KR100520420B1 - 인공지반녹화용 모듈과 이를 이용한 인공지반 녹화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공지반녹화용 모듈과 이 모듈을 이용한 인공지반녹화방법에 관한 것으로서, 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 배수구 형성면에, 열접합된 폴리프로필렌 장섬유로 이루어진 토목용 쉬트(sheet)를 접합시킴으로써 미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하는 것이 가능하며, 또한 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하기 위한 결합부가 모듈에 일체화된 구조를 구비하는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE) 재질의 인공지반녹화용 모듈과 이 모듈을 이용한 인공지반녹화방법에 관한 것이다. 본 발명의 인공지반녹화용 모듈은 건축물 옥상을 비롯한 인공 지반 구조물 위에 식생을 도입하는 경우 저수와 배수가 균형적으로 기능하면서 미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하고 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하며 시공을 간단하고 신속하게 수행하는 것이 가능하다.

Description

인공지반녹화용 모듈과 이를 이용한 인공지반녹화방법{VERSATILE VEGETATIVE MODULAR SYSTEM FOR GREEN ROOF AND METHOD FOR MAKING GREEN ROOF USING THE MODULAR SYSTEM}

본 발명은 인공지반녹화용 모듈과 이 모듈을 이용한 인공지반녹화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축물 옥상을 비롯한 인공 지반 구조물 위에 식생을 도입하는 경우 녹화시공을 간단하고 신속하게 수행하기 위해 저수와 배수가 균형적으로 기능하고, 미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하는 것이 가능하며, 또한 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하기 위한 결합부가 모듈에 일체화된 구조를 구비하는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE) 재질의 인공지반녹화용 모듈과 이 모듈을 이용한 인공지반녹화방법에 관한 것이다.

옥상녹화는 도시의 확대로 인한 녹지공간의 축소를 극복하기 위한 대안으로서 강구되고 있는 도시의 친환경화 기술의 일환으로 독일을 비롯한 유럽을 중심으로 보급되기 시작하면서 현재 일본과 북미에 급속히 확산되고 있다. 옥상녹화를 통해 도시의 열섬현상 완화, 건축물의 단열 효과, 경관의 창출, 대기질의 개선 등 긍정적인 효과가 꾸준히 보고되면서 국내에도 근래에 들어 보급이 확산되고 있는 추세이다.

이와 관련하여 현재 옥상녹화에 관련된 여러 기술들이 개발되고 있으나, 아직까지는 우리나라에서는 옥상녹화가 일반 조경의 관점에서 정원을 가꾸는 정도로 인식되고 있으며 이제까지 개발된 기술 역시 외국의 기술을 그대로 차용하고 있는 수준에 머무르고 있다. 특히 종래의 기술들은 옥상에 단열층, 방수층, 배수층, 방근층, 필터층, 투수층, 식재층 등을 층층이 깔아서 시공하고 있어 작업이 복잡하고 번거로울 뿐만아니라, 유지 및 보수시 전체를 모두 교체해야 하는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하고 간편하고 신속한 옥상녹화를 위해 저수와 배수를 일체화시키는 기술이 현재 개발 중에 있다. 그러나, 현재까지 개발되어 사용되고 있는 기술은 배수층과 저수층을 구분하여 시공하도록 하고 있으며, 우리나라의 여름의 강수 조건을 고려하여 저수 보다는 배수에 치중하고 있다. 그러나, 우리나라에서는 최근 봄과 가을에 고온건조 현상이 점차 심해지고 있으며, 이는 옥상녹화기술 분야에 있어서 저수기능의 강화가 배수기능과 함께 조화될 것을 요구하고 있다.

아래의 표 1은 기상청에서 제공하는 30년간 월별 평균강우량과 농업과학기술원의 "토성 및 유효토심에 따른 토양수분 변화(조인상)"에서 보고된 수원지역 월별 잠재증발산량을 인용하여 정리한 것으로, 일년 중 하절기에만 증발산량(물의 증발과 식물의 기공을 통한 증산작용에 의해 사라지는 물의 양) 보다 강우량이 많고 나머지 기간은 항상 물이 부족한 우리나라의 물수지 특성을 보여주고 있다. 이러한 우리나라의 물수지 특성을 고려할 때, 성공적인 옥상녹화를 위해서는 집중강우시에는 원활한 배수에 대한 대책이, 그리고 갈수기에는 부족한 물의 공급에 대한 대책이 반드시 강구되어야 한다.

