KR20120133538A

KR20120133538A - 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법

Info

Publication number: KR20120133538A
Application number: KR1020110052242A
Authority: KR
Inventors: 노상언
Original assignee: 노상언
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-11

Abstract

본 발명은 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재 시 고온, 고열로 인하여 보온커버 및 1액형 폴리우레탄 충진재가 연소하더라도 열팽창테이프의 팽창특성으로 인해 화염으로 소손된 공극을 메워줌으로써, 건축물의 관통부를 효율적으로 차단하여 화재의 확산을 막을 수 있어 내화성능의 확보가 가능하고, 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분은 칼을 사용하여 간단히 잘라낼 수 있음으로 시공이 간단하고 보온 성능이 우수함은 물론 충진한 후의 외양도 깨끗하며, 건축물의 관통부 이면의 일정한 길이로 보온커버를 특수 난연 처리 또는 불연처리를 함으로써, 자연 착화되지 않도록 할 수 있고, 알루미늄 하이드록사이드 또는 이산화규소 등이 주성분으로 이루어진 불연시트와 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼, EPDM 발포 폼으로 되어 있는 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙임으로써, 보온커버에 내열성을 부여할 수 있으며, 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러쌈으로써, 불연시트 면이 금속파이프에 닿는 방향으로 보온커버의 형태를 유지할 수 있게 하여 금속파이프를 통한 고온의 열로 인해 보온시트가 녹아내리거나 자연 착화되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.

Description

건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법{The method which forms a fireproof filling structure in the metal pipe which is applied in penetration department of the building}

본 발명은 화재 시 고온, 고열로 인하여 보온커버 및 1액형 폴리우레탄 충진재가 연소하더라도 열팽창테이프의 팽창특성으로 인해 화염으로 소손된 공극을 메워줌으로써, 건축물의 관통부를 효율적으로 차단하여 화재의 확산을 막을 수 있어 내화성능의 확보가 가능하고, 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분은 칼을 사용하여 간단히 잘라낼 수 있음으로 시공이 간단하고 보온 성능이 우수함은 물론 충진한 후의 외양도 깨끗하며, 건축물의 관통부 이면의 일정한 길이로 보온커버를 특수 난연 처리 또는 불연처리를 함으로써, 자연 착화되지 않도록 할 수 있고, 알루미늄 하이드록사이드 또는 이산화규소 등이 주성분으로 이루어진 불연시트와 고무발포 폼, EPDM 발포 폼 또는 PE 발포 폼으로 되어 있는 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙임으로써, 보온커버에 내열성을 부여할 수 있으며, 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러쌈으로써, 불연시트 면이 금속파이프에 닿는 방향으로 보온커버의 형태를 유지할 수 있게 하여 금속파이프를 통한 고온의 열로 인해 보온시트가 녹아내리거나 자연 착화되는 것을 막을 수 있는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법에 관한 기술이다.

금속파이프가 건물의 바닥 또는 벽(70)의 방화구획을 관통할 때, 건축법[건축물의 피난, 방화구조 등의 기준에 관한 규칙 14조 2항]에 의거하여 방화구획과 동일하게 관통부도 내화 충전구조를 유지하도록 명문화하고 있다. 이 규칙의 세부규정인 국토해양부고시, 건설기술연구원 세부운영지침의 시험방법에 따르면, 방화구획을 관통하는 관통재의 온도는 화염원의 이면에서 측정하였을 때 180K 를 넘지 않도록 하여 합격 여부를 정한다.

금속파이프는 온수, 냉난방 등의 여러 용도로 사용되는데, 일반적으로 보온유지를 위해 유리섬유와 같은 무기질 보온커버가 보온재로 사용된다. 특히, 유리섬유 보온커버는 여타 유기질 보온커버에 비해, 고가임에도 불구하고 화재의 위험성이 우려되는 부위에 사용되지만, 이 또한 내화시험의 가열온도인 1050℃에서 2시간을 고려하였을 때, 유리섬유의 녹는점인 400 내지 600℃로 낮아 내화구조를 유지할 수 없다는 단점이 있다.

