KR20110043711A - 관통로 화재 차단 장치 및 방법 - Google Patents

관통로 화재 차단 장치 및 방법 Download PDF

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

주입된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 형성하는 장치 및 방법이 본 명세서에 개시되어 있다. 장치 및 방법은 제거가능한 슬리브와 함께 사용될 수 있는 팽창성 화재 차단 링을 사용한다. 화재 차단 링은, 슬리브의 한쪽 단부 근방에서, 슬리브 형틀의 외측 표면에 분리가능하게 장착된다. 슬리브가 배치되고, 콘크리트가 그 주위에 주입된다. 콘크리트의 양생 후에, 슬리브가 제거되어, 양생된 콘크리트에 고정된 화재 차단 링을 포함하는 관통로를 제공할 수 있다. 화재 차단 링은 선택적으로 하나 이상의 리테이너 및/또는 하나 이상의 절연 스페이서를 포함할 수 있다.

Description

관통로 화재 차단 장치 및 방법{PASS-THROUGH FIRESTOP APPARATUS AND METHODS}
본 발명은 관통로 화재 차단 장치 및 방법에 관한 것이다.
건물을 신축하는 동안, 파이프, 와이어, 케이블 등이 지나갈 수 있도록 건물 바닥, 벽, 그리고 천장을 통과하는 개구 또는 통로[보통 관통로(through-penetration)라고 함]를 제공하는 것이 필요한 경우가 있다. 주입된 콘크리트 격벽에 있는 이러한 관통로는, 관통로를 남겨두기 위해, 격벽이 형성되고 양생된 후에 격벽에 구멍을 뚫는 것, 또는 콘크리트가 주입되기 전에 형성 장치[전형적으로 슬리브(sleeve)라고 함]를 배치하고 콘크리트가 양생된 후에 그 장치를 제거하는 것을 비롯한 다양한 기술에 의하여 형성될 수 있다.
이러한 관통로는 화염 및 연기가 건물의 한쪽 격실로부터 건물의 다른쪽 격실로 확산되도록 하는 하나의 메커니즘을 제공할 수 있다. 따라서, 충분히 높은 온도에 노출될 때 팽창하여 관통로를 막을 수 있는 팽창성 화재 차단재(intumescent firestop material)를 관통로 내에 설치함으로써 이러한 관통로를 "화재 차단(firestop)"시키는 것이 보통이다. 한 방식에서, 화재 차단재는, 관통로를 형성하고 및/또는 관통로를 통해 파이프를 배치한 후에, 관통로에 배치된다. 대안의 방식은 소위 현장 타설형(cast-in-place) 화재 차단 장치를 사용하는 것을 포함한다. 이러한 장치는 전형적으로 화재 차단재로 사전에 채워지고(화재 차단 장치를 통해 파이프를 삽입하기 위한 공간이 남아 있음), 콘크리트를 주입하기 전에 제자리에 배치되고 콘크리트의 양생 시에 제 위치에 영구적으로 있게 된다. 이러한 장치는, 예를 들어, 미국 특허 제7,080,486호(Radke 등)에 기술되어 있다.
본 발명은 주입된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 형성하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
주입된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 형성하는 장치 및 방법이 본 명세서에 개시되어 있다. 본 명세서에 기술된 장치 및 방법은 콘크리트에 관통로를 형성하는 종래의 방법과 결합되어 사용될 수 있다. 이러한 방법은 종종 제거가능한 슬리브가 배치되고 이어서 액상 콘크리트가 그 슬리브 주위에 주입되는 것에 의존한다. (콘크리트의 양생 후에) 슬리브를 제거하면 양생된 콘크리트에 관통로 보이드(through-penetrating void)가 남는다.
본 명세서에 제공된 개시 내용에 따르면, 팽창성 화재 차단 링(intumescent firestop ring)이 슬리브의 한쪽 단부 근방에서 제거가능한 슬리브의 외측 표면 상에 분리가능하게 장착된다. 슬리브 주변에 콘크리트를 주입하고 콘크리트가 양생될 때, 팽창성 화재 차단 링이 콘크리트에 고정된다. 슬리브를 제거할 때, 화재 차단 링이 제 위치에서 콘크리트에 부착된 채로 있다. 따라서, 화재 차단재 환상 링을 포함하는 관통로 보이드 공간이 제공된다.
화재 차단형 관통로를 한번의 작업으로 제공한다는 점에서, 본 명세서에 제공된 개시 내용은 관통로가 제1 동작에서 제공되고 이어서 후속 동작에서 화재 차단되는 종래의 방식에 비해 이점이 있다. 그에 부가하여, 본 명세서에 개시된 장치는 종래의 현장 타설형 화재 차단 제품보다 덜 복잡하고 제조하기 더 쉽다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 화재 차단 링은 화재 차단 링을 양생된 콘크리트에 고정시키는 것을 향상시키는 적어도 하나의 리테이너(retainer)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 리테이너는 고정 브라켓(retaining bracket) 또는 다공성 고정 시트(porous retaining sheet)를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 화재 차단 링은 적어도 하나의 절연 스페이서(insulating spacer)를 포함할 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 절연 스페이서는 적어도 부분적으로 공기-충전된 물질을 포함한다. 특정의 실시 형태에서, 적어도 부분적으로 공기-충전된 물질은 적어도 하나의 차원을 따라 공기 투과성이고 적어도 하나의 표면이 공기가 들어올 수 있도록 대기에 노출되어 있으며, 또한 적어도 하나의 차원을 따라 그 물질이 액상 콘크리트의 투과에 실질적으로 내성이 있다. 대체 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 화재 차단 링은 적어도 하나의 제거가능한 스페이서를 포함할 수 있으며, 이 스페이서는, 화재 차단 링의 적어도 일부분과 양생된 콘크리트 사이에 공기-충전된 공동을 남겨두기 위해, 콘크리트의 주입 및 양생 후에 제거될 수 있다.
따라서, 일 태양에서, 본 명세서에는 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 생성하는 방법이 개시되어 있으며, 이 방법은 외측 표면과 광폭 단부(widest end) 및 협폭 단부(narrowest end)를 갖는 제거가능한 슬리브를 제공하는 단계, 슬리브의 광폭 단부에 인접하여, 슬리브의 외측 표면에 팽창성 화재 차단 링을 분리가능하게 장착하는 단계, 형틀 상에 슬리브를 위치시키는 단계, 슬리브 및 화재 차단 링 주위에 액상 콘크리트를 주입하는 단계, 화재 차단 링이 콘크리트에 의해 견고하게 유지되도록 콘크리트를 양생시키는 단계, 및 적어도 부분적으로 슬리브의 형상에 의해 정의되는 관통로를 제공하기 위해 슬리브를 양생된 콘크리트로부터 제거하는 단계를 포함하고, 슬리브를 양생된 콘크리트로부터 제거하는 단계에 의해 화재 차단 링이 슬리브로부터 분리되고 관통로의 제 위치에서 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지된 채로 있게 된다.
다른 태양에서, 본 명세서에는 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 생성하는 장치가 개시되어 있으며, 이 장치는 외측 표면과 광폭 단부 및 협폭 단부를 갖는 제거가능한 슬리브, 및 슬리브의 광폭 단부에 인접하여, 슬리브의 외측 표면에 분리가능하게 장착된 팽창성 화재 차단 링을 포함하며, 슬리브는 주입된 콘크리트 격벽에 관통로를 생성하도록 구성되고, 주입되어 양생된 콘크리트 격벽으로부터 슬리브를 제거하는 것에 의해 화재 차단 링이 슬리브로부터 분리되고 이로써 팽창성 화재 차단 링이 관통로 내에 위치하는 관통로를 제공하도록 슬리브와 링이 배열되어 있다.
또 다른 태양에서, 본 명세서에는 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 제공하는 키트가 개시되어 있으며, 이 키트는 적어도 외측 표면을 가지며 제거가능한 긴 슬리브의 외측 표면에 분리가능하게 장착되도록 구성되어 있는 적어도 하나의 팽창성 화재 차단 링, 및 화재 차단 링에 고정되도록 구성되어 있는 적어도 하나의 리테이너를 포함하고, 리테이너는, 리테이너가 화재 차단 링에 고정될 때, 액상 콘크리트의 양생 시에 리테이너 및 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지되도록 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있거나 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 침투될 수 있게 하기 위해, 화재 차단 링의 외측 표면에 대해 바깥쪽으로 돌출하는 적어도 돌출 부분을 포함한다.
본 발명에 따르면, 주입된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 형성하는 장치 및 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 예시적인 화재 차단 링 및 슬리브의 분해 사시도.
도 1a는 도 1의 라인 1a를 따라 절단된, 예시적인 화재 차단 링 및 슬리브의 단면도.
도 2는 예시적인 슬리브 상에 위치된 예시적인 화재 차단 링의 단면도.
도 3은 예시적인 슬리브 상에 위치된, 리테이너를 포함하는 예시적인 화재 차단 링의 단면도.
도 4는 예시적인 고정 브라켓이 화재 차단 링 상의 제 위치에 있는, 예시적인 화재 차단 링의 일부분의 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 예시적인 고정 브라켓의 사시도.
도 5는 예시적인 고정 시트가 화재 차단 링 상의 제 위치에 있는, 예시적인 화재 차단 링의 일부분의 단면도.
도 6은 예시적인 슬리브 상에 위치된, 예시적인 절연 스페이서를 포함하는 예시적인 화재 차단 링의 단면도.
도 7은 예시적인 슬리브 상에 위치된 예시적인 화재 차단 링의 단면도.
도 8은 본 명세서에 개시된 방법에 따라 설치된 예시적인 화재 차단 링을 포함하는 콘크리트 격벽의 단면도.
도면과 도면 내의 요소들은 언급되지 않는다면 축척에 따라 도시되지는 않았다. 도면에서, 유사한 도면 부호들은 전체에 걸쳐서 유사한 특징부를 지칭하도록 사용된다. "상단", 하단", "상부", 하부", "위", "아래", "전방", "후방", 그리고 "제1" 및 "제2" 등의 용어가 본 개시 내용에서 사용될 수 있지만, 이들 용어가, 달리 언급되지 않는 한, 상대적 의미로만 사용된다는 것을 잘 알 것이다.
본 명세서에는 화재 차단형 관통로를 형성하는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 본 명세서에 개시된 장치 및 방법은 콘크리트에 관통로(예를 들어, 구멍)를 형성하는 종래의 방법과 결합되어 사용될 수 있다. 이러한 방법은 종종, 도 1, 도 2 및 도 3에 예시로서 도시된, 제거가능한 슬리브(종종 파이프 슬리브, 슬리브 형틀 등이라고 함)(100)에 의존한다. 본 개시 내용과 관련하여, "제거가능한"이라는 용어는 슬리브(100)가 양생된 콘크리트로부터 제거될 수 있도록 설계되고 구성되어 있다는 것(종종 전형적인 사용에서 그렇게 제거된다는 것)을 의미한다. 도 1 및 도 1a를 참조하면, 제거가능한 슬리브(100)는 전형적으로 외측 표면(101)을 가지는 튜브형 본체(tubular main body)(110)를 포함한다. 종종, 본체(110)는 광폭 단부(103)와 협폭 단부(102)("광폭" 및 "협폭"이라는 용어는 2개의 단부의 상대 직경에 대한 것임)를 가지는 원뿔대 형상을 포함하기 위해 길고 및/또는 약간 테이퍼져 있다. 이 테이퍼진 구성은 양생된 콘크리트로부터의 슬리브(100)의 제거 용이성을 향상시킬 수 있고 및/또는 패키징을 위한 슬리브(100)의 적층 용이성을 향상시킬 수 있다. 종종, 체적(108)을 정의하기 위해 광폭 단부(103)는 개방되어 있고 협폭 단부(102)는 폐쇄되어 있을 것이다(도 1a에 도시됨). 종종, 슬리브(100)는 광폭 단부(103)에 본체(110)로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 뻗어 있는 플랜지(104)를 포함할 것이다(또다시 도 1a에 도시되어 있음).
