KR102214530B1 - 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속복합패널이 설치되는 프레임을 구비한 외벽 시스템에 있어서, 가로방향으로 설치된 프레임과 세로 방향으로 설치된 프레임이 교차하는 부분에 용이하게 시공되어 프레임의 교차부의 후면과 건물의 외벽면 사이의 공간을 확실히 차폐함으로써 이 교차부를 통한 화재 확산을 방지할 수 있도록 된 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치는, 건물의 외벽면에 금속복합패널 설치하기 위하여 외벽면에 간격을 두고 가로 및 세로 방향으로 설치되는 프레임의 교차부의 전방면에 밀착되어 고정되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포성 마운트패드와; 상기 발포성 마운트패드의 네 모서리 부분에 후방으로 절곡되게 형성되며, 후단부가 건물의 외벽면에 밀착되면서 프레임의 교차부의 네 모서리 부분의 공간을 차폐하는 열팽창성 수지 재질로 된 복수의 차폐날개;를 포함한다.

Description

외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치{Apparatus for Preventing from Vertical Fire Spreading on Exterior Wall System}

본 발명은 건물 외벽의 단열성 향상 및 화재확산 방지를 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템에 있어서, 가로방향으로 설치된 프레임과 세로 방향으로 설치된 프레임이 교차하는 부분에 설치되어 프레임의 교차 부분의 후면과 건물의 외벽면 사이의 공간을 차폐함으로써 이 부분을 통한 화재 확산을 방지할 수 있도록 된 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치에 관한 것이다.

건축물을 건축하고자 하는 경우에는 열류를 차단하여 에너지를 절약하고 실내를 쾌적하게 조성시키기 위한 외벽의 단열구조를 반드시 필요로 한다. 이러한 외벽의 단열구조는, 단열재의 설치위치에 따라 내단열, 중단열 및 외단열로 나뉘어지는데, 그 중 외단열 구조는 벽체의 외부에 단열재를 부착한 후 외장마감재를 부착하는 구조로서, 구조체의 외부를 단열재로 완전히 감싸기 때문에 열손실량을 최소화시킬 수 있는 가장 효과적인 단열 구조이다.

그러나, 최근의 건물은 단열성능 향상을 위하여 제천 화재 시에 밝혀진 것과 같이, 대부분 건물의 외벽 시스템은 가연성 유기질 단열재를 사용한 외단열 공법을 이용하여 주로 시공되는 바, 이러한 외단열 구조를 갖는 외벽 시스템은 화재에 취약한 문제가 있다.

또한 수십명의 사상자를 발생시켰던 영국의 그렌펠타워(Grenfell Tower) 화재에서 밝혀진 것과 같이, 실내에서 발생한 화재가 외벽면의 개구부를 통해서 외벽 시스템의 알루미늄 복합패널의 외피를 용융시키고, 가연성 단열재를 연소시키게 되는데, 이 때 도 1에 도시한 것과 같이 외벽면(W)과 외장마감재(E) 사이에 이격 공간이 존재하여 연돌효과에 의해 화염이 인접한 외장마감재(E)로 확산되면서 고층부로 급속하게 확산되는 문제가 있다.

상기와 같은 외단열 구조의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 국내 등록특허 제10-1217257호와 제10-1729703호에는 건물의 외벽면과 외장마감재 사이의 공간에 불연재질의 차단부재를 설치하여 화재 발생시 차단부재에 의해 화재가 수직 방향으로 확산되는 것을 방지할 수 있도록 한 수직 화재확산 방지 구조가 개시되어 있다.

그러나, 종래의 수직 화재확산 방지 구조는 외장마감재(E)를 설치하기 위한 프레임이 교차하는 부분에는 차단부재를 설치하기가 어렵기 때문에 이 교차부의 공간은 차폐되지 않은 상태로 되어 화재 발생시 이 교차부를 통해 화염이 침투하여 화재가 급속히 확산되거나, 차폐부재가 설치되더라도 그 시공 과정이 매우 복잡하고 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1217257호(2012.12.24. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1729703호(2017.04.18. 등록)

본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 금속복합패널이 설치되는 프레임을 구비한 외벽 시스템에 있어서, 가로방향으로 설치된 프레임과 세로 방향으로 설치된 프레임이 교차하는 부분에 용이하게 시공되어 프레임의 교차부의 후면과 건물의 외벽면 사이의 공간을 확실히 차폐함으로써 이 교차부를 통한 화재 확산을 방지할 수 있도록 된 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치는, 건물의 외벽면에 금속복합패널 설치하기 위하여 외벽면에 간격을 두고 가로 및 세로 방향으로 설치되는 프레임의 교차부의 전방면에 밀착되어 고정되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포성 마운트패드와; 상기 발포성 마운트패드의 네 모서리 부분에 후방으로 절곡되게 형성되며, 후단부가 건물의 외벽면에 밀착되면서 프레임의 교차부의 네 모서리 부분의 공간을 차폐하는 열팽창성 수지 재질로 된 복수의 차폐날개;를 포함한다.

