KR20050121876A - 철도터널의 제연 방호벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제연 방호벽에 관한 것으로, 그 목적은 터널, 지하철역 구내 등에서 화재가 발생할 경우 화재구역 인명이 정체현상 없이 인접구역으로 대피할 수 있는 이동출구로서 기능할 수 있는 터널의 제연 방호벽을 제공하는데 있다.

이를 위한 본 발명에 따른 철도차량의 제연 방화벽에 의하면, 터널 내부에 일정한 간격으로 연속하여 설치되고, 화재시 발생하는 열을 감지하는 감지수단에 의해 자동으로 개폐되는 제연커튼을 포함하여 구성되어 화재로 인한 각종 유해가스로 부터 승객을 보호할 수 있도록 한다.

Description

철도터널의 제연 방호벽{Restraint smoke barricade of railroad tunnel}

본 발명은 철도터널내에 설치되는 방호벽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상, 하행선이 부설된 왕복2차복선 터널의 내부에 일정한 간격으로 설치되어 화재 발생시 열에 의한 손상 내지 연기등(연기, 연소생성가스)에 의해 사고가 확대되고 피해가 커지는 것을 방지하기 위한 철도터널의 제연 방호벽에 관한 것이다.

공지의 예로, 터널과 같은 부분적으로 밀폐된 공간 내에서의 화재가 발생했을 경우 화염과 연소가스의 발생으로 많은 인명피해를 주고 있으며, 심하게는 터널이 붕괴되거나 훼손되는 경우도 발생하고 있다.

국제상설도로회(PIARC, Permanent International Association of Road Congress)의 회원국들에 의해 보고된 자료에 의하면 철도터널을 포함한 도로터널 내 화재사고는 1년간 20건이었고 98명이 사망하였으며 수백여대의 차량이 전소되었다.

또한, 철도터널은 세계적으로 도로터널에 비해 화재발생빈도가 낮기 때문에 연구 및 규정의 제정이 도로터널에 비하여 늦어지고 있다.

일본의 경우 과거 약 20년 동안 일어난 철도터널 화재사고 건수의 추이를 보면 차량 혹은 고정 설비의 개선등 각종 화재대책이 강구되면서 사고 건수는 감소추세에 있다.

일본의 철도터널의 화재발생 상황을 살펴보면 1976년~ 1994년 까지 19년 동안 28건의 화재가 있었고 그 중 2/3가 열차 화재사고이며, 나머지 8건은 터널 시설 화재였다.

국내에서도 환경친화적인 고속철도망 구축과 선형개량 등을 위하여 장대터널 건설이 증가하고 있는 추세이므로, 날로 증가하고 있는 장대터널에서 화재가 발생했을 때의 문제점과 적절한 안전을 위한 대책을 강구하는데 있다.

일반적으로 철도터널은 도심보다는 외곽에 존재하며, 폐쇄적인 공간으로 볼 수 있기 때문에 소방대가 도착하는데 시간이 많이 소요되고, 또한 발화시에는 연기 때문에 화점에 쉽게 진입할 수 없어 피해가 계속 확대되는 경향이 있다.

특히, 지하철의 경우에는 폐쇄공간이 크기 때문에 더 큰 피해를 가져올 수 있다.

또한, 철도터널의 인명사고의 원인은 대부분 열차가 정차하였을 때, 제연설비가 없거나 제 역할을 하지 못한 경우이다.

따라서, 제연설비의 성능확보는 피난로로 연기가 침투하지 못하게 하며, 소방대의 진입 및 소화활동에 도움을 준다. 결국, 철도터널의 경우 화재발생 빈도는 작지만 대형 인명피해가 예상되므로, 제연설비의 설치와 그 성능의 확보는 무엇보다도 중요하다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째, 1단계 동작에 의해 부분적으로 하강한 샤터가 상당시간 동안 연기의 수평전파를 효과적으로 막을 수 있도록 배연경계벽(smoke curtain)의 기능을 수행 할 수 있도록 하고, 둘째, 1단계 동작에 의해 부분적으로 하강한 셔터의 하단부와 철도터널의 바닥 사이에 잠정적으로 형성되는 넓은 개구부는, 화재구역 내의 인명이 정체현상 없이 인접구역으로 들어가는 이동출구로서 기능할 수 있는 터널의 제연 방호벽을 제공하는데 있다.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서 본 발명에 따른 터널의 제연 방호벽은, 전술한 문제를 모두 해소하고, 일정한 간격으로 배치된 자동셔터와 자동셔터의 작동을 제어할 수 있는 제어수단을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터널 내부에 일정한 간격으로 연속하여 설치되고, 화재시 발생하는 열을 감지하는 감지수단에 의해 자동으로 개폐되는 제연커튼을 포함하여 구성됨으로써 달성된다.