제거가능한 슬리브(100)는 종종 일체로 성형된 플라스틱 유닛(예를 들어, 미국 미네소타주 웨스트 세인트 폴 소재의 Crete-Sleeve로부터 상표명 Crete-Sleeve Form으로 입수가능한 제품, 미국 뉴저지주 레이크우드 소재의 Deslauriers로부터 상표명 Econ-O-Sleeve로 입수가능한 제품 등)으로서 제공된다. 전형적인 사용에서, 슬리브(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 광폭 단부(103)가 형틀(113)(전형적으로 베니어판 등임)에 근접해 있는 상태로 형틀(113) 상에 위치된다. 종종, 슬리브(100)는 플랜지(104) 내의 구멍(107)을 통해 형틀(113) 내로 들어가는 부착 부재(예를 들어, 못, 나사 등)(112)를 사용하여 형틀(113)에 부착된다. 액상(즉, 주입가능한) 콘크리트를 슬리브(100) 주위의 공간(114)의 형틀(113) 상으로 주입할 시에, 슬리브(100)는 콘크리트의 양생 시에 남아 있는 보이드 체적을 생성한다. 나중에 형틀(113)을 제거하고 슬리브(100)를 제거할 시에[슬리브는 형틀(113)과 함께 제거되거나, 예를 들어, 슬리브(100)를 밀어내기 위해 협폭 단부(102)에 힘을 가함으로써, 나중에 제거될 수 있음], 슬리브(100)에 의해 확정된 보이드 체적은 양생된 콘크리트에 이미 만들어진 관통로를 제공하며, 파이프 또는 기타 물품이 이 관통로를 통과할 수 있다.
"파이프"라는 용어가 본 명세서에서 일반적으로 사용되고 있지만, 유의할 점은 이 용어가 광의적으로, 관통로를 통과하도록 요망될 수 있는, 임의의 파이프, 튜브, 케이블, 도관, 와이어, 및/또는 다발로 되어 있거나 그렇지 않은(bundled or unbundled) 튜브, 와이어 등의 집합체를 말하기 위한 것이라는 것이다. 또한, 슬리브(100)의 사용이 일반적으로 본 명세서에서 제거가능한(예를 들어, 베니어판) 형틀(113)과 함께 사용되는 것과 관련하여 기술되어 있지만, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치가 또한 제거가능한 형틀보다는 영구적인 금속 형틀이 사용되는 소위 홈이 있는 금속-콘크리트 격벽(fluted metal-concrete partition)에 관통로를 제공하는 것에도 적당하다. 그에 부가하여, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치가 일반적으로 건축 현장에서 주입된 콘크리트 격벽을 형성하는 것과 관련하여 설명되고 있지만, 이러한 방법 및 장치가 또한 조립식 콘크리트 격벽(예를 들어, 소위 프리캐스트 콘크리트 바닥)을 제조하는 데도 사용될 수 있다.
팽창성 화재 차단 링(200)은, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 제거가능한 슬리브(100)와 분리가능하게 짝을 이루어 그와 함께 사용되도록 설계되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 1a를 참조하면, 화재 차단 링(200)은 내측 표면(201) 및 외측 표면(202)을 포함하는 개방-단부형 원통 형태의 환상 링을 포함한다. 화재 차단 링(200)은 상부 에지(203) 및 하부 에지(204)[상부 소표면(upper minor surface)(203a) 및 하부 소표면(lower minor surface)(204a)을 각각 포함할 수 있음]를 추가로 포함한다. 화재 차단 링(200)의 "상부 에지" 및 "하부 에지"라는 용어는 슬리브(100) 상에서의 배치와 관련하여 정의되며, 상부 에지(203)는 슬리브(100)의 광폭 단부(103)로부터 먼쪽에 있는 에지를 말하고, 하부 에지(204)는 슬리브(100)의 광폭 단부(103)에 근접해 있는 에지를 말한다. [화재 차단 링(200)은 대칭일 수 있으며, 따라서 링(200)이 슬리브(100) 상에 위치될 때까지 "상부" 및 "하부" 에지가 정의되지 않을 수 있다.] 화재 차단 링(200)은 임의의 편리한 두께 "t"(도 1a 참조)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 두께 "t"는 약 0.32 ㎝(1/8 인치), 약 0.64 ㎝(ㅌ 인치), 약 0.95 ㎝(3/8 인치), 또는 약 1.27 ㎝(½ 인치)일 수 있다. 화재 차단 링(200)은 화재 차단재의 단일 모놀리식 층으로 이루어져 있을 수 있거나, 원하는 두께 "t"를 제공하기 위해 적층된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 화재 차단재 층으로 이루어져 있을 수 있다. 화재 차단 링(200)은 임의의 편리한 높이 "h"(즉, 도 1a를 참조하여, 그의 축 차원 "y"를 따라서의 그의 길이)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 화재 차단 링(200)은 적어도 약 0.27 ㎝(½ 인치), 2.54 ㎝(1 인치), 또는 3.81 ㎝(1.5 인치)의 높이 "h"를 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 화재 차단 링(200)은 최대 약 8.89 ㎝(3.5 인치), 7.62 ㎝(3 인치), 또는 6.35 ㎝(2.5 인치)의 높이 "h"를 포함한다.
화재 차단 링(200)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 내경 ID 및 외경 OD를 포함한다. 본 명세서에서 나중에 상세히 설명하는 바와 같이, 화재 차단 링(200)이 주어진 크기의 슬리브(100) 상에 분리가능하게 장착될 수 있도록, 화재 차단 링(200)의 내경이 선택될 수 있다. 화재 차단 링(200)은 통상 사용되는 슬리브(100)의 다양한 크기와 부합하도록 몇가지 서로 다른 크기로 제조될 수 있다. 예를 들어, 링-수납 영역(109)에서 슬리브의 외경이 약 10.16 ㎝(4 인치)인 슬리브가 사용되어야 하는 경우, 화재 차단 링(200)은 약 10.16 ㎝(4 인치)의 내경을 갖도록 설계될 수 있다.
화재 차단 링(200)은 임의의 적당한 팽창성 화재 차단재로 이루어져 있을 수 있다. 따라서, 화재 차단 링(200)은 팽창성 첨가제, 예를 들어, 흑연(예를 들어, 층간 삽입된 흑연, 산 처리된 흑연 등), 규산나트륨, 질석 등을 함유할 수 있다. 화재 차단 링(200)은 임의의 적당한 구매가능한 팽창성 제품(이러한 물질은 종종 섬유질 매트릭스에 하나 이상의 팽창성 첨가제를 함유함)으로 형성될 수 있다. 사용될 수 있는 제품은, 예를 들어, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M Company로부터 상표명 Interam Ultra GS로 입수가능한 제품, 3M Company로부터 상표명 Interam I-10 Series Mat로 입수가능한 제품, 3M Company로부터 상표명 FS-195로 입수가능한 제품 등을 포함한다. 다수의 팽창성 물질 층이 상기한 바와 같이 서로 적층되어 팽창성 화재 차단 링을 형성하는 경우, 서로 다른 팽창성 물질(예를 들어, 서로 다른 팽창 특성을 가짐)이 서로 다른 층에 사용될 수 있다.
화재 차단재가 환상 링 구성으로 유지될 수 있게 해주는 임의의 적당한 방법에 의해 화재 차단 링(200)이 주어진 팽창성 화재 차단재로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 비교적 길고 좁은 화재 차단재 시트가 환상 링으로 형성될 수 있다(예를 들어, 시트의 양 단부가 서로 접합됨). 이와 같이 환상 링 구성을 형성할 시에, 양 단부가 서로 접촉될 수 있거나(예를 들어, 서로 직접 결합됨), 서로 꼭 접촉할 필요없이 서로 근접해 있을 수 있다. 단부가 기계적 부착에 의해(예를 들어, 스테이플, 클램프, 리벳, 꿰멤, 슬리브, 칼라 등에 의해), 접착제 부착에 의해(예를 들어, 링의 양 단부와 겹치는 감압 접착제 시트를 사용하여, 글루, 에폭시, 핫멜트 접착제, 광 경화성 접착제 등의 접착제를 사용하여), 적어도 결합된(또는 인접한) 단부를 밀봉층으로 래핑하는 것 등에 의해 서로 결합될 수 있거나 서로 근접하게 유지될 수 있다.
화재 차단 링(200)은 선택적으로 내측 표면(201), 외측 표면(202), 상부 소표면(203a) 및/또는 하부 소표면(204a)의 일부분 또는 그 전부 상에 하나 이상의 커버층(어느 도면에도 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 층은 임의의 적당한 목적을 위해 존재할 수 있고, 몇가지 목적에 적합할 수 있다. 예를 들어, 내측 표면(201)은 [파이프가 화재 차단 링(200)에 있는 개구를 통해 삽입될 때 손상되지 않도록] 화재 차단재를 보호하는 데 도움을 주는 커버층을 가질 수 있다. 또는, 내측 표면(201)은, 콘크리트의 양생 후에 슬리브(100)를 제거하는 것이 요망될 때, 슬리브(100)로부터 화재 차단 링(200)을 분리시키는 것을 향상시키는 커버층을 가질 수 있다. 또는, 주어진 층이 양 기능을 다할 수 있다.
이러한 커버층은 하나 이상의 코팅을 포함할 수 있거나, 예를 들어, 감압 접착제를 사용하여 팽창성 물질에 도포되어 그에 접합되는 층 또는 층들(예를 들어, 필름, 부직포 등)을 포함할 수 있다.
외측 표면(202)도 원하는 바에 따라 하나 이상의 커버층을 포함할 수 있다. 이러한 층은 보호 기능 및/또는 장식 기능을 할 수 있고, 및/또는, 예를 들어, 콘크리트가 화재 차단 링에 접합하는 능력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
내측 표면(201) 및/또는 외측 표면(202) 상에 존재하는 임의의 이러한 커버층은, 화재 차단재가 (환상 링의 형성 이전의) 시트 형태로 되어 있을 때, 화재 차단재에 가장 쉽게 도포될 수 있다. 종종, 이러한 층은 제조업체로부터 받은 팽창성 제품에 존재한다.
