KR102083790B1 - 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문은 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 단열재(60)를 충진하는 종래의 방화문에 있어서, 외판(20)의 안쪽면과 단열재(60) 사이 및 내판(10)의 안쪽면과 단열재(60) 사이에 형성된 팽창흑연층(70)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 팽창흑연층(70)이 형성되는 제1 구체예는 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0 mm 두께의 팽창흑연층(70)을 형성하는 것이다. 팽창흑연층(70)이 형성되는 제2 구체예는 단열재(60)의 외부에 팽창흑연을 도포하여 팽창흑연층(70)을 형성하는 것이다. 팽창흑연층(70)이 형성되는 제3 구체예는 팽창흑연층(70)이 형성된 방열 시이트(80)로써 단열재(60)의 외부를 감싸는 것이다.

Description

단열 및 방열 기능을 갖는 방화문{Fire Door for Heat Insulation and Heat Protection}

본 발명은 주택, 아파트, 오피스 빌딩, 상가 등의 각종 건축물에 설치되는 방화문에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 열을 차단하여 실내쪽의 방화문에서 발생하는 결로 현상을 방지하고, 화재시에는 실내 내부로 들어오는 열을 방지하여 인명과 재산을 보호할 수 있는 새로운 구조와 기능을 갖는 방화문에 관한 것이다.

주택, 아파트, 오피스 빌딩, 상가 등의 각종 건축물에는 화재에 대비하기 위하여 방화문이 설치된다. 방화문은 벽체에 철재의 문틀을 고정시키고, 그 문틀에 경첩을 사용하여 방화문을 설치한다. 방화문은 철재의 내판과 외판이 결합하여 본체를 구성하고, 내부에는 통상 단열재를 충진하여 화재시 열을 차단한다.

방화문 내부에 충진된 단열재는 평상시에 열을 차단하여 실내쪽의 방화문에 나타나는 결로 현상을 방지한다. 결로 현상은 실내와 실외의 온도차가 큰 동절기에심각하게 발생하며 춘추절기에도 빈번하게 발생한다. 화재시에는, 방화문 내부에 충진된 단열재가 실내로 들어올 수 있는 화염과 열을 어느 정도 차단하는 역할을 한다.

이제까지 주로 설치되어 사용되고 있는 방화문은 도 1과 같은 방화문이 주류를 이룬다. 도 1은 방화문이 설치된 벽체의 개략적인 횡단면도로서, 벽체(300) 사이에 문틀(200)이 고정되고, 문틀(200)에 경첩(도시되지 않음)에 의하여 방화문(100)이 설치된다. 방화문(100)은 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)은 양단부에서 절곡되어 외판(20)의 절곡부가 내판(10)의 절곡부 안으로 들어가 리벳(50)에 의하여 결합된다. 내판(10)과 외판(20)의 절곡부 사이에는 단열판(30)이 통상 삽입되고, 리벳(50)과 외판(20) 절곡부 사이에는 보강철판(40)이 삽입되어 고정된다. 내판(10)과 외판(20) 사이 공간에는 단열재(60)가 충진된다. 단열재를 충진시킨 후 내판(10)과 외판(20)을 리벳으로 조립한다. 사용되는 단열재로는 불연재인 유리섬유나 우레탄 폼(foam) 같은 합성수지 폼이 있다.

실용신안공개 제2017-0001850호에는 사각판 형태의 프런트 패널과 리어 패널을 포함하는 방화문에서, 상기 프런트 패널의 제2 측면부와 상기 리어 패널의 제3 측면부 사이에 개재되는 판형의 프레임, 상기 프레임의 일측 표면에 부착된 단열패드, 및 상기 방화문이 닫힌 상태에서 문틀과 접하게 되는 밀폐부재를 포함하는 방화문용 단열유닛을 개시한다.

특허공개 제2017-0104201호에는 문틀에 설치되며, 내부에 빈공간을 갖는 도어본체, 및 상기 도어본체의 내부 빈공간에 수용 설치되며, 공기가 충진되면 팽창하여 상기 빈공간을 채우면서 내부에는 단열을 위한 밀폐공기층을 형성하는 공기튜브체로 이루어지는 단열 및 기밀성이 우수한 에어충진 도어를 개시한다.