상기 복수의 차폐날개의 후단부는 프레임의 교차부의 내측 방향으로 측방향으로 절곡되어 'L'자 형태를 갖는다.

본 발명의 화재확산 방지장치는, 상기 복수의 차폐날개 중 일부를 서로 연결하는 결속부재를 더 포함할 수 있다.

상기 결속부재는, 어느 한 차폐날개의 후단부에 일정한 간격으로 배열되는 복수의 결합공과, 다른 한 차폐날개의 후단부에 돌출되게 형성되어 상기 결합공 중 어느 하나의 내측으로 삽입되면서 결합되는 결합돌기를 포함할 수 있다.

이와 다르게 상기 결속부재는, 어느 한 차폐날개의 후단부에 설치되며, 결속공이 관통되게 형성되고 상기 결속공의 내측에 걸림돌기가 돌출되게 형성되어 있는 결속편; 및, 다른 한 차폐날개의 후단부에 긴 띠 형태로 형성되어 상기 결속편의 결속공을 통과하며, 상기 걸림돌기에 걸림 결합되는 래치트돌기가 길이 방향을 따라 배열되어 있는 결속스트립;을 포함할 수 있다.

본 발명의 화재확산 방지장치는, 'ㄷ'자형태로 되어 차폐날개의 외측에서 프레임에 탄력적으로 결합되며 차폐날개를 프레임에 대해 고정하는 탄성클립을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차단부재를 설치하기 어려운 프레임의 교차부에 쉽고 간단히 설치되어 교차부와 외벽면 사이의 공간을 차폐하고, 화재 발생시 열에 의해 팽창하여 교차부와 외벽면 사이의 공간을 밀실하게 차폐하면서 화재 확산을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 외벽 시스템에서 발생하는 수직 화재 확산 현상을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재확산 방지장치가 설치된 외벽 시스템의 프레임 교차부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재확산 방지장치가 설치된 외벽 시스템의 프레임 교차부를 나타낸 측면에서 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 I-I 선 단면도이다.
도 5는 도 2의 화재확산 방지장치를 펼친 상태를 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 2의 화재확산 방지장치의 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재확산 방지장치의 일부분을 나타낸 정면도 및 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화재확산 방지장치의 일부분을 나타낸 정면도 및 요부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화재확산 방지장치의 일부분을 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화재확산 방지장치의 일부분을 나타낸 사시도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치를 나타낸 도면이다.

먼저 도 2 및 도 3을 참조하면, 건물의 외단열 구조를 형성하는 외벽 시스템은 건물의 외벽면(W)에 간격을 두고 설치되는 프레임(10), 상기 프레임(10)에 고정되면서 건물의 외벽면(W)을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널(20) 및, 상기 금속복합패널(20)과 외벽면(W) 사이에 배치되는 단열재(30)를 포함한다.

상기 프레임(10)은 앵커볼트와 같은 체결수단에 의해 건물의 외벽면(W)에 고정되며, 외벽 시스템의 외장마감재인 금속복합패널(20)을 고정하는 사각형의 금속 프레임 또는 'ㄷ'형 채널 프레임 등을 적용할 수 있다. 상기 프레임(10)은 건축물의 외벽면(W)에 가로 방향(지면(地面)에 대해 수평한 방향)과 세로 방향(지면(地面)에 대해 연직한 방향)으로 연장되게 설치되어 격자 형태로 배열된다. 편의상 건축물의 외벽면(W)에 가로 방향으로 연장되게 설치된 프레임을 가로 프레임(10a)이라 하고, 세로 방향으로 연장되게 설치된 프레임을 세로 프레임(10b)이라 하여 설명한다.

상기 금속복합패널(20)은 건물의 외벽면(W)을 덮는 외장마감재로서, 통상의 알루미늄 복합패널을 적용하여 구성할 수 있으나, 이외에도 알루미늄 등으로 이루어진 2개의 금속시트 사이에 난연성을 갖는 난연 플라스틱시트가 접합된 구조로 되어 자체적으로 화재에 견디는 성질이 우수한 난연성 금속복합패널을 적용할 수도 있다.

상기 단열재(30)는 상기 금속복합패널(20)의 내측면에 고정되게 접합되어, 금속복합패널(20)이 프레임(10)에 고정되어 시공될 때 금속복합패널(20)과 함께 고정된다. 즉, 상기 단열재(30)와 금속복합패널(20)은 상호 접합되어 모듈화되어 프레임(10)에 시공된다.