이상에서 설명한 선택적인 층의 존재 여부에 불구하고, 화재 차단재가 링 형태로 되어 있을 때 또는 화재 차단재를 링으로 형성하는 프로세스 이전에 또는 이 프로세스 중에, 하나 이상의 층(어느 도면에도 도시되지 않음)이 선택적으로 화재 차단재에 도포될 수 있다. 이러한 층은 따라서 내측 표면(201) 및 외측 표면(202)을 덮을 수 있을 뿐만 아니라, 상부 소표면(203a) 및 하부 소표면(204a)도 덮을 수 있다. 이러한 커버는 슬리브를 설치하는 것, 슬리브를 양생된 콘크리트로부터 제거하는 것, 파이프를 화재 차단형 관통로를 통해 지나가게 하는 것 등을 하는 동안 손상에 대한 팽창성 물질의 향상된 보호를 제공할 수 있다. 이러한 커버는 또한 화재 차단재를 링 구성으로 유지하는 유용한 방법도 제공할 수 있다. 예를 들어, 화재 차단재의 비교적 길고 좁은 시트(또는 시트의 적층)가 환상 링으로 형성되고 이어서 부분적으로 또는 전체적으로 하나 이상의 커버 물질로 밀봉될 수 있다(예를 들어, 래핑될 수 있다). 이러한 커버 또는 밀봉재 물질은, 예를 들어, 금속 포일 층, 플라스틱 층, 스크림(scrim) 층, 접착제 층, 기타 등등의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이 밀봉은 화재 차단재를 상기한 환상 링 구성으로 유지하는 데 도움을 줄 수 있으며, 또한 보호 목적에 적합할 수 있고, 장식 목적에 적합할 수 있으며, 콘크리트가 화재 차단재에 접합하는 향상된 능력을 제공할 수 있고, 기타 등등을 할 수 있다. 그렇지만, 임의의 이러한 층, 코팅, 밀봉재, 래핑, 기타는, 링 형성 이전에, 링 형성 동안에 또는 링 형성 후에 화재 차단재에 도포되는지에 상관없이, 화재 차단 링이 화재 차단 기능을 적절히 수행하는 능력을 용납하기 어려울 정도로 떨어뜨려서는 안된다(예를 들어, 이러한 코팅 등은 팽창성 화재 차단재가 고온에 노출 시에 팽창하는 능력을 지나치게 제한해서는 안된다). 상세하게는, 이러한 코팅 등은 화재 차단재가 임의의 원하는 화재 차단성 시험에 합격할 능력을 용납하기 어려울 정도로 떨어뜨려서는 안되며, 이에 대해서는 본 명세서에서 나중에 상세히 설명한다.
사용을 설명하면, 화재 차단 링(200)은 (도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이) 슬리브(100)의 화재 차단 링-수납 영역(109) 상의 제 위치에 분리가능하게 배치되도록 슬리브(100)의 외측 표면(101) 상에 슬라이드가능하게 장착될 수 있게 설계되고 크기를 갖는다. 화재 차단 링(200)은 [화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)가 플랜지(104)의 상부 표면(105)과 접촉하도록 화재 차단 링(200)이 배치되는 경우] 적어도 부분적으로 플랜지(104)의 존재에 의해 제 위치에 분리가능하게 유지될 수 있다. 또는, 화재 차단 링(200)은 적어도 부분적으로, 링-수납 영역(109)에서 슬리브(100)의 외측 표면(101)에 의해 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)에 가해지는 압력으로 인한 마찰 결합(friction fit)에 의해, 제 위치에 분리가능하게 유지될 수 있다. 또는, 양 메커니즘의 어떤 조합이 이용될 수 있다.
화재 차단 링(200)은 따라서 슬리브(100)의 외측 표면(101)의 링-수납 영역(109) 상에 분리가능하게 장착된다. "분리가능하게"라는 것은, 화재 차단 링(200)이 슬리브/화재 차단 링 조립체 주위에 액상 콘크리트를 주입하는 동작에 의해 슬리브(100)로부터 이탈되지 않지만, 원하는 때에(즉, 콘크리트의 양생 후에), 화재 차단 링(200) 및 슬리브(100)가 화재 차단 링(200)을 손상시키거나 파괴하지 않고 [예를 들어, 화재 차단 링(200)이 양생된 콘크리트에 의해 보유되어 있으면서 슬리브(100)에 충분한 힘을 가함으로써] 서로로부터 분리될 수 있도록 슬리브(100) 상에 장착된다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 언급한 바와 같이, 슬리브(100)는 종종 약간 테이퍼져 있다. 존재하는 경우, 화재 차단 링(200)의 크기(내경, 높이 등) 및 기타 특성을 설계할 때 이 테이퍼링이 고려될 수 있다. 상세하게는, 슬리브(100)의 테이퍼를 고려하여, 슬리브(100)의 링-수납 영역(109)에서 액상 콘크리트가 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)과 슬리브(100)의 외측 표면(101) 사이에 침투하는 능력이 최소화되도록, 화재 차단 링(200)이 설계될 수 있다. 따라서, 화재 차단 링(200)의 내경의 크기가 링-수납 영역(109)에서 슬리브(100)의 직경(외경)에 아주 가깝도록 될 수 있다. 상세하게는, 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상에 분리가가능하게 유지시키는 데 적어도 부분적으로 도움을 주기 위해 마찰 결합이 사용되는 것이 요망되는 경우, 화재 차단 링(200)의 제조시의 내경이 링-수납 영역(109)에서 슬리브(100)의 외경보다 약간 더 작도록 선택될 수 있다. [화재 차단 링(200)이 적어도 약간 탄성적으로 팽창가능한 경우, 이러한 구성이 가장 유용할 수 있다.] 화재 차단 링(200)이 충분히 순응성있는 경우, 화재 차단 링(200)이 슬리브(100) 상에 분리가능하게 장착될 때 슬리브(100)의 외측 표면(101)과 링(200)의 내측 표면(201) 간의 임의의 갭을 최소화하기 위해 링(200)의 상부 부분[즉, 상부 에지(203)에 가장 가까운 부분]이 반경 방향으로 안쪽으로 변형될 수 있다. [이러한 변형은 화재 차단 링(200)이 슬리브(100) 상에 분리가능하게 장착되기 전에 또는 그 후에 수행될 수 있다.]
추가의 실시 형태에서, 내측 표면(201)이 화재 차단 링(200)이 분리가능하게 장착되어야 하는 슬리브(100)의 테이퍼와 거의 일치하는 테이퍼를 포함하도록 화재 차단 링(200)이 설계될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 외측 표면(202)을 포함하는 화재 차단 링(200)의 본체가 [화재 차단 링(200)의 두께 "t"가 비교적 일정하도록] 테이퍼질 수 있거나, 외측 표면(202)이 비교적 테이퍼져 있지 않을 수 있다[따라서, 화재 차단 링(200)의 두께 "t"가 상부 에지(203)에서 보다 크고 하부 에지(204)에서 보다 작음].
원하는 경우, 액상 콘크리트가 슬리브(100)의 외측 표면(101)과 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201) 사이를 침투할 가능성을 추가적으로 감소시키기 위해 실링 링(sealing ring)이 제공될 수 있다. 이러한 실링 링은, 예를 들어, 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203)가 존재하게 될 위치에서 슬리브(100)의 외경과 거의 일치하는 내경 및 화재 차단 링(200)의 내경보다 적어도 약간 더 큰 외경을 갖는 환상 실링 링[즉, 리드(lid)]을 포함할 수 있다. 화재 차단 링(200)이 슬리브(100) 상의 제 위치에 있을 때, 이러한 실링 링은, 실링 링이 슬리브(100)의 외측 표면(101)과 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201) 사이의 임의의 갭을 실질적으로 덮도록, 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203)에 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 실링 링은 화재 차단 링(200)의 상단에 사전 장착되어[예를 들어, 화재 차단 링(200)의 상부 소표면(203a)에 접착제로 접합되어] 공급될 수 있거나, 건설 현장에서 화재 차단 링(200)의 상단에 배치될 수 있다. 이러한 실링 링은 콘크리트의 주입 및 양생 후에 제거되도록 구성될 수 있거나, 이러한 실링 링은 형성된 관통로의 제 위치에 있도록 구성될 수 있다. 후자의 경우에, 실링 링은 또한 연기 및/또는 물 시일로서도 역할할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전술한 방법의 결과, 화재 차단 링(200)이 슬리브(100)의 링-수납 영역(109)의 외측 표면(101) 상에 분리가능하게 장착된다. 슬리브(100)는 이어서 형틀(113) 상에 배치되고(전형적으로, 부착되고), 그 후에 콘크리트가 주입되어 양생된다. 콘크리트의 주입 및 양생은 슬리브(100)에 대응하는 보이드 공간을 형성하는 역할을 하고 또한 화재 차단 링(200)을 콘크리트에 견고하게 부착하는 역할도 한다[화재 차단 링(200)이 슬리브(100)의 제거에 의해 관통로로부터 바람직하지 않게 제거될 가능성을 최소화하고 또한 나중에 관통로를 통해 파이프를 삽입할 시에 화재 차단 링(200)이 이탈될 가능성을 최소화함]. 이와 같이 화재 차단 링(200)을 콘크리트에 부착시키는 것은, 콘크리트가 화재 차단 링(200)의 적어도 어떤 부분에 직접 접합하는 것에 의해, 콘크리트가 화재 차단 링(200)의 제거를 물리적으로 방지하는 어떤 장애물을 형성하는 것에 의해, 또는 양 메커니즘의 어떤 조합에 의해 일어날 수 있다.
화재 차단 링(200) 및/또는 슬리브(100)는 화재 차단 링(200)이 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지되는 정도를 향상시키도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 한 구성에서, 링(200)이 슬리브(100) 상의 제 위치에 배치될 때, 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)의 적어도 일부분[예를 들어, 하부 소표면(204a)]과 플랜지(104)의 상부 표면(105) 사이에 작은 공간(예를 들어, 1 내지 10 ㎜ 폭)이 존재하도록, 화재 차단 링(200) 및/또는 슬리브(100)가 구성될 수 있다. 이러한 공간은 액상 콘크리트가 그 공간 내로 흘러 들어가 양생되어, 화재 차단 링(200) 아래에 양생된 콘크리트의 돌출부[예를 들어, 플랜지 또는 립(lip)]를 형성할 수 있게 해주며, 이 돌출부는 화재 차단 링(200)의 제거를 물리적으로 방해할 수 있고, 이로써 화재 차단 링(200)을 양생된 콘크리트에서의 제 위치에 고정시키는 것을 향상시킨다.
또한, 액상 콘크리트가 화재 차단 링(200)[또는 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202) 상에 존재하는 임의의 커버층, 래핑, 밀봉재, 기타]에 직접 접합할 수 있는 정도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 화재 차단 링(200) 또는 전술한 층들 중 임의의 층 등이, 일어나는 임의의 접합을 화학적으로 향상시키도록, 예를 들어, 프라이머, 표면 처리, 접합제, 습윤제, 타이층 등에 의해 처리될 수 있다. 또는, 화재 차단 링(200)이 일어나는 임의의 접합을 물리적으로 향상시키도록 구성되거나 처리될 수 있다. 예를 들어, 액상 콘크리트가 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)과 상호작용하여 그에 접합하는 능력을 향상시키기 위해 그 표면에 텍스처링, 구조화, 조면화, 엠보싱, 주름잡기, 기타가 행해질 수 있다. 이러한 유형의 일 실시 형태에서, 액상 콘크리트가 커버층과 상호작용하여 그에 접합하는 능력을 향상시키기 위해, 표면 텍스처(surface texture), 다공성 등을 포함하는 커버층, 래핑, 밀봉재 등이 사용될 수 있다. ("콘크리트"라는 용어가 본 명세서에서 일반적으로 사용되고 있지만, 유의할 점은 이 용어가 광의적으로 주입된 다음에 양생되는 임의의 시멘트 건축 자재를 말하기 위한 것이라는 것이다).
