KR20200079161A - 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조에 관한 것으로, 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재와 외측부재 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재 및 복합반사단열재를 형성하되, 상기 고온단열재 및 복합반사단열재가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치됨에 따라, 단열성과 내열성 및 구조 안정성을 동시에 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조{Panel structure of fire door with improved performance}

본 발명은 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재와 외측부재 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재 및 복합반사단열재를 형성하되, 상기 고온단열재 및 복합반사단열재가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치되도록 함으로써, 단열성과 내열성을 향상시키는 동시에 결로를 방지함은 물론, 복합반사단열재를 통해 고온의 열이 외부로 발산되어 방화문이 휘어지는 등 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조에 관한 것이다.

일반적으로 방화문은 화재의 확대 또는 연소를 방지하기 위해 개구부에 설치하는 문을 말하는데, 상기 방화문이 건물 위주의 개구부에 설치하는 경우에는 주로 연소를, 내부의 방화벽 등의 방화구획에 있는 개구부에 설치하는 경우에는 확대를 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기 방화문은 KS F 2268-1(방화문의 내화 시험 방법)에 따라 시험한 결과 비차열 1시간 이상의 성능이 확보되어야 하며, 6mm 균열 게이지가 시험체를 관통하고 틈을 따라 길이 150mm를 이동하거나, 25mm 균열 게이지가 시험체를 관통하여 가열로 내부로 삽입되지 않도록 제조되어야 한다. 즉, 차열 시간이 오래 지속 될수록 우수한 방화문이며, 열에 의해 균열이 발생하지 않을수록 우수한 방화문으로 인정하고 있는 것이다.

상기 방화문은 기존에 화재의 확대 또는 연소 방지 기능만을 갖고 있었으나, 기능이 추가되면서 화재의 확대 또는 연소 방지뿐만 아니라, 단열기능을 추가하여 단열 성능과 내열 성능을 동시에 갖도록 제조되고 있다.

상기와 같은 역할을 수행하기 위해서는 고온단열재와 저온단열재를 함께 이용해야 하는데, 상기 고온단열재는 화재 등의 고온에는 강하지만 단열성이 좋지 않으며, 상기 저온단열재는 단열성이 좋지만 고온에는 약하여 상호 보완이 필요하므로 두 소재를 함께 이용하여 방화문을 제조해야 한다.

상기 고온단열재는 650 ~ 950℃의 고온에서 내화성을 갖는 소재로 이루어지며, 미네랄울, 에어로젤, 흄드실리카, 진공단열재, 진공유리 또는 펄라이트 등의 소재가 주로 이용되고, 상기 저온단열재는 250 ~ 350℃의 상대적인 저온에서 내화성을 갖는 소재로 이루어지며, 글라스울, 폴리에스테르, PF폼(페놀폼) 등의 소재가 주로 이용된다.

상기와 같이 서로 다른 기능을 갖는 패널을 함께 이용한 종래의 방화문은 도 1에 도시된 바와 같이, 전면을 이루는 외측부재(2)와 후면을 이루는 내측부재(3)로 이루어져 있으며, 상기 외측부재(2)와 내측부재(3)의 내부에는 단열성과 결로방지를 위한 단열재(6)와 내열성을 확보하기 위한 내화패널(7)이 형성되되, 상기 단열재(6)와 내화패널(7)은 외측부재(2)와 내측부재(3)에 대하여 평행을 이루도록 적층되는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기 종래의 방화문은 단열성과 결로방지를 위한 단열재(6)가 내부에서 열을 차단하기 때문에 외측부재(2) 또는 내측부재(3)에 가해지는 열이 반대편으로 전달되지 못하여 상기 외측부재(2) 또는 내측부재(3)가 연화점에 도달하면 방화문이 휘어져버리거나, 균열이 발생하는 등의 문제점이 있었다. 이로 인해 상기 KS F 2268-1(방화문의 내화 시험 방법)의 기준인 방화문의 균열 기준에 어긋나는 문제가 발생하고 있었다.

따라서, 외측부재 또는 내측부재에 가해지는 열이 반대편으로 전달되어 열의 순환이 이루어질 수 있는 방화문의 단열패널 구조의 필요성이 커지게 되었다.

이와 더불어, 일반적으로 방화문이 휘어져버리는 문제를 해결하기 위해 구조보강철판을 사용하여 방화문을 지지하게 되는데, 상기 구조보강철판은 방화문의 단부에서 외측부재와 내측부재에 대해 수직 방향으로 설치되어 고온에 의한 방화문의 구조 변형을 막아주는 역할을 한다.

