KR20170137426A - 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물의 외벽에 부착되는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 건물의 개구부를 통해 이웃한 건물의 다른 층으로 화재가 확산되는 것을 방지하기 위해 건물의 외벽, 개구부의 둘레 그리고 건물의 층과 층 사이가 경계를 이루도록 부착되며, 단열성이 우수한 미네랄울의 일측 표면에 불연재를 도포하여 불연 및 내열성, 내구 및 내후성, 흡음성을 향상시키고, 타측 표면에 미네랄울의 형상을 유지시키기 위한 형상유지시트가 부착되는 건축용 외벽 단열재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 건물의 외벽에 부착되는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 건물의 개구부를 통해 이웃한 건물의 다른 층으로 화재가 확산되는 것을 방지하기 위해 건물의 외벽, 개구부의 둘레 그리고 건물의 층과 층 사이가 경계를 이루도록 부착되며, 단열성이 우수한 미네랄울의 일측 표면에 불연재를 도포하여 불연 및 내열성, 내구 및 내후성, 흡음성을 향상시키고, 타측 표면에 미네랄울의 형상을 유지시키기 위한 형상유지시트가 부착되는 건축용 외벽 단열재에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용하는 건축용 외벽 단열재는 난연성 합성수지 섬유, 발포합성수지판, 석재, 유리섬유, 외부패널, 황토, 세라믹물질, 코르크, 석고 등의 다양한 재료로 사용한다.
특히, 단열성 및 흡음성이 우수하고 흡습성이 적으며 시공성을 향상시키기 위해 발포수지류를 혼합한 유기질을 이용한 건축용 외벽 단열재가 널리 사용되고 있는데, 그 종류로는 화학적으로 합성한 스티로폼이라고 불리는 발포 폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화비닐, 기타 플라스틱류 등이 있다.
그러나 이와 같은 유기질 건축용 외벽 단열재는, 열에 약하여 건물에 화재 발생 시 화재의 확산이 빠르게 이루어질 수 있다는 단점이 있으며, 독자적으로 사용하지 못하고 다른 재료와 복합적으로 사용하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 화재 발생시에 유독가스를 내뿜어 많은 인명피해를 유발하게 되는 원인이 되고, 세월이 흐름에 따라 단열재의 재질이 열화 되어 보온, 방음 등의 기능이 저하되는 단점이 있으며, 폐기 처리시 쉽게 썩지 않아 환경 오염의 문제점을 고스란히 가지고 있다.
때문에, 최근에는 상기와 같은 문제점을 일부 해결하기 위해 난연성 합성수지를 단열재의 주요 재료로 사용하여 가공하고 있으나, 이는 화재시 초기 진압에 실패하여 섭씨 1,000℃ 부근까지 이르게 될 경우 역시 연소하기 때문에 종래의 문제점을 해소하지 못하고 있다. 또한, 상기와 같이 건물의 외벽에 부착되는 단열재가 쉽게 열화되는 것을 보완하기 위해 석재, 세라믹물질 등을 사용하고는 있으나, 이 또한 열에는 강하지만 그 무게가 무겁고 방음 및 단열효과를 충분히 거둘 수 없다.
뿐만 아니라, 유리섬유를 단열재의 주 재료로 사용하여 불연성, 방음, 단열 등의 효과를 거두려는 시도가 있었지만, 이 유리섬유는 제조 및 설치과정에서 미세한 유리섬유가 공기 중에 부유하게 되어 피부에 흡착되거나 호흡기를 통하여 인체 내부로 흡입되고 설치 후에도 미세한 유리섬유가 단열재로부터 지속적으로 배출되어 인체 및 주거환경의 오염이 유발되는 문제점이 있다.
