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KR930009609B1 - 지하 공간의 재난 방지 시스템 및 구조 - Google Patents

지하 공간의 재난 방지 시스템 및 구조 Download PDF

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KR930009609B1 KR1019890016239A KR890016239A KR930009609B1 KR 930009609 B1 KR930009609 B1 KR 930009609B1 KR 1019890016239 A KR1019890016239 A KR 1019890016239A KR 890016239 A KR890016239 A KR 890016239A KR 930009609 B1 KR930009609 B1 KR 930009609B1
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Abstract

내용 없음.

Description

지하 공간의 재난 방지 시스템 및 구조
제 1 도 및 제 2 도는, 본 발명을 구체화하는 지하공간을 설명하기 위한 구성도 ;
제 3 도는, 제 2 도의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도 ;
제 4 도는, 본 출원인에 의하여 전에 제안된 태양광 수집장치를 예시하여 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 지하공간 11 : 용수조(湧水漕)
12, 13, 14 : 지하주차장 21 : 공기실린더
22 : 제어박스 23 : 자가발전기
24 : 파이프 31 : 토양(지각)
32 : 금속판 33 : 벽부재(측벽)
34a : 액체공기탱크 34b : 액체 공기실린더
35 : 배관(배관계) 36a, 36b : 안전밸브
37, 38 : 액체공기배출탱크 40 : 투명한 보호캡슐
41 : 프레넬렌즈 42 : 렌즈 호울더
43 : 태양광 방향센서 44 : 광파이버, 광도체 케이블
45 : 광파이버, 광도체 케이블의 호울더 46 : 아암
47 : 펄스모우터 48 : 수평 회전축
49 : 받침대 50 : 펄스모우터
51 : 수직 회전축 52 : 광도체 케이블
본 발명은, 고층 건물의 지하실과 같은 지하구조를 효과적으로 활용함으로써 지진 등과 같은 재난의 경우에 일시적으로 대피할 수 있는 지하공간을 마련할 수 있고, 또한 이 지하공간에 용수(湧水)가 흘러들어옴을 효과적으로 방지할 수 있는, 재난방지 시스템 및 구조에 관한 것이다. 머지않은 장래에 일본의 토카이 지역에 매우 파괴적인 지진의 발생이 높은 확률로 지진 전문가들에 의해 예보되고 있다.
그러나, 그러한 재난 가능성에 대한 대책은 충분히 계획되어 있지 못하다. 한편, 땅값의 폭등을 감안하여, 최근에는 대피소를 포함한 각종 시설들을 위하여 깊은 지하공간의 활용이 논의되고 있다.
그러나, 고층건물내의 공간, 지하 쇼핑지역 및 지하철역은 땅속 깊숙히 설립된다. 지상의 시설물과 비교하여 상기한 지하구조물은 지진의 재난에 대하여 안전하게 설립되고, 만일 상기 지하공간이 효과적으로 활용된다면 많은 인명을 구할 수가 있다.
그러나, 과거에는 지하공간내에서 많은 인명 손실이 있었는데, 그 주된 이유는 화재, 연기 및 일산화탄소 등을 함유한 유독가스로 인한 질식 때문이었다.
또한, 만일 광이 사라지게 되면, 심각한 공황상태가 발생할 가능성도 있다. 더우기, 지진 등의 경우에, 용수(湧水)가 발생할 가능성이 높으나 용수가 발생할 장소와 양을 예상할 수도 없다. 결과적으로, 만일 용수가 지하실이나 지하공간으로 유입된다면 안전한 대피소로의 사용이 불가능하다.
본 발명의 목적은, 고층건물의 지하, 지하쇼핑지역, 지하철역 등과 같은 지하공간 구조물 효과적으로 활용함으로써 지진 등의 발생시에 일시적인 지하 대피소를 제공할 수 있는 지하 재난방지 시스템 및 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 화염, 연기 및 유독가스의 유입을 방지하기 위하여 지상층에서보다 높은 압력의 압축공기를 지하공간내로 공급할 수 있으며, 또한 조명을 유지하기 위하여 필요한 전력을 발전하는 자가발전기를 효과적으로 구동시킴으로써 지하 조명을 제공할 수 있는 지하 재난방지 시스템 및 구조를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은, 재난시에, 발생할 수도 있는 용수의 유입으로부터 사람들을 보호하기 위한 재난방지 시스템 및 구조를 제공하는 것이다.
[실시예]
제 1 도는 본 발명의 1실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