(표 1) 우리나라의 월별 강우량과 잠재증발산량 및 잔디류에 대한 실증발산량

구 분	강수량(mm)	잠재증발산량(ET0,mm)	실증발산량(Etc=Kc*ET0)	과부족(mm)
산출근거	30년간 강수평균	1997년 수원지역	Turf(crop factor, Kc=0.7)
	기상청 통계	농시연보	Paul W. Brown(Arizozna주립대)
1월	23.5	38.3	26.81	-3.3
2월	24.0	47.9	33.53	-9.5
3월	47.0	72.4	50.68	-3.7
4월	76.0	99.8	69.86	6.1
5월	94.8	121.5	85.05	9.8
6월	133.2	154.7	108.29	24.9
7월	302.7	132.2	92.54	210.2
8월	305.8	115.7	80.99	224.8
9월	133.5	109.3	76.51	57.0
10월	52.3	104.3	73.01	-20.7
11월	51.0	52.5	36.75	14.3
12월	24.1	36.4	25.48	-1.4
합계	1267.9	1085.0	759.5	508.4

한편, 종래의 기술로서 가장 보편적인 옥상녹화 기술은 옥상녹화지 전체 면적에 대하여 요구되는 여러층들을 차례로 적층하는 방법이다. 이와 관련하여 대한한국 특허 제10-0349557호는 옥상녹화시스템의 구조 및 그의 시공방법을 제안하고 있는데, 이 옥상녹화시스템은 옥상바닥면으로부터 순차적으로 P.E.(Polyethylene) 필름, 단열용판재, 구배조절용 E.P.S.(Expanded Polystyrene) 판넬조립체, PVC 또는 폴리올레핀 방수시트, E.P.S. 재질의 고밀도 단열재로서 홈을 갖춘 저배수용 단열판, 여과 투수용 P.P.(Polypropylene) 부직포 및 식물성장 토양분으로 구성되어 있다. 또한, 대한민국 특허 제10-0314544호에 제안된 옥상의 녹화 시공 시스템은 옥상 방수층에 부직포를 삼중으로 깔고, 접착제를 도포한 후 방근층과 단열층을 형성하며 그 상부에 3차원 구조의 투수매트를 적층하고 왕겨를 채워 넣은 후 P.E.망사를 깔고 인공배양토를 깐 후 식재하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 종래기술들은 기본적으로는 옥상에 단열층, 방수층, 배수층, 방근층, 필터층, 투수층, 식재층 등을 층층이 깔아서 시공하는 것으로 그 작업이 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라, 유지 및 보수시 전체를 모두 교체해야 하는 문제점을 가지고 있다.

이러한 다단계의 복잡한 시공절차와 유지 및 보수의 어려움을 해결하기 위해 식재매트와 세덤(Sedum spp.)블럭, 식물식재용 상자 등을 이용한 옥상녹화방법이 시도되고 있다. 이중 옥상녹화용 식재매트(대한민국 실용신안등록번호 제20-0264462호)는 야자열매 섬유소인 코이어(coir)를 이용하여 형성된 코이어 천에 토양류를 혼합하여 매트를 형성하도록 하여 시공의 편리성을 강화시키긴 하였으나 무엇보다도 그 재질이 유기물이라 시간의 경과에 의해 분해되기 때문에 그 내구성에 문제가 있다. 이러한 내구성의 문제를 해결할 수 있는 종래기술로는 환경친화적인 재활용 소재를 이용한 세덤 블록(대한민국 실용신안등록번호 제20-0192003호)과 식물식재용 상자(대한민국 특허공고 제1995-0008915호) 등이 있다. 이들 기술은 블록 또는 상자의 구조에 저수 및 배수 기능을 구현하고자 한 것을 특징으로 하는데, 환경친화적인 재활용 소재를 이용한 세덤 블록의 경우 세덤블럭의 일정높이에 다수개의 배수구를 칸막이를 이용해 형성하여 일정량의 물을 유지하도록 고안되었으며, 식물식재용상자는 블록상자체 바닥에 십자형으로 융기한 융기돌조와 그 융기돌조의 상면에 배수구멍을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 이들 블록 내지 상자는 전체 구조체 면적에 비해 배수공의 면적이 작아 호우시 충분한 배수가 어려우며, 배수공을 통한 토양 유실의 문제와 식물의 뿌리가 배수공을 통해 뻗어나가 옥상표면에 손상을 주는 문제가 발생된다. 이런 이유로 실제로 이들 블록 (또는 상자)를 이용한 옥상녹화 공사의 경우 블록(또는 상자)을 깐 후에, 그 위에 부직포를 덮고 토양을 채우는 통상적인 공사 과정을 다시 수행해야만 하는 실정이다. 또한 식물식재용 상자는 상자가 연결되지 않아 시간의 경과에 따라 유닛들이 서로 어긋나고 뒤틀어지면서 경관을 오히려 황폐화시키는 결과를 초래하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하면서 보다 간편하고 신속하게 인공지반녹화를 수행할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있는 발명으로서, 고밀도 폴리에틸렌 재질의 인공지반녹화용 모듈의 3차원적인 구조 배치를 통해 저수와 배수는 물론 방근 기능을 겸할 수 있는 인공지반녹화용 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 우리나라의 물수지 특성에 기초하여 종래 기술을 더욱 향상시키고 그 내재된 문제를 해결함으로써 인공지반녹화 시공의 신속성과 효율성을 극대화시키며 시공 후에도 원상태를 영속적으로 유지하면서 적용된 식물들의 생육이 건전하게 이루어질 수 있도록, 저수와 배수가 균형적으로 기능하고, 인공지반녹화용 모듈의 배수구 형성면에, 열접합된 폴리프로필렌 장섬유로 이루어진 토목용 쉬트(sheet)를 접합시킴으로써 미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하는 것이 가능하며, 또한 모듈 결합부가 모듈에 일체화된 구조를 구비하여 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하는 것이 가능한 고밀도 폴리에틸렌 재질의 인공지반녹화용 모듈 및 이 모듈을 이용한 인공지반 녹화방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 인공지반녹화용 모듈의 제 1 태양은,