또한, 상기의 건축용 외벽 단열재는 그 자체로 어떠한 벽체를 구성하기 어려워 단열재의 양측에 합성수지재나 샌드위치 판넬용 철판 또는 일정한 두께를 갖는 판재를 덧대어 사용해 왔다. 이와 같은 구조로 인해 건축용 외벽 단열재의 강성은 확보할 수 있었으나, 무게가 무겁고 제조단가의 상승으로 인해 제품의 단가가 높아 널리 쓰이지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 건물의 내외벽에 설치되어 단열성능을 가지되, 건물내의 화재 발생 시 화재의 확산을 방지할 수 있도록 불연 및 내화성이 높고 유독가스의 분출이 억제되어 치명적인 인명손실 및 재산손실을 미연에 방지할 수 있는 건축용 외벽 단열재의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 건물의 내외벽에 부착되어 시공될 수 있으며, 건물에 화재 발생 시 화염에 지속적으로 노출되어도 불에 타지 않음과 동시에 건물의 단열 성능을 확보할 수 있고 유독성 가스의 배출을 최소화하여 인명피해 및 재산손실을 방지할 수 있는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 건물뿐만 아니라 방화벽 방화문 등의 내부에 설치가 가능하고, 건축용 단열재의 제조단가를 낮춰 건설비용을 절감할 수 있으며, 내구성이 높아 충격 및 저항성이 강해 취급이 용이하여 시공의 편의성이 증대될 수 있는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재를 제공한다.
본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재는 소정의 크기로 절단되며, 천연적으로 얻어지는 광물섬유(Mineral fiber)로 이루어진 불연패널(100); 상기 불연패널(100)의 상면에 일정한 두께로 도포되는 내화코팅층(200); 상기 내화코팅층(200)과 대칭을 이루는 상기 불연패널(100)의 하면에 상기 불연패널(100)의 형상을 유지시키고, 건물의 외벽으로부터 상기 불연패널(100)의 내측으로 유입되는 습기의 침투를 방지하는 형상유지시트(300);를 포함하되, 상기 내화코팅층(200)은 상기 불연패널(100)의 측면의 일부에 더 도포되어 상기 불연패널(100)을 이웃하여 배열하는 경우 이웃한 불연패널(100) 사이의 틈으로 불꽃이 침투하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 내화코팅층(200)은 실리콘(Si) 25~30중량%, 알루미늄(Al) 20~25중량%, 타이타늄(Ti) 20~25중량%, 지르코늄(Zr) 25~30중량%을 산소, 탄소, 질소와 1100~1500℃에서 결합하여 만든 산화물을 일정한 크기로 분쇄한 내화분말과 이산화규소(SiO2)가 포함된 규사 및 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 제2인산나트륨(Na2HPO4), 페놀수지(Phenolic resin)가 2:2:2:4의 중량 비율로 이루어진 접착제와 규산칼슘(Calcium silicate)을 포함하되,
상기 내화분말, 규사, 접착제 및 규산칼슘과 물을 2:1:1:1:1의 중량 비율로 혼합하여 일정한 두께로 분사 한 후 건조시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 불연패널(100)의 상면에는 상기 내화코팅층(200)의 표면적을 증가시키기 위한 돌출부(110)가 돌출 형성되며, 상기 돌출부(100)는 일정한 간격을 이루며 다수개 배열될 수 있다.
그리고 상기 형상유지시트(300)는 외부에 노출되는 은박층, 상기 불연패널(100)의 하면과 접촉되는 유리섬유(Glass fiber)층, 상기 은박층과 상기 유리섬유층 사이에 형성되며, 상기 은박층과 유리섬유층을 상기 불연패널(100)에 접착시키는 실리콘(Silicon)층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건물 내부에서 화재발생 시 개구부를 통해 화재가 확산 되는 것을 방지할 수 있도록 건물 내,외벽의 개구부에 부착될 수 있으며, 내열성능을 향상시키기 위해 광물섬유를 사용하였고, 천연적으로 얻어지는 재료를 사용하여 제조하였으므로 오염물질의 방출량이 없어 새집증후군 등의 예방효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 불연패널의 일면에 불연 및 내화성능이 높은 내화코팅층을 도포하여 화염에 노출시 불이 번지지 않으며, 불연패널을 이웃하여 시공하는 경우 이웃한 불연패널의 틈 사이로 불꽃이 침투되는 것을 방지하기 위해 불연패널의 측면에도 내화코팅층을 더 도포하였다.
또한, 본 발명은 불연 및 난열성능을 보다 향상시키기 위해 불연패널의 상면에 돌출부를 형성하여 내화코팅층의 표면적을 증가시켰으며, 내화코팅층과 마주보는 일면에 불연패널의 형상을 유지하는 형상유지시트를 부착하여 불연패널의 충격 및 저항성을 높이고 가공최적화를 이루어 작업시간 단축 및 인건비의 절감 등의 추가적인 이점을 제공한다.
