 하부에 각각 5열씩 배열하여 프레임(8)을 구성한 후, 가운데 공간을 수평으로 3등 분할하여 수평심재를 조립한 후 각각의 공간에 수직심재를 배열한다. 가운데 수직심재를 분할하여 조립함으로써, 가열시 목재의 연소 및 탄화에 의해 발생되는 도어의 열변형을 분산시킬 수 있으며, 그로 인해 도어의 벤딩을 최소화할 수 있다.
도면에 도시된 심재(4)의 배열구조는 바람직한 구조를 예시한 것일 뿐, 특별히 한정되지 않으며, 도어의 열변형을 최소화하고 구조적으로 보강할 목적으로 그 배열구조를 다양하게 변경할 수 있다. 예를 들어 내부에 보강되는 수직과 수평심재는 다수 배열에 의한 격자구조도 가능하며, 적어도 2개 이상으로 다등 분할할 수 있다.
또한 내부 프레임(8)을 구성하는 목재 심재(4) 중에서 수평, 수직심재에 홈가공을 하여 가열발포체(5)인 그라파이트 발포시트를 삽입, 부착할 수 있으며, 삽입된 가열발포체(5)는 화염 노출시 발포층을 형성하여 목재 심재(4)의 탄화를 지연하고 화염으로 인한 목재 자체의 열변형을 방지하는 역할을 한다.
본 고안에서는 고가의 가열발포체(5)인 그라파이트 발포시트의 사용량을 최소화하면서 열변형에 의한 도어벤딩을 방지하여 을종방화성능을 만족할 수 있도록, 도 3에 도시된 바와 같이 좌, 우측 수직심재 중 외각으로부터 1열과 2열 사이에 가열발포체(5)를 삽입하였다. 30분 가열시험시 도어의 수직방향의 벤딩으로 인한 도어와 문틀 사이의 이격 발생이 이면 화염발생의 주요원인인데, 이를 방지하기 위해서는 가열시 열변형으로 인한 도어벤딩에 가장 영향을 많이 미치는 부위인 도어프레임(8)의 좌, 우측 외각 수직심재의 연소를 지연시키는 것이 가장 효과적이다. 그러나, 가열발포체(5)의 삽입위치나 수는 특별히 제한되지 않으며, 요구되는 방화성능을 만족하도록 삽입위치를 변경할 수 있으며, 삽입갯수도 증가시킬 수 있다.
한편 가열발포체(5)의 사용량이 감소하더라도 상기 기술된 바와 같이 내부심재(4)의 두께를 보강하고 열변형을 최소화하는 심재(4) 배열구조를 통하여 방화성능의 저하를 방지할 수 있으며, 또한 사용되는 가열발포체(5)의 두께를 2.0 내지 4.0 ㎜로 하고 폭을 20 내지 50 ㎜로 하여 가열발포체(5)가 부착된 부위의 내부심재와 이웃하는 심재의 연소까지도 지연할 수 있도록 보완하였다.
3. 내부 불연충진 구조
도 1에서 보는 바와 같이 세라믹울과 같은 불연충진재(3)를 내부 심재(4) 구조에 맞게 삽입하여 열전달을 최소화할 수 있는 구조이다. 충진시 불연충진재(3)의 절단크기는 실제 충진공간의 크기보다 5 내지 15 ㎜ 크게 절단한 후 충진하여 반복적인 도어개폐로 인해 충진재가 하부로 처져 틈새가 발생되는 것을 방지하였다.
4. 도어엣지 구조
도 5는 본 고안에 따른 방화문짝의 엣지구조를 도시한 사시도로서, 도어의 엣지부위에 홈을 형성하여 그 사이에 불연성 부직포가 부착된 가열발포체(5)를 부착하고, 두께 5 내지 10 ㎜의 나왕집성목(6)을 플라스틱 고정못으로 고정한 후, 데코시트나 무늬목 시트(1)로 마감하는 엣지구조이다.
본 고안에서는 도어 측면 엣지 부위에 홈을 형성하여 그 사이에 불연성 부직포가 부착된 가열발포체(5)를 삽입하고 그 위에 나왕집성목(6)을 부착함으로써 시공시에 대패질이 가능하도록 하였으며, 또한 화재 발생시 가열발포체(5)가 가열 발포되어 문짝과 문틀 사이에 탄화층을 형성하여 화염 및 연기를 차단하도록 하였다.
본 고안에 따른 방화도어에 대하여 KS F 2268-1의 내화시험을 실시한 결과, 가열시간 30분, 최고가열온도 840℃인 국내 을종 방화문의 규격을 충족하였다.
본 고안의 실내 방화도어는 종래의 실내 방화도어의 복잡한 제조공정을 매우 단순화하였고, 고가의 내화소재의 적용량을 최소화하여 을종 방화성능을 갖는 방화구조를 고안함으로써 실내방화도어의 보급을 보편화할 수 있도록 하였으며, 또한 외부재질로서 일반 목재도어와 동일한 재질을 사용할 수 있어 보다 다양한 디자인과 표면질감을 표현할 수 있다.
Claims (5)
- 실내도어의 문짝이 다수의 수평과 수직 심재에 의해 사각의 틀에 내부가 보강되는 구조를 갖는 내부심재 프레임, 상기 수직과 수평 심재 사이에 형성된 공간에 충진되는 불연충진재 및 상기 내부심재 프레임의 상, 하부에 합지되는 외부판넬로 이루어지고,상기 외부판넬은 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)의 단판 위에 데코시트 또는 무늬목 시트로 마감되는 단판구조를 가지며,상기 내부심재 프레임의 내부에 보강되는 수직 심재가 2개 이상으로 분할 배열되고,상기 내부심재 프레임의 엣지부위와 인접하는 좌, 우측 외각부의 전, 후면에 수직방향으로 형성된 홈에 가열발포체가 삽입되는 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
- 제 1항에 있어서, 상기 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)의 두께가 3.6 내지 9.0 ㎜이며, 상기 내부심재의 두께가 25 내지 35 ㎜인 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
- 제 2항에 있어서, 상기 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF)의 두께가 4.5 ㎜ 미만인 경우, 외부판넬의 바깥쪽면에 100 ㎜ 이상의 폭을 갖고두께가 3.6 내지 4.5 ㎜인 합판, 중밀도 섬유판(MDF) 또는 고밀도 섬유판(HDF) 재질의 몰딩판을 추가로 부착하는 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
- 제 1항에 있어서, 상기 가열발포체의 두께가 2.0 내지 4.0 ㎜, 폭이 20 내지 50 ㎜인 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부심재 프레임의 엣지부위에 불연성 부직포가 부착된 가열발포체가 삽입되고, 상기 가열발포체 위에 집성목이 삽입되며, 데코시트 또는 무늬목시트로 마감되는 것을 특징으로 하는 실내도어의 방화구조.
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