또한 도 1은 종래의 건축물의 관통부용 금속파이프의 구조를 설명하기 위해 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 금속파이프(20)는 관통 슬리브의 중앙에 정확히 일치시키기가 어려워 항시 편심(80)이 있기 때문에, 정형화된 내화충전구조를 개발하기가 쉽지 않으며, 금속파이프(20)의 편심(80)으로 인해 여타 재료로도 충진하기 매우 어렵다는 문제를 갖고 있다.

화재 시 금속파이프는 열을 화염의 이면으로 전달하는 매개체 역할을 하여 시험규정에서 요구하는 180K 이하로 유지하기가 불가능하며 오히려 이러한 높은 열전달로 인하여 관통부근의 보온재에 자연 착화될 수 있으며, 난연 보온커버(30)를 사용한다 하더라도 300℃ 이상에서는 열에 의해 물리적 기능을 소실하게 마련이다.

따라서, 화재 시 고온, 고열로 인하여 보온커버 및 1액형 폴리우레탄 충진재가 연소하더라도 열팽창테이프의 팽창특성으로 인해 화염으로 소손된 공극을 메워주어 건축물의 관통부를 효율적으로 차단하여 화재의 확산을 막을 수 있어 내화성능의 확보가 가능하고, 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분은 칼을 사용하여 간단히 잘라낼 수 있음으로 시공이 간단하고 보온 성능이 우수함은 물론 충진한 후의 외양도 깨끗하며, 건축물의 관통부 이면의 일정한 길이로 보온커버를 특수 난연 처리 또는 불연처리 하여 자연 착화되지 않도록 할 수 있고, 알루미늄 하이드록사이드 또는 이산화규소 등이 주성분으로 이루어진 불연시트와 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼으로 되어 있는 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙여 보온커버에 내열성을 부여할 수 있는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법의 개발이 절실한 실정이다.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 화재 시 고온, 고열로 인하여 보온커버 및 1액형 폴리우레탄 충진재가 연소하더라도 열팽창테이프의 팽창특성으로 인해 화염으로 소손된 공극을 메워줌으로써, 건축물의 관통부를 효율적으로 차단하여 화재의 확산을 막을 수 있어 내화성능의 확보가 가능한 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분은 칼을 사용하여 간단히 잘라낼 수 있음으로 시공이 간단하고 보온 성능이 우수함은 물론 충진한 후의 외양도 깨끗한 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 건축물의 관통부 이면의 일정한 길이로 보온커버를 특수 난연 처리 또는 불연처리를 함으로써, 자연 착화되지 않도록 할 수 있는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 알루미늄 하이드록사이드 또는 이산화규소 등이 주성분으로 이루어진 불연시트와 고무발포 폼, EPDM 발포 폼 또는 PE 발포 폼으로 되어 있는 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙임으로써, 보온커버에 내열성을 부여할 수 있는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러쌈으로써, 불연시트 면이 금속파이프에 닿는 방향으로 보온커버의 형태를 유지할 수 있게 하여 금속파이프를 통한 고온의 열로 인해 보온시트가 녹아내리거나 자연 착화되는 것을 막을 수 있는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법은 보온재를 50 내지 250mm로 자르는 단계(a)와; 상기 보온재를 자른 다음 보온커버의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에 열팽창테이프를 1겹 내지 3겹을 붙이는 단계(b)와; 상기 열팽창테이프를 붙인 후 건축물 관통부의 개구부와 금속파이프의 틈새를 1액형 폴리우레탄을 사용하여 주입하여 충진하는 단계(c)와; 상기 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분을 칼을 사용하여 잘라내어 외부의 모양을 깨끗하게 하는 단계(d)와; 불연시트와 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙여 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러싸 보온커버에 내열성을 부여하는 단계(e); 를 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(a)에서, 상기 보온재는 유리섬유의 무기질 보온재, PE 발포 폼, 발포 EPDM, 고무 발포 폼의 유기발포 폼 보온재 중에서 어느 하나인 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(b)에서, 상기 열팽창테이프는 2 내지 6mm 두께로 350℃에서 최대 10 내지 30배의 팽창특성을 갖는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(b)에서, 상기 열팽창테이프는 보온커버의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에 붙이지 않고 양쪽 면에 분리하여 붙일 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 단계(e)에서, 상기 불연시트는 0.5 내지 15mm 두께의 알루미늄 하이드록사이드(aluminum hydroxide) 또는 이산화규소(SiO₂)가 주성분으로 이루어지고, 상기 보온시트는 10 내지 25mm 두께의 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼, EPDM 발포 폼으로 되어 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 화재 시 고온, 고열로 인하여 보온커버 및 1액형 폴리우레탄 충진재가 연소하더라도 열팽창테이프의 팽창특성으로 인해 화염으로 소손된 공극을 메워줌으로써, 건축물의 관통부를 효율적으로 차단하여 화재의 확산을 막을 수 있어 내화성능의 확보가 가능하다.