바닥면과 이 바닥면의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 교차벽에 의해 각각 형성되는 복수개의 저수조;

상기 각각의 저수조의 상단부를 연결하여 연장되는 저수조 연결상판;

상기 저수조와 상기 저수조 연결상판에 의해 형성되는 격자형상의 구조체의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 둘레벽;

각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하기 위해, 상기 둘레벽의 하나 또는 2개 이상의 가장자리 상단부에 형성되어 다른 인접하는 모듈의 둘레벽과 밀착되어 끼워지는 모듈 결합부;

상기 저수조 연결상판의 아래쪽에 연결상판의 연장방향을 따라 형성되거나, 상기 모듈결합부와 상기 둘레벽에 의해 밀착되어 결합된 모듈들 사이의 저수조 연결상판 및 저수조의 교차벽에 의해 형성된 공간에 의해 구획되는 배수채널;

상기 저수조 연결상판의 상면에 형성되어 상기 배수채널과 연통하는 배수구;및

미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하기 위해 상기 배수구가 형성된 저수조 연결상판의 상면에 접합되는 쉬트(sheet)를 포함한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 2 태양은 상기 연결상판의 기단부분과 둘레벽의 내측사이에 개재되거나, 상기 연결상판의 하면에 돌출연장되어 형성된 보강지지대를 더 포함한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 3 태양은 상기 저수조가 차지하는 면적과 상기 배수채널이 차지하는 면적의 면적비가 약 30-40:60-70인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 4 태양은 상기 연결상판의 상면에 형성된 배수구의 총면적이 전체 모듈 평면적(모듈이 차지하는 바닥면적)의 약 4-5%인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 5 태양은 상기 모듈 결합부가 상기 둘레벽의 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 인접한 다른 모듈의 둘레벽의 상단부와 밀착되어 끼워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 6 태양은 상기 둘레벽이 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 있으며, 상기 모듈 결합부는 상기 둘레벽의 말단부로부터 윗방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 인접한 다른 모듈의 둘레벽의 "ㄷ"자 절곡부의 말단부와 밀착되어 끼워지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 제 7 태양은 상기 저수조의 깊이가 약 3cm이고, 상기 배수채널의 높이가 약 3cm인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 인공지반녹화용 모듈의 재질은 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE)인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 인공지반녹화방법은,

인공지반의 바닥에 전술한 본 발명의 인공지반녹화용 모듈을 위치시키는 단계;

상기 모듈의 둘레벽의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부를, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽과 밀착하여 연결하는 단계;

설계된 면적에 맞게 모듈이 연결되어 모듈 설치가 완료되면 식재토양을 연결된 모듈에 채워 넣는 단계;

상기 식재토양을 다져주어 면정리를 하는 단계;

인공지반녹화에 적합한 식물을 식재하는 단계; 및

상기 식물이 식재된 식재토양을 관수하는 단계를 포함한다.