특허번호 제10-1792971호에는, 방화문 문짝의 전면패널과 후면패널을 완전히 단열 격리함과 동시에 나사결합으로 단단히 고정시킬 수 있는 패널결합부재를 사용함으로써 화재발생시 열차단 효과가 뛰어나고, 화재발생시 열로 인한 문짝의 뒤틀림현상을 예방할 수 있는, 방열기능이 강화된 방화문을 개시한다. 이 특허에서의 방화문은 문틀이 제1 프레임과 제2 프레임 및 단열 스페이서를 포함하고, 문짝은 전면패널, 후면패널 및 단열이격공간을 포함하며, 상기 문짝 내부에는 열팽창부재를 포함하는 패널결합부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 선행 특허들은 방화문의 구조를 개선하여 열차단 효과를 개선하고자 하였으나, 상기와 같은 구조적 개선으로는 화재시에 발생하는 고열을 차단할 수 없다.

따라서 본 발명자는 평상시에 열을 차단하여 실내쪽의 방화문에 나타나는 결로 현상을 방지할 뿐만 아니라, 화재시에도, 실내로 들어올 수 있는 화염과 열을 거의 완벽하게 차단할 수 있는 본 발명의 방화문을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 단열 및 방열 성능을 갖는 새로운 구성의 방화문을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단열 성능을 가짐으로써 결로 현상을 방지할 수 있는 방화문을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 방열(heat protection) 성능을 가짐으로써 화재시 고온의 열을 완벽하게 차단할 수 있는 방화문을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 화재시 고온의 열을 완벽하게 차단함으로써 인명과 재산을 보호할 수 있는 방화문을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문은 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 단열재(60)를 충진하는 종래의 방화문에 있어서, 외판(20)의 안쪽면과 단열재(60) 사이 및 내판(10)의 안쪽면과 단열재(60) 사이에 팽창흑연층(70)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 팽창흑연층(70)은 여러 가지 태양으로 형성될 수 있다.

상기 팽창흑연층(70)이 형성되는 제1 구체예는 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0mm 두께의 팽창흑연층(70)을 형성하는 것이다. 팽창흑연층(70)은 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포 방식으로 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 형성한다. 팽창흑연은 탄소 성분이 90중량% 이상이고, 입자 크기가 30∼300메쉬이며, 180∼400℃에서 150∼450배의 발포 배율을 갖는 제품이 바람직하게 사용될 수 있다. 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 형성된 팽창흑연층(30)은 0.1∼2.0mm의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

팽창흑연층(70)이 형성되는 제2 구체예는 단열재(60)의 외부에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0 mm 두께의 팽창흑연층(70)을 형성하는 것이다. 팽창흑연층(70)은 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포 방식으로 단열재(60) 외부면에 형성한다.

단열재(60)는 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 충진되는 10∼100 mm의 두께를 갖는 패널 형태로서, 유리섬유, 미네랄 울, 세라믹 울과 같은 광물성 울 시이트, 페놀 폼, 폴리에틸렌 폼, 우레탄 폼과 같은 합성수지 발포 폼(foam), 진공단열재, 열반사 단열재, 에어캡(뽁뽁이) 등이 사용될 수 있다. 패널 형태의 단열재(60) 외부 전체에 바인더 수지에 혼합한 팽창흑연을 도포하여 팽창흑연층(70)을 형성한다.

팽창흑연층(70)이 형성되는 제3 구체예는 팽창흑연층(70)이 형성된 방열 시이트(80)로써 단열재(60)의 외부를 감싸는 것이다.

