KR20190026083A - 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법 - Google Patents
화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 관한 것으로서, 녹는점이 서로 다른 금속체가 결합된 다수 개의 화재 노출온도 감지장치를 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립시키거나 표면으로 노출시켜 설치하는 설치단계와, 화재 노출온도 감지장치가 화재에 노출된 후 화재 노출온도 감지장치 내에 녹아있는 금속체를 확인하여 화재 온도를 파악하는 화재 온도 파악단계와, 화재에 노출된 구조물 또는 건축물을 구성하는 재료의 온도변화-강도변화 그래프에서 화재 온도 파악단계에서 파악된 화재 온도에 해당되는 재료의 강도를 파악하여 화재에 의해 발생된 강도손상을 추정하는 강도손상 추정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 범위 추정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 또는 토목구조물이나 구조물 주변의 암석에 녹는점의 온도가 서로 다른 재료들의 복합체인 화재 노출온도 감지장치를 설치하여 화재 시 구조물의 화재 노출온도를 파악하고 이를 이용하여 구조물의 강도손상 정도 및 영역을 추정하는 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 재료손상 정도 및 영역 추정방법에 관한 것이다.
건축 및 토목구조물 등은 다양한 화재발생 위험에 노출되어 있으며 화재발생시 발생한 높은 열에 의해서 콘크리트 등이 손상되어 강도가 저하되며 이로 인해 구조물의 안정성 저하를 초래한다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 화재에 노출된 구조물의 강도손상 및 영역을 파악하여 필요시 보수 및 보강 또는 재설치를 계획하게 된다.
하지만 화재에 노출된 구조물의 강도손상 및 영역을 파악하기 위하여 일반적으로 구조물의 다양한 위치에서 시편을 채취하고 이를 이용하여 강도시험을 실시하고 그 결과를 토대로 강도손상 정도 및 영역을 판단하는 직접적인 측정법과 슈미트해머 등을 이용하여 비파괴시험을 실시하고 관련결과를 토대로 강도손상 정도 및 영역을 추정하는 간접적인 방법들이 주로 활용되고 있다.
한국특허 등록번호 제10-1554165호는 화재손상 콘크리트 구조물의 잔존수명 예측 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 화재손상 콘크리트 구조물로부터 채취되어 화학 분석용 시료로 가공되는 화재손상 콘크리트 구조물 샘플(100), 화학 분석용 시료로 가공된 화재손상 콘크리트 구조물 샘플(100)에 대해 화학 분석을 실시하여 샘플데이터를 획득하고, 샘플 데이터를 표준화 DB(300)에 기저장된 데이터와 비교하여 화재손상 콘크리트구조물에 대한 화재피해를 진단하고, 잔존수명을 평가하는 콘크리트 구조물 잔존수명 예측부(200), 및 콘크리트 구조물 잔존수명 예측부(200)에서 실시한 화학 분석 샘플 데이터와 비교할 수 있도록, 실험을 통해 획득된 데이터를 저장하여 구축되는 표준화 DB(300)를 포함하되, 표준화 DB(300)는 화재손상 콘크리트 구조물 진단장치(400)를 이용한 정밀 실험을 통해 확보한 실험 데이터를 표준화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 화재손상 콘크리트 구조물의 잔존수명 예측 시스템이 게시되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술의 경우 직접적인 측정법을 이용하게 되는데, 시편채취 및 시험의 어려움 및 번거로움이 발생함과 동시에 여러 위치에서 구조물의 일부를 절취함으로서 구조물에 손상을 발생시키는 문제점이 존재해 왔다.
