KR20190096568A - 건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물 - Google Patents

건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 등의 관통부재가 건축물의 격벽을 관통하는 관통부에서 화재가 확산되는 것을 방지하기 위해 설치되는 내화구조물에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 기존의 화재 노출 구역의 격벽에 별도로 설치되는 단열재의 시공을 필요로 하지 않으므로 자재비 및 인건비가 절감되고, 내화충전재가 알맞은 온도에서 관통부재 내부로 빈틈없이 팽창하여 격벽의 관통부를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
또한, 기존의 방식은 내화충전구조를 현장에서 직접 시공해야 하므로 작업 여건 등에서 여러 제약사항이 뒤따르며 시공자의 숙련도에 따른 품질의 편차가 심하게 나타나는 등의 단점도 함께 가지고 있는데, 본 발명은 모든 내화장치를 전문공장에서 제작가능하게 하여 품질의 균일성을 높이고 현장 여건에 따른 공사의 지연 등에 대한 문제도 해결이 가능하다고 할 수 있다.

Description

건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물 {omitted}
본 발명은 파이프 등의 관통부재가 건축물의 격벽을 관통하는 관통부에서 화재가 확산되는 것을 방지하기 위해 설치되는 내화구조물에 관한 것이다.
건축물에 화재가 발생할 경우 연기나 화염이 인접실로 급속하게 번지는 것을 방지하여 피해를 최소화하기 위한 조치로서 파이프나 전선 등이 건물의 바닥 또는 벽의 방화구획을 관통할 때에는 이러한 관통부에 내화충전구조물을 설치하게 된다.
즉, 관통부를 내화구조의 성능에 맞게 밀폐시키는 공사를 수행하게 되며 이를 내화충전공사라 한다.
도 1은 일반적인 플라스틱 파이프 및 전선등 열적으로 취약한 특성을 가지는 재질이 포함되거나 전체를 이루는 파이프, 덕트, 튜브, 막대류, 전선류(이를 통칭하여 '관통부재'라 함)등이 격벽(철판 등)을 관통하는 부분에 슬리브가 설치된 구성을 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 도시한 것이다. 이와 같이 기존의 방식은 스틸을 비롯한 그 자체로 충분한 단열효과를 가지지 못하는 격벽 또는 스틸 데크(이를 통칭하여 '격벽'이라 함)의 관통부(11a)에는 내화충전재(22)가 내부에 충진된 슬리브(21)를 설치하고 이의 중심을 관통부재(13)가 관통하게 되며, 그 양단을 밀폐부(23)가 덮어 슬리브(21)의 내부를 밀봉하는 구성이다.
이러한 기존 방식은 내화충전재(22) 및 관통부재(13)가 과도한 고열에 노출되지 않도록 하기 위해서는 격벽(11)을 통한 열의 전도를 막아주어야 하기 때문에, 화재 발생 구역(F)의 격벽(11)을 단열재(12)로 덮는 시공을 행하는 것이 필수적이다. 따라서 단열재(12)의 추가 시공에 따른 자재비와 인건비가 상승하는 문제점이 있다.
또한 격벽(11)을 기준으로 나뉘는 양 공간이 모두 화재발생 가능한 방화구획에 해당할 경우 단열재(12)를 격벽(11)의 양쪽으로 모두 시공해야 할 경우도 발생하므로 경제적인 측면의 단점은 더욱 극명히 드러나게 된다.
그 외, 기존의 방식은 내화충전구조를 현장에서 직접 시공해야 하므로 작업여건 등에서 여러 제약사항이 뒤따르며 시공자의 숙련도에 따른 품질의 편차가 심하게 나타나는 등의 단점도 함께 가지고 있다.
제10-2014-0089642호(2014.07.16.)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
즉, 기존의 화재 노출 구역의 격벽에 별도로 설치되는 단열재의 시공을 필요로 하지 않으면서도, 내화충전재가 알맞은 온도에서 관통부재 내부로 빈틈없이 팽창하여 격벽의 관통부를 효과적으로 차단할 수 있는 구성을 제시하고자 한다.
본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여,
관통부재(13)가 지나는 격벽(11)의 관통부(11a)를 중심으로 하며 격벽(11)에 수직 방향인 소정 길이구간에 걸쳐 형성되어 관통부재(13)를 감싸는 단열재(140); 내측면은 단열재(140)를 감싸며 외측면은 격벽(11)과 결합되는 외부슬리브(120); 단열재(140)의 일단 일부구간 또는 양단 일부구간 또는 전체구간에서 단열재(140)와 관통부재(13)의 사이에 형성되며 일정 온도 이상의 열에 의해 팽창하는 내화충전재(130);를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 외부슬리브(120)는 외부슬리브(120)의 양단에서 외부슬리브(120)의 내부 공간을 밀폐시키며 중심에 관통부재(13)가 지나는 관통구(121a)가 형성된 외부밀폐커버(121)를 포함하고, 상기 외부밀폐커버(121)는 외부밀폐커버(121)에서 관통구(121a)의 주변 및 내화충전재(130)와 인접한 영역이 일정 온도 이상의 열에 의해 소실되는 재질의 임시커버(121d)를 포함하는 것을 특징으로 하며,