일 실시 형태에서, 콘크리트가 화재 차단 링(200)을 제 위치에 보유 및 유지시키는 능력을 향상시키기 위해, 적어도 하나의 리테이너(300)가 화재 차단 링(200) 상에 제공될 수 있다. 리테이너(300)의 일반적인 표현이 도 3에 도시되어 있다. 존재하는 경우, 리테이너(300)는 화재 차단 링(200)에 연결되고 그에 적절히 고정되어 있어야만 한다. 액상 콘크리트가 리테이너(300)와 상호작용하여, 콘크리트가 양생될 때, 리테이너(300)[따라서 화재 차단 링(200)]가 콘크리트에 적절히 고정되도록 리테이너(300)가 구성되어야만 한다. 이론 또는 메커니즘에 의해 제한되는 것을 원하지 않지만, 이러한 리테이너(300)는 2가지 일반 메커니즘에 따라 동작할 수 있다. 제1 메커니즘에서는, 액상 콘크리트가 리테이너(300)의 적어도 일부분의 외부를 적어도 부분적으로 둘러싸거나 밀봉함으로써 콘크리트가 양생될 때 리테이너(300)가 견고하게 유지될 수 있도록 리테이너(300)가 설계(예를 들어, 형성)되어 있다. 제2 메커니즘에서는, 액상 콘크리트가 리테이너(300)의 적어도 일부분의 내부에 적어도 부분적으로 침투함으로써 콘크리트가 양생될 때 리테이너(300)가 견고하게 유지될 수 있도록 리테이너(300)가 설계되어 있다.
제1 메커니즘에 따라 동작하는 리테이너(300)의 일 실시 형태에서, 리테이너(300)는 도 4 및 도 4a에 예시로서 도시된 고정 브라켓(310)을 포함한다. 예시적인 고정 브라켓(310)은, 액상 콘크리트가 돌출 부분(314)의 적어도 일부를 밀봉시킬 수 있도록, 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 대해 (임의의 적당한 각도로) 바깥쪽으로 뻗어 있는 적어도 하나의 돌출 부분(314)을 포함한다. 돌출 부분(314)의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 콘크리트를 양생하는 것은 따라서 양생된 콘크리트가 고정 브라켓(310)을 견고하게 유지하는 능력을 향상시킬 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 콘크리트가 고정 브라켓(310)을 밀봉하여 견고하게 유지하는 능력을 더욱 향상시키도록 돌출 부분(314)이 설계될 수 있다. 도 4 및 도 4a의 예시적인 실시 형태에서, 돌출 부분(314)은, 부분(314)에 연결되고 그로부터 어떤 각도로(약 90도의 각도가 도 4에 도시되어 있지만, 임의의 적당한 각도가 선택될 수 있음) 돌출하는 부가의 "네일헤드" 부분을 포함한다. 이 실시 형태에서, 돌출 부분(314) 및/또는 네일헤드 부분(315)은, 원하는 기능이 제공되는 한, 원하는 바에 따라[예를 들어, 임의의 각도로 임의의 길이의 부분(314, 315)을 갖도록] 위치될 수 있다.
고정 브라켓(310)의 이러한 돌출 부분(314)의 많은 다른 향상된 설계가 가능하다. 물론, 일부 설계에서, 잘 정의된 네일헤드 부분이 존재하지 않을 수 있다. 양생된 콘크리트에 고정 브라켓(310)을 고정시키는 것을 향상시키도록 돌출 부분(314)이 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있을 수 있으면 된다. 따라서, 돌출 부분(314)이 평탄하고 평면이며 연속적인 시트로부터 벗어나 있거나 돌출 부분(314)이 그에 부착된 부가의 구성요소를 갖는 어떤 설계라도 유용할 수 있다. 예를 들어, 돌출 부분(314)은 후크 또는 J자 형상으로 설계될 수 있다[돌출 부분(314)이 특정의 조인트(joint)에서 연결되기 보다는 네일헤드 부분(315)에 블렌드될 수 있다는 것을 제외하고는, 도 4 및 도 4a의 설계와 얼마간 비슷함]. 또는, 도 4b의 예시적인 설계에서와 같이, 돌출 부분(314)이 (예를 들어, 나선 형상으로) 비틀려 있을 수 있다. 도 4c의 예시적인 설계에서와 같이, 돌출 부분(314)이 두 갈래로 갈라져 있을 수 있다. 돌출 부분(314)은 주름진(pleated), 아코디언 주름상자 모양으로 주름진(accordionized), 물결 모양으로 주름진(corrugated), 루프 모양의, 기타 등등의 형상일 수 있고(어느 도면에도 도시되지 않음) 및/또는 이러한 주름진, 기타 등등의 구조물이 그에 부착되어 있을 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 돌출 부분(314)에는 하나 이상의 구멍이 존재할 수 있다. 요약하면, 콘크리트가 고정 브라켓(310)을 견고하게 유지하는 능력을 향상시키기 위해, 평탄하고 평면이며 연속적인 구조물로부터 벗어나는 돌출 부분(314)의 어떤 설계라도 발명자가 생각하는 설계 내에 속한다.
고정 브라켓(310)은 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 외측 부분(313)을 포함할 수 있다[외측 부분이라고 하는 이유는 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)의 적어도 일부분에 인접하여 배치되도록 설계되기 때문임]. 브라켓(310)의 외측 부분(313)은 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)과 접촉할 수 있고, 소정 실시 형태에서, 예를 들어, 양면 접착제 층(어느 도면에도 도시되지 않음)에 의해, 화재 차단 링(200)의 표면(202)에 부착될 수 있다[화재 차단 링(200)의 표면(202)에 그와 같이 직접 부착되는 경우, 이하에서 설명하는 브라켓(310)의 부분(312 및/또는 311) 중 하나 또는 둘다가 필요 없을 수 있다].
일부 실시 형태에서, 고정 브라켓(310)은 기계적으로, 즉 브라켓 부분(313,312 및/또는 311)에 의해 화재 차단 링(200)에 가해지는 합성 압력에 의해, 화재 차단 링(200)에 부착된다. 따라서, 이들 실시 형태에서, 고정 브라켓(310)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 내측 부분(311)을 포함할 수 있다[내측 부분이라고 하는 이유는 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)의 적어도 일부분에 인접하여 배치되도록 설계되기 때문임]. 브라켓(310)의 내측 부분(311)은 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)의 적어도 일부분과 접촉할 수 있다. 내측 부분(311)은 따라서 화재 차단 링(200)을 고정시키는 데 도움을 줄 수 있고 또한 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)을 (파이프가 화재 차단형 관통로를 통해 삽입될 때 손상으로부터) 보호할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일부 실시 형태에서, 브라켓(310)은 또한 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)에 인접해 있고 (존재하는 경우) 적어도 화재 차단 링(200)의 외측 부분(313) 및 내측 부분(311)에 연결하는 역할을 하는 크레이들 부분(312)을 포함할 수 있다. 크레이들 부분(312)은 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)[예를 들어, 하부 소표면(204a)]와 접촉할 수 있고, 그와 같이 하부 에지(204)와 접촉하는 경우, 화재 차단 링(200)을 지지하는 역할을 할 수 있다. [고정 브라켓 부분(313)과 고정 브라켓 부분(311) 사이에서 화재 차단 링 표면(202, 201)에 각각 충분한 압력이 함께 가해지는 경우, 크레이들 부분(312)이 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)에 접촉하지 않더라도, 화재 차단 링(200)은 고정 브라켓(310)에 의해 견고하게 유지될 수 있다.] 크레이들 부분(312)은 또한, (도 8에 도시된 바와 같이) 파이프가 화재 차단형 관통로를 통해 삽입될 때, 화재 차단 링(200)의 하부 소표면(204a)을 손상으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다.
양생된 콘크리트가 화재 차단 링(200)을 견고하게 유지하는 능력을 향상시키는 데 최적 성능을 내도록, 고정 브라켓(310)의 구성요소의 일부 또는 전부가 설계될 수 있다. 고정 브라켓(310)의 이러한 구성요소 및 특징부는 또한 다른 기능을 수행할 수 있다. 물론, 그에 부가하여, 이들이 화재 차단 링(200)이 제대로 기능하는 능력을 떨어뜨려서는 안된다. 고정 브라켓(310)의 설계 및 그의 구조체의 물질이 그에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 충분히 높은 온도에 노출될 때 화재 차단 링(200)이 반경 방향으로 안쪽으로 팽창하는 것을 내측 부분(311)이 용납할 수 없을 정도로 방지하지 않도록, 내측 부분(311)의 길이, 폭 및/또는 두께와, 구조체의 물질이 선택될 수 있다. 따라서, 일 실시 형태에서, 화재 차단 링(200)이 반경 방향으로 안쪽으로 팽창할 시에, 그 팽창이 일어날 수 있게 부분(311)의 적어도 일부가 반경 방향으로 안쪽으로 휘어질 수 있도록, 고정 브라켓(310)의 내측 부분(311)이 휨성이 있다(deflectable). 부분(311)이 굽힘성 있거나(bendable) 변형성 있는(deformable) 것에 의해 또는 부분(311)이 절단성 있는(breakable) 것에 의해[예를 들어, 부분(311) 내의 어딘가에 또는 부분(311)과 부분(312)의 접합부에 존재하는 절단성 있는 연결부 또는 저강도 라인(line of weakness)에 의해] 이러한 휨이 일어날 수 있다. 이와 관련하여, "휨성이 있는"이라는 개념은 또한 용융, 연소, 분해 등에 의해 변형가능하고 및/또는 제거가능한 물질을 포함한다.
고정 브라켓(310)의 구조체의 물질은 원하는 바에 따라 선택될 수 있다. [고정 브라켓(310)의 다양한 부분이 상이한 물질로 개별적으로 제조될 수 있고, 이들에 서로 결합되지만, 대부분의 응용에서, 브라켓(310)이 모든 부분이 동일한 물질로 이루어진 일체형 구조물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.] 예를 들어, 금속의 우수한 열 전도성을 고려하여 금속이 사용될 수 있다(화재가 발생한 경우에 화재 차단재가 열에 보다 빠르게 노출되도록 하기 위해 금속이 바람직할 수 있음). 또는, 중합체성 물질이 사용될 수 있다. 원하는 경우, 연소 이전에 용융, 유동, 분해 등이 그다지 일어나지 않도록 중합체성 물질이 선택될 수 있다(따라서, 이러한 경우에, 열가소성 물질보다는 열경화성 물질이 선택될 수 있다). 원하는 경우, 중합체성 물질은 내연성 또는 난연성 물질을 포함할 수 있다.