이에 비하여 간접적인 측정법은 측정이 용이하고 구조물 손상의 문제점은 줄일 수 있으나 측정영역이 구조물의 표면에 한정되어 내부콘크리트의 강도손상 정도 및 영역을 파악하기에는 한계가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 화재에 노출된 구조물의 강도손상 정도 및 손상영역을 파악할 수 있는 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 화재에 노출된 구조물의 강도 측정시 구조물에 손상을 가하지 않고 구조물 내부와 외부의 강도손상 정도 및 영역을 파악할 수 있는 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 화재에 노출된 콘크리트나 암석의 강도손상 정도 및 영역을 보다 빠르고 용이하게 추정하고, 측정 신뢰성을 확보할 수 있는 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치는 녹는점이 서로 다른 다수 개의 금속체를 포함하며, 상기 다수 개의 금속체가 서로 또는 함께 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치의 상기 다수 개의 금속체는 인접한 각각의 금속체가 서로 접합 되어 일체형으로 형성되거나 결합부재가 상기 다수 개의 금속체 외면을 감싸 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치의 상기 다수 개의 금속체는 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치는 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립하여 설치되거나 구조물 표면으로 노출시켜 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치의 상기 다수 개의 금속체는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법은 녹는점이 서로 다른 금속체가 결합된 다수 개의 화재 노출온도 감지장치를 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립시키거나 표면으로 노출시켜 설치하는 설치단계와; 상기 화재 노출온도 감지장치가 화재에 노출된 후 상기 화재 노출온도 감지장치 내에 녹아있는 금속체를 확인하여 화재 온도를 파악하는 화재 온도 파악단계와; 화재에 노출된 구조물 또는 건축물을 구성하는 재료의 온도변화-강도변화 그래프에서 상기 화재 온도 파악단계에서 파악된 화재 온도에 해당되는 재료의 강도를 파악하여 화재에 의해 발생된 강도손상을 추정하는 강도손상 추정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법은 상기 설치단계에서, 상기 화재 노출온도 감지장치는 화재에 노출된 영역을 파악하거나 영역별로 화재에 따른 강도손상을 측정할 수 있도록 각각의 화재 노출온도 감지장치가 설정된 간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법은 상기 설치단계에서, 상기 녹는점이 서로 다른 금속체는 다수 개로 형성되며 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법은 상기 화재 온도 파악단계에서, 상기 녹는점이 서로 다른 금속체는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지며, 화재에 노출된 후 녹아있는 금속체 중 녹는점이 가장 높은 금속체를 기준으로 화재 온도를 파악하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 의하면 화재에 노출된 구조물의 강도손상 정도 및 손상영역을 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 의하면 화재에 노출된 구조물의 강도 측정시 구조물에 손상을 가하지 않고 구조물 내부와 외부의 강도손상 정도 및 영역을 파악할 수 있는 효과가 잇다.
또한 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 의하면 화재에 노출된 콘크리트나 암석의 강도손상 정도 및 영역을 보다 빠르고 용이하게 추정하고, 측정 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 화재손상 콘크리트 구조물의 잔존수명 예측 시스템을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치가 벽체에 장착된 모습을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 사용되는 콘크리트의 온도변화-강도변화를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치가 벽체에 장착된 모습을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 사용되는 콘크리트의 온도변화-강도변화를 나타낸 그래프.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 구조물손상 정도 및 범위 추정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 또는 토목구조물이나 구조물 주변의 암석에 녹는점의 온도가 서로 다른 재료들의 복합체인 화재 노출온도 감지장치를 설치하여 화재 시 구조물의 화재 노출온도를 파악하고 이를 이용하여 구조물의 강도손상 정도 및 영역을 추정하는 화재 노출온도 감지장치와 이를 이용한 재료손상 정도 및 영역 추정방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)는 녹는점이 서로 다른 다수 개의 금속체(110)를 포함하며, 다수 개의 금속체(110)가 서로 또는 함께 결합되는 것을 특징으로 한다.
화재 노출온도 감지장치(100)는 내부에 다수 개의 금속체(110)가 형성되어 있으며 각각의 금속체(110)는 열에 의해 녹는점이 서로 다르게 형성되어 있다.