한편, 상기 프레임(10)과 금속복합패널(20)과 단열재(30)로 이루어진 외벽 시스템과 건물의 외벽면(W) 사이에는 소정의 공간이 발생하게 되며, 이 공간은 단열성 및 내화성 소재로 된 발포패드(100)로 채워짐으로써 단열 성능의 저하 및 수직 화재 확산 방지 효과를 갖게 된다. 상기 발포패드(100)는 프레임(10) 및 단열재(30)와 건물의 외벽면(W) 사이의 공간을 차폐하고 화재시 수십 내지 수백배로 팽창하여 화재 확산을 방지하는 차폐부재로서 기능하지만, 발포패드(100)는 상기 가로 프레임(10a)과 세로 프레임(10b)이 서로 교차하는 부분(이하 '교차부'라 함)에는 설치되지 않는다.

상기 교차부에는 본 발명의 화재확산 방지 장치(300)가 설치된다. 상기 화재확산 방지 장치는 프레임(10)의 교차부의 전방면에 밀착되어 고정되며 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포성 마운트패드(310)와, 상기 발포성 마운트패드의 네 모서리 부분에 후방으로 절곡되게 형성되어 후단부가 건물의 외벽면에 밀착되면서 프레임(10)의 교차부의 네 모서리 부분의 공간을 차폐하는 열팽창성 수지 재질로 된 복수의 차폐날개(320)를 포함한다.

상기 마운트패드(310)와 차폐날개(320)는 화재시 고온의 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질의 시트로 이루어진다. 바람직하기로, 상기 마운트패드(310)와 차폐날개(320)는 아크릴수지 20~30 중량%, 인계 난연제 20~30%(APP 실란코팅 10~15%,　 MPP 10~15%), 250배 팽창 성능을 갖는 80메쉬의 팽창흑연 20~30%, 실리카 1~3%, 잔부의 기타 첨가제(증점제, 산도조절제 등)를 포함하여 만들어질 수 있다. 또한 마운트패드(310)와 차폐날개(320)의 내부에는 얇은 섬유로 된 메쉬(mesh)가 매립되어 얇은 두께로 높은 인장력을 갖는다.

상기 마운트패드(310)는 프레임(10)의 교차부의 크기와 대응하는 사각 평판 형태를 가지며, 상기 교차부에 접착제 또는 나사와 같은 고정수단에 의해 부착될 수 있지만, 이와 다르게 복수의 차폐날개(320)를 서로 결속하여 교차부에 설치하는 경우 마운트패드(310)가 별도의 고정수단에 의해 프레임(10)에 부착되지 않고 프레임(10)의 교차부의 전방면을 덮으면서 설치될 수도 있다.

상기 복수의 차폐날개(320)는 마운트패드(310)와 일체로 형성되며, 차폐날개(320)의 후방부는 프레임(10)의 교차부의 내측 방향으로 측방향으로 절곡되어 'L'자 형태를 갖는다. 따라서 차폐날개(320)가 프레임(10)의 교차부에서 후방으로 절곡되어 후단부가 건물의 외벽면(W)에 밀착될 때 좌우로 배치된 2개의 차폐날개(320)가 서로 연접하거나 포개어지면서 프레임(10)의 교차부 후방측 공간을 차폐하게 된다(도 3 및 도 4 참조).

상기 4개의 차폐날개(320) 중 좌우로 배치된 2개씩의 차폐날개(320)는 프레임(10)의 교차부의 후방에서 서로 결속되는 것이 바람직하다. 이를 위해 각각의 차폐날개(320)는 결속부재를 더 포함한다.

도 7a 및 도 7b는 좌우로 배치된 2개의 차폐날개(320)를 서로 결속시켜 주는 결속부재의 일 실시예가 마련된 화재확산 방지 장치를 나타낸 것으로, 이 실시예의 결속부재는 어느 한 차폐날개(320)의 후단부에 일정한 간격으로 배열되는 복수의 결합공(331)과, 다른 한 차폐날개(320)의 후단부에 돌출되게 형성되어 상기 결합공(331) 중 어느 하나의 내측으로 삽입되면서 결합되는 결합돌기(333)를 구비한 홀더(332)를 포함한다.

상기 결합공(331)은 복수개가 좌우방향으로 일정 간격으로 배열되는데, 이는 프레임(10)의 좌우 폭에 따라 차폐날개(320) 간의 상대 위치를 쉽게 조정하여 결합시킬 수 있도록 하기 위함이다.

