KR100573288B1 - 단열성능을 가지는 복합 스터드 및 이를 이용한 벽체패널의 접합부 구조 - Google Patents

Abstract

건축물의 벽체 구조물을 시공함에 있어 벽체 내부에 설치되어 골격을 이루는 스터드 부재에 관한 기술이 개시된다.

본 발명은 주로 스틸 하우스와 같은 건축물에서 주요 문제로 지적되는 열교 현상을 저감시킴으로써 결로를 억제하고 에너지 소비를 줄일 수 있도록 한 단열 성능을 가지는 스터드 및 이를 이용하여 조립된 벽체 패널의 접합부 구조를 제공하는 것을 목적으로 하는 발명으로서, 이를 위하여 본 발명은, 합성수지재의 판재로 이루어진 중앙부의 웨브 양단부에 스틸 소재의 제1플랜지와 제2플랜지를 일체로 접합하여 구성된 단열성능을 가지는 복합 스터드를 특징적인 구성으로서 제공한다. 아울러 본 발명은 상기 웨브와 제1플랜지 및 제2플랜지의 접합 방식으로서 에폭시 수지 접착제에 의한 방식과 상기 웨브에 소정 깊이로 결합홈을 형성하여 두고 이 결합홈에 상기 제1플랜지와 제2플랜지가 끼워져 고정될 수 있도록 하는 방식을 제안하고 있으며, 이 역시 바람직한 구성으로서 본 발명이 가지는 특징 중 하나이다.

스터드, 스틸 하우스, 단열, 벽체 패널

Description

단열성능을 가지는 복합 스터드 및 이를 이용한 벽체 패널의 접합부 구조 {Hybrid Stud with Heat Insulating Ability and Connecting Structure of Wall Panel using the same}

도1은 종래의 스틸 하우스 공법에 의해 시공된 벽체의 일반적인 구조를 도시한 도면이다.

도2 내지 도16은 본 발명에 따른 복합 스터드에 대한 바람직한 실시예들의 구성을 도시한 정면도 및 사시도이다.

도17 내지 도20은 본 발명에 따른 복합 스터드를 사용한 벽체 패널들이 접합되는 부위의 접합부 구조를 예시해 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 제1플랜지 20 : 제2플랜지

30 : 웨브 50 : 에폭시 수지 접착제

P1 : 제1벽체패널 P2 : 제2벽체패널

P3 : 제3벽체패널 P2 : 제4벽체패널

본 발명은 건축물의 벽체 구조물을 시공함에 있어 벽체 내부에 설치되어 골격을 이루는 스터드 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주로 스틸 하우스와 같은 건축물에서 주요 문제로 지적되는 열교 현상을 저감시킴으로써 결로를 억제하고 에너지 소비를 줄일 수 있도록 한 단열 성능을 가지는 복합 스터드 및 이를 이용하여 조립된 벽체 패널의 접합부 구조에 관한 것이다.

근래에 주택이나 빌딩, 또는 공장 등과 같은 각종 구조물을 건축함에 있어서는 기존에 주로 사용되던 철근콘크리트조나 철골조, 조적조 등과 같은 일반적인 방식에서 벗어나 그 골조를 경량 스틸 형강을 사용하여 구성하는 새로운 구조 형식이 많이 사용되고 있다. 이와 같이 구조물의 골조를 형강 제품으로 건축하게 되면 공장에서 제작된 제품들을 현장에서 조립식으로 시공하기 때문에 시공 속도가 빠르고 일반 기능공도 쉽게 시공이 가능하며 작업자의 숙련도와 관계 없이 일정 수준 이상의 품질을 확보할 수 있어 시공성과 경제성의 면에서 많은 장점이 나타나는 바, 최근 들어 점차로 그 보급이 확산되고 있는 추세이다.

특히, 주택 분야에 있어서, 상기와 같은 구조물 건설의 건식화, 공업화 추세와 맞물려 스틸 하우스(Steel Framed House)가 주거용 건물의 한 형태로서 자리매김하게 되었으며, 이에 따라 상기와 같은 스틸 하우스 및 이에 사용되는 구조 부재 인 스터드(stud)를 대상으로 한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.

도1은 스틸 하우스 공법에 의해 시공된 벽체의 일반적인 구조를 도시한 도면으로서, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 스틸 하우스 건물에서 벽체(1)를 설치함에 있어서는 대략 'ㄷ'자형의 단면형상을 가지는 스터드(2)를 벽체(1)의 길이방향으로 세워 정렬한 후에 스터드(2)의 양측에 석고보드를 배치하며 스터드 사이 간격에는 단열재(3)를 채워 벽체를 형성한다. 상기 도면에서 식별부호 5는 단열을 위해 벽체 외측으로 설치한 압축 스티로폼 보드를, 식별부호 8은 외장재를 나타내며, 식별부호 6은 상기 외장재(8)를 부착하기 위한 시멘트 몰탈 및 보강 메쉬를 표시한다.