이때 화재 노출온도 감지장치(100)가 화재에 노출되는 경우 각각의 금속체(110)가 가지는 녹는점이 다르기 때문에 녹는점이 낮은 금속체(110)부터 차례대로 녹기 시작하므로 화재 진압 후 녹은 금속체(110)와 녹지 않은 금속체(110)를 비교하여 화재 온도를 추정할 수 있게 된다.
또한 화재 노출온도 감지장치(100)에 형성된 각각의 금속체(110)는 서로 또는 함께 결합되기 용기하도록 면적 및 형상이 서로 유사하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 2-A 및 도 2-B와 같이, 화재 노출온도 감지장치(100)의 외형을 직사각형 단면 또는 원형단면을 가지도록 형성시키고 내부에는 녹는점이 서로 다른 다수 개의 금속체(110)를 외형에 맞춰 유사한 크기 및 형상으로 배치시키게 된다.
이때 각각의 금속체(110)는 형상 및 크기에 따라 화재 노출시 가해지는 열량이 달라질 수 있으므로 내부에 배치되는 형상 및 크기를 유사하게 형성시키는 것이 바람직하다.
또한 다수 개의 금속체(110)는 인접한 각각의 금속체(110)가 서로 접합 되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
각각의 금속체(110)는 서로 또는 함께 결합되어 일체형으로 형성되는 것이 바람직하며, 이를 위해 인접한 각각의 금속체(110)는 서로 용접되거나 접착제를 통해 서로 접착될 수도 있다.
또한 철사 끈으로 이루어진 결합부재(120)를 이용하여 각각의 금속체(110)를 하나로 묶어서 사용할 수도 있다.
또한 다수 개의 금속체(110)는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 금속재료들이 녹는 온도는 텅스텐 3382℃, 레늄 3167℃, 오스뮴 3000℃, 탄탈륨 3000℃, 니오븀 2468℃, 바나듐1890℃, 크로뮴(크롬) 1857℃, 백금 1789℃, 티타늄(티탄) 1660℃, 철 1534.84℃, 이트륨 1500℃, 스칸듐 1541℃, 코발트 1495℃, 니켈 1455℃, 베릴륨 1285℃, 망간 1224℃, 우라늄 1132.84℃, 구리 1083.84℃, 금 1064.84℃, 은 960.84℃, 칼슘 840℃, 알루미늄 660.34℃, 마그네슘 648.84℃, 아연 419.54℃, 납 327.44℃, 주석 234℃, 리튬 180.54℃, 나트륨 97.84℃, 칼륨 63.64℃, 루비듐 38.9℃, 세슘 28.4℃의 온도에서 녹는다.
이때 각각의 금속체(110)는 녹는 온도가 서로 일정한 간격을 가지도록 하는 것이 바람직한데, 시중에서 구하기 어렵고 가격이 비싼 금속재료를 제외하고 녹는 온도차이가 유사한 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
즉, 금속재료 중 시중에서 구하기 쉽고 녹는 온도가 서로 다른 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨을 유사한 형상 및 크기의 금속체(110)로 형성시킴으로써 화재 노출온도 감지장치(100)를 구성할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)의 내부 구성을 나타낸 단면 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)는 결합부재(120)가 다수 개의 금속체(110) 외면을 감싸 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
녹는점이 서로 다른 금속체(110)는 서로 유사한 형상 및 크기로 형성된 후 결합부재(120)에 의해 서로 연결 또는 결합되어 고정되게 된다.
이때 결합부재(120)는 녹는점이 서로 다른 금속체(110)를 묶을 수 있는 끈이나 철사로 형성될 수 있으며, 결합부재(120)는 녹는점이 서로 다른 금속체(110)의 중단 또는 양단에만 형성시켜 금속체(110)가 외부로 노출되는 면적을 최대화 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 다수 개의 금속체(110)는 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체(110)는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체(110)는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 한다.
도 3-A 및 도 3-B와 같이, 다수 개의 금속체(110)가 원형 또는 정사각형으로 배치되는 경우 외부에 배치된 금속체(110)는 화재에 직접 노출되어 빠르게 가열되고 내부 중앙에 배치된 금속체(110)는 외부에 배치된 금속체(110)에 비해 상대적으로 적은 열을 받게 된다.
