KR20170123585A - 유인기류 형성 구성의 배연창호 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창틀 부근의 연기 배출이 활발하게 이루어지도록 하는 유인기류(誘引氣流)를 형성함으로써 배연(排煙) 효과를 극대화시킬 수 있는 "유인기류 형성 구성의 배연창호"에 관한 것이다.
본 발명에서는 창틀(1)에는 실내외측을 서로 연통시키는 관통부(10)가 형성되어 있으며; 관통부(10) 내에는 실내측 공기를 실외측으로 강제 배기시키는 배기팬(11)이 구비되어 있어서; 관통부(10) 내에 구비된 배기팬(11)의 작동에 의해 실내측의 공기를 관통부(10)를 통해서 실외측으로 강제로 배기시킴으로써, 창문(2)을 통해서 실내측의 공기가 실외측으로 배출되도록 유도하는 유인기류가 형성되는 것을 특징으로 하는 배연창호가 제공된다.

Description

유인기류 형성 구성의 배연창호{Smoke Discharging Window}

본 발명은 창틀 부근의 연기 배출이 활발하게 이루어지도록 하는 유인기류(誘引氣流)를 형성함으로써 배연(排煙) 효과를 극대화시킬 수 있는 "유인기류 형성 구성의 배연창호"에 관한 것이다.

빌딩 등과 같은 건물에는, 화재가 발생하였을 때 실내의 연기를 실외로 배기하기 위한 배연창호가 설치된다. 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0005504호에는 종래 기술에 따른 배연창호의 일예가 개시되어 있다. 일반적으로 배연창호는 여닫이문의 형태로 이루어진다.

그런데 종래기술에 따른 배연창호의 경우, 건물에서 발생하는 연돌효과(stack effect)로 인하여, 화재 발생시 실외에서 실내쪽으로 불어오는 바람과 실내의 압력 차이로 인하여, 배연창호를 통한 배연이 효과적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. 특히, 고층 건물의 경우에는 배연창호를 통한 배연이 전혀 이루어지지 않는 상황도 발생하게 된다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0005504호(2010. 05. 28. 공개).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 건물의 외벽에 구비되는 배연창호에서 실외에서 불어오는 바람으로 인한 연돌효과 발생에도 불구하고, 화재시 실내에서 발생되는 연기를 효과적으로 실외로 배기함으로써, 배연창호의 기능을 활성화시키고 안정적으로 발휘할 수 있게 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 창틀, 및 여닫이 방식으로 실외측을 향하여 개폐되는 창문을 포함하도록 구성되어 건물의 외벽에 설치되며; 창틀에는 실내외측을 서로 연통시키는 관통부가 형성되어 있으며; 관통부 내에는 실내측 공기를 실외측으로 강제 배기시키는 배기팬이 구비되어 있어서; 관통부 내에 구비된 배기팬의 작동에 의해 실내측의 공기를 관통부를 통해서 실외측으로 강제로 배기시킴으로써, 창문을 통해서 실내측의 공기가 실외측으로 배출되도록 유도하는 유인기류가 형성되는 것을 특징으로 하는 배연창호가 제공된다.