또한, 방화문은 외부의 화염에 의한 열과 유독가스의 진입을 차단하기 위하여 출입문 틈새에 개스킷을 설치하게 된다. 상기 개스킷은 방화문의 단부에 설치하는 것이 일반적인데, 화염에 의한 열로부터 은폐되며, 화염과의 거리가 가장 먼 곳이 문과 벽의 사이 틈새이기 때문이다.

상기와 같이 구조보강철판과 개스킷이 설치된 종래의 방화문은 도 2에 도시된 바와 같이 방화문의 단부에 구조보강철판(8)과 개스킷(9)을 설치하여 각각 고온에 의한 구조 변형을 막고, 외부의 화염에 의한 열과 유독가스의 진입을 차단하도록 한다.

그러나, 상기 종래의 방화문은 개스킷(9)이 단열 또는 내열 기능을 갖지 않고, 구조보강철판(8)의 전체 표면이 보호되지 않아, 화염에 의한 열이 개스킷(9)을 통해 구조보강철판(8)으로 전해지게 되고, 이로 인해 방화문의 변형을 막기 위해 설치되는 구조보강철판(8)이 고온에 의해 변형되면서 제 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 구조보강철판으로 전해지는 열을 효과적으로 차단하여 상기 구조보강철판의 변형을 막을 수 있는 방화문의 단열패널 구조의 필요성이 커지게 되었다.

한국 등록특허 제10-1863614호(2018.06.01.공고). "방화문의 단열구조" 한국 등록특허 제10-1788657호(2017.10.20.공고). "단열성이 향상된 방화문"

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재와 외측부재 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재 및 복합반사단열재를 형성하되, 상기 고온단열재 및 복합반사단열재가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치되도록 함으로써, 단열성과 내열성을 향상시키는 동시에 결로를 방지함 물론, 복합반사단열재를 통해 고온의 열이 외부로 발산되어 방화문이 휘어지는 등 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 내측부재와 외측부재 사이에 구조 변형을 막는 구조보강철판을 형성하고, 상기 구조보강철판의 외주면을 내열단열차단재 및 내열단열발포개스킷으로 감싸도록 함으로써, 상기 구조보강철판으로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하여 구조보강철판의 구조 변형을 방지할 수 있도록 한 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재와 외측부재 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재 및 복합반사단열재를 형성하되, 상기 고온단열재 및 복합반사단열재가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치됨에 따라, 단열성과 내열성 및 구조 안정성을 동시에 갖는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조를 제공한다.

또한, 상기 내측부재와 외측부재 사이에 구조 변형을 막는 구조보강철판을 형성하고, 상기 구조보강철판의 외주면을 내열단열차단재 및 내열단열발포개스킷으로 감싸 구조보강철판의 구조 변형을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개스킷의 내부에는 격실이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개스킷은 일체로 형성되거나, 적어도 둘 이상의 구성으로 형성되어 서로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복합반사단열재는 저온단열재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복합반사단열재는 저온단열재와 반사단열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사단열부재는 적어도 하나 이상의 반사 알루미늄판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사단열부재는 저온단열재와 인접하게 배치되는 제1 반사 알루미늄판과, 상기 제1 반사 알루미늄판에 인접하게 배치되며 내화성 단열소재로 형성되어 적어도 하나 이상의 공간이 구비된 격자실 공간부와, 상기 격자실 공간부에 인접하게 배치되는 제2 반사 알루미늄판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고온단열재 및 복합반사단열재의 외측에는 내열단열발포접착제가 도포되어 내측부재 및 외측부재에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내열단열발포접착제는 수용성 아연 수지 또는 규산나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하는 수용성 복합재 박막물질 40 ~ 50 중량%, 발포형 진주암 또는 해포석 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 무기질 복합 충진 분체 40 ~ 50 중량%, 흄드 실리카 또는 소수성 무정형 발연 실리카 분말 중 어느 하나 이상을 포함하는 단열성 강화 분말 분체 10 ~ 20 중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 서로 다른 성능을 갖는 고온단열재 및 복합반사단열재를 내측부재와 외측부재 사이에 수직을 이루면서 번갈아가며 배치함에 따라, 단열성과 내열성을 향상시키는 동시에 결로를 방지함 물론, 상기 복합반사단열재를 통해 고온의 열이 외부로 발산되어 방화문이 휘어지는 등 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내측부재와 외측부재 사이에 형성된 구조보강철판의 외주면을 내열단열차단재 및 내열단열발포개스킷으로 감싸도록 하고, 이를 통해 상기 구조보강철판으로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하여 구조보강철판의 구조 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 서로 다른 기능을 갖는 패널을 함께 이용한 종래의 방화문 단면도.
도 2는 구조보강철판과 개스킷이 설치된 종래의 방화문 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방화문의 사시도.
도 4a 내지 4c는 도 3의 A-A 단면도.
도 5는 도 4c의 복합반사단열재를 예시한 분해사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합반사단열재의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방화문의 구조보강철판 및 내열단열발포개스킷의 결합관계를 예시한 부분단면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내열단열발포개스킷을 예시한 단면도.