또 다른 태양의 본 발명의 인공지반녹화방법은,

본 발명의 인공지반녹화용 모듈에 식재토양을 채워 넣는 단계;

상기 식재토양을 다져주어 면정리를 하는 단계;

인공지반녹화에 적합한 식물을 식재하는 단계;

인공지반의 바닥에 인공지반녹화용 모듈을 위치시키는 단계;

상기 모듈의 둘레벽의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부를, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽과 밀착하여 연결하는 단계;

설계된 면적에 맞게 모듈이 연결되어 모듈 설치가 완료되면 상기 식물이 식재된 식재토양을 관수하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명을 한정하지 아니하고 설명을 위한 예시로서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 사시도이다. 이들 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다. 우선, 본 발명에 따른 인공지반녹화용 모듈(10)은 바닥면(11a)과 이 바닥면(11a)의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 교차벽(11b)에 의해 각각 형성되는 복수개의 저수조(11), 상기 각각의 저수조(11)의 상단부를 연결하여 십자형상으로 연장되는 저수조 연결상판(12), 상기 저수조(11)와 상기 저수조 연결상판(12)에 의해 형성되는 격자형상의 구조체의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 둘레벽(16), 상기 둘레벽(16)의 하나 또는 2개 이상의 가장자리 상단부에 형성되어 인접하는 모듈(10)의 둘레벽(16)과 밀착되어 끼워지는 모듈 결합부(15), 상기 저수조 연결상판(12)의 아래쪽에 연결상판의 연장방향을 따라 형성되거나, 상기 모듈결합부(15)와 상기 둘레벽(16)에 의해 밀착되어 결합된 모듈들(10) 사이의 저수조 연결상판(12) 및 저수조의 교차벽(11b)에 의해 형성된 공간에 의해 구획되는 배수채널(17), 상기 저수조 연결상판(12)의 상면에 형성되어 상기 배수채널(17)과 연통하는 배수구(13), 상기 배수구(13)가 형성된 저수조 연결상판(12)의 상면에 접합되는 토목용 쉬트(sheet)(14), 및 상기 연결상판(12)의 기단부분과 둘레벽(16)의 내측사이에 개재된 보강지지대(18a), 또는 상기 연결상판(12)의 하면에 돌출연장되어 형성된 보강지지대(18b)로 구성되어 있다.

본 발명의 모듈(10)의 재질은 내약품성 및 내한성이 우수하고 내충격성이 좋으며, 수명이 반영구적인 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE)이 바람직하다. 본 발명의 모듈(10)의 재질이 고밀도 폴리에틸렌 플라스틱(HDPE)인 경우 모듈 내의 식물 뿌리가 옥상의 방수층에 영향을 주지 않는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 모듈(10)은 전체적으로는 높이가 5cm, 7cm 또는 10cm이고, 그 전체적인 형상은 바닥면(11a)과 이 바닥면을 둘러싼 사방의 둘레벽(16)으로 이루어지는 50cm×50cm인 사각형의 용기모양을 하고 있다. 이러한 용기모양의 모듈(10)은 기본적으로 옥상 등 인공지반부와 식생용 토양을 구분하는 경계의 기능을 담당하고, 식물의 생육배지인 토양층을 담게 된다.

본 발명의 일실시예의 모듈(10)은 높이 3cm, 가로세로 8cm 직육면체의 저수조(11)가 가로 4개, 세로 4개로서 총 16개가 격자 모양으로 배열되거나, 높이 3cm, 가로세로 10cm 직육면체의 저수조(11)가 가로 3개, 세로 3개로서 총 9개가 격자 모양으로 배열될 수 있다. 도 1 내지 도 3에는 바닥면(11a)으로부터 저수조 연결상판(12)까지 높이 3cm, 폭 5cm로 융기되어 형성되는 배수채널(17)이 8cm 간격으로 가로세로로 각각 3열씩 배열되며, 이렇게 교차 배열된 채널과 채널 사이에는 깊이 3cm, 가로세로 8cm의 저수조(11)가 총 16개가 형성된 예가 도시되어 있다. 또한, 배수채널(17)과 연통하는 배수구(13)는 저수조 연결상판(12)에 천공되어 형성되어 있는데, 본 발명의 모듈(10)에 있어서 이 배수구(13)외에는 모두 밀폐되어 있게 된다. 본 실시예의 모듈은 배수채널(17)과 연통하는 배수구(13)가 있고 9개 또는 16개의 저수조(11)는 물을 저장할 수 있도록 설계되어 있어 홍수기와 갈수기가 있는 대한민국의 강우조건에 적합하도록 설계되어 있다. 즉, 본 실시예의 모듈은 원활한 배수와 충분한 저수 기능을 동시에 수행함으로써 기존의 옥상녹화기술에서 요하는 별도의 배수층 및 저수층 등의 시공이 필요없게 된다. 또한, 본 실시예의 배수채널(17)은 모듈(10) 연결시에는 사방으로 뻗친 배수구의 역할을 하게 되므로 집중강우 시에도 물이 바로 배수구를 통해 방수층 위를 흘러 옥상 배수구로 빠져 나가게 한다. 또한, 배수채널(17)을 통한 공기의 흐름이 자유롭기 때문에 모듈(10)에 식재된 식물의 뿌리 호흡을 도우며, 이러한 공기층의 존재는 모듈을 사이로 건물과 주위 환경과의 열교환을 크게 완화시켜 준다.