임시커버(121d)와 내화충전재(130) 사이에 빈 공간인 팽창유도공간(121b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물을 제시한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 기존의 화재 노출 구역의 격벽에 별도로 설치되는 단열재의 시공을 필요로 하지 않으므로 자재비 및 인건비가 절감되고, 내화충전재가 알맞은 온도에서 관통부재 내부로 빈틈없이 팽창하여 격벽의 관통부를 효과적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
또한, 기존의 방식은 내화충전구조를 현장에서 직접 시공해야 하므로 작업 여건 등에서 여러 제약사항이 뒤따르며 시공자의 숙련도에 따른 품질의 편차가 심하게 나타나는 등의 단점도 함께 가지고 있는데, 본 발명은 모든 내화장치를 전문공장에서 제작가능하게 하여 품질의 균일성을 높이고 현장 여건에 따른 공사의 지연 등에 대한 문제도 해결이 가능하다고 할 수 있다.
도 1은 일반적인 관통부재가 격벽을 관통할 때 관통부에 설치되는 슬리브의 구성을 나타낸 측단면도.
도 2는 도 1에서 A-A' 부분의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 구성을 나타낸 측단면도.
도 4는 도 3에서 A-A' 부분의 단면도.
도 5는 내부슬리브가 형성된 내화구조물의 투시도.
도 6 내지 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구성을 나타낸 측단면도.
도 10 내지 11은 화재발생시 내화충전재가 팽창하는 과정을 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
본 발명에서 사용되는 용어 중 '관통부재'는 건축물의 격벽을 관통하는 일반적인 플라스틱 파이프 및 전선등 열적으로 취약한 특성을 가지는 재질이 포함되거나 전체를 이루는 파이프, 덕트, 튜브, 막대류, 전선류 등을 통칭하는 말이며, '격벽'은 공간을 나누는 스틸을 비롯한 그 자체로 충분한 단열효과를 가지지 못하는 격벽 또는 데크 등의 벽면체를 통칭하는 말이다.
본 발명의 건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물(100)은 도 3 및 도 4와 같이 외부슬리브(120), 내화충전재(130), 단열재(140)를 기본 구성으로 하고, 도 5와 같이 내부슬리브(110)가 추가로 구성될 수 있다.
단열재(140)는 관통부재(13)가 지나는 격벽(11)의 관통부(11a)를 중심으로 하며 격벽(11)에 수직 방향인 소정 길이구간에 걸쳐 형성되어 관통부재(13)를 감싸게 된다. 즉, 관통부재(13)가 관통부(11a)를 지나는 부분의 일정 구간을 감싸는 것이다.
이 때, 단열재(140)와 내화충전재(130)의 사이에는 일부구간 또는 전부구간에 걸쳐 내화충전재(130)가 형성되어 내화충전재(130)가 고열에 직접 노출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이로써 도 1 및 도 2의 기존 방식과 같은 별도의 단열재(12)를 필요로 하지 않게 된다.
단열재(140)로는 시멘트, 기포시멘트, 석고, 미네랄울, 세라크울 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 다만 내부슬리브(110)가 생략된 구조에서는 단열재(140)의 형태 유지를 위해 고형의 단열재를 선택함이 바람직하다. 특히, 고형의 단열재를 사용할 경우 내화충전재(130)가 팽창시에도 관통부재(13)의 안쪽으로 채워 들어갈 수 있도록 형태를 잡아주는 효과가 있다.
외부슬리브(120)는 내측면은 단열재(140)를 감싸며 외측면은 격벽(11)과 결합되는 하우징으로서, 격벽(11)의 관통부(11a)와 외부슬리브(120)의 단면이 대응되도록 형성되어 관통부(11a)에 외부슬리브(120)가 삽입되는 것이다.
외부슬리브(120)의 양단에는 외부슬리브(120)의 내부 공간을 밀폐시키는 외부밀폐커버(121)가 각각 형성되고, 외부밀폐커버(121)의 중심에는 관통부재(13)가 지나는 관통구(121a)가 형성된다.
외부슬리브(120)와 외부밀폐커버(121)는 화재 발생시에도 단열재(140)가 제 기능을 하도록 이를 보호하는 역할을 하므로, 이를 위해서는 열에 의해 변형되지 않는 스틸과 같은 재질이어야 할 것이다.
외부밀폐커버(121)의 일부는 임시커버(121d)로 형성될 수 있는데, 임시커버(121d)는 외부밀폐커버(121)에서 관통구(121a)의 주변 및 내화충전재(130)와 인접한 영역이 일정 온도 이상의 열에 의해 소실되는 재질로 구성되는 것이다. 임시커버(121d)가 형성될 경우 화재발생시 임시커버(121d)가 열에 의해 소실되어 내화충전재(130)로 열이 빠르게 전달될 수 있게 된다. 또한 임시커버(121d)는 스틸재질의 외부밀폐커버(121)를 통해 관통부재(13)로 열이 직접 전달되는 것을 막는 역할도 하게 된다.
한편, 임시커버(121d)와 내화충전재(130) 사이에 빈 공간으로 형성되는 팽창유도공간(121b)을 둘 수 있다. 이는 화재발생시 임시커버(121d)가 소실되어 내화충전재(130)로 열이 전달됨에 의해 내화충전재(130)가 팽창하고자 할 때, 팽창유도공간(121b)으로 내화충전재(130)가 먼저 팽창하면서 내화충전재(130)의 팽창 방향을 유도하는 역할을 한다.