이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당 업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 복합 성능을 향상시킨 방화문의 사시도이고, 도 4a 내지 4c는 도 3의 A-A 단면도이며, 도 5는 도 4c의 복합반사단열재를 예시한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합반사단열재의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조는 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재(100)와 외측부재(200) 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)를 형성하되, 상기 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치되도록 할 수 있다.

이에 따라, 단열(斷熱, 열의 이동을 막음)성과 내열(耐熱, 높은 열에 견딤)성을 향상시키는 동시에 결로(結露, 물건의 표면에 작은 물방울이 서려 있음)를 방지함은 물론, 복합반사단열재(400)를 통해 고온의 열이 외부로 발산되어 방화문이 휘어지는 등 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 내측부재(100)와 외측부재(200)는 판 형태로 넓게 펼쳐져 형성되는 것으로 개구부(開口部, 열리는 부분)의 형태에 맞게 형성된다. 예를 들어, 직사각형의 개구부일 경우 내측부재(100)와 외측부재(200)의 형태 역시 직사각형이 될 수 있으며, 타원형 또는 원형의 개구부일 경우 내측부재(100)와 외측부재(200)는 상기 개구부의 형태에 알맞는 형태로 제작될 수 있다.

상기 내측부재(100)와 외측부재(200)는 화재가 발생할 경우 방화문의 최외곽에서 화재와 직접적으로 맞닿는 위치에 형성되는 것으로, 상기 내측부재(100)와 외측부재(200)는 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)가 직접적으로 화염에 노출되는 것을 막아주는 역할을 한다.

상기 내측부재(100)와 외측부재(200)는 내측에 형성되는 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)를 수용하며, 그 소재는 금속 소재일 수 있다.

상기 내측부재(100)와 외측부재(200)의 소재가 금속일 경우 철(iron), 알루미늄(aluminium), 주석(tin), 코발트(cobalt), 니켈(nickel), 구리(copper), 아연(zinc) 중 어느 하나 이상의 재질 또는 이들의 합금을 사용할 수 있으며, 특히 철을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

상기 내측부재(100)와 외측부재(200) 사이에는 각기 성능이 다른 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)가 형성된다. 이때, 상기 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)는 각각 내열성, 단열성, 결로방지 등의 기능이 상이하여 상호 보완을 이루게 된다.

상기 고온단열재(300)는 650 ~ 950℃의 고온에서 단열 또는 내열성을 갖는 소재로 이루어지며, 미네랄울, 에어로젤, 흄드실리카, 진공단열재, 진공유리 또는 펄라이트 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 미네랄울은 광물섬유를 말하는 것으로 천연적으로 얻어지는 석면이나 과학적으로 만들어진 인공암면을 일컫는다. 높은 내화성을 가져 내화재로 이용되는 것으로 본 발명에서는 광물로 형성된 섬유 중 높은 내화성을 가지는 모든 종류의 광물섬유를 포함할 수 있을 것이다.

상기 에어로젤은 공기를 뜻하는 에어(air)와 고체화된 액체를 의미하는 젤의 합성어이며, 본 발명에서 에어로젤은 머리카락의 1만분의 1굵기인 규소산화물(SiO₂)실이 설글게 얽혀 이루어지며, 실과 실 사이에는 공기 분자들이 들어있는 것을 말하는 것일 수 있다.

상기 흄드실리카는 사염화규소를 가열 분해하여 이산화규소로 변하면서 덩어리 형태의 실리카로 된 것을 말한다. 이를 분쇄하면 표면적이 크고 입자가 고운 상태로 되기 때문에 접착제, 건조제 등으로 사용되며, 본 발명에서는 흄드실리카의 내화성을 이용하여 단열재로 이용할 수 있다.