본 발명의 1예는 고층 건물의 지하공간에 적용하여 나타낸 것이다. 본 발명이 도시된 실시예에만 한정되는 것이 아님은 잘 이해될 것이며, 예를들면 지하철역이나 지하 쇼핑지역 등의 각종 지하 공간에 적용될 수 있음은 이하에서 보다 명백해진다. 제 1 도에 있어서, (10)은 지하공간이며, (11)은 최하층에 마련된 용수조(湧水漕)이고, (12), (13) 및 (14)는 지하주차장이다. 이것이 일반적인 고층건물의 전형적인 지하공간이다. 용수조(11)는 그 내부에 지하 용수를 수집하기 위한 것이며, 대개는 그곳으로부터 물을 계속 퍼내므로 거의 비어있는 상태로 유지된다. 상기 용수조에 접근하는 것은 대개 금지되어 있으며 특별한 용무가 있는 경우에만 가능하므로, 상기 욕조는 통상 비어있는 상태로 유지된다. 압축공기(액체공기)를 포함하는 실린더(12)는 상기 용수조 지역에 마련되며, 각각의 주차층마다 제어박스(22)가 배열설치되고, 지상층의 바로 아래의 지하 최상층에는 자가발전실이 마련될 수 있다. 대지진이 발생하는 경우에는, 많은 건물들이 무너지고 화재가 발생하기 때문에 지상층에는 완전한 혼란이 발생할 수가 있다.
한편, 지하 구조물과 시설들은 지상층에서 불어들어오는 연기 및 기타 유독가스를 발생시키며, 모든 동력이 끊어질 수 있는 화재의 위험을 제외하고는 매우 안전하다. 현 상태에서는, 만일 기존 지하공간에 사람들이 대피하게 된다면, 산소결핍으로 고통을 받거나 어둠에서 오는 공포로 쉽게 당황할 수가 있다.
상기와 같은 상황을 감안하여, 본 발명에 의한 시스템에 있어서는, 누군가가 각 지하층에 위치한 제어박스상의 "비상" 단추를 누를 때, 모든 압축공기실린더가 압축공기를 자동적으로 불어서 내보내고, 이 공기가 지상으로 불어나가서 지상으로부터의 불꽃, 연기 및 기타 유독가스가 지하공간으로 들어오지 못하도록 하는 대피소가 마련될 수 있다.
그러므로, 외부로 향한 공기의 흐름은 안전한 출구를 찾기에 효과적이다. 상기의 비상누름단추나 기타의 비상 단추가 눌려질 때, 상기 자가발전기는 지하공간에 조명을 회복시켜 주고, 또한, 위생 및 하수처리 시스템을 구동시키기 위하여 전력을 공급한다. 제어박스는 모든 지하층에 배열설치되는 것이 바람직하고 지상층에는 감시인이 배치되는 것이 바람직하다. 어떤 상자의 비상단추가 눌려질 때, 압축공기가 자동적으로 공급되고, 자가발전기를 시동하도록 프로그램이 개시된다. 도시한 실시예에서는 제어박스가 다수 위치되지만, 단일의 제어박스도 사용될 수 있고 여러장소에 독립된 비상 단추가 다수 배열설치될 수도 있음은 잘 이해될 것이다.
제 1 도에서는 단일의 대형 발전기가 사용되지만, 도시된 것 대신에 다수개의 소형 가솔린 엔진 발전기를 사용하여, 갑작스러운 재난시에 그 층에 주차된 자동차로부터 가솔린을 취하여 작동될 수도 있다. 이러한 방법은 2가지 목적을 충족시킨다 : 즉, 연료 공급 및 주차 지역의 화재 방지이다. 파이프(24)등을 용수조 지역의 땅에 매설할 때, 그곳을 통하여 용수가 솟아나오게 된다. 이 파이프에는 통상 폐쇄된 수도꼭지가 마련된다. 필요한 경우에는 상기 수도꼭지를 열어 물이 사용될 수 있다. 따라서, 공기, 빛 및 물, 또한 위생 하수처리와 같은 문제점들이 해결될 수 있다. 더우기, 본 발명에 의하면, 사람의 호흡에 필요한 공기뿐아니라, 발전기를 구동시키고 작동시키기 위하여 필요한 산소(O2)도 상기 액체 공기로부터 얻을 수 있다. 3일간의 사용을 위하여 저장된 액체공기 및 기름을 공급받는 상태로, 상기 발전기는, 예를들면 지하의 조명과 같이 전력이 긴급하게 필요한 곳에 전력을 공급하도록 작용한다. 지하 주차지역에 주차된 각각의 자동차로부터 발전기의 사용을 위하여 일정량의 연료가 수집될 수 있다. 자동차는 그 자체로써 안전한 사적 생활공간으로 이용될 수 있다. 조명의 제공, 발생가능한 질식으로부터의 생명보존 및, 실제 시간 자료를 수집하기 위한 정보장치의 작동에 의해서, 통신용으로 준비될 수 있는 풍선형의 수신-전송장치를 사용하여 통신위성을 통한 외부와의 통신이 가능해진다.
제 2 도는, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이다. 제 3 도는, 제 2 도의 Ⅲ-Ⅲ선에 의한 단면도이다. 제 2 도 및 제 3 도에 있어서, (31)은 토양(지각), (32)는 열전도성이 높은 금속판, (33)은 콘크리이트 등으로 만들어진 벽부재, (34a)는 액체공기 탱크, (34b)는 액체 공기실린더, (35)는 배관, (36a) 및 (36b)는 안전밸브, 그리고 (37) 및 (38)은 액체공기 배출탱크이다.