본 발명에 따른 배연창호는 창틀에서의 유도기류 형성 구성을 가지고 있어서, 창문이 개방된 부분의 주위에서 실외측 방향으로 강한 유도기류가 만들어지므로, 본 발명에 따른 배연창호를 건물 외벽에 설치하게 되면 실외측에서 배연창호를 향하여 바람이 불어오더라도 실내측의 공기가 매우 신속하고 원활하게 배연창호를 통해서 실외측으로 배출되며, 그에 따라 실내측에 화재가 발생하였을 경우에도 실내측의 연기가 배연창호의 창문 개방부분을 통해서 매우 쉽게, 그리고 신속하여 실외측으로 배출되며, 실내에 있던 사람들은 연식 질식의 위험에 노출될 가능성이 크게 줄어들게 되고, 실내로부터 대피할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따른 배연창호가 건물의 외벽면에 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 배연창호만을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 배연창호에서 창문의 도시는 생략하고 창틀만을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 선 A-A에 따른 개략적인 창틀의 연직방향 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 배연창호에서 유인기류가 형성되는 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배연창호의 성능 검증 시뮬레이션을 수행하기 위하여 설정한 건물의 형상을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7은 종래의 단순한 배연창이 도 6에 도시된 시뮬레이션 대상 층에 설치된 상태에서 실내측에 다량의 연기가 발생하였을 때의 상황을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시된 것에서 시뮬레이션 대상 층의 실내측 공기에 대한 유동 궤적만이 도시된 개략도이다.
도 9는 종래의 배연창에서 실내측 공기가 창문의 개방 부분을 통해서 배출되는 시뮬레이션 결과를 보여주는 개략적인 횡방향으로의 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 배연창호가 도 6에 도시된 시뮬레이션 대상 층에 설치된 상태에서 실내측에 다량의 연기가 발생하였을 때의 상황을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 개략도이다.
도 11은 도 10에 도시된 것에서 시뮬레이션 대상 층의 실내측 공기에 대한 유동 궤적만이 도시된 개략도이다.
도 12는 본 발명의 배연창호에서 실내측 공기가 창문의 개방 부분을 통해서 배출되는 시뮬레이션 결과를 보여주는 개략적인 횡방향으로의 측면도이다.
도 13은 창문의 크기가 더 커진 본 발명의 배연창호에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 배연창호에서 창문이 닫혀서 관통부를 덮은 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따른 배연창호(100)가 건물의 외벽면에 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 본 발명의 배연창호(100)만을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 본 발명의 배연창호(100)에서 창문(2)의 도시는 생략하고 창틀(1)만을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3의 선 A-A에 따른 개략적인 창틀(1)의 연직방향 단면도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼 본 발명에 따른 배연창호(100)는, 창틀(1), 및 여닫이 방식으로 실외측을 향하여 개폐되는 창문(2)을 포함하고 있는데, 창틀(1)에는 실내외측을 서로 연통시키는 관통부(10)가 형성되어 있으며, 관통부(10) 내에는 실내측 공기를 실외측으로 강제 배기시키는 배기팬(11)이 구비되어 있는 구성을 가진다.

구체적으로, 사각 형상을 가지는 창틀(1)이 구비되고, 창틀(1)에는 창문(2)이 실외측을 향하여 여닫이 방식으로 개폐되도록 구비된다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 창문(2)의 하단측이 창틀(1)에 힌지 결합되어 창문(2)의 상단측이 개폐되는 것으로 도시되어 있으나, 이와 반대로 창문(2)의 상단측이 창틀(1)에 힌지 결합되고 창문(2)의 하단측이 실외측을 향하여 여닫이 방식으로 개폐되도록 구비되어도 무방하다.

본 발명에서 창틀(1)에는 실내외측을 서로 연통시키는 관통부(10)가 형성되어 있다. 상기 관통부(10)는, 창문(2)의 4개 변을 둘러싸는 창틀(1)의 4개 부분 중에서, 창문(2)의 좌우측에 위치하는 좌우측 창틀 부분과, 창문(2)의 여닫이를 위한 힌지가 결합되지 않는 위쪽의 수평측 창틀 부분에 형성되며, 창틀(1)의 길이를 따라 길게 장공(長空)형태로 형성된다. 좌우측 창틀 부분에 형성된 관통부와, 수평측 창틀 부분에 형성된 관통부는 서로 연통되어도 무방하지만, 도면에 예시된 것처럼, 연통되지 않은 채 개별적으로 형성되어도 무방하다.

또한 관통부(10)는, 좌우측 창틀 부분에만 형성되고 수평측 창틀 부분에는 형성되지 않을 수도 있고, 이와 달리 수평측 창틀 부분에만 형성되고 좌우측 창틀 부분에는 형성되지 않을 수도 있다. 그러나 후술하는 것처럼 좌우측 창틀 부분과 수평측 창틀 부분 모두에 관통부(10)가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서 창틀(1)에는 관통부(10)가 형성되어 있으므로, 실내측 공기는 개방된 상태의 창문(2) 뿐만 아니라, 관통부(10)를 통해서도 실외측으로 배출될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 실내측 공기를 강제로 실외측으로 배기시키는 배기팬(fan)(11)이 관통부(10)에 구비된다. 도면에 예시된 것처럼, 배기팬(11)은 관통부(10)의 내부에 배치될 수 있으며, 장공 형태로 형성된 각각의 관통부(10) 내에 복수개가 구비될 수 있다.

본 발명에서는 위와 같은 창틀(1)의 구성을 통하여, 실내측 공기를 효과적으로 실외측으로 배기할 수 있도록 하는 "유인기류(誘引氣流)"를 형성하게 된다. 즉, 관통부(10) 내에 구비된 배기팬(11)의 작동에 의해 실내측의 공기를 관통부(10)를 통해서 실외측으로 강제로 배기시키면서 실외측 방향으로 공기가 토출되도록 하는 기류 즉, 유인기류를 형성하게 되는 것이다. 도 5에는 도 2에 도시된 본 발명의 배연창호(100)에서 유인기류가 형성되는 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 5에서 유인기류는 화살표 A로 표현되어 있다.