원하는 경우, (뜨거운) 공기가 화재 차단 링(200)의 부분과 접촉하는 능력을 향상시키는[화재 차단 링(200)이 고온에 반응할 수 있는 신속성을 향상시킬 수 있는] 고정 브라켓(310)의 구조체의 설계 또는 물질이 선택될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 공기가 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201)과 접촉하는 능력을 향상시키는 것이 요망되는 경우, 고정 브라켓(310)의 내측 부분(311)에 하나 이상의 구멍이 제공될 수 있다(도 4c에 예시로서 도시되어 있음). 이와 유사하게, 공기가 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)[예를 들어, 하부 소표면(204a)]와 접촉하는 능력을 향상시키는 것이 요망되는 경우, 고정 브라켓(310)의 크레이들 부분(312)에 하나 이상의 구멍이 제공될 수 있다(도 4b에 예시로서 도시되어 있음). 이 방식의 변형에서, 고정 브라켓(310)의 내측 부분(311), 크레이들 부분(312) 및 외측 부분(313) 중 일부 또는 전부가 불연속적인 물질[예를 들어, 메시, 망(screen) 등]로 이루어져 있을 수 있다.
최적의 특성을 제공하도록 물질 조성 및 크기와 함께 물질의 두께가 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 예시적인 고정 브라켓은 일반적으로 약 20 게이지 내지 약 30 게이지 범위의 금속(예를 들어, 강철, 알루미늄 등)으로 이루어져 있을 수 있다.
본 명세서에서 생각되는 고정 브라켓은 임의의 적당한 설계 및 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 개별 고정 브라켓은 화재 차단 링(200)의 원주부 둘레의 다양한 위치에 소정 간격으로 있을 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이러한 고정 브라켓의 다양한 부분의 일부 또는 전부가 화재 차단 링(200)의 원주부 둘레의 일부 또는 전체에 걸쳐 뻗어 있도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 내측 부분(311), 크레이들 부분(312) 및 외측 부분(313)의 일부 또는 전부가 링으로서 제공되어 칼라(collar)를 형성할 수 있으며, 이 칼라로부터 하나 이상의 개별적인 돌출 부분(314)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 도시된 예시적인 고정 칼라(retaining collar)는 연속적인 칼라 형태로 되어 있는 크레이들 부분(312)을 포함하며, 원주부에 소정 간격으로 있는 3개의 외측 부분(313)/돌출 부분(314)/네일헤드 부분(315) 조립체가 크레이들 부분에 연결되어 있고, 그에 부가하여, 원주부에 소정 간격으로 있는 3개의 내측 부분(311)이 크레이들 부분에 연결되어 있다. (이 예시적인 실시 형태에서, 내측 부분은 외측/돌출/네일헤드 조립체에 대해 지그재그 관계에 있다.)
어느 도면에도 도시되어 있지 않지만, 고정 브라켓(310)은, 원하는 경우, 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203)에 인접해 있는 부분을 포함할 수 있다. 이러한 설계의 일 실시 형태에서, 고정 브라켓(310)은 화재 차단 링(200) 전체의 둘레에 걸쳐 있는 구조물을 포함한다. 이러한 구조물은, 화재 차단 링(200)을 실질적으로 둘러싸고 있고 그로부터 [화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 대해] 바깥쪽으로 돌출하는 부분(예를 들어, 말단 부분)을 가지는 루프의 형태를 가질 수 있다. 이러한 유형의 구조물[예를 들어, 미국 특허 제D505064호에 나타낸 바와 같이, 종종 일반적으로 밴딩 스트립(banding strip), 번들링 스트랩(bundling strap) 등이라고 함]은 (도 4 내지 도 4d에 예시로서 도시된, 비교적 급격하게 꺾이는 코너에 결합된 비교적 직선인 부분보다는) 얼마간 둥근 형상을 갖는 루프를 포함할 수 있다. 이 일반적인 유형의 구조물은 발명자가 생각하는 설계 내에 속한다.
고정 브라켓(310)은, 원하는 경우, 고정 브라켓(310)이 양생된 콘크리트에 수동으로 고정될 수 있는 특징부를 포함할 수 있다(이러한 특징부는 콘크리트를 양생하는 동작에서 브라켓을 콘크리트에 고정시키는 역할을 하는 전술한 특징부 대신에 또는 그에 부가하여 있을 수 있다). 예를 들어, 고정 브라켓(310)은 구멍을 포함하는 하나 이상의 탭을 포함할 수 있으며, 이 구멍을 통해 못, 나사 또는 기타 고정 수단이 탭(따라서, 브라켓)을 양생된 콘크리트에 고정시키는 데 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 리테이너(300)가 동작할 수 있는 제2 일반 메커니즘에서는, 액상 콘크리트가 리테이너의 적어도 일부분 내에 적어도 부분적으로 침투함으로써 콘크리트가 양생될 때 리테이너가 견고하게 유지될 수 있도록 리테이너가 설계되어 있다.
이 제2 메커니즘에 따라 동작하는 리테이너(300)의 일 실시 형태에서, 리테이너(300)는 도 5에 예시로서 도시된 다공성 고정 부재(330)를 포함한다. 도 5에서, 다공성 고정 부재(330)는 다공성 내부(331) 및 다공성 외측 표면(332)을 포함하는 다공성 물질 시트를 포함한다. 다공성 고정 부재(330)는 임의의 적당한 방법에 의해 화재 차단 링(200)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 다공성 고정 부재(330)의 내측 표면(333)은, 예를 들어, 양면 접착제 층(도 5에 도시되지 않음)을 사용하여, 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 접합될 수 있다. 다른 고정 구성 및 방법이 가능하다(예를 들어, 기계적 고정 등). 다공성 고정 부재(330)의 특정의 설계, 형상 등과 이를 화재 차단 링(200)에 고정하는 방법에 불구하고, 이러한 부재의 기본적인 특징은 액상 콘크리트가 그 부재 내에 적어도 부분적으로 침투할 수 있도록 다공성이 있다는 것이다. 따라서, 나중에 콘크리트가 양생되면 부재[따라서, 화재 차단 링(200)]가 콘크리트에 견고하게 부착된다. 그에 따라, 다공성 고정 부재(330)는 광의적으로 이 기능을 제공하기 위해 다공성을 가지는 어느 물질이라도 포함한다. 예를 들어, 다공성 고정 부재(330)는 (액상 콘크리트가 물질의 내부에 적어도 부분적으로 침투할 수 있도록) 기공 크기가 비교적 큰 섬유질 물질 시트를 포함할 수 있다. 구매가능한 물질이 이 응용에서 사용될 수 있다. 물질이 중합체성(예를 들어, 3M Company로부터 입수가능한 널리 알려진 Scotchbrite 물질 등의 물질)이거나 무기성(예를 들어, 소결된 세라믹 물질, 무기 섬유를 함유하는 물질 등)일 수 있다. 무기 물질의 카테고리는 또한 다공성 금속[예를 들어, 금속 메시, 망, 섬유성 금속(fibrillated metal), 소결된 금속 등]을 포함한다.
물론, 특정 구조물 및/또는 물질은 상기한 제1 및 제2 일반 고정 메커니즘으로 쉽게 분류되지 않을 수 있다. 즉, 특정 구조물은 양 메커니즘의 특징을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 물질의 다공성 내부에 적어도 부분적으로 침투하는 콘크리트 및 구조물의 외부를 적어도 부분적으로 둘러싸고 있는 콘크리트 둘다에 의해 고정 기능이 행해지도록 되어 있는 구성으로 형성되는 다공성 구조물이 이용될 수 있다. 예를 들어, 적어도 돌출 부분(314)이 메시 또는 망(금속, 중합체, 세라믹 등이든지 상관없음), 섬유성 금속(fibrillated metal), 천공된 금속(perforated metal) 등과 같은 다공성 및/또는 비연속적인 물질로 이루어져 있도록, 도 4 내지 도 4d에 도시된 고정 브라켓이 설계될 수 있다. 원하는 경우, 양 유형의 메커니즘에 의존하는 리테이너들이 결합되어 사용될 수 있다. 즉, 하나 이상의 고정 브라켓(310)이 하나 이상의 다공성 고정 부재(330)와 함께 사용될 수 있다.
화재 차단 링(200)이 관통로에 설치될 때, 화재 차단 링(200)의 적어도 일부분과 양생된 콘크리트 사이의 열 절연의 향상이 제공되도록, 하나 이상의 선택적인 절연 스페이서를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 향상된 열 절연은 콘크리트가 히트 싱크로서 역할하는 경향을 감소시킬 수 있으며, 따라서 (예를 들어, 화재로 인해) 온도가 상승하는 경우 화재 차단 링(200)이 신속하게 반응하는 능력을 향상시킨다.
따라서, 적어도 하나의 절연 스페이서(400)를 가지는 화재 차단 링(200)의 일반적 표현이 도 6에 도시되어 있다. 절연 스페이서(들)(400)는, 일 실시 형태에서, 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)의 일부분 또는 그 전부에 인접해 배치되는 절연 물질 층을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 내측 표면(404), 외측 표면(403), 하부 에지(401), 및 상부 에지(402)[하부 소표면(401a) 및 상부 소표면(402a)을 각각 포함할 수 있음]를 포함하며, 절연 스페이서의 내측 표면(404)은 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 근접해 있고, 절연 스페이서의 외측 표면(403)은 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)으로부터 먼쪽에 있으며, 하부 에지(401)는 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)에 근접해 있고, 상부 에지(402)는 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204)로부터 먼쪽에 있다. 구체적인 일 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)의 내측 표면(404)의 적어도 일부분은 (예를 들어, 양면 접착제 층에 의해) 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 부착되어 있다. 대체 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는, 표면(202)에 직접 부착되지 않고 오히려 표면(202)에 인접하게 제공되어 표면(202)에 직접 (예를 들어, 접착제로) 부착되는 것 이외의 방법으로 그곳에 유지되는 편부(piece)로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 절연 스페이서(400)는 화재 차단 링(200)의 외경보다 약간 더 큰 내경을 가지는 절연 물질의 환상 링으로서 제공될 수 있다. 그러면, 예를 들어, 화재 차단 링(200) 및 절연 링의 결합 두께를 수용하도록 [예를 들어, 크레이들 부분(312)의 폭 및/또는 외측 부분(313)과 내측 부분(311) 사이의 거리로] 설계되어 있는 적어도 하나의 고정 브라켓(310)을 사용하여, 2개의 링이 중첩하는 동심원 관계로 서로 배치되어 함께 유지될 수 있다.
절연 스페이서(400)가 화재 차단 링(200)의 원주부 둘레 전체에 걸쳐 (예를 들어, 전술한 절연 링으로서) 존재할 수 있거나, 절연 스페이서(400)가 화재 차단 링(200) 원주부 둘레에 소정 간격으로 있는 불연속적인 편부로서 존재할 수 있다. 예를 들어, 절연 스페이서(400)의 불연속적인 편부가 화재 차단 링(200)의 원주부 둘레에 걸쳐 리테이너(300)의 원주부에 산재되어 있을 수 있다.
그렇지만, 제공되어 있는 경우, 절연 스페이서(400)는 화재 차단 링(200)[또는 표면(202) 상에 존재하는 임의의 밀봉재, 래핑 등]과 양생된 콘크리트 간의 열 전도를 감소시키는 역할을 하는 임의의 적당한 물질로 이루어져 있을 수 있다. 따라서, 통상의 중합체성 물질, 세라믹 등을 비롯한 비교적 낮은 열 전도성을 갖는 어떤 물질이라도 절연 스페이서(400)에 사용될 수 있다.