이때 내부 중앙에 배치된 금속체(110)의 녹는점이 낮은 경우 외부에 배치된 가열된 금속체(110)에 의해 영향을 받아 녹아내리거나 열을 정상적으로 전달받지 못해 내부 중앙에 배치된 녹는점이 낮은 금속체(110)는 녹지 않은 상태로 유지될 수도 있게 된다.
따라서 녹는점이 낮은 금속체(110)를 외부에 배치시켜 화재에 쉽게 노출되어 녹을 수 있도록 하고, 녹는점이 가장 높은 금속체(110)는 내부 중앙에 배치시킴으로써 외부에 배치된 금속체(110)에 의한 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한 도 3-C와 같이, 각각의 금속체(110)를 일렬로 배치시킨 후 결합부재(120)를 통해 고정시켜 화재 노출온도 감지장치(100)를 형성할 수도 있으며, 이와 같은 경우 화재 발생 시 인접한 금속체(110)가 서로 영향을 주지 않고 화재에 의해 발생한 열을 일정하게 받을 수도 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)가 벽체(10)에 장착된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치(100)는 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립하여 설치되거나 구조물 표면으로 노출시켜 설치되는 것을 특징으로 한다.
화재 노출온도 감지장치(100)는 필요에 따라 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳을 선택하여 설치할 수 있으며, 다수 개의 화재 노출온도 감지장치(100)를 설정된 간격으로 설치하여 화재가 노출된 범위 및 온도를 파악할 수 있게 된다.
이때 화재 노출온도 감지장치(100)가 설치된 위치에 발생한 화재의 온도에 따라 화재 노출온도 감지장치(100) 내부에 형성된 다수 개의 금속체(110)가 온도에 따라 녹게 되며, 화재 진압 후 녹아있는 금속체(110)를 확인하여 화재 온도 및 화재 영역을 확인할 수 있게 된다.
화재 노출온도 감지장치(100)는 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석에 설치될 때 화재 노출온도 감지장치(100)의 크기 및 형태에 맞춰 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석에 홈을 낸 후 설치할 수 있게 된다.
또한 건축물, 토목구조물을 형성할 때 콘크리트 타설시 화재 노출온도 감지장치(100)를 필요한 위치에 설치한 후 콘크리트를 타설하여 건축물 또는 토목구조물과 일체화 시킬 수도 있다.
또한 화재 후에 녹아있는 금속체(110)와 녹지 않은 금속체(110)의 재질이 무엇인지 확인하기 위해 금속체(110)의 외주면에는 이니셜 또는 기호가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
각각의 녹는점이 서로 다른 금속체(110)의 외부면에 금속을 의미하는 이니셜 또는 기호를 양각이나 음각으로 형성시켜 화재 진압 후에 녹지 않은 금속체(110)와 녹은 금속체(110)를 서로 구별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법을 나타낸 순서도이며, 도 6은 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법에 사용되는 콘크리트의 온도변화-강도변화를 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법은 녹는점이 서로 다른 서로 또는 함께 결합된 다수 개의 화재 노출온도 감지장치를 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립시키거나 표면으로 노출시켜 설치하는 설치단계(S10)와, 화재 노출온도 감지장치가 화재에 노출된 후 화재 노출온도 감지장치 내에 녹아있는 금속체를 확인하여 화재 온도를 파악하는 화재 온도 파악단계(S20)와, 화재에 노출된 구조물 또는 건축물을 구성하는 재료의 온도변화-강도변화 그래프에서 화재 온도 파악단계(S20)에서 파악된 화재 온도에 해당되는 재료의 강도를 파악하여 화재에 의해 발생된 강도손상을 추정하는 강도손상 추정단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 강도손상 추정단계(S30) 이후에, 화재에 의해 강도가 손상된 콘크리트 면을 보수 또는 보강하는 보수보강단계(S40)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 설치단계(S10)에서, 화재 노출온도 감지장치는 화재에 노출된 영역을 파악하거나 영역별로 화재에 따른 강도손상을 측정할 수 있도록 각각의 화재 노출온도 감지장치가 설정된 간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 설치단계(S10)에서, 녹는점이 서로 다른 금속체는 다수 개로 형성되며 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 한다.