이와 같이, 창틀(1)을 통해서 실내측 공기를 실외측으로 강제로 배출시켜 바람을 일으킴으로써 유인기류가 형성되면, 개방된 창문(2)을 통해서 실내측의 공기가 배출되는 것 역시 매우 활발하게 이루어진다. 즉, 창틀(1)을 통해서 실외측으로 강제 배출되는 실내측 공기의 흐름(유인기류)은, 창문(2)을 통해서 실내측의 공기가 실외측으로 배출되는 것이 더욱 활발하게 이루어지도록 유도하는 작용을 하게 되는 것이다. 따라서 창문(2)을 통해서 실외측으로 배출되는 실내측 공기의 흐름이 빠르게 이루지는 유리한 효과 즉, 창문(2)을 통한 배출기류의 풍속 상승의 효과가 발휘되며, 그에 따라 실내측에 화재가 발생하였을 때, 실내측에 대한 배연 작용이 매우 신속하게 이루어지게 되어 실내측에 체류하는 연기가 줄어들게 되고, 화재 초기 단계에서 실내측에 있던 사람들이 피난할 수 있는 시간적 여유를 더욱 길게 확보할 수 있게 되어, 화재시의 인명 사고 발생 가능성을 현저하게 줄일 수 있게 되는 장점을 가지게 된다.

특히, 위와 같은 본 발명에 따른 배연창호(100)에서 발휘되는 유인기류 발생 및 그에 따른 실내측에 대한 배연 작용 향상 효과는, 후속하여 설명하는 시뮬레이션을 통해서도 명확하게 검증되었다.

도 6에는 시뮬레이션을 수행하기 위하여 설정한 건물의 형상을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 시뮬레이션이 수행된 건물은 6층 높이의 건물로 설정하였으며, 도 6에서 음영표시된 상자 형태의 부분이 본 발명의 배연창호(100)가 설치된 "시뮬레이션 대상 층"의 실내에 해당한다. 도 7에는 종래의 단순한 배연창이 도 6에 도시된 시뮬레이션 대상 층에 설치된 상태에서 실내측에 다량의 연기가 발생하였을 때의 상황을 시뮬레이션 한 결과가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7에 도시된 것에서 시뮬레이션 대상 층의 실내측 공기에 대한 유동 궤적만이 도시되어 있다. 도 7에서 화살표로 표시된 것은 실외측에서 배연창을 향하여 외부 공기가 바람의 형태로 불어오는 것을 보여주는 것이며, 시뮬레이션 대상 층을 나타내는 사각 상자 내에 선들은 실내측의 공기(연기) 상태를 보여주는 것이다. 도 9에는 종래의 배연창에서 실내측 공기가 창문의 개방 부분을 통해서 배출되는 시뮬레이션 결과를 보여주는 개략적인 횡방향(수평방향)으로의 측면도가 도시되어 있다.

도 7 내지 도 9에서 알 수 있듯이, 종래의 단순한 배연창이 구비된 건물의 경우, 배연창을 개방해두더라도, 실외측에서 불어오는 외기의 흐름은 직접적으로 배연창을 향하게 되고, 이로 인하여 배연창의 위치에서 실외측과 실내측 간의 압력 차이가 발생하게 된다. 이러한 배연창에서의 실내외측간의 압력 차이로 인한 연돌현상 때문에, 실내측의 공기가 배연창으로 쉽게 배출되지 못하고 실내측에 계속 머무르게 되는 현상이 발생한다. 특히, 도 9에서 알 수 있듯이, 실내측의 공기가 배연창의 창문이 개방된 부분을 통해서 실외측으로 빠져나가는 속도가 매우 느리다. 결국 실내측에 화재가 발생하였을 경우, 종래의 배연창만으로는 연기가 쉽게 빠져나가지 못하고 실내에 계속 체류하게 되는 현상이 발생하게 되며, 그에 따라 실내에 있던 사람들은 연식 질식의 위험에 노출되어 인명사고의 발생가능성이 매우 높은 것이다.