방열 시이트(80a)는 광물성 울 시이트(81a, 81b) 사이에 팽창흑연층(70)이 형성된 것으로, 울 시이트(81a, 81b)는 0.1∼50 mm의 두께를 갖고, 팽창흑연층(70)은 0.1∼2.0 mm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 다른 구체예의 방열 시이트(80b)로 광물성 울 시이트(81a) 한 표면에 팽창흑연층(70)이 형성된 것을 사용할 수도 있다. 상기 방열 시이트(80a, 80b)의 울 시이트 표면에 커버 시이트(82)가 더 부착될 수 있다. 이 커버 시이트(82)로 알루미늄 호일(foil) 또는 유리섬유 직물 같은 불연성 직물이 바람직하게 사용될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명은 단열 성능을 가짐으로써 결로 현상을 방지할 수 있고, 방열(heat protection) 성능을 가짐으로써 화재시 고온의 열을 완벽하게 차단하여 화재시 인명과 재산을 보호할 수 있는 방화문을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 전형적인 방화문 구조를 도시하는 방화문의 개략적인 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 구체예에 따른 방화문의 개략적인 횡단면도로서, 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연층(70a)이 형성된 횡단면도이다.
도 3은 단열재(60)의 외부 표면에 팽창흑연층(70b)이 형성된 단열재의 횡단면도이다.
도 4는 단열재(60)의 외부 표면을 방열 시이트(80)로 감싼 상태를 도시하는 단열재(60)의 횡단면도이다.
도 5는 방열 시이트(80)의 구체예로서, (a)는 광물성 울 시이트(81a, 81b) 사이에 팽창흑연층(70c)이 형성된 방열 시이트(80a)의 단면도이고, (b)는 광물성 울 시이트(81a) 한쪽 표면에 팽창흑연층(70d)이 형성된 방열 시이트(80b)의 단면도이고, (c)는 (a)의 방열 시이트(80a)에 커버 시이트(82)가 부착된 방열 시이트(80c)의 단면도이고, (d)는 (b)의 방열 시이트(80b)에 커버 시이트(82)가 부착된 방열 시이트(80d)의 단면도이다.
도 6은 도 5(b)의 방열 시이트(80b)로 감싼 단열재(60)를 내부에 충진한 방화문에 대해 화재를 가상하여 토치(torch)로써 2시간 이상 가열한 후, 팽창흑연층(70d)이 팽창하여 팽창된 흑연층(70E)이 형성된 상태를 도시하기 위한 방화문의 개략적인 단면도이다.

본 발명은 주택, 아파트, 오피스 빌딩, 상가 등의 각종 건축물에 설치되는 방화문에 관한 것으로, 열을 차단하여 실내쪽의 방화문에서 발생하는 결로 현상을 방지하고, 화재시에는 실내 내부로 들어오는 열을 방지하여 인명과 재산을 보호할 수 있는 새로운 구조와 기능을 갖는 방화문에 관한 것이다.

본 발명에 따른 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문은 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 단열재(60)를 충진한 종래의 방화문에 있어서, 외판(20)의 안쪽면과 단열재(60) 사이 및 내판(10)의 안쪽면과 단열재(60) 사이에 팽창흑연층(70)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 전형적인 방화문 구조를 도시하는 방화문의 개략적인 횡단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 벽체(300) 사이에 문틀(200)이 고정되고, 문틀(200)에 경첩(도시되지 않음)에 의하여 방화문(100)이 설치된다. 방화문(100)은 철판 소재의 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)은 양단부에서 절곡되어 외판(20)의 절곡부가 내판(10)의 절곡부 안으로 들어가 리벳(50)에 의하여 결합된다. 내판(10)과 외판(20)의 절곡부 사이에는 단열판(30)이 통상 삽입되고, 리벳(50)과 외판(20) 절곡부 사이에는 보강철판(40)이 삽입되어 고정된다. 내판(10)과 외판(20) 사이 공간에는 단열재(60)가 충진된다. 단열재를 충진시킨 후 내판(10)과 외판(20)을 리벳으로 조립한다. 사용되는 단열재로는 불연재인 유리섬유나 우레탄 폼(foam) 같은 합성수지 폼이 있다.