또한 화재 온도 파악단계(S20)에서, 녹는점이 서로 다른 금속체는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지며, 화재에 노출된 후 녹아있는 금속체 중 녹는점이 가장 높은 금속체를 기준으로 화재 온도를 파악하는 것을 특징으로 한다.
설치단계(S10)는 다수 개의 화재 노출온도 감지장치를 건축물, 토목구조물, 구조물 주변 암석 중 어느 한곳에 설치하는 단계이다.
화재 노출온도 감지장치는 건축물 또는 토목구조물의 벽체에서 돌출되도록 설치되거나 벽체에 삽입되어 일면만 노출되도록 설치될 수 있게 되며, 각각의 화재 노출온도 감지장치는 설정된 간격으로 배치시키는 것이 바람직하다.
벽체에 배치된 화재 노출온도 감지장치는 화재 발생 시 각각 설치된 부위의 화재 온도 또는 화재 영역을 파악할 수 있게 된다.
화재 온도 파악단계(S20)는 화재 노출온도 감지장치가 설치된 부위에서 발생한 화재의 온도를 파악하기 위한 단계이다.
화재 노출온도 감지장치는 녹는점이 서로 다른 다수 개의 금속체로 이루어져 있는데, 화재에 노출되는 경우 화재 온도에 따라 녹는점이 낮은 금속체부터 녹기 시작하므로 화재 진압 후 녹아있는 금속체와 녹지않은 금속체를 이용하여 화재 온도를 예측할 수 있게 된다.
또한 화재 노출온도 감지장치는 배치된 위치에 따라 화재에 의해 받게 되는 온도가 달라질 수 있게 되는데, 각각의 화재 노출온도 감지장치에서 화재에 의해 녹은 금속체를 확인함으로써 고온이 가해진 영역을 파악할 수 있게 된다.
강도손상 추정단계(S30)는 화재 노출온도 감지장치를 통해 파악된 화재 영역 및 화재 온도를 이용하여 건축물 또는 토목구조물이 화재에 의해 손상된 상태를 파악하기 위한 단계이다.
도 6과 같이, 건축물 또는 토목구조물을 구성하고 있는 재료에 대한 온도변화에 따른 강도변화 그래프에 화재 온도 파악단계(S20)에서 파악된 화재 온도를 대입함으로써 화재 온도에 의해 건축물 또는 토목구조물의 강도가 손상되었는지 파악할 수 있게 된다.
일예로, 도 4와 같이 화재 노출온도 감지장치 내부에는 철 (녹는 온도 1534.84℃), 구리 (녹는 온도 1083.84℃), 칼슘 (녹는 온도 840℃), 알루미늄 (녹는 온도 660.34℃), 아연(419.54℃), 납 (녹는 온도 327.44℃), 주석 (녹는 온도 234℃), 리튬 (녹는 온도 180.54℃), 나트륨 (녹는 온도 97.84℃)의 9 종류의 녹는 온도가 서로 다른 금속체로 형성한 후 콘크리트 벽체 일면의 8곳에 설치시킨다.
벽체가 화재에 노출된 후 벽체에 설치된 화재 노출온도 감지장치를 조사한 결과는 표 1과 같이 나타났다.
표 1에서 각각의 화재 노출온도 감지장치 내부의 금속체가 녹은 것과 녹지 않은 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 녹지 않은 금속체 중 녹는점이 가장 낮은 금속체의 녹는 온도 이하에서 화재가 발생한 것으로 확인할 수 있다.