상기 진공단열재는 내부를 진공상태로 구성한 단열재를 말한다. 적절하게는 내부를 진공으로 형성한 다공성 내화 소재로 구성될 수 있으며, 본 발명은 어떠한 특정 물질로 규정하지 않고, 진공 상태를 갖는 단열재를 모두 포함할 수 있다.

상기 진공유리는 두 장의 판유리 사이에 진공층을 형성하여 판유리 사이의 주연부를 밀봉하고 배기홀을 통해 내부를 감압한 후 배기홀을 밀봉하는 것일 수 있다. 또한, 다수의 판유리 사이에 진공층을 형성할 수도 있으며, 유리소재를 이용하여 내부에 진공층을 형성한 소재는 모두 포함할 수 있을 것이다.

상기 펄라이트는 진주암을 분쇄하여 고온과열, 발포처리하여 제조한 백색의 다공질체로 비교적 입자가 작은 편인 것을 사용하는 것일 수 있다. 또한, 흑요암도 상기와 같은 과정에 의해 회갈색의 다공질체로 제조되어 펄라이트로 이용될 수도 있다.

상기 고온단열재(300)는 내화성은 좋으나, 단열성 및 결로방지의 기능은 좋지 않아, 고온단열재(300)만으로는 단열기능 및 결로방지 기능을 수행하기 어려울 수 있으므로, 상기 고온단열재(300)가 수행할 수 없는 역할을 보완하기 위해 단열기능 및 결로방지 기능을 갖는 소재가 함께 이용되어야 할 필요성이 있다.

따라서, 상기 고온단열재(300)에 인접하여 배치되는 복합반사단열재(400)는 저온단열재(410)를 포함한다.

상기 저온단열재(410)는 250 ~ 350℃의 상대적인 저온에서 단열 또는 내열성을 갖는 소재로 이루어지며, 글라스울, 폴리에스테르 또는 PF폼(페놀폼) 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 물론, 상기 저온단열재(410)는 이에 제한되는 것은 아니고, 단열성과 결로방지 기능이 우수한 소재라면 모두 본 발명의 저온단열재(410)로 이용될 수 있다.

상기 글라스울은 용융유리를 섬유상으로 만든 것으로 단열효과가 현저하기 때문에 대체로 주택의 보온 보냉재로 쓰이며, 안전사용온도는 300℃이다. 탄성이 적고, 인장강도, 전지절연성, 내화성, 단열성, 흡음성, 내식성, 내수성이 우수하다.

상기 폴리에스테르는 합성섬유 중에서도 강도가 높고, 내구성, 보온성, 난연성이 뛰어나며, 연소시 유해가스 발생이 적을 뿐만 아니라 재활용도 가능한 환경 친화성 소재이다.

상기 페놀폼은 화열 및 화학적으로 안정된 성질을 갖는 페놀수지를 발포시킨 열경화성 플라스틱 폼으로 난연성, 내열성, 저발연성, 고단열성, 고내구성, 친환경성이 우수한 고성능 소재이다.

상술한 바와 같이, 상기 저온단열재(410)는 650 ~ 950℃의 초고온에서는 내화성이 약하지만, 단열성 및 결로방지 기능이 우수하다는 특성이 있다.

한편, 상기 복합반사단열재(400)는 도 4a 내지 4c에서 보는 바와 같이 저온단열재(410)만으로 구성될 수도 있고, 저온단열재(410)와 반사단열부재(420)를 함께 포함하여 구성될 수도 있다.

도 4a에서 보는 바와 같이, 상기 복합반사단열재(400)가 저온단열재(410)만으로 구성된 경우, 상기 복합반사단열재(400)를 통해 고온단열재(300)가 수행할 수 없는 역할 즉, 단열 기능 및 결로 방지 기능을 갖게 됨은 물론, 상기 복합반사단열재(400)는 여러 층으로 이루어져 있지 않고 층이 단순화되기 때문에, 복합반사단열재(400)의 제조 원가 및 시간을 줄여 방화문의 생산성 향상을 기대할 수 있게 된다.

도 4b와 도 4c에서 보는 바와 같이, 상기 복합반사단열재(400)가 저온단열재(410)와 반사단열부재(420)를 함께 포함하여 구성된 경우, 복합반사단열재(400)가 복수 층으로 이루어져 생산성 향상을 기대하기는 어려우나, 상대적으로 더욱 증대된 단열 기능 및 결로 방지 기능을 갖게 된다. 즉, 상기 저온단열재(410)는 상기한 바와 같이 650 ~ 950℃의 초고온에서 내화성이 약하여 상기 저온단열재(410)만으로는 방화문이 화재에 취약해지게 되는 관계로, 상기 복합반사단열재(400)가 저온단열재(410)와 반사단열부재(420)를 함께 포함할 수 있도록 한 것이다.