본 실시예에 있어서, 지하 공간에는 액체공기 탱크(34a)와 액체 공기실린더(34b)가 위치하는데, 지진으로 인한 재난의 경우에, 상기 지하공간 주위의 땅에 존재하는 물을 동결시키기 위하여 상기 탱크 및 실린더로부터의 액체공기가 배출되고 용수가 지하공간내로 흘러들어옴을 막을 수 있는 견고한 토양층을 형성한다. 본 실시예는, 제 1 도에 도시한 재난으로부터의 피난처로서 사용되는 지하공간에 바람직하게 적용될 수 있다. 즉, 지진 등의 경우에, 액체 공기 탱크(34a) 및 (34b)의 밸브가 상기 배관(35)내로 액체 공기를 공급하도록 개방되고, 그럼으로써 주위 토양내에 함유된 물이 동결된다. 제 3 도에 나타낸 바와같이, 실제 구성의 경우, 열전도성이 높은 다수개의 금속판(32)이 토양표면과 접하여 배열되고, 배관은 이 금속판의 연결부분을 따라서 배열된다. 토양에 존재하는 거의 전량의 물은 금속판(32)에 의해서 막을 수 있으나, 이 금속판(32)의 연결부분을 통해서 지하공간내로 물이 흘러들 수도 있다.
따라서, 제 3 도에 나타낸 바와같이, 금속판의 접합부분을 따라서 배관을 마련하는 것이 효과적이다. 더우기, 파이프내에서 액체 기체가, 금속판의 접합부분을 따라 배출될 때, 상기 물의 유입을 방지하기 위해서 토양내의 물이 재빨리 동결될 수 있도록 하기 위해서는, 각각의 파이프(35)를 금속(강철)판(32)상에 용접하는 것이 바람직하다. 배관(35)내의 냉각된 액체 공기는 또한 금속판(32)을 통해서 토양의 표면에 쉽게 옮겨지므로, 토양내의 물은 서로 연결된 금속판의 외부표면 전체에 걸쳐 얼음 장벽(냉각된 벽)을 형성하도록 빨리 동결될 수 있다. 이 얼음 장벽은, 용수 등이 지하공간내로 들어오지 못하도록 막기에 충분히 효과적이다. 상기 탱크나 실린더로부터 파이프(35)내로 배출된 액체 공기는 배관벽을 통하여 주위를 냉각시키고 증발되어서 파이프(35)내의 압력이 증가하게 된다. 압력이 특정값으로 증가될 때, 안전밸브(36a)는 배관으로부터 배출탱크(37)내로 공기를 방출하도록 개방되며, 상기 배출탱크를 통해서 공기가 사람의 신체나 기타 사물에 직접 접촉되지 않으면서 지하공간내로 공급된다. 제 2 도에서는 탱크(37)가 지하 1층에 마련되지만, 임의의 소망하는 층에 설치될 수도 있다. 배관(35)내의 공기압력이 제 1 안전밸브(36a)를 개방시킨 후에도 더욱 증가될 때에는, 제 2 안전밸브(36b)가 제 1 안전밸브(36a)의 작동 압력보다 높은 특정 압력에서 작용하여, 상기 배관(35)의 내부압력이 안전 상한선을 넘어 상승하지 못하도록 방지한다.
이러한 경우, 안전밸브(36b)로 부터의 공기도 또한 공기가 직접 불어닥치는 위험을 피하기 위하여 배출탱크(38)내로 방출된다.
더우기, 지하공간에는 선행기술에 설명된 바와같이 예를들면 압축공기(액체공기)와, 자가발전기 등과 같은 시설이 갖추어져 있다. 부가적으로, 타지역과의 교류가능성을 강화시키기 위해서 건물 옥상에 안테나를 설치한다. 상기 지하공간은 도시된 바의 주차층이나 사무실 뿐아니라 회의실이나 기타 임의의 목적으로도 사용될 수 있음을 잘 이해된다. 상기한 바로부터 명백하듯이, 본 발명에 의하면, 지진의 경우에 발생하는 용수의 유입을 신속하고 효과적으로 방지할 수 있는 지하공간을 활용함으로써, 재난의 경우 저렴하고 안전한 대피공간을 제공할 수 있다.
한편, 본출원인은 전에 태양광 수집장치에 의하여 렌즈 등을 통하여 태양광 또는 인공광을 접속하여 광도체 케이블 내로 도입하고, 이를 임의의 장소로 전달하여 조명기타의 목적, 예를들면 식물의 배양 또는 양어등에 이용하는 것을 제안하였다. 상기 태양광 수집장치는 빌딩 등의 지하에서 식물을 배양하고 양어에 사용하도록 이미 사용되고 있다. 제 4 도는, 상기 태양광 수집장치의 1예를 설명하기 위한 도면으로써, 도면중, (40)은 투명한 보호캡슐, (41)은 다수개의 프레넬렌즈, (42)는 렌즈계 호울더, (43)은 태양광 방향센서, (44)는 프레넬렌즈의 촛점위치에 수광끝단들이 배열 형성된 광파이버 또는 다수매의 광 파이버로 구성되는 광도체 케이블, (45)는 광파이버 또는 광도체 케이블 호울더, (46)은 아암, (47)은 펄스모우터, (48)은 이 펄스모우터(47)에 의하여 회전되는 수평 회전축, (49)는 상기 보호캡슐(40)을 지지하기 위한 받침대, (50)은 펄스모우터, (51)은 이 펄스모우터(50)에 의하여 회전되는 수직 회전축이다. 태양의 방향은 태양광 방향센서(43)에 의하여 태양의 방향을 검지하고, 그 검출신호에 의하여 이 태양광 방향센서(43)가 태양의 방향을 향할 수 있도록 상기 수평 회전축(48) 및 수직 회전축(51)의 펄스모우터(47) 및 (50)을 각각 구동하고, 그것에 의하여 각 렌즈(41)에 의하여 수속되는 태양광이 각각의 렌즈의 초점 위치에 수광끝단이 배열 형성된 광도체내에 도입되도록 되어 있다. 광도체(44)는 광도체 케이블(52)에 함께 다발로 묶여 있으며, 예를들면, 식물 및 어류를 배양하는 지하실과 같이 광이 필요한 임의의 소망의 장소에 도입될 수 있다.