화재 노출온도는 안전율을 고려하여 녹지 않은 금속체 중 녹는점이 가장 낮은 금속체의 녹는 온도로 추정한 후 도 6에 도시된 온도변화에 따른 콘크리트 압축강도 변화 그래프에 화재 온도를 대입하게 된다.
각각의 위치에 따라 측정된 화재 온도를 도 6의 그래프에서 하중이 가해지지 않은 때의 선(Unstressed)에 대입하여, 이에 대한 화재 온도에 따른 콘크리트 강도를 추정할 수 있게 된다.
이에 따라, 화재 노출온도 감지장치 1번 및 5번 주위에서 콘크리트가 가장 큰 손상을 입었다는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 방법으로 화재에 노출된 콘크리트나 암석의 강도손상 정도 및 영역을 추정할 수 있게 된다.
보수보강단계(S40)는 화재로 인해 부분적으로 강도가 손상된 콘크리트 벽체를 부분적으로 보수 및 보강하는 단계로, 강도손상 정도에 따라 건물의 사용가능 여부를 판단함과 동시에 손상영역에 대한 보수 및 보강계획을 보다 빠르고 용이하게 수립할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
10 : 벽체
100 : 화재 노출온도 감지장치
110 : 금속체
120 : 결합부재
S10 : 설치단계
S20 : 화재 온도 파악단계
S30 : 추정단계
S40 : 보수보강단계
100 : 화재 노출온도 감지장치
110 : 금속체
120 : 결합부재
S10 : 설치단계
S20 : 화재 온도 파악단계
S30 : 추정단계
S40 : 보수보강단계
Claims (9)
- 녹는점이 서로 다른 다수 개의 금속체;를 포함하며,
상기 다수 개의 금속체가 서로 또는 함께 결합되는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 다수 개의 금속체는 인접한 각각의 금속체가 서로 접합 되어 일체형으로 형성되거나 결합부재가 상기 다수 개의 금속체 외면을 감싸 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 다수 개의 금속체는 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
화재 노출온도 감지장치는 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립하여 설치되거나 구조물 표면으로 노출시켜 설치되는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 다수 개의 금속체는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치.
- 녹는점이 서로 다른 금속체가 결합된 다수 개의 화재 노출온도 감지장치를 건축물, 토목구조물, 구조물 주변의 암석 중 어느 한 곳에 매립시키거나 표면으로 노출시켜 설치하는 설치단계와;
상기 화재 노출온도 감지장치가 화재에 노출된 후 상기 화재 노출온도 감지장치 내에 녹아있는 금속체를 확인하여 화재 온도를 파악하는 화재 온도 파악단계와;
화재에 노출된 구조물 또는 건축물을 구성하는 재료의 온도변화-강도변화 그래프에서 상기 화재 온도 파악단계에서 파악된 화재 온도에 해당되는 재료의 강도를 파악하여 화재에 의해 발생된 강도손상을 추정하는 강도손상 추정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 설치단계에서,
상기 화재 노출온도 감지장치는 화재에 노출된 영역을 파악하거나 영역별로 화재에 따른 강도손상을 측정할 수 있도록 각각의 화재 노출온도 감지장치가 설정된 간격으로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 설치단계에서,
상기 녹는점이 서로 다른 금속체는 다수 개로 형성되며 화재발생 시 내부에 배치되는 재료가 외부에 배치되는 재료에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 내부에 배치되는 금속체는 녹는점이 가장 높고, 외부에 배치되는 금속체는 녹는점이 낮은 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 화재 온도 파악단계에서,
상기 녹는점이 서로 다른 금속체는 철, 구리, 칼슘, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 리튬, 나트륨 중 어느 두 개 이상으로 이루어지며,
화재에 노출된 후 녹아있는 금속체 중 녹는점이 가장 높은 금속체를 기준으로 화재 온도를 파악하는 것을 특징으로 하는
화재 노출온도 감지장치를 이용한 구조물손상 정도 및 영역 추정방법.
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102020268B1 (ko) | 2019-09-10 |
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