상기 반사단열부재(420)는 도 4b에서 보는 바와 같이 적어도 하나 이상의 반사 알루미늄판로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 반사 알루미늄판은 저온단열재(410) 사이에 하나 또는 둘 이상으로 형성될 수도 있고, 저온단열재(410)의 양측 단부에 하나 또는 둘 이상으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 반사단열부재(420)는 반사 알루미늄판을 포함하는 여러 층으로 구성될 수 있다.

부연 설명하면, 상기 반사단열부재(420)는 도 5에서 보는 바와 같이, 저온단열재(410)에 인접하게 배치되는 제1 반사 알루미늄판(421)과, 상기 제1 반사 알루미늄판(421)에 인접하게 배치되며 내화성 단열소재로 형성되어 적어도 하나 이상의 격자 공간이 구비된 격자실 공간부(422) 및 상기 격자실 공간부(422)에 인접하게 배치되는 제2 반사 알루미늄판(423)으로 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 반사단열부재(420)는 제1 반사 알루미늄판(421)과 제2 반사 알루미늄판(423)이 평행을 이루도록 형성되고, 그 사이로 내화성 단열소재로 형성된 격자실 공간부(422)가 위치하는 것일 수 있다.

상기 제1 반사 알루미늄판(421)과 제2 반사 알루미늄판(423)은 열을 반사하는 역할 즉, 방화문의 일측을 통해 들어오는 열에너지가 해당 방향으로 반사되어 열전도 시간을 지연시키는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 반사단열부재(420)의 전체 또는 일부를 구성하는 반사 알루미늄판은 도 6에서 보는 바와 같이 하나의 판으로 되어 전체가 복합반사단열재(400)의 내에 삽입되거나, 둘 이상으로 분할되어 복합반사단열재(400)의 내에 삽입될 수 있다.

즉, 알루미늄(aluminium)의 경우 복사(radiation) 효과가 뛰어나지만, 이와 함께 열전도(heat conduction)율 또한 높아 복합반사단열재(400)의 단열 효과를 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.

따라서, 도 6(b)와 도 6(c)에서 보는 바와 같이 반사 알루미늄판을 둘 이상으로 분할하고, 이와 같이 분할된 반사 알루미늄판을 서로 일정간격 이격시켜 복합반사단열재(400) 내에 부분적으로 배치함으로써, 복사 효과를 일정 부분 유지하면서 상대적으로 열전도 효과를 낮추고, 이를 통해 열전도와 복사 효과를 적정 비율로 맞추면서 상기 반사 알루미늄판의 단열 효과를 개선할 수 있다.

상기 격자실 공간부(422)는 내화성 단열소재가 격자 모양의 틀 형태로 짜여지는 것으로, 각각 직사각형 형태의 내화성 단열소재가 조립되어 형성되는 것일 수 있다. 또한, 상기 격자실 공간부(422)는 일체형으로 성형되어 형성되는 것일 수도 있다. 여기서 각각 교차하는 내화성 단열소재의 사이에 형성된 격자 공간은 비교적 넓은 면적을 갖도록 함으로써, 가능한 많은 열에너지를 잡아둘 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 복합반사단열재(400)는 저온단열재(410)만으로 구성되어 고온단열재(300) 사이에 배치될 수도 있고, 저온단열재(410)와 반사단열부재(420)로 구성되어 고온단열재(300) 사이에 배치될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 방화문의 도면에서는 반사단열부재(420)의 형태 및 위치가 저온단열재(410)의 일측에만 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 반사단열부재(420)는 저온단열재(410)의 중심부에 설치될 수도 있고, 저온단열재(410)의 양측으로 형성될 수도 있다. 또한, 반사단열부재(420)는 저온단열재(410)의 중심과 양측 모두에 다수로 형성될 수도 있다.

상기 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400)는 도 4a 내지 4c에서 보는 바와 같이 내측부재(100)와 외측부재(200)의 사이에서 수직을 이루면서 번갈아가며 배치된다.

다시 말해, 도 3의 A-A 방향을 따라 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400)가 번갈아가면서 반복적으로 배치될 수 있다. 부연 설명하면, 상기 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400)는 방화문의 폭 방향 즉, 서로 마주보는 내측부재(100)의 어느 한 부분과 외측부재(200)의 어느 한 부분을 수직으로 연결하는 방향으로 번갈아 배치되는 것이다.