본 발명은 외판(20)의 안쪽면과 단열재(60) 사이에 팽창흑연층(70)을 형성하는 것이다. 내판(10)의 안쪽면과 단열재(60) 사이에도 팽창흑연층(70)을 형성한다. 팽창흑연 입자는 180∼400 ℃로 가열되면 150∼450 배로 발포되어 공기층을 형성하게 되는데, 이 공기층이 열을 차단하는 역할을 한다.

본 발명에서의 팽창흑연층(70)은 여러 가지 태양으로 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 구체예에 따른 방화문의 개략적인 횡단면도로서, 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연층(70a)이 형성된 횡단면도이다. 제1 구체예는 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0 mm 두께의 팽창흑연층(70)을 형성한다. 팽창흑연층(70)은 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포 방식으로 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 형성한다. 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포하는 대신에, 팽창흑연 분말 입자를 먼저 분사한 후 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포할 수도 있다. 바인더 수지를 먼저 분사 또는 도포한 후 팽창흑연 분말 입자를 분사할 수도 있다.

사용되는 바인더로는 시판되는 유기 바인더 또는 무기 바인더가 모두 사용가능하지만, 화재시에도 연소되지 않는 무기 바인더가 더 바람직하게 사용될 수 있다. 팽창흑연은 탄소 성분이 90중량% 이상이고, 입자 크기가 30∼300메쉬이며, 180∼400℃에서 150∼450배의 발포 배율을 갖는 제품이 바람직하게 사용될 수 있다. 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 형성된 팽창흑연층(30)은 0.1∼2.0mm의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제2 구체예로서, 단열재(60)의 외부 표면에 팽창흑연층(70b)이 형성된 단열재의 횡단면도이다. 팽창흑연층(70)이 형성되는 제2 구체예는 단열재(60)의 외부에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0 mm 두께의 팽창흑연층(70)을 형성한다. 제1 구체예와 마찬가지로, 팽창흑연층(70)은 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 분사 또는 도포 방식으로 단열재(60)의 외부에 형성한다.

단열재(60)는 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 충진되는 10∼100 mm의 두께를 갖는 패널(panel) 형태로서, 유리섬유, 미네랄 울, 세라믹 울과 같은 광물성 울 시이트, 페놀 폼, 폴리에틸렌 폼, 우레탄 폼과 같은 합성수지 발포 폼, 진공 단열재, 열반사 단열재, 에어캡(뽁뽁이) 등이 사용될 수 있다. 광물성 울 시이트는 직포 또는 부직포가 모두 사용가능하다. 패널 형태의 단열재(60) 외부 전체에 팽창흑연을 도포하여 팽창흑연층(70)을 형성한다.

도 4는 본 발명의 제3 구체예로서, 단열재(60)의 외부 표면을 방열 시이트(80)로 감싼 상태를 도시하는 단열재(60)의 횡단면도이다. 팽창흑연층(70)이 형성되는 제3 구체예는 팽창흑연층(70)이 형성된 방열 시이트(80)로써 단열재(60)의 외부를 감싸는 것이다. 단열재(60)의 외부를 모두 방열 시이트(80)로써 감싸는 대신에 단열재(60)의 어느 한쪽 면에 방열 시이트(80)를 접착하여 사용할 수도 있다.

도 5는 방열 시이트(80)의 4가지 구체예의 단면도이다. (a)는 광물성 울 시이트(81a, 81b) 사이에 팽창흑연층(70c)이 형성된 방열 시이트(80a)의 단면도이고, (b)는 광물성 울 시이트(81a) 한쪽 표면에 팽창흑연층(70d)이 형성된 방열 시이트(80b)의 단면도이고, (c)는 (a)의 방열 시이트(80a)에 커버 시이트(82)가 부착된 방열 시이트(80c)의 단면도이고, (d)는 (b)의 방열 시이트(80b)에 커버 시이트(82)가 부착된 방열 시이트(80d)의 단면도이다.