또한, 상기 감지수단은 터널의 천정 또는 벽면에 일정한 간격으로 설치되어 터널 내부의 열을 감지하는 열감지기와, 상기 열감지기에 의해서 감지된, 터널 내부의 열정보를 수집하여 수집된 열정보에 의해서 상기 제연커튼을 작동시키며, 작동된 제연커튼의 작동확인신호를 다시 수신하여 제연커튼의 개폐를 확인하는 연동제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연동제어기는 집중제어방식이 적용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제연커튼은 터널의 내부에 10M 간격으로 연속하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도면에 걸쳐 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다. 먼저, 도 1은 본 발명에 따른 터널의 제연 방호벽이 터널의 내부에 설치되어 있는 상태를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터널의 제연 방호벽에 설치된 제연커튼의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 터널의 제연 방호벽이 작동되도록 하는 감지수단 배치 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 터널의 제연 방호벽은 터널 내부에 일정한 간격으로 연속하여 설치되고, 화재시 발생하는 열을 감지하는 감지수단(10)에 의해 자동으로 개폐되는 제연커튼(20)을 포함한다.

터널은 차량, 특히 철도차량이 통과하는 철도터널을 의미하고, 지하로 통행하는 지하철의 전 구간도 본 발명에서 정의하는 터널의 범주에 포함된다.

제연커튼(20)은 상술한 터널에 화재가 발생할 경우, 화재로 인하여 사람에게 피해를 줄 수 있는 각종 연기, 화염, 연소생성가스 등을 차단하는 역할을 한다.

이러한, 제연커튼(20)의 특성 중 그 재질은 내화재 또는 불연 재료로서, 열에 의해 쉽게 변형, 파괴, 균열이 되지 않아야 하고, 발열성이 적고 불에 의해 유독가스가 발생되지 않는 난연성의 직물로 제작되어야 한다.

또한, 작동범위는 바람직하게 철도터널의 천정으로부터 수직하단(21)까지의 거리가 최소 0.6M 이상으로 적용되어야 하고, 철도터널의 바닥으로부터 수직하단 (21)까지의 거리가 2M 이상 이어야 하며, 바람직하게 제연커튼(20)을 설치하는 경우 터널의 내부에 10M 간격으로 연속하여 설치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제연커튼(20)의 커튼면(22)은 곡면 또는 비틀림이 없이 수직, 수평이 되도록 미려하게 설치되어야 하는 것이 전제되어야 한다.

한편, 제연커튼(20)은 철도터널의 수직상단(21a)에 설치되어 있어, 비상시 인위적인 조작을 할 수 없기 때문에 자동으로 작동되어야 하며, 정전 및 어떤 조건하에서도 작동되어야 한다.

상술한 제연 방호벽의 기능을 하는 커튼면(22)은 한국공업규격 KSF 2271규격 시험에 합격한 내화재이며, 불에 타지 않은 불연재료로 쉽게 변형 또는 파괴, 균열이 될 수 없는 유리성분의 직물 재료로 제작되는 것을 그 특징으로 한다.

이러한, 커튼면(22)은 유리 직물의 양면에 석면 코팅이 되어있어, 화재시 급격히 확산되는 유독가스 및 연기를 지연시키는 기능 외에도 불길이 커튼면(22)에 도달 했을 때, 유독 가스가 극히 적게 발생되는 재료로 마련되고, 상기 제연커튼 (20)을 구동시키기 위한 상기 구동모터(24)는 상기 커튼면(22)의 상부에 위치하여 커튼면(22)을 개폐시키는 역할을 한다.

또한, 상기 제연커튼(20)과 구동모터(24)를 수납하여 외부의 이물질을 차단하는 역할을 수행하는 커튼박스(26)는 시공개소에 따라 적절하게 변형시킬 수 있어야 하며, 박스의 높이가 최소 260mm 이상 확보되어야 하는 것을 특징으로 한다.