여기서 상기 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400)는 도시된 바와 같이 내측부재(100)와 외측부재(200)의 사이에 하나씩 번갈아가며 규칙적으로 배치될 수도 있고, 불규칙적으로 배치될 수도 있으며, 또한 단열 성능과 내열 성능 및 결로 방지 성능 중 일부 성능을 높이기 위해 상기 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400) 중 어느 한 단열재의 면적 또는 개수를 상대적으로 다른 단열재보다 크게 형성할 수 있다.

상기 내측부재(100) 또는 외측부재(200)가 금속으로 이루어졌더라도, 945℃ 이상의 고온으로 상승할 경우에는 방화문이 휘어져버리거나, 균열이 발생하는 현상이 나타날 수 있다. 이에 따라, KS F 2268-1(방화문의 내화 시험 방법)에 해당하는 6mm 균열 게이지가 시험체를 관통하고 틈을 따라 길이 150mm를 이동하거나, 25mm 균열 게이지가 시험체를 관통하여 가열로 내부로 삽입되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조는 고온단열재(300)와 복합반사단열재(400)가 내측부재(100)와 외측부재(200)와 수직을 이루면서 번갈아 배치함으로써, 내측부재(100) 또는 외측부재(200)로 가해지는 열에너지가 단열성이 낮은 고온단열재(300)을 통과하여 반대편으로 이동될 수 있게 된다.

이와 같이, 열에너지가 반대편으로 이동되면서 분산되어 균형을 맞추면서 내측부재(100) 또는 외측부재(200)의 어느 일측이 화재로부터 과열되어 연화점에 도달하는 시간을 연장 시키고, 이를 통해 방화문이 파손되지 않으면서 화재에 버틸 수 있는 시간을 획기적으로 늘리게 되어 화재에 대한 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 방화문의 구조보강철판 및 내열단열발포개스킷의 결합관계를 예시한 부분단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 내열단열발포개스킷을 예시한 단면도이다.

한편, 방화문이 화재에 버틸 수 있는 시간을 늘리기 위해서는 방화문 전체의 구조 변형을 막을 필요가 있다. 즉, 내측부재(100)와 외측부재(200)는 금속 재질로 이루어지긴 하지만, 면적 대비 두께가 얇아서 열에 의해 구조가 변형되기 쉽다. 이로 인해, 내측부재(100)와 외측부재(200)가 변형되면 방화문의 구조 역시 변형되어 문틈 사이가 벌어지고 화염이나 유독가스가 침입해 내부의 인원이 위험에 처할 수 있으므로, 구조 변형을 방지하는 장치가 필요하다.

상기 구조보강철판(500)은 도 7에서 보는 바와 같이 내측부재(100)와 외측부재(200) 사이에 형성되는 것으로, 방화문의 양단부에 형성되어 방화문의 형태를 유지할 수 있고, 내측부재(100)와 외측부재(200)에 대해서는 수직을 이루도록 형성될 수 있다. 상기 구조보강철판(500)은 내측부재(100)와 외측부재(200)에 나사결합되는 것일 수 있으며, 이 외에도 열이 전달되는 것을 최소화하기 위해 내측부재(100)와 외측부재(200) 사이에서 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

이때, 상기 나사(501)는 열전도율이 낮으면서 강성이 높은 소재로 제조되는 것이 적절하며, 상기 구조보강철판(500)은 두께가 내측부재(100)와 외측부재(200)보다 두껍게 형성되어 열에 의해 쉽게 변형되지 않으면서 방화문의 구조 변형을 막을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 구조보강철판(500)은 고온에서 버티는 시간이 내측부재(100)와 외측부재(200)보다는 길지만, 상기 구조보강철판(500) 역시 고온에 장기간 노출될 시 구조가 변형될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조는 구조보강철판(500)의 외주면을 내열단열차단재(600) 및 내열단열발포개스킷(700)으로 감싸도록 함으로써, 상기 구조보강철판(500)으로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하게 된다.

상기 내열단열차단재(600)는 구조보강철판(500)의 외주면을 감싸는 것으로 구조보강철판에 외부의 열이 전해질 수 있는 방향에 설치된다. 더 자세하게는 구조보강철판(500)과 내측부재(100)와 외측부재(200)의 사이에 형성될 수 있다.

상기 내열단열차단재(600)는 에어로젤보드(650℃), 흄드실리카보드(950℃) 또는 세라믹보드(1100℃) 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 내열단열발포개스킷(700)은 방화문을 통해 침투하는 화염 및 유독가스를 차단하기 위해 방화문의 양단부에서 틈새를 막도록 설치된다.