상기와 같은 스틸 하우스 벽체에 사용되는 스터드(2)로는 통상 두께 0.8mm ~ 1.6mm사이의 아연도금 강판을 'ㄷ'자형 단면을 가지도록 가공하여 강도를 높인 것을 사용하고 있는데, 이와 같은 종래 기술에 따른 스터드는 그 재질 특성상 열전도율이 높기 때문에 관류열이 스터드에 집중되는 열교 현상이 발생될 수 있으며, 이는 결로 발생의 한 원인으로서 스틸 하우스 건축물의 중대한 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 이러한 스틸 스터드의 열교 현상을 최소화하기 위하여 기존 스틸 하우스 공법에서는 도1에 도시된 것과 같이 벽체 외피에 단열재(5)를 설치하는 외단열 방식이나 스터드(2) 사이에 단열재(3)를 채우는 중단열 방식을 병행 사용하여 왔다. 그러나 이와 같은 방법은 단열재가 연속적으로 시공되지 못하는 부분이나 모서리 및 접합부 부분에서 열교 현상이 발생하기 쉬워 건물의 열손실에 따른 에너지 낭비는 물론 결로를 발생시키는 주 원인이 되고 있다. 따라서 외피의 모서리 부분에는 열교가 발생하지 않도록 충분한 단열 시공을 요하며, 대개 외피의 모서리 부 분은 벽 두께의 2 내지 2.5배 이상의 길이까지 단열재를 설치하고 있는 실정이다.

이에 스틸 스터드의 열교 차단과 관련한 연구를 살펴 보면, 내외부 마감재와 스터드 사이의 접촉 면적을 줄여 열교를 억제할 방안으로 개발된 스터드도 있지만 그 효과가 미미하다는 평가를 받고 있다. 일반적으로 스터드 웨브의 단면적을 줄이는 것이 열적(熱的) 측면에서만 볼 때 가장 효과적이라는 평가를 받고 있으나, 이와 같이 할 경우 통상 경량 박판 소재로 제작되는 스터드가 구조적으로 취약해질 수 있다는 문제점을 내포하고 있는 것이다.

한편, 최근에는 스틸 하우스를 건축함에 있어 지붕 트러스뿐만 아니라 벽체나 바닥 등도 공장에서 미리 조립하여 현장에 반입한 다음 중장비를 이용하여 단기간에 건설하는 공법인 패널공법(Panelized System)이 많이 사용되고 있다. 이와 같은 공법에서 사용되는 패널의 경우 스틸 스터드를 골조로 하고 이 스터드들 사이에 단열 및 차음 등의 효과를 위해 경량 콘크리트와 같은 재료를 충전하여 일정 크기의 패널 제품으로 미리 제조한 것을 사용함이 일반적이며, 현장에서는 상기와 같은 단위 패널들을 접합 시공하여 전체 구조물을 형성하고 있다.

그런데 상기와 같은 패널공법에서 단위 패널들을 접합하기 위해 사용되는 방법으로는 스크류(screw) 또는 용접 방식이 일반적인데, 스틸 스터드를 사용한 패널의 경우 패널과 패널 사이의 접합을 순수하게 스크류만으로 하기에는 시공이 어려울 뿐 아니라 접합부의 품질 저하가 우려되며, 용접에 의할 경우 용접열에 의하여 스터드 모재가 녹아내리는 현상이 발생할 가능성이 크므로 부득이 조인트 부분에 띠판을 덧대어 스크류로 연결하는 방식을 주로 사용해 왔다. 그러나 이와 같은 방식의 경우 덧대어 겹쳐지는 띠판이 2장 정도인 경우에는 스크류가 쉽게 뚫고 들어갈 수 있지만 겹쳐지는 판이 3장 이상인 경우 스크류 시공에 어려움이 있으며, 겹쳐지는 띠판의 수가 증가할 수록 재료비가 증가하는 것은 물론, 전체 띠판 두께의 증가로 인하여 조인트 부위에서의 외단열층의 두께가 상대적으로 감소할 수 밖에 없는 바, 특히 열교 현상이 우려되는 패널간 조인트 부위에 있어 단열 성능을 더욱 악화시킬 수 있는 문제점이 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 스틸 스터드 및 이를 이용한 패널의 접합에 대한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은 스틸 하우스와 같은 건축물에서 주요 문제로 지적되는 열교 현상을 저감시킴으로써 결로를 억제하고 에너지 소비를 줄일 수 있음과 동시에, 이를 이용하여 패널을 제작하는 경우, 그 패널들간의 접합이 용이할 뿐 아니라 접합부의 단열 성능 및 강성을 확보하는 것이 가능하므로 단열성 및 시공성의 면에서 효과적인 구조물용 복합 스터드를 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 합성수지재의 판재로 이루어진 중앙부의 웨브 양단부에 스틸 소재의 제1플랜지와 제2플랜지를 일체로 접합하여 구성된 단열성능을 가지는 복합 스터드를 특징적인 구성으로서 제공하며, 여기서 상기 웨브는 섬유강화 플라스틱(FRP) 소재로 하는 것이 특히 바람직하다. 아울러 본 발명은 상기 웨브와 제1플랜지 및 제2플랜지의 접합 방식으로서 에폭시 수지 접착제에 의한 방식과 상기 웨브에 소정 깊이로 결합홈을 형성하여 두고 이 결합홈에 상기 제1플랜지와 제2플랜지가 끼워져 고정될 수 있도록 하는 방식을 제안하고 있으며, 이 역시 바람직한 구성으로서 본 발명이 가지는 특징 중 하나이다.