도 1 은 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 전체적인 모습을 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 제조순서를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명의 불연패널의 상면에 구비된 돌출부와 내화코팅층의 도포 방법을 나타낸 사시도.
도 4 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 비교 실시예를 나타낸 사진.
도 2 는 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 제조순서를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명의 불연패널의 상면에 구비된 돌출부와 내화코팅층의 도포 방법을 나타낸 사시도.
도 4 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 비교 실시예를 나타낸 사진.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 전체적인 모습을 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 제조순서를 나타낸 사시도, 도 3 은 본 발명의 불연패널의 상면에 구비된 돌출부와 내화코팅층의 도포 방법을 나타낸 사시도, 도 4 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도, 도 5 는 본 발명의 시공 상태의 실시예를 나타낸 사시도, 도 6 은 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재의 비교 실시예를 나타낸 사진에 관한 것이다.
도 1 을 참조하면 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재는 불연패널(100)을 갖는다. 불연패널(100)은 일정한 규격을 이루도록 소정의 크기로 절단된다. 바람직하게는 폭(W) 500mm, 400mm, 200mm, 길이(L) 1200mm, 1000mm의 크기로 절단될 수 있고, 두께(T)sms 지역에 따라 중부 145mm, 남부 115mm, 제주 75mm의 두께로 제작될 수 있다. 상기의 폭과 길이 및 두께는 하나의 예시에 해당하므로 사용자 및 주문자의 조건에 따라 다양하게 변경하여 사용할 수 있다.
또한 불연패널(100)은 천연적으로 얻어지는 광물섬유(Mineral fiber)로 이루어질 수 있다. 이는 광물에서 얻어지는 것을 말하고, 무기질 광석으로써 불에 잘 타지 않으며 사용온도가 높아 내열성능이 높다. 이와 같은 섬유를 일정한 압력으로 가압하여 소정의 두께를 형성한 후 상기의 일정한 규격대로 가공한다. 그리고 불연패널(100)은 EPS, 우레탄폼, 아이소핑크, 그라스울, 미네랄울 중 어느 하나로 제조될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 불연패널(100)의 상면에는 일정한 두께로 내화코팅층(200)이 도포된다. 내화코팅층(200)은 내화분말, 규사, 접착제, 규산칼슘(Calcium silicate)으로 이루질 수 있다.
내화분말은 비금속 또는 무기질 재료를 높은 온도에서 가공한 산화물을 일정한 크기, 바람직하게는 미세한 가루로 분쇄한 형태를 이루는 세라믹(Ceramic) 분말에 해당할 수 있다. 상기의 내화분말은 실리콘(Si) 25~30중량%, 알루미늄(Al) 20~25중량%, 타이타늄(Ti) 20~25중량%, 지르코늄(Zr) 25~30중량%을 산소, 탄소, 질소와 1100~1500℃에서 결합하여 만든 산화물, 탄화물 질화물로 이루어진다. 또한, 내화분말은 탄화규소(炭化硅素), 질화규소(窒化硅素), 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconia), 바륨티타네이트(barium titanate) 등과 같은 고순도의 합성원료를 일정비율로 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같은 혼합물로 이루어진 내화분말은 금속이나 플라스틱과 달리 상당히 높은 온도가 될 때까지는 용융하거나 분해되지 않는다. 즉, 내열성(耐熱性)이나 내화성(耐火性)이 탁월하며, 제철소의 용광로, 우주선의 선미 부분 등 내열재료로서 다양한 분야에서 이용되고 있기 때문에 고온에서도 안정성을 제공할 수 있는 추가적인 이점이 발생한다.
규사는 무수규산인 이산화규소(SiO2) 성분이 포함된 일정한 크기를 갖는 알갱이 형태를 이룬다. 이와 같은 규사는 천연규사와 인조규사로 구분할 수 있는데 두 종류의 규사는 내화성에 큰 차이가 없기 때문에 사용자가 선택적으로 사용할 수 있다.
접착제는 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 제2인산나트륨(Na2HPO4), 페놀수지(Phenolic resin)를 2:2:2:4의 중량 비율로 혼합한 후 점성을 가지도록 소량의 물과 혼합한다.