도 10 및 도 11을 참고하여 좀 더 상세히 설명하면, 격벽(11)을 기준으로 나뉘는 두 공간을 G와 F라 하고, F공간에서 화재가 발생하였을 때, F공간에서 발생한 화재로 인해 F공간으로 돌출된 관통부재(13)가 녹으면서 단열재(140)의 외곽에 있는 P부분이 연화되고 소실되며, 임시커버(121d)도 마찬가지로 열에 의해 소실되어 화재의 열기가 내화충전재(130)로 전달된다. 이 때 내화충전재(130)가 열에 의해 팽창하는데 도 10과 같이 팽창유도공간(121b)으로 팽창하여 그 팽창의 결과물이 열에 의해서 P부분의 관통부재(13)에 발생하는 틈새를 즉시 메우게 되며, 이러한 작용이 관통부재(13)의 둘레를 따라 관통구(121a)의 부근에서 연속적으로 발생하여 결과적으로 도 11과 같이 관통구(121a)를 팽창한 내화충전재(130')가 채워 화재에 의한 열 또는 화염이 진행할 수 있는 경로를 차단하게 되는 것이다.
팽창유도공간(121b)이 없는 경우에는 팽창된 내화충전재(130')의 결과물이 열에 의해서 발생하게 되는 P부분의 관통부재(13)의 틈새들을 메우지 못하고 외부밀폐커버(121)의 외부로 빠져나가 탈락될 가능성이 있으므로 팽창유도공간(121b)을 둠으로써 팽창의 결과물이 탈락하는 것을 방지하고 동시에 관통부재에 생기는 틈새를 효과적으로 차단할 수 있어 기능의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
또한 팽창유도공간(121b)에는 임시단열재(121c)가 충진될 수 있는데, 임시단열재(121c)는 일정 온도 이상의 열에 의해 소실되는 재질의 단열재로서, 일정온도 이내의 범위에서는 내화충전재(130)와 임시커버(121d)의 사이에서 내화충전재(130)를 보온시키는 역할을 하나, 화재 발생시에는 팽창유도공간(121b)이 제 역할을 할 수 있도록 열에 의해 소실되는 것이다. 임시단열재(121c)는 가교 발포 폴리에틸렌을 예로 들 수 있으나 이에 한정하지 않고, 단열(보온)기능을 갖고 녹는점이 비교적 낮은 물질이라면 다양하게 선택할 수 있다.
내화충전재(130)는 단열재(140)의 일단 일부구간 또는 양단 일부구간 또는 전체구간에서 단열재(140)와 관통부재(13)의 사이에 형성되며 일정 온도 이상의 열에 의해 팽창하는 열팽창 내화재로서 방화 실란트로 구성될 수 있다. 이는 도 11을 참고하면 화재가 발생한 공간(F)에서 관통부재(13)가 소실됨에 따라 관통부(11a)를 통해 격벽(11)으로 분리된 다른 공간(G)으로 화재가 확산되는 것을 차단하기 위하여 특정 고온에서 수배 이상으로 팽창하여 관통부(11a)를 막는 역할을 한다.
내부슬리브(110)는 도 5와 같이 단열재(140)와 내화충전재(130)의 사이에서 내화충전재(130)를 감싸도록 형성되는 하우징으로서 외부슬리브(120)와 이중격벽을 형성하게 된다. 단면이 내부슬리브(110)의 단면과 대응되는 형상으로서 그 입체적인 형태가 원통형 또는 장방의 사각기둥형인 스틸재질의 슬리브로 구성될 수 있다.
한편, 하나의 관통부재(13)를 내부슬리브(110)와 외부슬리브(120)가 동심원을 그리며 원통형태로 감싸는 경우가 대부분일 것이나, 도 5와 같이 두 개 이상의 파이프 또는 전선 등으로 구성될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시되어 있다.
먼저 도 3과 같이 내화충전재(130)가 단열재(140)가 형성된 전 구간에 걸쳐 단열재(140)와 관통부재(13)의 사이를 감싸도록 형성되는 것을 제1실시예라 할 때, 제2실시예는 도 6과 같이 내화충전재(130)가 단열재(140)가 감싼 구간의 양단 일부에만 형성된 것을 제시한다. 즉, 격벽(11)이 위치한 외부슬리브(120)의 중앙부는 관통부재(13)의 표면까지 단열재(140)가 감싸게 되고, 관통구(121a)와 인접한 부분의 관통부재(13) 표면은 내화충전재(130)가 감싸게 되는 것이다. 따라서 격벽(11)으로 구분된 어느 한 공간에서 화재가 발생시 해당 공간에 위치한 내화충전재(130)만 팽창하여 관통부재(13)에 의한 통로를 차단하게 된다.
제3실시예는 도 7과 같이 팽창유도공간(121b)이 형성된 것을 제시하며, 이 또한 제2실시예와 같이 격벽(11)이 위치한 외부슬리브(120)의 중앙부는 관통부재(13)의 표면까지 단열재(140)가 감싸게 되고, 관통구(121a)와 인접한 부분의 관통부재(13) 표면은 내화충전재(130)가 감싸도록 구성할 수 있음은 물론이다.
제4실시예는 도 8과 같이 팽창유도공간(121b)에 임시단열재(121c)가 형성된 것을 제시한다.
제5실시예는 내화구조물(100)이 이전 실시예와 같이 수직 격벽에 설치되는 경우와 달리 바닥 등의 위아래 공간을 나누는 수평 격벽에 설치되는 경우에는 화재 불길이 아래로 확산될 가능성은 희박하고 대부분 위로 확산되므로, 격벽(11)을 기준으로 하부에만 내화충전재(130)가 형성되고 상부의 관통부재(13) 표면은 단열재(140)가 모두 감싸도록 형성된 것을 제시한다. 이 때, 팽창유도공간(121b) 및 임시단열재(121c) 역시 모두 격벽(11)을 기준으로 하부에만 형성될 것이다.
다만, 상부에도 외부밀폐커버(121)와 임시커버(121d)가 형성되는데, 이는 아래 공간에서의 열기가 외부슬리브(120)를 타고 올라면서 외부밀폐커버(121)를 통해 관통부재(13)로 열이 직접 전달되는 것을 임시커버(121d)가 차단하도록 하기 위함이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 내화구조물
110 : 내부슬리브
120 : 외부슬리브
121 : 외부밀폐커버
121a : 관통구
121b : 팽창유도공간
121c : 임시단열재
121d : 임시커버
130 : 내화충전재
140 : 단열재
11 : 격벽
11a : 관통부
12 : 단열재
13 : 관통부재
21 : 슬리브
22 : 내화충전재
23 : 밀폐부