상기 커튼면(22)은 구동모터(24)의 구동력을 받아 하강하고, 하강 할 때 유연하게 미끄러져 내려올 수 있도록 매립형으로 성형 제작된다.

또한, 상기 커튼면(22)과 커튼면(22)이 접히거나, 크로스되는 부분을 매립시킨 가이드레일(28)이 상기 커튼면(22)의 양 사이드에 위치하는 것을 그 특징으로 한다.

계속하여, 상기 구동모터(24)를 개폐하는 역할을 수행하는 감지수단(10)은 터널의 천정 또는 벽면에 일정한 간격으로 설치되어 터널 내부의 열을 감지하는 열감지기(12)와, 상기 열감지기(12)에 의해서 감지된 열정보를 수집한 후, 수집된 열정보에 의해서 상기 제연커튼(20)을 작동시키며, 작동된 제연커튼(20)의 작동확인신호를 다시 수신하여 제연커튼(20)의 개폐를 확인하는 연동제어기(14)와, 상기 연동제어기(14)에 내장되거나 외부의 전원을 인입시켜 상기 연동제어기(14)를 작동시키는 전원부(미도시)를 포함한다.

상기 열감지기(12)는 터널의 천정에 설치되고, 상기 커튼박스(26)에 최대한 근접한 위치, 바람직하게는 상기 커튼면(22)에서 그 수평거리가 1M~10M이내 에 설치되어 화재시 열을 감지하는 역할과, 후술하는 연동 제어기(14)를 작동시켜 주는 역할을 한다. 또한, 그 제원은 이온화식으로 DC 24V-30V의 동작 전원이 필요하며, 소비 전류는 80mA이다.

상기 연동 제어기(14)는 자동 페쇄장치(미도시)를 작동시켜 주는 장치로, 상시 전원이 공급 될 때에는 상시 전원을 직류전원으로 정류 제어시켜 열감지기(12) 및 자동 폐쇄장치(미도시)를 작동시킬 수 있으며, 내장된 예비전원(NICKEL/CADMIUM 밧데리)을 충전 시킬 수 있게 제작된다.

상술한 연동 제어기(14)의 미도시된 그 내부에는 1차측 전원 220/380V 겸용으로 사용할 수 있고, 2차측 전원은 29V, 56V의 출력을 갖도록 정류 제어하는 변압기와, 1차 압력전원, 폐쇄장치, 열감지기, 외부조작선, 이보접점 등의 외부 회로를 연결하는 외부회로 연결단자판과, 스위치를 켜면 교류전원이 공급되며, 예비전원에도 충전이 시키는 교류 전원스위치와, 상기 연동 제어기(14)가 작동 또는 종료되었을 경우 자동으로 기동, 경계상태로 복귀하는 복구모드가 마련된다.

상기 예비전원은 충전방식 및 정전시 접속방식은 인위적인 방식이 아니라 자동으로 되어야 하고, 상기 연동 제어기(14)에 상시 전원교류 전원이 공급시에만 충전이 되고, 만충전되면 충전 전류가 거의 흐르지 않게 되며, 예비전원이 방전시에는 충전전류가 흐르게 되어 동작이 원할히 이루어지도록 제작된다.

또한, 상기 연동 제어기(14)는 집중제어방식이 적용되는 것을 특징으로 한다.

이것은, 다수의 제어신호(열감지신호)를 수집하여 한 곳에서 감시 또는 제어할 수 있는 방식으로, 철도차량의 경우에는 차량제어실에서 원격 제어할 수 있도록 한다.

따라서, 철도터널의 일부 구간에서 화재로 열차가 멈추었을 경우 차량제어실에서는 방호벽을 일시에 개폐할 수 있다.

다음에는 이러한 제연 방호벽의 작동과정 및 이에 따른 효과를 상세히 설명한다.

터널 내부에서 화재가 발생되었을 경우를 상정해 본다.

터널 내부의 온도는 화재로 인해 일정한 온도 이상으로 상승하게 되면, 상승된 온도는 터널의 천정에 설치된 열감지기(12)에 의해서 감지되고, 감지된 열감지신호는 연동 제어기(14)를 거친 후 운전사령실로 즉시 송신하게 된다.