즉, 위와 같이 형성된 모듈(10)에서 배수채널(17)은 강우시 저장용량을 초과하는 물이 신속히 빠져나갈 수 있는 배수구의 역할을 할 수 있도록 종래의 유사한 구조 보다 200% 이상 폭이 넓고 그 채널이 차지하는 총면적은 모듈의 전체 바닥면적의 60%에 달하게 된다. 물이 흐르지 않는 기간에는 옥상면과 모듈 사이에서 모듈의 전체 바닥면적의 60% 이상이 접촉하지 않고 떠 있게 되어 그 사이에 공기층이 형성되게 되므로 "일사차폐블록을 사용한 옥상녹화에 의한 온열환경 개선의 연구"(후르카와 노부히사, 일본 동경법정대학, (사)한국인공지반녹화협회 한미일의 옥상녹화 국제심포지엄, 2003)에서 보고되었듯이 전체 면적이 토양으로 채워져 있는 경우 보다 우수한 단열효과를 보이게 된다. 또한 단열효과 외에도 배수채널(17)의 존재는 토양재료량을 60% 가량 줄이는 결과를 낳게 되어 건물하중에 의한 부담을 크게 완화시켜 주는 효과를 갖게 된다. 또한, 토양 재료의 소요량 측면에서도 채널구조 없이 전체 면적을 토양으로 채웠을 때 보다 채널구조의 모듈에서는 60% (부피 기준) 가량의 토양을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인한 하중 부담을 크게 줄여주게 되는데, 이는 식재층(19)이 물을 함유할 때 더 큰 효과를 갖게 된다. 따라서, 본 실시예의 배수채널(17)이 구현된 모듈(10)은 종래의 칸막이 형식의 좁은 배수로를 가진 블록이나 상자 구조와는 현저한 기술적 차이가 있음을 알 수 있다.

한편, 배수채널(17) 위의 저수조 연결상판(12)에는 2mm×2mm 크기의 배수구(13)가 3mm 간격으로 4 내지 5열로 배열되는데, 배수구의 면적 합계가 모듈 전체 평면적(본 명세서에서는 모듈이 차지하는 바닥면적을 의미하는 것으로 사용함)의 약 4-5% 가량을 차지하도록 천공되어 잉여수가 신속하게 배수채널(17)로 빠져나갈 수 있게 되어 있다. 따라서, 극한적인 집중호우 시에도 침수와 배수불량에 의한 식재토양의 교란 우려가 없게 된다. 옥상녹화의 경우 식재토양으로 사용하는 재료들은 대부분 인공경량토로 비중이 작아 침수시 식재층(19)이 부유하는 문제가 발생하기 때문에 옥상녹화용 모듈에 있어서 잉여수의 신속한 배수는 아주 중요한 조건이다.

또한, 본 실시예의 모듈(10)에서 구현된 저수조(11)는 깊이 3cm, 가로세로 8cm의 우물형상으로서 실제로는 여기에 인공경량토양이 채워지게 되며, 강우시 모듈(10)로 유입된 물은 채워진 인공경량토양의 공극에 보유된다. 보유되는 물의 양은 인공경량토양으로서 팽창펄라이트를 사용할 경우 최대포화함수량(76.7%)과 영구위조점(5.7%)을 고려해 계산하면 약 2,200ml에 달하게 된다. 한편, 영구위조점(PWP, permanent wilting point)이란 토양의 수분을 나타내는 수치로서, 위조한 식물을 포화습도의 공기 중에 24시간 방치해도 회복되지 못하는 토양의 수분상태를 말한다.