상기 내열단열발포개스킷(700)은 방화문의 틈새가 아닌 외곽 쪽에 설치되는 경우도 있으나, 내열단열발포개스킷(700)이 방화문의 외곽 쪽에 설치되는 경우 화염에 가깝게 노출되고 열에 의해 변형 또는 파손됨으로 인해 화염과 유독가스가 실내로 침투하는 문제점이 발생할 수 있어, 화염으로부터 보호될 수 있는 틈새 내측으로 설치되는 것이 적절하다.

여기서 상기 내열단열발포개스킷(700)은 구조보강철판(500)의 적어도 어느 한 면을 덮도록 하여, 고온의 열에너지가 상기 구조보강철판(500)에 전달되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 상기 내열단열발포개스킷(700)으로부터 구조보강철판(500)으로 전달되는 열이 보다 효과적으로 차단될 수 있도록 내열단열발포개스킷(700)의 내부에 격실(710)을 형성하여 단열성을 증대시킴으로써, 내측의 구조보강철판(500)으로 전달되는 열을 차단하고, 이를 통해 상기 구조보강철판(500)의 변형을 방지할 수 있는 것이다.

상기 내열단열발포개스킷(700)은 도 8에 도시된 바와 같이, 내부에 격실(710)을 형성하고 있으며, 상기 격실(710)은 내열단열발포개스킷(700)의 안쪽에 하나 또는 그 이상으로 형성될 수 있다. 상기 각각의 격실(710)은 열 전도 시간을 지연시켜 구조보강철판(500)이 화재로 인한 고온의 열에너지로부터 변형되지 않고, 버틸 수 있는 시간을 늘려줄 수 있게 된다.

그리고 상기 내열단열발포개스킷(700)은 도 8(a)와 같이 일체로 형성될 수도 있고, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 적어도 둘 이상의 구성으로 분리 형성되어 서로 결합 될 수도 있다.

상기 내열단열발포개스킷(700)이 별도의 부재로 분리 형성된 경우, 각각 경질부(720), 연질부(730)로 나뉘어져 결합될 수 있다. 상기 내열단열발포개스킷(700)은 문틈에 설치되는 관계로, 방화문이 원활하게 열리고 닫힐 수 있도록 연질의 재질로 형성되는 것이 보통이며, 상기와 같이 경질부(720)와 연질부(730)가 나뉘어져 결합될 경우 경질부(720)는 내열성, 단열성, 결로방지 중 필요로 하는 기능을 가진 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 내열단열발포개스킷(700) 구조는 상기한 구성으로 한정되는 것은 아니고, 이들의 조합으로부터 발생할 수 있는 모든 결합들을 포함한다. 예를 들면, 본 발명의 내열단열발포개스킷(700)은 경질부(720), 연질부(730)로 나뉘어져 결합되되, 경질부(720)에는 격실이 형성되고 연질부(730)에는 격실이 형성되지 않을 수도 있으며, 경질부(720)에는 격실이 형성되지 않지만 연질부(730)에는 미세한 격실들이 다수로 형성된 것일 수도 있다. 물론, 경질부(720)와 연질부(730) 모두에 격실이 형성된 것일 수도 있다.

다시 도 4a 내지 4c로 돌아가서, 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조의 구성에 대해 설명한다.

상기 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)의 외측에는 내열단열발포접착제(800)가 도포되어 내측부재(100) 및 외측부재(200) 사이에 부착된다.

즉, 상기 내열단열발포접착제(800)는 고온단열재(300) 및 복합반사단열재(400)와 내측부재(100) 및 외측부재(200)의 사이에 위치하여 상기 구성들을 접착시키는 것으로, 접착 기능 외에도 내열, 단열, 발포 기능을 함께 가지고 있는 것이다.

상기 내열단열발포접착제(800)의 열발포성에 의하여 차열 기능과 열에 의한 구조 강성을 유지하며, 내열단열발포접착제(800)의 고른 도포를 통해 단열성을 향상시킬 수 있다.

상기 내열단열발포접착제(800)는 접착제 총 중량대비 수용성 아연 수지 또는 규산나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하는 수용성 복합재 박막물질 40 ~ 50 중량%, 발포형 진주암 또는 해포석 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 무기질 복합 충진 분체 40 ~ 50 중량%, 흄드 실리카 또는 소수성 무정형 발연 실리카 분말 중 어느 하나 이상을 포함하는 단열성 강화 분말 분체 10 ~ 20 중량%로 구성될 수 있다.