열감지신호를 분석한 차량제어실에서는 화재로 인한 신호인지, 오동작 또는 기기의 결함인지를 확인하고, 제연커튼(20)을 작동시키는 신호를 연동 제어기(14)로 보낸다.

가령, 제연커튼(20)을 기동시키라는 신호를 수신한 연동제어기(14)는 구동모터(24)를 기동시키고, 기동된 구동모터(24)에 의해서 제연커튼(22)은 하강한다. 이때, 본 발명의 특징은 제연커튼(22)이 곧바로 하강하는 것이 아니라, 2-3M 정도 하강한 다음, 2-3분 정도 정지한 다음에 다시 하강한다. 이것은 승객이 반대편의 터널로 진입하여 화재로 인한 질식사를 예방하기 위한 것으로, 잠시 하강이 멈추는 시간은 얼마든지 조절 가능하다.

이렇게, 철도터널의 수직하단(21)까지 하강한 제연커튼(20)은 다시 신호를 연동 제어기(14)로 보내게 되고, 수신된 제연커튼(20)의 기동 멈춤 신호는 다시 운전사령실로 보내진다.

즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 발명은 차량제어실에서 원거리로 떨어져 있는 터널의 방호벽을 자동으로 개폐할 수 제연커튼(20)과 그 제어장치를 제공하여 터널의 화재로 인한 승객의 대피를 완전하게 이룰 수 있으며, 이로 인해 승객의 안전에 만전을 기할 수 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

또한, 이 명세서에서 말하는 터널은, 가장 넓은 의미로 사용되고 있고, 즉 넓게 산을 관통하여 뚫은 터널에만 한정된 것이 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이, 지하철등과 같은 모든 폐쇄된 장소에 적용될 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 제연 방호벽이 지하철 플랫폼 구간에 적용된 다른 실시예를 보인 것으로, 양방향으로 통과하는 지하철(30) 중의 하나 또는 양측의 플랫폼(40)중 어느 한 플랫폼(40)에서 화재가 발생한 경우 선로(50)를 구분하는 경계벽(60) 사이와 플랫폼(40)이 종료하는 지점에서 선로(50)를 가로질러 경계벽(60)에 맞닿도록 본 발명에 따른 제연커튼 (20)을 설치하여 화재시 화재구역의 플랫폼(40)만 밀폐하도록 한다.

이로 인해, 화재로 부터 상대편 지하철(30) 또는 상대편 플랫폼(40)을 완벽히 격리시킬 수 있어 승객의 안전을 도모할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도터널의 제연 방화벽에 의하면, 화재구역 인명이 정체현상 없이 인접구역으로 들어가는 이동출구로서 기능할 수 있는 터널의 제연 방호벽을 제공하여, 화재로 인한 각종 연기, 화염등 유해가스로 부터 승객을 보호할 수 있는 작용효과가 발생된다.

도 1은 철도터널의 내부에 설치되어 있는 제연 방호벽의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 2는 제연커튼이 철도터널에 연속하여 설치되어 있는 상태를 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 철도터널의 제연 방호벽이 작동되도록 하는 감지수단의 배치 개념도를 보인 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 제연 방호벽이 지하철 플랫폼 구간에 적용된 다른 실시예를 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 감지수단 12: 열감지기

14: 연동 제어기 20: 제연커튼

22: 커튼면 24: 구동모터

26: 커튼박스 28: 가이드 레일

30: 지하철 40: 플랫폼

50: 선로 60: 경계벽

Claims (4)

1. 터널 내부에 일정한 간격으로 연속하여 설치되고, 화재시 발생하는 열을 감지하는 감지수단에 의해 자동으로 개폐되는 제연커튼을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도터널의 제연 방화벽.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감지수단은 터널의 천정 또는 벽면에 일정한 간격으로 설치되어 터널 내부의 열을 감지하는 열감지기와, 상기 열감지기에 의해서 감지된, 터널 내부의 열정보를 수집하여 수집된 열정보에 의해서 상기 제연커튼을 작동시키며, 작동된 제연커튼의 작동확인신호를 다시 수신하여 제연커튼의 개폐를 확인하는 연동제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도터널의 제연 방화벽.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 연동제어기는 집중제어방식이 적용되는 것을 특징으로 하는 철도터널의 제연 방화벽.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제연커튼은 터널의 내부에 10M 간격으로 연속하여 설치되는 것을 특징으로 하는 철도터널의 제연 방화벽.