앞서의 표 1을 참조하여 주요 옥상녹화식물인 잔디의 경우 물수지를 단순분석해 보면 4월과 9월 사이에는 물이 충분히 공급되는 것으로 보이지만, 실제로 식재층(19)에 저장되지 않는 물은 모두 유출되게 되므로 식물이 사용할 수 있는 유효수분은 이에 훨씬 미치지 못한다. 따라서, 본 실시예의 모듈(10)에 구현된 저수조(11)의 존재는 매우 유용하다고 할 수 있다. 한편, 저수조(11)의 용량을 지나치게 크게 할 경우에는 과습에 의해 식물뿌리의 호흡이 곤란해지고, 혐기 조건에 의한 부패가 일어날 수 있어 본 실시예에서는 저수조(11)의 깊이를 3cm로 하여 이 문제를 해결하고자 하였다.

한편, 본 실시예에서 제안하고 있는 모듈(10)의 배수채널(17) 위의 연결상판(12)에 형성된 배수구(13)는 입경 2mm 이하의 토양재료의 유실이 가능하며, 또한 모듈(10) 안에서 자라게 될 식물의 뿌리가 배수구(13)을 통해 모듈 밖으로 뻗어 나올 가능성이 높다. 이러한 문제를 구조적으로 해결하기 위하여 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 배수구(13)가 형성된 저수조 연결상판(12)에, 열접합된 폴리프로필렌(Polypropylene) 장섬유로 이루어진 토목용 쉬트(14)를 접착시킴으로써 세립토양의 여과는 물론 방근 기능을 부여하였다. 상기한 토목용 쉬트(14)는 독특한 섬유배열에 의한 대각선 방향의 높은 인장강도와 우수한 여과 성질을 갖고 있으며, 내부식성과 습기 및 화학물질에 저항력을 갖고 있는 듀퐁의 타이파(Typar) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 반면, 종래의 기술은 이를 구조적으로 해결하지 못하였기 때문에 필터층과 방근층을 별도로 깔아주도록 시방서에 언급하고 있어 시공의 효율성과 편리성에서의 한계가 있다. 따라서 본 실시예에서와 같이 여과 및 방근 기능을 갖는 쉬트(14)를 부착한 모듈(10)은 별도의 작업공정 없이 모듈(10)을 설치하고 바로 식재토양을 충전함으로써 또는 미리 모듈(10)에 식물을 키워 현장에 직접 설치하는 것만으로 옥상녹화가 가능하여 종래의 옥상녹화기술에 비해 신속하고 간단한 시공이 가능하다.

도 5a 및 도 5b는 본 실시예의 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지하기 위해, 둘레벽의 하나 또는 2개 이상의 가장자리 상단부에 형성되어 인접하는 모듈의 둘레벽과 밀착되어 끼워지는 모듈 결합부를 도시하고 있다. 본 실시예의 모듈(10)의 둘레벽(16)의 상단부에 형성된 모듈 결합부(15)는 인접하는 모듈의 둘레벽(16)과 밀착되어 연결되므로 모듈과 모듈의 이격으로 인한 토양 재료의 유출을 방지하게 되며, 모듈의 배치를 정연하게 하고 배치 후 모듈의 변형을 막아준다. 본 실시예에서는 어느 한 모듈의 네 개의 둘레벽(16)의 상단부에 가로세로 한쌍, 그리고 인접하는 다른 모듈의 네 개의 둘레벽(16)의 상단부에 가로세로 한쌍의 모듈 결합부가 형성된 구조로 되어 있어, 모듈을 설치해 나갈 때 상호 밀착 연결될 수 있도록 하였다. 도 5a를 살펴보면, 어느 하나의 모듈(10)의 둘레벽(16)의 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성된 모듈 결합부(15)에, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽(16)의 상단부가 밀착되어 끼워져, 상기 어느 하나의 모듈(10)과 인접하는 다른 모듈(10)이 상호 밀착되어 연결되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5b에는 본 실시예의 모듈(10)의 둘레벽(16)이 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성된 변형예가 도시되어 있는데, 이러한 변형된 어느 하나의 모듈(10)의 둘레벽(16)의 말단부로부터 윗방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성된 모듈 결합부(15)에, 인접하는 다른 모듈의 변형된 둘레벽(16)의 "ㄷ"자 절곡부의 말단부가 밀착되어 끼워져 상기 어느 하나의 모듈(10)과 인접하는 다른 모듈(10)이 상호 밀착되어 연결되는 것을 알 수 있다.