특정의 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 적어도 부분적으로 공기-충전된 물질을 포함한다. 이러한 물질은, 예를 들어, 발포체(개방 또는 폐쇄 셀), 섬유질 물질(부직포, 편물 또는 직조 물질), 망상 물질, 메시 또는 망, 공기 포켓을 갖는 물질, 허니콤(honeycomb) 등을 포함할 수 있다. 이러한 절연 스페이서는, 화재 차단 링(200)을 인접한 콘크리트로부터 적어도 부분적으로 열 절연시키기 위해, 공기의 비교적 낮은 열 전도성을 이용할 수 있다.
특정의 실시 형태에서, 적어도 부분적으로 공기-충전된 물질은 그의 내부(예를 들어, 폐쇄 셀 발포체와 달리 개방 셀 발포체로 이루어져 있음)의 적어도 일부분을 통해 공기가 투과할 수 있다. 이 특정의 실시 형태의 부가적인 특징에서, 절연 스페이서(400)의 하부 소표면(401a)은 공기 투과성이다(예를 들어, 어떤 외부 구조물에 의해 차단되지 않는 경우, 공기가 들어갈 수 있음). 따라서, 도 6을 참조하면, 이러한 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 적어도 부분적으로 공기-투과성인 내부를 가지는 구조물을 포함하며, 화재 차단 링(200)이 관통로에 설치될 때[즉, 슬리브(100)의 제거 후에], 대기에 노출되는 하부 소표면(401a)을 추가로 포함한다. 이러한 구성에서는 하부 소표면(401a)을 통해 절연 스페이서(400) 내로 공기가 들어갈 수 있으며, 따라서 공기가 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202) 근방에 또는 외측 표면(202)에 침투할 수 있다. 이러한 구성은 화재 차단 링(200)과 콘크리트 간의 열 절연을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, (뜨거운) 공기가 절연 스페이서(400)에 들어갈 수 있을 때, 화재 차단 링(200)이 뜨거운 공기의 존재에 신속하게 반응하는 능력도 향상시킬 수 있다.
따라서, 이 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 공기-투과성 물질을 함유한다. 이러한 물질은, 예를 들어, 중합체, 광물/세라믹, 금속 등일 수 있는 공기-투과성 다공성 물질[예를 들어, 특정 섬유질 물질, 개방 셀 발포체 물질, 부직포 물질, 직조 또는 편물 물질, 망상 물질, 막(membrane) 등]을 포함한다.
추가의 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 적어도 부분적으로 공기-투과성인 물질을 함유하며, 이 물질은 적어도 하나의 차원을 따라 액상 콘크리트가 그 물질에 침투하는 능력을 부분적으로 또는 완전히 저지할 수 있다. 이러한 물질은 공기 투과성이지만 액상 콘크리트가 (적어도 하나의 축을 따라) 물질을 적시고 물질 내로 침투하는 능력을 저지하도록 설계되거나 선택되는 (예를 들어, 전술한 바와 같은) 다공성 물질을 포함한다. 이와 같이 공기는 흐를 수 있게 하지만 액상 콘크리트의 흐름은 실질적으로 방지하는 능력이 기공 크기, 섬유 크기, 표면 적심 등의 다공성 물질의 특성을 적절히 선택함으로써 달성될 수 있다.
적어도 하나의 차원을 따라 액상 콘크리트가 물질 내로 침투하는 능력을 저지할 수 있는 적어도 부분적으로 공기-투과성인 물질의 일 실시 형태는 공기가 스페이서를 통해 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203) 쪽으로의 방향으로 침투할 수 있게 하는 적어도 하나의 도관을 포함하는 물질을 포함한다. (이와 관련하여, 상기한 다공성 공기-투과성 물질은 다수의 이러한 공기-투과성 도관을 포함하는 물질인 것으로 생각될 수 있다.) 따라서, 다양한 실시 형태에서, (공기 흐름을 위한 적어도 하나의 도관을 제공하는) 주름, 물결 주름, 채널 등을 갖는 물질을 포함하는 절연 스페이서(400)가 사용될 수 있으며, 여기서 도관(들)은, 공기가 스페이서(400)를 통해 투과될 수 있도록, 일반적으로 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203) 쪽으로의 방향으로 배향되어 있다. 특정의 실시 형태에서, 이러한 채널은 일반적으로 도 6의 "y" 축에 평행하게 배향될 수 있다. 그렇지만, 채널이 공기가 상부 에지(203)의 일반적인 방향으로 유동할 수 있게 해주는 한, 이러한 채널은 임의의 각도로(예를 들어, "y"축으로부터 25도, 45도, 65도 등으로) 배향될 수 있다.
이 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 상기한 바와 같이 실질적으로 공기-투과성인 도관을 포함하는 (적어도) 하나의 차원을 포함하고, 또한 액상 콘크리트에 의해 실질적으로 침투될 수 없는 적어도 하나의 차원을 포함한다. 이러한 유형의 특정의 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 공기를 투과시킬 수 있도록 일반적으로 스페이서(400)의 상부 에지(402) 쪽으로 배향된 공기-침투성 도관을 포함하고, 도 6의 반경 방향 축 "r"을 따라 액상 콘크리트가 침투할 수 없다. 이러한 절연 스페이서는, 예를 들어, 채널 형성된 또는 물결 주름 형성된 구조물을 포함할 수 있으며, 채널은 일반적으로 도 6의 "y"축에 평행하게 지나가고, 물을 통과시키지 않는(water-impervious) 커버 시트가 절연 스페이서(400)의 외측 표면(403)을 덮고 있다. 또는, 이러한 절연 스페이서는 다공성(예를 들어, 섬유질) 공기-투과성 물질을 함유할 수 있으며, 물을 통과시키지 않는 커버 시트가 외측 표면(403)을 덮고 있다.
상기한 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)의 상부 소표면(402a)을 액상 콘크리트가 실질적으로 침투할 수 없게 만들기 위해, 덮거나 밀봉하거나 다른 방식으로 처리하는 것이 유용할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 절연 스페이서(400)는 (뜨거운) 공기가 위쪽으로[예를 들어, 화재 차단 링(200)의 상부 에지(203) 쪽으로] 침투하는 능력을 향상시키도록 용융, 분해, 연소 등이 되는 물질로 이루어져 있을 수 있다. 이러한 유형의 특정의 실시 형태에서, 열에 대해 (부분적으로, 실질적으로 또는 전체적으로) 용융, 연소, 분해 등이 되는 희생 물질을 사용하여 화재 차단형 관통로에 [예를 들어, 화재 차단 링(200)의 적어도 일부분과 주변의 콘크리트 사이에] 개방-단부형 공기-충전된 공동이 제공될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 초기에 공기-충전된 및/또는 공기-투과성(예를 들어, 다공성) 물질을 사용할 필요가 없을 수 있다. 오히려, 용융, 연소, 분해 등이 되어 화재 차단 링(200)의 적어도 일부분과 주변의 콘크리트 사이에 적어도 부분적으로 비어 있는(공기-충전된) 개방-단부형 공간 공동을 남기는 고체 물질(예를 들어, 왁스 링)을 포함하는 제거가능한 스페이서가 사용될 수 있다.
이 실시 형태의 변형에서, 스페이서 물질이 열을 가하는 것에 의해(예를 들어, 용융, 연소 등에 의해) 꼭 제거가능하게 되어야 할 필요는 없고 오히려 물리적으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 이러한 임시 스페이서는 콘크리트의 주입 및 양생 후에 (예를 들어, 하나의 편부로 그대로, 또는 연마에 의해 입자의 형태로) 제거되어, 화재 차단 링(200)의 적어도 일부분과 주변의 콘크리트 사이에 적어도 부분적으로 비어있는 (공기-충전된) 개방-단부형 공동을 남길 수 있는 물질을 함유할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 상기한 다공성 고정 부재(330)는 또한 다공성 절연층으로서 역할할 수 있다. 이러한 기능은, 액상 콘크리트가 다공성 고정 부재(330)의 다공성 내부(331)에 충분히 침투하여 부재(330)[따라서 화재 차단 링(200)]를 양생된 콘크리트에 적절히 고정시킬 수 있게 하지만 부재(330)의 절연 기능 및/또는 부재(330)의 공기-투과성 기능이 떨어지거나 파괴되도록 다공성 내부를 완전히 충전할 정도로 액상 콘크리트가 다공성 고정 부재(330)의 다공성 내부(331)에 완전히 침투하지는 않는 특성(다공성, 밀도, 습윤성 등) 및 차원을 갖도록, 다공성 고정 부재(330)를 설계함으로써 달성될 수 있다.
본 명세서에서 일반적으로 링이라고 지칭되고 일반적으로 원통형인 원뿔대 슬리브 상에 배치되기에 적당한 것으로 기술되고 있지만, 본 명세서에 개시된 화재 차단 링은 화재 차단 링이 특정의 형상의 슬리브 상에 적절히 배치될 수 있게 해주는 임의의 적당한 형상(예를 들어, 도 2의 "y"축을 따라 볼 때 단면이 타원형, 정사각형, 직사각형 등)으로 형성될 수 있다. 즉, 타원형 또는 정사각형 단면의 슬리브가 사용되는 경우, 정합하도록 타원형 또는 정사각형 형상의 화재 차단 "링"(200)이 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 링, 직경, 원주 등의 본 명세서에서 사용되는 용어가 이러한 비원형 슬리브에 대한 등가의 파라미터에 대응한다는 것을 잘 알 것이다.
종래의 사용에서, 슬리브(100)는 보통 적어도 약간 테이퍼져 있지만, 원하는 경우, 슬리브(100)의 기능을 부당히 방해하지 않는 한, 슬리브(100)가 테이퍼져 있지 않을 수 있다(예를 들어, 직선 원통). 종래의 사용에서, 슬리브(100)의 광폭 단부(103)는 보통 개방되어 있고, 슬리브(100)의 협폭 단부(102)는 보통 폐쇄되어 있다. 그렇지만, 원하는 경우, 슬리브(100)의 기능을 만족스럽지 않을 정도로 방해하지 않는 한, 광폭 단부(103)가 폐쇄되어 있을 수 있고 및/또는 협폭 단부(102)가 개방되어 있을 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법 및 장치가 기존의 슬리브와 함께 사용될 수 있지만, 화재 차단 링의 기능을 향상시키기 위해 특정의 선택적인 특징부들이 슬리브에 제공될 수 있다. 따라서, 어떤 특징부들이 도 7에 예시로서 도시되어 있다. 한가지 이러한 특징부는 플랜지(104)의 상부 표면(105)으로부터 돌출해 있는 고정 특징부(111)[높이가 수 ㎜인 플랜지를 포함할 수 있거나 높이가 ㎜ 이하인 스텁일 수 있음]이다. 이러한 고정 특징부는 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상의 제 위치에 위치시켜 보유하는 데 도움을 줄 수 있다. 그에 부가하여, 이러한 특징부는, 원하는 경우, 액상 콘크리트가 플랜지(104)의 상부 표면(105)과 화재 차단 링(200)의 하부 에지(204) 사이를 침투하는 능력을 최소화하는 데 도움을 줄 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 상기한 제거가능한 스페이서로서 기능하도록 특징부(111)가 [예를 들어, 충분한 높이로 화재 차단 링(200)의 외측 표면(202)에 충분히 가깝게 위치하게] 설계될 수 있다[따라서, 양생된 콘크리트로부터 슬리브(100)를 제거할 때, 특징부(111)가 이전에 차지하고 있던 공간에 개방-단부형 공동이 남는다].