도 5(a)의 방열 시이트(80a)는 광물성 울 시이트(81a, 81b) 사이에 팽창흑연층(70)이 형성된 것으로, 울 시이트(81a, 81b)는 0.1∼50 mm의 두께를 갖고, 팽창흑연층(70)은 0.1∼2.0 mm의 두께를 갖도록 형성된다. 도 5(b)의 방열 시이트(80b)는 다른 구체예로 광물성 울 시이트(81a) 한 표면에 팽창흑연층(70)이 형성된다. 상기 방열 시이트(80a, 80b)의 울 시이트 표면에 커버 시이트(82)가 더 부착될 수 있다. 이 커버 시이트(82)로 알루미늄 호일(foil) 또는 유리섬유 직물 같은 불연성 직물이 바람직하게 사용될 수 있다. 단열재(60)의 외부 표면을 방열 시이트(80)로 감싸거나 울 시이트 표면에 커버 시이트(82)를 부착하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

화재로 인하여 방화문(100)이 가열되면 팽창흑연층(70)이 가열되고, 그 온도가 200 ℃에 이르기 시작하면 팽창흑연 입자가 발포되기 시작한다. 팽창흑연 입자는 150∼450 배로 발포되기 때문에 0.1∼2.0 mm 두께의 팽창흑연층(70)은 팽창흑연층의 두께에 비례하여 1∼5 cm 이상의 두께로 팽창하여 공기층을 형성한다. 도 6은 도 5(b)의 방열 시이트(80b)로 감싼 단열재(60)를 내부에 충진한 방화문에 대해 화재시 팽창흑연층(70d)이 팽창하여 팽창된 흑연층(70E)이 형성된 상태를 도시한다.

도 5(b)의 방열 시이트(80b)로 감싼 단열재(60)를 내부에 충진한 방화문에 대해 화재를 가상하여 토치(torch)로써 2시간 이상 가열한 후, 흑연 입자가 팽창하여 팽창된 흑연층(70E)이 형성된다. 이 경우, 2시간 이상 가열한 후에도 반대쪽 방화문은 손을 접촉하더라도 화상을 입지 않을 정도의 미지근한 상태를 유지한다. 팽창된 흑연층(70E)으로 인하여 열이 거의 완벽하게 차단되기 때문이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (17)

1. 내판(10)과 외판(20)으로 이루어지고, 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 단열재(60)를 충진하는 방화문에 있어서,
   상기 내판(10)과 외판(20)의 안쪽면에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0mm 두께로 형성된 팽창흑연층(70a), 또는 상기 단열재(60)의 외부에 팽창흑연을 도포하여 0.1∼2.0mm 두께로 형성된 팽창흑연층(70b)을 포함하고,
   상기 단열재(60)는 0.1∼50mm의 두께를 갖는 광물성 울 시이트(81a, 81b) 사이에 0.1∼2.0mm의 두께를 갖는 팽창흑연층(70c)이 형성된 방열 시이트(80)로써 외부가 감싸지거나 또는 단열재(60) 한쪽 면에 부착되는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 팽창흑연층(70a, 70b, 70c)은 팽창흑연 분말 입자와 바인더 수지를 혼합하여 또는 각각을 차례로 분사 또는 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 팽창흑연 분말 입자는 탄소 성분이 90중량% 이상이고, 입자 크기가 30∼300메쉬이며, 180∼400℃에서 150∼450배의 발포 배율을 갖는 것을 특징으로 하는 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 단열재(60)는 내판(10)과 외판(20)에 의해 형성된 내부 공간에 충진되는 10∼100 mm의 두께를 갖는 패널 형태로서, 유리섬유, 미네랄 울, 세라믹 울과 같은 광물성 울 시이트; 페놀 폼, 폴리에틸렌 폼, 우레탄 폼과 같은 합성수지 발포 폼; 진공단열재; 열반사 단열재; 및 에어캡(뽁뽁이)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항에 있어서, 상기 방열 시이트(80)는 상기 광물성 울 시이트(81a)에 부착된 커버 시이트(82)를 더 포함하는 방열 시이트(80c)인 것을 특징으로 하는 단열 및 방열 기능을 갖는 방화문.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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