전술한 본 발명을 이루는 구성요소 중, 상기 웨브는 단열을 위하여 열전도율이 낮은 합성수지 재질로 제작되는 것으로, 이는 양단에 연결된 플랜지 사이를 열적(熱的)으로 서로 단절시킴으로써 본 발명의 복합 스터드를 통하여 열교현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서 상기 웨브는 우수한 단열 성능을 가지는 재질로 이루어져야 할 것은 물론, 본 발명의 복합 스터드가 구조재로서 주로 사용된다는 점을 감안하여 적절한 기계적 강도를 가지고 있어야 할 것이 더욱 요구된다. 이와 같은 요구 특성을 만족시킬 수 있는 합성수지 재질로는 PVC 수지, ABS수지 등 여러 가지가 있을 수 있으며, 특히 섬유보강 플라스틱(FRP)의 경우 비교적 높은 단열성과 강도를 가지고 있을 뿐 아니라 최근에는 난연의 특성이 부여된 FRP가 개발되어 있어 본 발명의 웨브 부재의 소재로서 가장 적합하다 할 것인 바, 본 발명에서는 상기 웨브의 가장 바람직한 재질로서 FRP를 제안한다.

그리고, 상기 플랜지의 경우 웨브에 사용된 합성수지와는 달리 금속 소재를 사용하며, 이를 상기 웨브의 양단에 일체로 접합하여 구성하게 된다. 상기 플랜지 에 사용되는 금속 소재의 경우 구조적 내력의 관점에서 스틸과 같은 소재를 사용함이 바람직하며, 특히 부식 등의 방지를 위해 아연도금으로 표면 처리된 경량 형강을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 복합 스터드는 상술한 것과 같은 합성수지제 웨브의 양단에 금속제 플랜지를 일체로 접합하여 이루어지는 것으로, 이와 같은 이질적인 두 재료를 견고하게 접합하기 위한 방법으로서 본 발명에서는 에폭시 수지 접착제를 통한 접합과, 상기 웨브의 상,하단 각각에 소정 깊이로 결합홈을 형성하고 이 결합홈에 금속제 플랜지들이 끼워져 기계적으로 결합될 수 있도록 하는 접합을 바람직한 접합 방법으로서 제안한다. 여기서, 상기 에폭시 수지 접착제는 에폭시기를 함유하는 화합물을 아민류와 산무수물 등으로 경화되는 접착제로서, 이는 매우 강한 접착력과 함께 내열성이 뛰어나며 경화 수축이 적으므로 본 발명에서와 같은 복합 부재의 접합 용도로서 매우 적합하다고 할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 기존의 아연도 강판 단일 소재로 제작되던 스틸 스터드가 가지는 제반 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 이를 위하여 본 발명은 금속재로 된 양 플랜지 사이를 연결하는 웨브를 열전도율이 낮은 합성수지로 대체함으로써 기존의 스터드 웨브를 통하여 발생되던 열관류를 현격히 낮춰 열교현상을 억제할 수 있도록 함을 주요한 기술 사상으로 한다.

또한 아래에서 설명하는 바와 같이 본 발명은 상기와 같은 기본적인 기술 개념을 구체화한 다양한 형식의 실시예들을 제시하며, 이와 같은 실시예들을 이용하 여 제작된 패널의 경우 본 발명에서 제공하는 복합 스터드의 특징적인 구조로 인하여 패널간의 접합이 매우 용이하고 그 접합부에 있어 높은 단열성능을 유지할 수 있는 바, 상술한 것과 같은 본 발명의 기술적 과제들은 본 발명에서 제공하는 특징적인 구성에 의하여 모두 달성될 수 있는 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예들을 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만 이는 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 명확하게 이해하고 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위한 것이며, 전술한 사항들 이외에 본 발명이 가지는 또 다른 기술적 특징 및 장점들은 후술하는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대한 설명을 통하여 당업자에게 더욱 확실하게 이해될 수 있을 것이다.