둘째, 본 발명은 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분은 칼을 사용하여 간단히 잘라낼 수 있음으로 시공이 간단하고 보온 성능이 우수함은 물론 충진한 후의 외양도 깨끗하다.

셋째, 본 발명은 건축물의 관통부 이면의 일정한 길이로 보온커버를 특수 난연 처리 또는 불연처리를 함으로써, 자연 착화되지 않도록 할 수 있다.

넷째, 본 발명은 알루미늄 하이드록사이드 또는 이산화규소 등이 주성분으로 이루어진 불연시트와 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼으로 되어 있는 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙임으로써, 보온커버에 내열성을 부여할 수 있다.

다섯째, 본 발명은 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러쌈으로써, 불연시트 면이 금속파이프에 닿는 방향으로 보온커버의 형태를 유지할 수 있게 하여 금속파이프를 통한 고온의 열로 인해 보온시트가 녹아내리거나 자연 착화되는 것을 막을 수 있다.

도 1은 종래의 건축물의 관통부용 금속파이프의 구조를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 과정을 나타내는 흐름도.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

첫째로는, 보온재를 50 내지 250mm로 자르는 단계(a)이다. 여기서, 상기 보온재는 PE 발포 폼이 가장 바람직하나, 유리섬유, 발포 EPDM, 고무 발포 폼, EPDM 발포 폼도 가능한 것이다. 또한 상기 보온재는 200mm로 자르는 것이 가장 적합할 것이다. 상기 폴리에틸렌(PE) 발포 폼은 열전도성이 낮아 보온효과가 우수하며 비흡수성 재질이므로 오랜시간이 경과해도 단열 성능이 떨어지지 않음은 물론 결로 방지와 진동을 감소시키는 역할도 하는 것이다. 또한 고무발포보온재(EPDM: Ethylene Propylene Diene Monomer)는 단열재로 주로 사용하고 있는 것이다.

둘째로는, 상기 보온재를 자른 다음 보온커버(30)의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에 열팽창테이프(60)를 1겹 내지 3겹을 붙이는 단계(b)이다. 여기서, 상기 열팽창테이프(60)는 2 내지 6mm 두께로 350℃에서 최대 10 내지 30배의 팽창특성을 갖는 것이지만, 상기 열팽창테이프(60)는 4mm 두께가 가장 적합한 것이다. 따라서 이론적인 열팽창 두께는 4mm의 유효팽창비 15배, 60mm로 추정할 수 있어서, 직경 100mm의 금속파이프(20)일 경우에는 최대로 개구부의 크기는 220mm 까지 가능하나, 팽창방향, 팽창온도 등의 여러 요소를 고려하여 10배의 유효팽창으로 감안하더라도 최대 개구부 크기를 180mm로 규정 할 수 있는 것이다. 또한 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 열팽창테이프는 보온커버의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에(도 2에 도시) 붙이지 않고 양쪽 면으로 분리하여(도 3에 도시) 붙일 수 있는 것이다.

셋째로는, 상기 열팽창테이프(60)를 붙인 후 건축물 관통부(10)의 개구부와 금속파이프(20)의 틈새를 1액형 폴리우레탄(50)을 사용하여 주입하여 충진하는 단계(c)이다. 여기서, 상기 개구부의 크기를 고려하면, 금속파이프(20)의 보온재를 씌우고 열팽창테이프(60)의 두께를 감안하더라도 구조적으로 금속파이프(20)와 개구부 사이에 틈새가 생길 수밖에 없기 때문에 이 부분을 1액형 폴리우레탄(50)을 사용하여 주입하여 충진하는 것이다.