그리고, 규산칼슘(Calcium silicate)은 산화칼슘과 이산화규소의 혼합물에 해당한다. 규산칼슘은 물과 혼합되는 경우 반응하여 일정한 경도를 가지도록 경화되는데, 이는 내화코팅층(200)이 일정한 경도를 가지도록 하기 위함이다.
상기의 내화분말, 규사, 접착제 및 규산칼슘을 물과 2:1:1:1:1의 중량 비율로 혼합하여 액상의 형태로 불연패널(100)의 일면에 일정한 두께로 분사한 후 건조 시킨다. 이때 내화코팅층(200)이 균일하게 도포될 수 있도록 스프레이(Spray)건을 이용하여 분사하는 것이 바람직하다.
또한, 접착제와 규산칼슘이 내화분말보다 입자가 큰 규사를 불연패널(100)에 견고하게 부착시킬 수 있기 때문에 규사가 불연패널(100)로 부터 쉽게 떨어지는 현상을 방지할 수 있는 추가적인 이점이 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 내화코팅층(200)과 대칭을 이루는 불연패널(100)의 하면에는 형상유지시트(300)가 부착된다. 형상유지시트(300)는 건물의 외벽으로부터 불연패널(100)의 내측으로 유입되는 습기의 침투를 방지하는 목적과, 불연패널(100)의 형상을 유지시키기 위한 목적을 갖는다.
즉, 불연패널(100)의 모서리 부분이나 외측부분은 경도가 비교적 약해 쉽게 파손될 수 있는데, 형상유지시트(300)를 부착함으로 인해 불연패널(100)의 경도를 높일 수 있다. 형상유지시트(300)와 불연패널(100)은 상기의 접착제를 이용하여 부착시킬 수 있다. 또한, 건물의 외벽과 불연패널(100) 사이에 형상유지시트(300)가 위치함으로 건물의 외측 또는 내측으로부터 유입되는 습기의 침투를 차단할 수 있다.
또한, 형상유지시트(300)는 은박층, 유리섬유층, 실리콘(Silicon)층으로 이루어질 수 있는데, 은박층은 외부에 노출되며, 금속재 은 또는 알루미늄 등을 얇게 늘인 층에 해당한다. 그리고 유리섬유(Glass fiber)층은 형상유지시트(300)의 인장강도를 강화시키기 위한 즉, 찢어지는 현상이 발생되는 것을 방지하기 위해 구비되며, 실리콘층은 은박층과 유리섬유층 사이에 위치하여 은박층과 유리섬유층을 상기 불연패널(100)에 접착시키기 위한 목적으로 형성된다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 내화코팅층(200)은 불연패널(100)의 측면을 따라 더 도포되는 연장코팅층(210)을 포함한다. 연장코팅층(210)은 내화코팅층(200)과 동일한 재료 및 재질로 이루어지며, 내화코팅층(200)으로부터 연장된다. 즉, 연장코팅층(210)은 불연패널(100)의 상면에 도포되는 내화코팅층(200)으로부터 연장되어 불연패널(100)의 측면 일부 또는 측면 전체에 더 도포될 수 있는 것이다. 이로 인해 불연패널(100)을 다수개 이웃하여 시공하는 경우 이웃한 불연패널(100) 사이에 이격된 틈으로 불꽃이 침투하더라도 침투된 불꽃에 의해 불연패널(100)이 타는 현상을 방지할 수 있다.
도 3 을 참조하면 불연패널(100)의 상면에는 소정의 높이로 돌출되는 돌출부(110)가 형성된다. 돌출부(110)는 단면적이 상측으로 갈수록 작아지는 사다리꼴 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 돌출부(110)는 일정한 간격으로 이격되어 다수개 배열될 수 있다. 이로 인해 불연패널(100)의 상면에 내화코팅층(200)이 도포되면 내화코팅층(200)의 표면적이 더 넓어져 불연 및 내화 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1 을 참조하면 내화코팅층(200)의 도포가 완료된 불연패널(100)의 상면에는 화스너(불연패널(100)을 건물의 외벽면에 고정시키기 위한 별도의 고정수단)의 위치를 안내하기 위한 위치표시홈(101)이 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5 를 참조하면 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재는 건물의 개구부의 주위를 감싸며 시공될 수 있거나, 건물의 층과 층 사이가 경계를 이루도록 건물의 외측둘레면을 따라 연장되어 시공될 수 있다.