본 실시예의 모듈 결합부(15)는 이 모듈 결합부(15)가 차지하는 면적이 최소화되도록 설계되어 개개의 모듈(10)에서 자란 식물들이 자연스럽게 연결될 수 있으며, 시설 후 시간이 경과함에 따라 발생할 수 있는 구조의 틀어짐을 막아주며, 모듈과 모듈의 이격으로 인한 틈으로의 토양 재료 유출을 방지한다.

한편, 전술한 설명에서는 본 발명의 인공지반녹화용 모듈이 옥상녹화용 모듈로서 사용된 것이 예시되었으나 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 모듈은 건축물 옥상 외에도 제방 및 방조제 등의 인공지반구조물에 적용될 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야의 당업자라면 이해할 수 있는 것이다.

본 발명의 모듈을 사용한 인공지반녹화 시공방법은 위에서 기술한 것처럼 매우 간단하고 신속하게 진행될 수 있다. 이하, 본 발명의 권리범위를 한정하지 아니하는 구체적인 인공지반녹화 시공방법을 실시예를 들어 단계별로 상세히 설명한다.

실시예 1

우선 옥상녹화를 시공하기 전까지 요구되는 공정을 마친 옥상 바닥에 본 실시예의 모듈(10)을 위치시킨 후, 모듈(10)의 둘레벽(16)의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부(15)를 인접하는 다른 모듈(10)의 둘레벽(16)과 밀착하여 끼워가며 설계된 면적에 맞게 붙여나간다. 모듈 설치가 완료되면 팽창 펄라이트와 부엽토 등으로 조제된 식재토양을 모듈(10)에 채워 넣는다. 먼지가 날릴 경우 적당히 물을 뿌려가면서 진행한다. 식재토양을 다져주면서 면정리를 한 후 잔디, 세덤류 및 적합한 초화류 등을 식재한다. 마지막으로 충분히 관수한다.

실시예 2

식물을 이미 착생시킨 모듈(10)의 경우에는, 옥상녹화를 시공하기 전까지 요구되는 공정을 마친 옥상 바닥에 각각의 모듈(10)을 위치시킨 후, 모듈(10)의 둘레벽(16)의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부(15)를 인접하는 다른 모듈(10)의 둘레벽(16)과 밀착하여 끼워가며 설치해 나간 후 충분히 관수한다.

이상 본 발명을 첨부된 도면 및 상기 실시예에 따라 설명하였으나, 본 발명은 첨부된 도면 및 개시된 실시예에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지에 따라 수정 변경이 가능하며, 이러한 수정 변경 또한 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 인공지반녹화용 모듈은 옥상녹화는 물론 콘크리트 등의 인공지반 위에 식생을 도입할 때 구조물의 표면 훼손의 우려 없이 매우 간단하고 신속하게 녹화 시공할 수 있게 함으로써 녹지 면적 확장에 크게 기여할 수 있다. 특히, 본 발명의 모듈은 건축물 옥상을 비롯한 인공 지반 구조물 위에 식생을 도입하는 경우 저수와 배수가 균형적으로 기능하면서 미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하고 각 모듈간의 이격과 뒤틀림을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 모듈 자체가 저수, 배수 및 방근 기능을 동시에 수행함으로써 기존의 옥상녹화기술에서 요하는 별도의 배수층, 방근층, 저수층 등의 시공이 필요 없게 되며, 모듈 하단의 배수 채널을 통해 배수와 동시에 공기의 흐름을 원활히 하여 뿌리 호흡을 돕게 되며, 토양 재료의 양을 60% (부피기준) 가량 줄여줌으로써 하중문제를 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 인공지반녹화용 모듈의 배수구 형성면에, 열접합된 폴리프로필렌 장섬유로 이루어진 토목용 쉬트(sheet)가 접합되는 상태를 보여주는 도면이다.

도 5a는 본 발명의 인공지반녹화용 모듈 중 어느 하나의 모듈의 둘레벽의 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성된 결합부에, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽의 상단부가 밀착되어 끼워져, 상기 어느 하나의 모듈과 인접하는 다른 모듈이 상호 밀착되어 연결되면서 이들 사이에 배수채널이 형성되는 상태를 나타내는 절단정면도이다.