Claims (7)

  1. 지하공간(10)내에 설치된 압축공기 공급시스템 및 자가발전기(23)로 구성되며, 재난시에, 상기 압축공기 공급 시스템이 외부공기보다 높은 수준의 기압을 유지하기 위하여 지하공간(10)내로 압축공기를 배출하고, 또한, 자가발전기(23)에 압축공기를 공급하여 상기 지하공간(10)에 필요한 광을 차례로 공급하는 전력을 발생하도록 상기 공급된 압축공기로써 연료를 연소시키는 것을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 시스템.
  2. 지하공간(10)에 설치된 액체 공기 공급원과 상기 지하공간(10)의 측벽(33) 또는 바닥토양(31)에 마련되는 배관계(35)로 이루어지며, 재난시에 상기 지하공간(10)의 상기 측벽(33) 또는 바닥토양(31)을 동결시키기 위하여 상기 배관계(35)내로 상기 액체 공기공급원이 액체 공기를 배출시킴을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 시스템.
  3. 지하공간(10)내에 설치된 액체 공기 공급원과, 측벽(33)의 내부 또는 바닥토양(31)위에 놓인 다수개의 열전도성 금속판(32)과 상기 금속판(32)의 연결부분을 따라서 놓인 배관계(35) 및 상기 금속판(32)과 상기 배관계(35)를 덮기 위하여 측벽(33)또는 바닥마루를 형성하는 구조재로 구성되며, 재난시에 상기 액체 공기공급원이 상기 지하공간(10)주위의 토양(31)을 동결시키기 위하여 상기 배관계(35)내로 액체공기를 배출시킴을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 구조.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 배관계(35)가 금속판(32)에 용접됨을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 구조.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 배관계(35)가 상기 액체 공기 공급원과 접속된 한끝단 및 나머지 끝단 각각에 안전밸브(36a), (36b)를 구비하여, 상기 배관계(35)의 내부압력이 특정한 해당값을 초과할 때 배관계(35)로부터 공기를 배출함을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 구조.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 액체 공기 공급원은 최하층에 위치하며, 상기 배관계(35)의 공기 배출끝단이 지하공간(10)의 최상층에 위치함을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 구조.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 배관계(35)의 공기 배출 끝단을 수용하고, 또한 지상의 대기중에 배출된 공기를 통풍시키기 위한 방이 마련됨을 특징으로 하는 지하공간의 재난 방지 구조.
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