넷째로는, 상기 1액형 폴리우레탄(50)을 충진한 후 건축물 관통부(10)의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분을 칼을 사용하여 잘라내어 외부의 모양을 깨끗하게 하는 단계(d)이다.

다섯째로는, 불연시트와 보온시트를 150 내지 500mm 폭으로 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙여 보온커버(30)의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버(40)를 둘러싸 보온커버에 내열성을 부여하는 단계(e)이다. 여기서, 상기 불연시트는 0.5 내지 15mm 두께의 알루미늄 하이드록사이드(aluminum hydroxide) 또는 이산화규소(SiO₂)가 주성분으로 이루어지고, 상기 보온시트는 10 내지 25mm 두께의 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼으로 되어 있는 것이다. 또한 상기 내열보온커버(40)는 보온커버(30)의 전체 둘레의 일부분을 둘러싸며, 불연시트 면이 금속파이프(20)에 닿는 방향으로 내열보온커버(40)의 형태를 유지할 수 있게 하여 금속파이프(20)를 통한 고온의 열로 인해 보온시트가 녹아내리거나 자연 착화에 이르지 못하도록 불연시트가 흡열반응을 한다. 이때의 흡열반응 메커니즘은 다음과 같다.

180 ~ 200℃

2Al(OH₃) → Al₂O₃+ 3H₂O - 298KJ/mol (흡열반응)

상기의 형태로 완성된 보온커버는 일반적인 보온커버의 시공과 동일하게 시공할 수 있는 것이며, 이로 인하여 규정된 내화 성능 확보가 가능한 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명인 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법은 아파트, 상가 빌딩은 물론, 일반 건축물의 바닥 또는 벽의 방화 구획을 관통하는 금속파이프에 적용이 가능한 것이다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.

10 : 건축물의 관통구 20 : 금속파이프
30 : 보온커버 40 : 내열보온커버
50 : 1액형 폴리우레탄 60 : 열팽창테이프
70 : 벽 80 : 편심부분

Claims

건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법에 있어서,
보온재를 50 내지 250mm로 자르는 단계(a)와;
상기 보온재를 자른 다음 보온커버의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에 열팽창테이프를 1겹 내지 3겹을 붙이는 단계(b)와;
상기 열팽창테이프를 붙인 후 건축물 관통부의 개구부와 금속파이프의 틈새를 1액형 폴리우레탄을 사용하여 주입하여 충진하는 단계(c)와;
상기 1액형 폴리우레탄을 충진한 후 건축물 관통부의 천정 및 바닥면보다 높게 발포된 부분을 칼을 사용하여 잘라내어 외부의 모양을 깨끗하게 하는 단계(d)와;
불연시트와 보온시트를 자른 다음 두 재질을 접착제나 양면테이프로 서로 압착하여 붙여 보온커버의 전체 둘레의 일부분에 내열보온커버를 둘러싸 보온커버에 내열성을 부여하는 단계(e); 를 포함함을 특징으로 하는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(a)에서, 상기 보온재는 유리섬유의 무기질 보온재, PE 발포 폼, 발포 EPDM, 고무 발포 폼의 유기발포 폼 보온재 중에서 어느 하나인 것을 포함함을 특징으로 하는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(b)에서, 상기 열팽창테이프는 2 내지 6mm 두께로 350℃에서 최대 10 내지 30배의 팽창특성을 갖는 것을 포함함을 특징으로 하는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(b)에서, 상기 열팽창테이프는 보온커버의 개폐면에 일치하게 하여 한쪽 면에 붙이지 않고 양쪽 면에 분리하여 붙일 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단계(e)에서, 상기 불연시트는 0.5 내지 15mm 두께의 알루미늄 하이드록사이드(aluminum hydroxide) 또는 이산화규소(SiO₂)가 주성분으로 이루어지고, 상기 보온시트는 10 내지 25mm 두께의 고무발포 폼 또는 PE 발포 폼, EPDM 발포 폼 으로 되어 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 건축물의 관통부용 금속파이프에 내화충전구조를 형성하는 방법.