내화성능 설계 방법
METHOD FOR FIRE RESISTANCE DESIGN
특허 요약
구조물의 내화성능 설계시 성능적 설계 방식으로 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법이 제공된다. 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법은, a) 방화구획 크기 정보, 지붕개구부 정보, 벽 개구부 정보를 입력하여 구획 형상을 결정하는 단계; b) 재료특성을 고려하여 전환계수( )를 산출하는 단계; c) 재료의 종류에 따른 재료보정계수( )를 산출하는 단계; d) 공기유입을 고려하여 환기계수( )를 산출하는 단계; e) 방화구획에 존재하는 가연물의 발열량에 따라 설계 방식을 구분하여 구획화재하중 밀도를 산출하는 단계; f) 방화구획 및 거주환경에 따른 위험계수 및 산출된 구획화재하중 밀도에 따라 설계화재하중 밀도( )를 산출하는 단계; 및 g) 산출된 설계화재하중 밀도, 전환계수, 환기계수 및 재료보정계수에 따라 등가화재심각도( )를 산출하는 단계를 포함하되, 등가화재심각도는, 로 결정될 수 있다.
청구항
번호청구항
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a) 내화성능 설계를 위해 방화구획 크기 정보, 지붕개구부 정보, 벽 개구부 정보를 입력하여 구획 형상을 결정하는 단계;b) 상기 방화구획을 형성하는 재료특성을 고려하여 외피의 열전도율(), 외피의 밀도() 및 외피의 비열()에 의해 결정되는 전환계수()를 산출하는 단계;c) 상기 방화구획을 형성하는 단면의 재료에 따라 철근콘크리트, 내화피복 강재 또는 무피복 강재로 구분되는 재료보정계수()를 선택하는 단계;d) 상기 방화구획 내에 공기가 유입될 수 있는 개구부를 고려하여 공기량에 대응하는 환기계수()를 산출하는 단계;e) 상기 방화구획에 존재하는 가연물의 발열량에 따라 구획화재하중 밀도를 산출하는 단계;f) 기설정된 방화구획 및 거주환경에 따른 위험계수를 선택하고, 상기 산출된 구획화재하중 밀도에 따라 화재하중을 고려하여 설계화재하중 밀도()를 산출하는 단계; 및 g) 상기 산출된 설계화재하중 밀도(), 전환계수(), 환기계수() 및 재료보정계수()에 따라 등가화재심각도()를 산출하는 단계를 포함하되,상기 등가화재심각도()는, 로 결정되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 등가화재심각도는 건물에 사용되는 부재의 내화성능을 평가하기 위한 척도로서, 철근콘크리트, 내화피복 강재, 무피복 강재, 목구조의 내화성능 설계에 사용되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 b) 단계의 전환계수()는 구획에 사용된 외피의 특성을 고려한 계수로서, 외피의 열전도율(), 외피의 밀도() 및 외피의 비열()에 의해 결정되고, 0.04, 0.055 또는 0.07에서 선택되고 그 단위는 로 표시되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 c) 단계의 재료보정계수()는 단면의 재료에 따라 철근콘크리트, 내화피복 강재 또는 무피복 강재로 구분되어 선택되고 그 단위는 무차원인 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 d) 단계의 환기계수()는 상기 방화구획 내에 공기가 유입될 수 있는 개구부를 고려하여,로 결정되고, 여기서, 는 방화구획의 높이를 나타내고, (는 벽개구부의 면적, 는 방화구획의 바닥면적을 나타냄)이고, (는 지붕개구부의 면적을 나타냄)이며, 인 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서, 상기 e) 단계는, e-1) 가연물 정보를 입력하는 단계;e-2) 가연물의 총 발열량에서 수증기가 가져가는 잠열을 뺀 발열량인 참발열량을 산출하는 단계; 및e-3) 실제 방화구획내에 존재하는 가연물의 참발열량, 보정계수 값 및 질량에 따라 구획화재하중 밀도()를 산출하는 단계를 포함하되,상기 구획화재하중 밀도()는 로 주어지고, 여기서, 는 구획화재하중으로서, 그 단위는 로 표시되며, 는 특정구획의 바닥면적으로서, 그 단위는 으로 표시되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제7항에 있어서, 상기 e-2) 단계의 참발열량()은,로 주어지고, 여기서, 는 건조한 재료의 발열량이고, 는 중량에 대한 수분비를 나타내는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제8항에 있어서, 상기 구획화재하중()은 로 주어지고, 여기서, 는 번째 가연물의 질량이고, 는 번째 가연물의 참발열량이며, 는 보호화재하중에 따른 선택계수를 나타내는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 f) 단계의 거주환경은 주거지역, 병원(객실), 호텔(객실), 도서관, 사무실, 학교 교실, 쇼핑센터, 극장 및 터미널로 구분되며, 화재의 성장속도에 따라 0.250 시간인 빠른화재, 0.333 시간인 중간화재 및 0.417 시간인 느린화재로 구분되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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제1항에 있어서,상기 f) 단계의 설계화재하중밀도()는, 연소계수(), 구획크기에 따른 화재활성화 위험계수(), 건물용도에 따른 화재활성화 위험계수(), 소화시스템에 의한 위험계수() 및 구획화재하중 밀도()에 따라로 산출되는 것을 특징으로 하는 등가화재심각도를 산출하는 내화성능 설계 방법.

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