도 6 을 참조하면 실시예의 각각의 사진은 불연패널(100)의 상면에 1200~1300℃로 온도를 갖는 불꽃을 30분간 접촉시켰을 경우를 나타낸 것이다.
즉, 실시예1의 경우 내화코팅층(200)이 불연패널(100)의 상면에 도포되지 않은 제품에 해당하며, 사진에서 확인되는 바와 같이 불꽃이 불연패널(100)을 일정깊이로 녹일 수 있는 것을 알 수 있다.
실시예2는 불연패널(100)의 상면에 내화코팅층(200)이 도포된 사진이며, 상기 비교사진1과 동일한 조건에서 불꽃을 접촉시키면 사진에서 확인되는 바와 같이 불꽃이 불연패널(100)의 내부를 뚫지 못하고 불연패널(100)의 형상이 최초 형상과 동일한 형상을 이루고 있는 것을 알 수 있다.
이처럼 본 발명의 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재는 불연패널(100)의 일면에 불연 및 내화성능이 높은 내화코팅층(200)을 도포하여 내화코팅층(200)이 화염에 노출시 화염의 확산을 방지하고, 불연패널(100)의 형상을 유지하는 형상유지시트(300)를 추가로 부착하여 불연패널(100) 강도와 시공성 및 가공최적화를 이루어 보다 경제적이고 간편한 이점이 있다.
100 : 불연패널
110 : 돌출부
101 : 위치표시홈 200 : 내화코팅층
210 : 연장코팅층 300 : 형상유지시트
101 : 위치표시홈 200 : 내화코팅층
210 : 연장코팅층 300 : 형상유지시트
Claims (5)
- 소정의 크기로 절단되며, 천연적으로 얻어지는 광물섬유(Mineral fiber)로 이루어진 불연패널(100);
상기 불연패널(100)의 상면에 일정한 두께로 도포되는 내화코팅층(200);
상기 내화코팅층(200)과 대칭을 이루는 상기 불연패널(100)의 하면에 상기 불연패널(100)의 형상을 유지시키고, 건물의 외벽으로부터 상기 불연패널(100)의 내측으로 유입되는 습기의 침투를 방지하는 형상유지시트(300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재. - 제 1 항에 있어서,
상기 내화코팅층(200)은 상기 불연패널(100)의 측면의 일부에 연장코팅층(210)이 더 도포 되어 상기 불연패널(100)을 이웃하여 배열하는 경우 이웃한 불연패널(100) 사이의 틈으로 불꽃이 침투하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 내화코팅층(200)은
실리콘(Si) 25~30중량%, 알루미늄(Al) 20~25중량%, 타이타늄(Ti) 20~25중량%, 지르코늄(Zr) 25~30중량%을 산소, 탄소, 질소와 1100~1500℃에서 결합하여 만든 산화물을 일정한 크기로 분쇄한 내화분말과
이산화규소(SiO2)가 포함된 규사 및
산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl2), 제2인산나트륨(Na2HPO4), 페놀수지(Phenolic resin)가 2:2:2:4의 중량 비율로 이루어진 접착제와
규산칼슘(Calcium silicate)을 포함하되,
상기 내화분말, 규사, 접착제 및 규산칼슘과 물을 2:1:1:1:1의 중량 비율로 혼합하여 일정한 두께로 분사 한 후 건조시키는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재. - 제 1 항에 있어서,
상기 불연패널(100)의 상면에는 상기 내화코팅층(200)의 표면적을 증가시키기 위한 돌출부(110)가 돌출 형성되며, 상기 돌출부(100)는 일정한 간격을 이루며 다수개 배열되는 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재. - 제 1 항에 있어서,
상기 형상유지시트(300)는 외부에 노출되는 은박층, 상기 불연패널(100)의 하면과 접촉되는 유리섬유(Glass fiber)층, 상기 은박층과 상기 유리섬유층 사이에 형성되며, 상기 은박층과 유리섬유층을 상기 불연패널(100)에 접착시키는 실리콘(Silicon)층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재.
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| KR1020160069567A KR20170137426A (ko) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재 |
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| KR1020160069567A KR20170137426A (ko) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 화재 확산 방지 건축용 외벽 단열재 |
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2016
- 2016-06-03 KR KR1020160069567A patent/KR20170137426A/ko unknown
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| RU2700718C2 (ru) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Огнезащитная дверь для бытовых и производственных помещений |
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