상기 수용성 복합재 박막물질은 내화, 내열의 특성을 갖는 성분이며, 상기 무기질 복합 충진분체는 접착제의 역할을 하고 발포기능을 갖는 성분이며, 상기 단열성 강화 분말 분체는 단열성을 증가시켜주는 성분이다.

상기 수용성 아연 수지는 아연으로 형성되는 것으로, 내화와 내열이 우수한 특성이 있다.

상기 규산나트륨은 규산 소다로도 불리며 조성에 따라 메타규산나트륨과 그 수화물인 오쏘규산나트륨, 그리고 이규산나트륨, 사규산나트륨 등 여러 종류가 있으며, 본 발명에서는 상기한 종류의 규산나트륨을 모두 사용할 수 있다.

상기 발포형 진주암은 진주암을 분쇄하여 고온과열, 발포처리하여 제조한 백색의 다공질체를 말한다. 상기 발포형 진주암은 공극량이 높아 수분 또는 공기를 붙잡아두는 능력이 탁월한 특성을 가지고 있다. 상기 발포형 진주암은 내화성이 우수하다.

상기 해포석 섬유는 해포석의 섬유상 결정이며, 독성이 없고 내화성이 우수하다. 내화성이 높은 해포석을 섬유상 결정으로 형성하여 보온성을 증대시킨 효과가 있다.

상기 흄드 실리카는 사염화규소를 가열 분해하여 이산화규소로 변하면서 덩어리 형태의 실리카로 된 것을 말한다. 이를 분쇄하면 표면적이 크고 입자가 고운 상태로 되기 때문에 접착제, 건조제 등으로 사용된다.

상기 소수성 무정형 발연 실리카는 규소의 산화물로서 단열성이 우수하여 단열재로 사용할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공되는 것임을 명확히 한다.

100: 내측부재 200: 외측부재
300: 고온단열재 400: 복합반사단열재
410: 저온단열재 420: 반사단열부재
421: 제1 반사알루미늄판 422: 격자실 공간부
423: 제2 반사알루미늄판 500: 구조보강철판
600: 내열및단열차단제 700: 내열단열발포개스킷
710: 격실 720: 경질부
730: 연질부 800: 내열단열발포접착제

Claims (10)

1. 서로 평행을 이루면서 일정간격 이격되어 형성되는 내측부재와 외측부재 사이에 각기 성능이 다른 고온단열재 및 복합반사단열재를 형성하되,
   상기 고온단열재 및 복합반사단열재가 내, 외측부재로부터 수직을 이루면서 번갈아가며 배치됨에 따라, 단열성과 내열성 및 구조 안정성을 동시에 갖는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내측부재와 외측부재 사이에 구조 변형을 막는 구조보강철판을 형성하고, 상기 구조보강철판의 외주면을 내열단열차단재 및 내열단열발포개스킷으로 감싸 구조보강철판의 구조 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내열단열발포개스킷의 내부에는 격실이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
4. 제2항에 있어서,
   상기 내열단열발포개스킷은 일체로 형성되거나, 적어도 둘 이상의 구성으로 형성되어 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복합반사단열재는 저온단열재로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 복합반사단열재는 저온단열재와 반사단열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
7. 제6항에 있어서,
   상기 반사단열부재는 적어도 하나 이상의 반사 알루미늄판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
8. 제6항에 있어서,
   상기 반사단열부재는 저온단열재와 인접하게 배치되는 제1 반사 알루미늄판과, 상기 제1 반사 알루미늄판에 인접하게 배치되며 내화성 단열소재로 형성되어 적어도 하나 이상의 공간이 구비된 격자실 공간부와, 상기 격자실 공간부에 인접하게 배치되는 제2 반사 알루미늄판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
9. 제1항에 있어서,
   상기 고온단열재 및 복합반사단열재의 외측에는 내열단열발포접착제가 도포되어 내측부재 및 외측부재에 부착되는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
10. 제9항에 있어서,
    상기 내열단열발포접착제는 수용성 아연 수지 또는 규산나트륨 중 어느 하나 이상을 포함하는 수용성 복합재 박막물질 40 ~ 50 중량%, 발포형 진주암 또는 해포석 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 무기질 복합 충진 분체 40 ~ 50 중량%, 흄드 실리카 또는 소수성 무정형 발연 실리카 분말 중 어느 하나 이상을 포함하는 단열성 강화 분말 분체 10 ~ 20 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 성능을 향상시킨 방화문의 패널구조.
    
    

Images