또한 도 8a 및 도 8b는 결속부재의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 결속부재는, 어느 한 차폐날개(320)의 후단부에 설치되며 결속공(342)이 관통되게 형성되고 상기 결속공(342)의 내측에 걸림돌기(343)가 돌출되게 형성되어 있는 결속편(341)과, 다른 한 차폐날개(320)의 후단부에 긴 띠 형태로 형성되어 상기 결속편(341)의 결속공(342)을 통과하며 상기 걸림돌기(343)에 걸림 결합되는 래치트돌기(345)가 길이 방향을 따라 배열되어 있는 결속스트립(344)을 포함한다.

따라서 결속스트립(344)을 상기 결속편(341)의 결속공(342) 내측으로 밀어넣으면 결속스트립(344)의 래치트돌기(345)가 결속편(341)의 걸림돌기(343)에 걸리면서 결속스트립(344)이 결속편(341)에서 이탈하지 않게 되고, 2개의 차폐날개(320)가 서로 결속된다.

이러한 결속편(341)과 결속스트립(344)으로 이루어진 결속부재 역시 프레임(10)의 좌우 폭에 대응하여 차폐날개(320)의 상대 위치를 조정하면서 결속시키기 용이한 이점을 갖는다.

이외에도 도 9에 도시한 것과 같이 결속부재로서 차폐날개(320) 중 어느 하나에 자성체(350)를 설치하고, 다른 차폐날개(320)에 상기 자성체(350)와 자력에 의해 결합하는 자성체 또는 금속판을 설치하여 2개의 차폐날개(320)를 서로 결속할 수도 있다.

또한 자성체(350) 이외에 벨크로 테이프나 양면 테이프 등을 사용하여 결속부재를 구성할 수도 있을 것이다.

이러한 본 발명의 화재확산 방지 장치(300)는 프레임(10)의 교차부에 마운트패드(310)를 밀착시키고, 차폐날개(320)를 후방으로 절곡시킨 다음, 좌우로 배치되어 있는 2개의 차폐날개(320)를 상기한 결속부재 중 어느 하나를 이용하여 결속함으로써 프레임(10)의 교차부에 시공될 수 있다.

이 때, 상기 마운트패드(310)를 접착제나 테이프, 나사 등으로 프레임(10)의 교차부에 고정시킬 수도 있다.

혹은 도 10에 도시한 것과 같이 'ㄷ'자형태로 된 탄성클립(360)을 이용하여 차폐날개(320)를 프레임(10)에 대해 탄력적으로 결합시켜 프레임(10)에 고정할 수도 있을 것이다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

W : 외벽면 10 : 프레임
20 : 금속복합패널 30 : 단열재
100 : 발포패드 300 : 화재확산 방지 장치
310 : 마운트패드 320 : 차폐날개
331 : 결합공 332 : 홀더
333 : 결합돌기 341 : 결속편
342 : 결속공 343 : 걸림돌기
344 : 결속스트립 345 : 래치트돌기
350 : 자성체 360 : 탄성클립

Claims (6)

1. 건물의 외벽면에 금속복합패널 설치하기 위하여 외벽면에 간격을 두고 가로 및 세로 방향으로 설치되는 프레임의 교차부의 전방면에 밀착되어 고정되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포성 마운트패드; 및,
   상기 발포성 마운트패드의 네 모서리 부분에 후방으로 절곡되게 형성되며, 후단부가 건물의 외벽면에 밀착되면서 프레임의 교차부의 네 모서리 부분의 공간을 차폐하는 열팽창성 수지 재질로 된 복수의 차폐날개;
   를 포함하고,
   상기 복수의 차폐날개의 후방부는 프레임의 교차부의 내측 방향으로 측방향으로 절곡되어 'L'자 형태를 갖도록 된 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 차폐날개 중 일부를 서로 연결하는 결속부재를 더 포함하는 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 결속부재는, 어느 한 차폐날개의 후단부에 일정한 간격으로 배열되는 복수의 결합공과, 다른 한 차폐날개의 후단부에 돌출되게 형성되어 상기 결합공 중 어느 하나의 내측으로 삽입되면서 결합되는 결합돌기를 포함하는 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 결속부재는, 어느 한 차폐날개의 후단부에 설치되며, 결속공이 관통되게 형성되고 상기 결속공의 내측에 걸림돌기가 돌출되게 형성되어 있는 결속편; 및,
   다른 한 차폐날개의 후단부에 긴 띠 형태로 형성되어 상기 결속편의 결속공을 통과하며, 상기 걸림돌기에 걸림 결합되는 래치트돌기가 길이 방향을 따라 배열되어 있는 결속스트립;
   을 포함하는 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치.
6. 제1항에 있어서, 'ㄷ'자형태로 되어 차폐날개의 외측에서 프레임에 탄력적으로 결합되며 차폐날개를 프레임에 대해 고정하는 탄성클립을 더 포함하는 외벽 시스템의 프레임 교차부의 화재확산 방지장치.
   

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