다른 선택적인 특징부는 슬리브(100)의 링-수납 영역(109)의 최상단 단부에서 슬리브(100)의 본체(110)의 외측 표면(101)으로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 돌출해 있는 고정 특징부(115)[높이가 수 ㎜인 플랜지를 포함할 수 있거나 높이가 ㎜ 이하의 플랜지처럼 알아보기 어려울 수 있음]이다. 이러한 고정 특징부는 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상의 제 위치에 위치시켜 보유하는 데 도움을 줄 수 있다. 그에 부가하여, 이러한 특징부는 액상 콘크리트가 슬리브(100)의 본체(110)의 외측 표면(101)과 화재 차단 링(200)의 내부 표면(201) 사이를 침투하는 능력을 최소화하는 데 도움을 줄 수 있다.
특징부(115, 111)는 연속적인 특징부(예를 들어, 링)로서 제공될 수 있거나, 슬리브(100)의 본체 및/또는 플랜지 둘레에 일정 간격으로 있는 하나 이상의 개별적인 분리된 특징부로서 제공될 수 있다. 존재하는 경우, 특징부(111, 115)는 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상에 분리가능하게 장착하는, 원하는 경우, 슬리브(100)를 양생된 콘크리트로부터 제거하는, 기타 등등의 능력에 부당하게 영향을 주지 않도록 설계되어야 한다.
화재 차단 링(200)의 성능을 향상시킬 수 있는 다른 선택적인 특징부가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서, 슬리브(100)의 본체(110)의 링-수납 영역(109)은 테이퍼져 있지 않다. 따라서, 화재 차단 링(200)이 슬리브(100)에 마찰 결합하는 능력이 향상될 수 있고, [슬리브(100)의 본체(110)의 테이퍼로 인해 생기는] 슬리브(100)의 외측 표면(101)과 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201) 사이의 임의의 갭이 최소화될 수 있다[따라서, 액상 콘크리트가 슬리브(100)의 본체(110)의 외측 표면(101)과 화재 차단 링(200)의 내측 표면(201) 사이에 침투하는 능력을 최소화함]. 이러한 경우에, [링-수납 영역(109)과 협폭 단부(102) 사이의] 슬리브(100)의 본체(110)의 나머지 부분이, 원하는 경우, 여전히 테이퍼져 있을 수 있다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 방법은 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상의 제 위치에 배치하는 단계, 슬리브(100)를 형틀(113) 상에 위치시키는 단계, 액상 콘크리트가 슬리브(100) 외부의 공간(114)의 적어도 일부분을 채우도록 액상 콘크리트를 주입하는 단계, 콘크리트를 양생시키는 단계, 및 형틀(113) 및 슬리브(100)를 (동시에 또는 개별적으로) 제거하는 단계를 포함한다. 이것에 의해, 도 8[못(112)의 존재로 인해 생기는 특징부가 도시되어 있지 않음]에 도시된 바와 같이, 양생된 콘크리트(501)에 보이드 공간(관통로)(502)이 남는다. 슬리브(100)를 제거하는 동작에 의해, 화재 차단 링(200)이 슬리브(100)로부터 분리되고, 화재 차단 링(200)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 관통로(502)의 제 위치에 견고하게 보유된다.
도 8의 예시에서, 고정 브라켓(310)이 도시되어 있고, 콘크리트(501)가 고정 브라켓(310)의 밀봉된 돌출 부분(314) 및 네일헤드 부분(315)을 가지는 것으로 도시되어 있으며, 따라서 화재 차단 링(200)을 양생된 콘크리트(501)에 고정시키는 것을 향상시킨다. 또한, 절연 스페이서(400)가 도 8의 예시에 도시되어 있다. 절연 스페이서(400)는 공기-투과성 내부 영역(405), 액상 콘크리트가 침투할 수 없는 외측 표면(403), 액상 콘크리트가 침투할 수 없는 상부 소표면(402a), 및 공기-투과성이고 콘크리트 격벽(501) 아래의 공간(504)에 노출되어 있는 하부 소표면(401a)을 포함한다.
따라서, 본 명세서에 개시된 방법에 의해 화재 차단되는 관통로가 도 8에 도시되어 있다. [파이프(503)가 관통로(502)를 통해 삽입된 것으로 도시되어 있다.] 본 명세서에 기술한 바와 같이, 슬리브(100) 상의 제 위치에 화재 차단 링(200)을 배치하는 것에 의해, 화재 차단 링(200)이 관통로(502)의 하부 단부에 배치된다. 따라서, 화재 차단 링(200)은 유리하게도 콘크리트 격벽(501) 아래의 공간(504)에서 화재가 발생할 시에 신속하게 반응(예를 들어, 팽창)하도록 배치된다.
일 실시 형태에서, 이상에서 설명한 장치 및 방법은 팽창성 화재 차단 링(200)을 포함하는 관통로(502)가 화재-차단 능력의 특정 시험에 합격하도록 되어 있다. 특정의 실시 형태에서, 팽창성 화재 차단 링(200)을 포함하는 관통로(502)는 ASTM E 814 - 06(2006년에 규정됨)의 요구사항을 만족시킨다.
화재 차단 링(200)의 두께 "t"는 화재 차단될 관통로의 직경에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 비교적 작은 관통로 직경[예를 들어, 약 5.08 ㎝(2 인치)]에 대해 비교적 가는 화재 차단 링(200)[예를 들어, 약 0.32 ㎝(1/8 인치) 두께]이 사용될 수 있는 반면, 비교적 큰 관통로 직경[예를 들어, 약 1.27 ㎝(5 인치)]에 대해 비교적 두꺼운 화재 차단 링(200)[예를 들어, 약 1.27 ㎝(1/2 인치) 두께]이 사용될 수 있다.
슬리브(100)가 사전 적용된 화재 차단 링(200)을 구비할 수 있거나, [예를 들어, 화재 차단 링(200)이 슬리브(100)와 별도로 제공되는 경우] 슬리브(100) 상에 화재 차단 링(200)을 배치하는 것이 건설 현장에서 수행될 수 있다. 화재 차단 링(200)을 슬리브(100) 상에 배치하는 것은 슬리브(100)을 형틀(113) 상에 배치하기 이전에 수행될 수 있거나, 원하는 경우, 이 순서가 반대로 될 수 있다. 리테이너(들)(300)[브라켓(들)(310) 등]가 화재 차단 링(200)과 함께 사용되는 경우, 리테이너(300)는 화재 차단 링(200)에 사전 적용될 수 있거나, 리테이너(300)를 화재 차단 링(200) 상에 배치하는 것이 건설 현장에서 수행될 수 있다. 마찬가지로, 절연 스페이서(들)(400)가 화재 차단 링(200)과 함께 사용되는 경우, 절연 스페이서(400)는 화재 차단 링(200)에 사전 적용될 수 있거나, 절연 스페이서(400)를 화재 차단 링(200) 상에 배치하는 것이 건설 현장에서 수행될 수 있다.
하기의 절차에 의해 팽창성 화재 차단 링이 제조되었다. 두께가 대략 0.32 ㎝(1/8 인치)이고 폭이 5.08 ㎝(2 인치)이며 길이가 40.64 ㎝(16 인치)인 Interam Graphite Mat(Ultra GS)가 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M Company로부터 구입되었다. 두께가 대략 0.56 ㎝(7/32 인치)이고 폭이 5.08 ㎝(2 인치)이며 길이가 40.64 ㎝(16 인치)인 Interam I-10 Series Mat가 3M Company로부터 구입되었다. 3층 적층물이 제조되었으며, 2개의 외부층은 Ultra GS이고 중간층은 I-10이었다. 3개의 층은 3M Company로부터 구입된 3M High Strength Spray Adhesive 90을 사용하여 함께 유지되었다. 3층 적층물은 이어서 Alpha-Temp Style PPSA-44 라미네이트(미국 뉴저지주 레이크우드 소재의 Alpha Associates로부터 구입됨)로 래핑되었다. 적층물이 이어서 적층물의 단부를 서로 연결시켜 환상 링을 형성하기 위해 적층물의 장축을 따라 변형되었다. 적층물이 이어서 적층물의 인접한 단부를 스트랩핑 테이프(strapping tape)로 래핑함으로써 이 환상 링 구성으로 유지되었다. 이 동작의 결과, 내경이 대략 13.34 ㎝(5.25 인치)이고 높이가 5.08 ㎝(2 인치)인 팽창성 화재 차단 링이 형성되었다.
폭이 대략 1.27 ㎝(½ 인치)이고 길이가 10.16 ㎝(4 인치)인 26 게이지 시트 금속 스트립을 구입함으로써 고정 브라켓이 제조되었다. 스트립이 도 4 및 도 4a에 도시된 것과 유사한 형상을 갖는 고정 브라켓으로 굽혀졌다. 3개의 고정 브라켓이, 도 4에 도시된 것과 유사한 방식으로, 팽창성 화재 차단 링 둘레의 원주부를 따라 소정 간격으로 팽창성 화재 차단 링에 부착되었다.
제거가능한 슬리브가 미국 일리노이주 벨우드 소재의 Deslauriers, Inc.로부터 상표명 Econ-O-Sleeve 5으로 구입되었다. 슬리브가 (플랜지에 인접한) 광폭 단부에서 대략 13.35 ㎝(5.25 인치)의 측정된 직경을 갖는다는 것을 알았다. 3개의 고정 브라켓이 부착되어 있는 팽창성 화재 차단 링이 슬리브의 협폭 단부 상에 배치되고 제거가능한 슬리브의 광폭 단부에 있는 플랜지에 인접한 위치로 슬라이딩가능하게 이동되었다. 이 동작의 결과, 팽창성 화재 차단 링이, 슬리브의 광폭 단부에 인접한, 슬리브의 외측 표면 상에 분리가능하게 장착되어 있는 제거가능한 슬리브가 제공되었다.
대략 11.43 ㎝(4.5 인치) 두께의 콘크리트 슬라브가 제공되었다. 20.32 ㎝(8 인치) 직경의 구멍이 콘크리트 내에 코어 드릴링되었다. 슬라브가 베니어판 형틀 상단에 배치되었다. 팽창성 화재 차단 링 및 고정 브라켓을 갖는 제거가능한 슬리브가 20.32 ㎝(8 인치) 구멍 내에 배치되었으며, 제거가능한 슬리브의 플랜지가 베니어판 형틀과 접촉하였다.
Thorite Patching Material가 미국 미네소타주 샤코피 소재의 Chemrex로부터 구입되었고 적절한 양의 물과 혼합되어 20.32 ㎝(8 인치) 직경의 구멍에 대략 11.43 ㎝(4.5 인치) 깊이까지 주입되었고, 양생될 수 있게 하였다.
양생 후에, 베니어판 형틀 및 제거가능한 슬리브가 제거되었으며, 팽창성 화재 차단 링은 남겨져 양생된 Thorite에 견고하게 부착되었다. 이 절차의 결과, 팽창성 화재 차단재의 환상 링을 포함하는 관통로가 형성되었다.