도 10 내지 12에는 각각 본 발명의 배연창호(100)가 설치되었을 때의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도 7 내지 도 9에 대응되는 도면이 도시되어 있다. 도 10 내지 도 12에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 배연창호(100)의 경우, 창틀(1)에서의 유도기류 형성 구성을 가지고 있으므로, 창문(2)이 개방된 부분의 주위에서 실외측 방향으로 강한 유도기류가 만들어진다. 따라서 실외측에서 배연창호를 향하여 바람이 불어오더라도, 이러한 바람 즉, 배연창호를 향하는 외기의 흐름은, 유도기류에 의해 그 방향이 전환되고 도 10에서 화살표로 도시된 것처럼 건물의 외벽면을 타고 위쪽이나 횡방향으로 방향전환하여 흐르게 된다. 따라서 배연창의 위치에서 실외측과 실내측 간의 압력 차이는 크게 줄어들게 되고, 그에 따라 실내측의 공기는 배연창호(100)의 창문 개방 부분으로 쉽고 신속하게 배출된다. 본 발명의 배연창호(100)에 대한 시뮬레이션 결과인 도 10 및 도 11 각각을 종래 기술에 대한 도 7 및 도 8과 비교하여 보면, 실내측의 공기(연기)의 양이 종래 기술에 비하여 본 발명이 현저하게 적음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배연창호(100)를 설치할 경우, 실내측에 체류하는 공기는 종래 기술의 경우에 비하여 현저하게 적은 것이며, 이는 결국 본 발명에 따른 배연창호(100)를 설치하게 되면 실외측에서 배연창호를 향하여 바람이 불어오더라도 실내측의 공기가 매우 신속하고 원활하게 배연창호(100)를 통해서 실외측으로 배출되고 있음을 보여주는 것이다. 특히, 도 12에서 알 수 있듯이, 본 발명의 배연창호(100)를 설치하였을 경우, 실내측의 공기가 창문이 개방된 부분을 통해서 실외측으로 빠져나가는 속도가 매우 빠르다. 따라서 본 발명의 배연창호(100)를 설치한 층에서는, 실내측에 화재가 발생하였을 경우에도 실내측의 연기가 배연창호(100)의 창문 개방부분을 통해서 매우 쉽게, 그리고 신속하여 실외측으로 배출되며, 그에 따라 실내에 있던 사람들은 연식 질식의 위험에 노출될 가능성이 크게 줄어들게 되고, 실내로부터 대피할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

필요에 따라서는 본 발명의 배연창호(100)에 구비된 창문(2)의 크기가 관통부(10)를 덮을 수 있을 정도로 크게 만들 수도 있다. 도 13에는 창문(2)의 크기가 더 커진 본 발명의 배연창호(100)에 대한 도 2에 대응되는 개략적인 사시도가 도시되어 있고 도 14에는 도 13에 도시된 배연창호(100)에서 창문(2)이 닫혀서 관통부(10)가 창문(1)에 의해 덮여 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면에 예시된 것처럼, 창문(2)의 가장자리를 더 확장시켜서 창문(2)이 창틀(1)을 덮을 수 있는 크기를 가지도록 제작하게 되면, 창문(2)을 닫았을 때 관통부(10)가 창문(2)에 의해 덮이게 된다. 따라서 관통부(10)의 존재로 인한 실내외 간의 열교환을 차단할 수 있게 되어 실내의 냉,난방 손실을 방지할 수 있게 되는 추가적인 장점이 발휘된다. 도 13 및 도 14에 도시된 실시예에 대한 나머지 구성 및 특징들은 앞서 설명한 것과 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

1: 창틀
2: 창문
10: 관통부
11: 배기팬
100: 배연창호

Claims (3)

1. 창틀(1), 및 여닫이 방식으로 실외측을 향하여 개폐되는 창문(2)을 포함하도록 구성되어 건물의 외벽에 설치되며;
   창틀(1)에는 실내외측을 서로 연통시키는 관통부(10)가 형성되어 있으며;
   관통부(10) 내에는 실내측 공기를 실외측으로 강제 배기시키는 배기팬(11)이 구비되어 있어서;
   관통부(10) 내에 구비된 배기팬(11)의 작동에 의해 실내측의 공기를 관통부(10)를 통해서 실외측으로 강제로 배기시킴으로써, 창문(2)을 통해서 실내측의 공기가 실외측으로 배출되도록 유도하는 유인기류가 형성되는 것을 특징으로 하는 배연창호.
   
2. 제1항에 있어서,
   관통부(10)는 창틀(1)의 길이를 따라 길게 장공(長空)형태로 형성되며;
   배기팬(11)은, 장공 형태로 형성된 각각의 관통부(10) 내에 복수개로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배연창호.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   창문(2)의 가장자리가 더 확장됨으로써 창문(2)이 창틀(1)을 덮을 수 있는 크기를 가지고 있어서, 창문(2)을 닫았을 때 관통부(10)가 창문(2)에 의해 덮이는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 배연창호.

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