도 5b는 도 5a의 다른 변형예를 나타내는 절단정면도로서, 본 발명의 모듈의 둘레벽이 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 있으며, 이러한 둘레벽의 말단부로부터 윗방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성된 어느 하나의 모듈의 결합부에, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽의 "ㄷ"자 절곡부의 말단부가 밀착되어 끼워져 상기 어느 하나의 모듈과 인접하는 다른 모듈이 상호 밀착되어 연결되면서 이들 사이에 배수채널이 형성되는 상태를 나타내는 절단정면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 인공지반녹화용 모듈 11: 저수조

11a: 바닥면 11b: 교차벽

12: 저수조 연결상판 13: 배수구

14: 토목용 쉬트(sheet)

15: 모듈 결합부 16: 둘레벽

17: 배수채널 18a, 18b: 보강지지대

19: 식재층

Claims (10)

1. 저수와 배수가 균형적으로 기능하는 인공지반녹화용 모듈에 있어서,

   바닥면과 이 바닥면의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 교차벽에 의해 각각 형성되는 복수개의 저수조;

   상기 각각의 저수조의 상단부를 연결하여 연장되는 저수조 연결상판;

   상기 저수조와 상기 저수조 연결상판에 의해 형성되는 격자형상의 구조체의 둘레가장자리를 따라서 세워 설치한 둘레벽;

   상기 둘레벽의 하나 또는 2개 이상의 가장자리 상단부에 형성되어 인접하는 모듈의 둘레벽과 밀착되어 끼워지는 모듈 결합부;

   상기 저수조 연결상판의 아래쪽에 연결상판의 연장방향을 따라 형성되거나, 상기 모듈결합부와 상기 둘레벽에 의해 밀착되어 결합된 모듈들 사이의 저수조 연결상판 및 저수조의 교차벽에 의해 형성된 공간에 의해 구획되는 배수채널;

   상기 저수조 연결상판의 상면에 형성되어 상기 배수채널과 연통하는 배수구;및

   미세토양의 유실과 모듈 밖으로의 뿌리의 신장을 차단하기 위해 상기 배수구가 형성된 저수조 연결상판의 상면에 접합되는 쉬트(sheet)를 포함하는 인공지반녹화용 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결상판의 기단부분과 둘레벽의 내측사이에 개재되거나, 상기 연결상판의 하면에 돌출연장되어 형성된 보강지지대를 더 포함하는 인공지반녹화용 모듈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 저수조가 차지하는 면적과 상기 배수채널이 차지하는 면적의 면적비는 30-40:60-70인 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 연결상판의 상면에 형성된 배수구의 총면적이 전체 모듈 평면적(모듈이 차지하는 바닥면적)의 4-5%인 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 모듈 결합부가 상기 둘레벽의 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 인접한 다른 모듈의 둘레벽의 상단부와 밀착되어 끼워지는 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 둘레벽이 상단부로부터 아래방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 있으며, 상기 모듈 결합부는 상기 둘레벽의 말단부로부터 윗방향으로 "ㄷ"자 형상으로 절곡되어 형성되어 인접한 다른 모듈의 둘레벽의 "ㄷ"자 절곡부의 말단부와 밀착되어 끼워지는 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 저수조의 깊이가 3cm이고, 상기 배수채널의 높이가 3cm인 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   인공지반녹화용 모듈의 재질은 고밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 인공지반녹화용 모듈.
9. 인공지반의 바닥에 제 1 항 또는 제 2 항의 인공지반녹화용 모듈을 위치시키는 단계;

   상기 모듈의 둘레벽의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부를, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽과 밀착하여 연결하는 단계;

   설계된 면적에 맞게 모듈이 연결되어 모듈 설치가 완료되면 식재토양을 연결된 모듈에 채워 넣는 단계;

   상기 식재토양을 다져주어 면정리를 하는 단계;

   인공지반녹화에 적합한 식물을 식재하는 단계; 및

   상기 식물이 식재된 식재토양을 관수하는 단계를 포함하는 인공지반녹화방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항의 인공지반녹화용 모듈에 식재토양을 채워 넣는 단계;

    상기 식재토양을 다져주어 면정리를 하는 단계;

    인공지반녹화에 적합한 식물을 식재하는 단계;

    인공지반의 바닥에 인공지반녹화용 모듈을 위치시키는 단계;

    상기 모듈의 둘레벽의 한쪽 가장자리 상단부에 형성된 모듈 결합부를, 인접하는 다른 모듈의 둘레벽과 밀착하여 연결하는 단계;

    설계된 면적에 맞게 모듈이 연결되어 모듈 설치가 완료되면 상기 식물이 식재된 식재토양을 관수하는 단계를 포함하는 인공지반녹화방법.