10.16 ㎝(4 인치) 공칭 직경의 CCABS 파이프가 상기한 화재 차단형 관통로를 통해 배치되었다. CCABS 파이프를 갖는 화재 차단형 관통로가 이어서, 대략 3 시간의 화염 노출 및 그에 이은 호스 스트림 노출(hose stream exposure)을 비롯하여, ASTM E 814-06 ("Standard Test Method for Fire Tests of Through-Penetration")에 기술된 것과 유사한 방식으로 시험되었다. (화염 노출은 팽창성 물질의 환상 링에 가장 가까운 콘크리트 슬라브 측으로부터였다.) 화염 노출 동안 콘크리트 슬라브의 비노출된 측으로의 화염 침투가 관찰되지 않았으며, 호스 스트림 시험 동안 콘크리트 슬라브의 비노출된 측으로의 물 침투가 관찰되지 않았다.
전술한 시험 및 시험 결과들은 예언적이라기 보다는 단지 예시하고자 한 것이며, 시험 절차에서의 변화는 상이한 결과를 발생시키는 것으로 예상될 수 있다. 전술한 상세한 설명 및 실시예들은 단지 명확한 이해를 위하여 제공된 것이다. 이로부터의 제한은 불필요하다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 지금까지 본 발명의 여러 실시 형태를 참조하여 설명되었다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 설명된 실시 형태에서 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 명세서에 설명된 정확한 상세 사항과 구조가 아니라, 오히려 특허청구범위의 언어로 설명된 구조 및 이 구조의 등가물에 의해 제한되어야 한다.
100 : 슬리브 101 : 외측 표면
102 : 협폭 단부 103 : 광폭 단부
104 : 플랜지 107 : 구멍
108 : 체적 109 : 링-수납 영역
110 : 본체 112 : 부착 부재
113 : 형틀 114 : 공간
200 : 화재 차단 링 201 : 내측 표면
202 : 외측 표면 203 : 상부 에지
204 : 하부 에지 300 : 리테이너

Claims (26)

  1. 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로(firestopped through-penetration)를 생성하는 방법으로서,
    외측 표면과 광폭 단부(widest end) 및 협폭 단부(narrowest end)를 갖는 제거가능한 슬리브를 제공하는 단계,
    슬리브의 광폭 단부에 인접하여, 슬리브의 외측 표면에 팽창성 화재 차단 링(intumescent firestop ring)을 분리가능하게 장착하는 단계,
    형틀 상에 슬리브를 위치시키는 단계,
    슬리브 및 화재 차단 링 주위에 액상 콘크리트(liquid concrete)를 주입하는 단계,
    화재 차단 링이 콘크리트에 의해 견고하게 유지되도록 콘크리트를 양생시키는 단계, 및
    적어도 부분적으로 슬리브의 형상에 의해 정의되는 관통로를 제공하기 위해 슬리브를 양생된 콘크리트로부터 제거하는 단계를 포함하고,
    슬리브를 양생된 콘크리트로부터 제거하는 단계에 의해, 화재 차단 링이 슬리브로부터 분리되고 관통로의 제 위치에서 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지된 채로 있게 되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 액상 콘크리트가 주입될 때, 액상 콘크리트가 화재 차단 링의 표면의 적어도 일부분과 접촉하고, 그로써 콘크리트가 양생될 때, 적어도 부분적으로 콘크리트가 화재 차단 링의 표면의 적어도 일부분에 접합되는 것에 의해, 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지되는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 화재 차단 링은, 화재 차단 링이 슬리브의 외측 표면 상에 분리가능하게 장착될 때, 슬리브의 광폭 단부에 근접해 있는 하부 에지를 포함하고, 액상 콘크리트가 주입될 때, 액상 콘크리트가 화재 차단 링의 하부 에지에 인접한 공간 내로 침투하고, 그로써 콘크리트가 양생될 때, 적어도 부분적으로 화재 차단 링의 하부 에지에 인접한 양생된 콘크리트의 플랜지에 의해, 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지되는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 화재 차단 링이 적어도 외측 표면을 포함하고, 화재 차단 링이 화재 차단 링의 외측 표면에 대해 바깥쪽으로 돌출해 있는 적어도 하나의 돌출 부분을 포함하는 적어도 하나의 리테이너를 포함하며, 액상 콘크리트가 주입될 때, 액상 콘크리트가 리테이너의 돌출 부분의 적어도 어떤 부분을 적어도 부분적으로 밀봉시키거나 적어도 부분적으로 침투하며, 그로써 콘크리트가 양생될 때, 리테이너 및 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 견고하게 부착되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 화재 차단 링이 적어도 외측 표면 및 상부 에지를 포함하고, 팽창성 화재 차단 링이 화재 차단 링의 외측 표면에 인접하여 제공되는 적어도 하나의 절연 스페이서를 포함하며, 그로써 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 고정될 때, 절연 스페이서는 일반적으로 화재 차단 링의 상부 에지 쪽으로의 방향으로 절연 스페이서를 통해 공기가 침투할 수 있게 하는 적어도 하나의 도관을 제공하며, 절연 스페이서는 액상 콘크리트가 실질적으로 침투할 수 없는 적어도 하나의 차원을 가지는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 화재 차단 링이 적어도 외측 표면 및 상부 에지를 포함하고, 화재 차단 링이, 화재 차단 링의 외측 표면에 인접하여 제공되고 콘크리트의 양생 후에 제거되어 개방-단부형 공동을 남기는 적어도 하나의 제거가능한 스페이서를 포함하고, 그로써 공기가 일반적으로 화재 차단 링의 상부 에지 쪽으로의 방향으로 공동에 침투할 수 있는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 화재 차단형 관통로가 2006년에 규정된 ASTM E 814 - 06의 요구사항을 충족시키는 것인 방법.
  8. 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 생성하는 장치로서,
    외측 표면과 광폭 단부 및 협폭 단부를 갖는 제거가능한 슬리브, 및
    슬리브의 광폭 단부에 인접하여, 슬리브의 외측 표면에 분리가능하게 장착된 팽창성 화재 차단 링을 포함하며,
    슬리브는 주입된 콘크리트 격벽에 관통로를 생성하도록 구성되고,
    주입되어 양생된 콘크리트 격벽으로부터 슬리브를 제거하는 것에 의해 화재 차단 링이 슬리브로부터 분리되고 이로써 팽창성 화재 차단 링이 관통로 내에 위치하는 관통로를 제공하도록 슬리브와 링이 배열되어 있는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 화재 차단 링에 부착된 적어도 하나의 리테이너를 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 리테이너가 화재 차단 링의 원주부를 따라 소정 간격으로 있는 것인 장치.
  11. 제9항에 있어서, 리테이너의 적어도 일부분이 화재 차단 링의 외측 표면에 부착되는 것인 장치.
  12. 제9항에 있어서, 화재 차단 링이 외측 표면을 포함하고, 리테이너가, 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 밀봉되거나 적어도 부분적으로 침투될 수 있도록, 적어도 화재 차단 링의 외측 표면에 대해 바깥쪽으로 돌출해 있는 고정 부분을 가지는 것인 장치.
  13. 제12항에 있어서, 화재 차단 링이 내측 표면을 포함하고, 리테이너가 화재 차단 링의 내측 표면의 적어도 일부분에 인접해 있는 휨성이 있는 내측 부분을 가지는 것인 장치.
  14. 제13항에 있어서, 화재 차단 링이 제거가능한 슬리브의 광폭 단부에 근접해 있는 하부 에지를 포함하고, 리테이너가 화재 차단 링의 하부 에지에 인접해 있는 크레이들 부분을 포함하는 것인 장치.
  15. 제8항에 있어서, 화재 차단 링이 외측 표면을 포함하고, 화재 차단 링의 외측 표면에 인접하여 그의 바깥쪽에 배치된 적어도 하나의 절연 스페이서를 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 화재 차단 링이 제거가능한 슬리브의 광폭 단부로부터 먼쪽에 있는 상부 에지를 포함하고, 절연 스페이서는 공기가 일반적으로 화재 차단 링의 상부 에지 쪽으로의 방향으로 절연 스페이서를 통해 침투할 수 있게 하는 적어도 하나의 도관을 제공하며, 절연 스페이서는 액상 콘크리트가 실질적으로 침투할 수 없는 적어도 하나의 차원을 가지는 것인 장치.
  17. 제16항에 있어서, 절연 스페이서가 공기-투과성 다공성 물질을 함유하는 것인 장치.
  18. 주입되어 양생된 콘크리트 격벽에 화재 차단형 관통로를 제공하는 키트로서,
    적어도 외측 표면을 가지며 제거가능한 긴 슬리브의 외측 표면에 분리가능하게 장착되도록 구성되어 있는 적어도 하나의 팽창성 화재 차단 링, 및
    화재 차단 링에 고정되도록 구성되어 있는 적어도 하나의 리테이너를 포함하고,
    리테이너는, 리테이너가 화재 차단 링에 고정될 때, 액상 콘크리트의 양생 시에 리테이너 및 화재 차단 링이 양생된 콘크리트에 의해 견고하게 유지되도록 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있거나 액상 콘크리트에 의해 적어도 부분적으로 침투될 수 있게 하기 위해, 화재 차단 링의 외측 표면에 대해 바깥쪽으로 돌출하는 적어도 돌출 부분을 포함하는 것인 키트.
  19. 제18항에 있어서, 주입된 콘크리트 격벽에, 적어도 부분적으로 슬리브의 형상에 의해 정의되는 관통로를 제공하도록 구성되어 있는 적어도 하나의 제거가능한 긴 슬리브를 추가로 포함하는 키트.
  20. 제18항에 있어서, 키트가 복수의 리테이너를 포함하고, 다수의 리테이너가 화재 차단 링에 부착가능하도록 화재 차단 링 및 리테이너가 구성되어 있는 것인 키트.
  21. 제18항에 있어서, 화재 차단 링이 하부 에지를 포함하고, 리테이너는, 리테이너가 화재 차단 링에 부착될 때, 화재 차단 링의 하부 에지에 인접해 있는 크레이들 부분을 포함하는 것인 키트.
  22. 제18항에 있어서, 화재 차단 링이 내측 표면을 포함하고, 리테이너는, 리테이너가 화재 차단 링에 부착될 때, 화재 차단 링의 내측 표면의 적어도 일부분에 인접해 있는 휨성이 있는 내측 부분을 포함하는 것인 키트.
  23. 제18항에 있어서, 리테이너가 화재 차단 링에 부착되는 것인 키트.
  24. 제18항에 있어서, 적어도 부분적으로 공기-충전된 물질을 포함하는 적어도 하나의 절연 스페이서를 추가로 포함하는 키트.
  25. 제24항에 있어서, 화재 차단 링이 외측 표면 및 상부 에지를 포함하고, 절연 스페이서가 화재 차단 링의 외측 표면에 인접하여 배치되도록 구성되며, 그로써 절연 스페이서는 일반적으로 화재 차단 링의 상부 에지 쪽으로의 방향으로 절연 스페이서를 통해 공기가 침투할 수 있게 하는 적어도 하나의 도관을 제공하며, 절연 스페이서는 액상 콘크리트가 실질적으로 침투할 수 없는 적어도 하나의 차원을 가지는 것인 키트.
  26. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 절연 스페이서가 화재 차단 링에 부착되는 것인 키트.
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