Claims (3)

  1. 관통부재(13)가 지나는 격벽(11)의 관통부(11a)를 중심으로 하며 격벽(11)에 수직 방향인 소정 길이구간에 걸쳐 형성되어 관통부재(13)를 감싸는 단열재(140);
    내측면은 단열재(140)를 감싸며 외측면은 격벽(11)과 결합되는 외부슬리브(120);
    단열재(140)의 일단 일부구간 또는 양단 일부구간 또는 전체구간에서 단열재(140)와 관통부재(13)의 사이에 형성되며 일정 온도 이상의 열에 의해 팽창하는 내화충전재(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는
    건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부슬리브(120)는
    외부슬리브(120)의 양단에서 외부슬리브(120)의 내부 공간을 밀폐시키며 중심에 관통부재(13)가 지나는 관통구(121a)가 형성된 외부밀폐커버(121)를 포함하고,

    상기 외부밀폐커버(121)는
    외부밀폐커버(121)에서 관통구(121a)의 주변 및 내화충전재(130)와 인접한 영역이 일정 온도 이상의 열에 의해 소실되는 재질의 임시커버(121d)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    임시커버(121d)와 내화충전재(130) 사이에 빈 공간인 팽창유도공간(121b)이 형성되는 것을 특징으로 하는
    건축물 관통부 화재 확산 방지용 내화구조물.

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