도2는 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제1실시예에 대한 구성을 도시한 정면도 및 사시도로서, 상기 도면을 참조하면 본 발명에 따른 제1실시예는 중앙부의 웨브(30) 양단에 'ㄱ'자형 형강으로 된 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)를 에폭시 수지 접착제(50)에 의해 일체로 접합하여 전체적인 단면 형상이 대략 'ㄷ'자형을 이루도록 구성한 것임을 알 수 있다.

상기 제1실시예에 의한 복합 스터드는 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)로서 아연도금 강판을 일정한 크기(A×B×tf)의 'ㄱ'자형으로 가공하고, 웨브(30)로는 섬유보강 플라스틱(FRP) 플레이트를 종래의 경량 'ㄷ'형강의 웨브 길이와 대략 일 치하도록 소정의 크기(D×tw)로 마련한 다음, 상기 웨브(30)의 상,하단 한쪽 면에 에폭시 수지 접착제(50)를 도포하고 이들을 일체로 접착하여 제작한 것이다.

한편, 본 실시예에 따라 제품을 제작함에 있어 전체 치수는 종래의 건축 구조용 표면처리 경량 'ㄷ'형강의 치수와 동일해지도록 각 부분의 치수를 정하며, 웨브(30)와 플랜지(10, 20)가 접착되는 길이(A)는 필요에 따라 늘이거나 줄일 수 있다. 상기와 같이 하여 완성된 본 실시예에 따른 복합 스터드는 주로 기존 스틸 하우스 벽체의 상,하 외주에서 스터드를 감싸 안는 수평 부재인 트랙(track)의 용도로 사용할 수 있다.

도3a는 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제2실시예에 대한 구성을 도시한 정면도 및 사시도로서, 본 실시예는 상기 도2에 도시된 제1실시예의 구성과 거의 동일한 구성을 가지나 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)의 끝단에 소정 길이(C)의 립(lip)을 더 형성하여 기존의 경량 립 'ㄷ'형강과 유사한 형태를 가지도록 변형한 것이다. 본 실시예에 따른 복합 스터드는 통상의 벽체용 스터드와 같은 용도로 사용될 수 있으며, 특히 벽체 패널의 제작에 사용되는 경우에 있어 패널의 측면 사이드 엔드 부분에 본 실시예에 따른 스터드를 사용하게 되면 상기 립 부분이 경량 콘크리트와 같은 내부 충전재와 걸림될 수 있으므로 스터드와 충전재간의 견고한 결합을 이룰 수 있다. (도17 내지 도20 참조)

도3b는 상기 제2실시예에 대한 다른 실시예의 구성을 도시한 정면도 및 사시도로서, 이는 상기 도3a에 도시된 제2실시예와는 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)의 형태에 있어서는 동일하나 상기 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)가 상기 웨브(30)에 접합되는 방식에 있어 차이가 있다. 즉, 도3b에 도시된 바와 같이 상기 웨브(30)의 상단과 하단에는 결합홈(31, 32)이 각각 소정 깊이로 형성되어 있으며, 이 결합홈(31, 32)에 상기 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)가 삽입되어 고정될 수 있도록 한 것으로, 이 결합홈(31, 32)의 내부에는 더욱 견고한 결합을 위하여 에폭시 수지 접착제(50)를 추가적으로 채워 넣을 수도 있다.

또한, 상기한 실시예들에서 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)가 웨브(30)와 접합되는 수직부에는 소정 위치마다 다수개의 통공(H) 또는 엠보싱(E)을 더 형성할 수 있다. 도4는 플랜지(10, 20)에 통공(H)을 형성한 예를 도시한 도면이며, 도5는 엠보싱(E)을 형성한 예를 도시한 것으로, 이와 같이 구성하게 되면, 상기 통공(H) 또는 엠보싱(E) 부위에 에폭시 수지 접착제(50)가 채워져 수용될 수 있으므로 더욱 효과적인 접착을 기대할 수 있다.

나아가, 상기 웨브(30)와 플랜지(10, 20)들 간의 접합을 더욱 견고하게 하기 위한 바람직한 실시예로서 도6에 도시된 것과 같은 실시 형태를 고려할 수 있다. 도6에 도시된 바와 같이 본 실시예의 경우, 상기 플랜지(10, 20)의 수직부(10m, 20m)를 구성함에 있어 다른 실시예들과는 달리 메쉬(mesh)의 형태로 구성한 것에 특징이 있으며, 이와 같이 구성된 본 실시예에 따르면 결합홈(31, 32) 내에 플랜지(10, 20)를 끼워 고정함에 있어 그 내부에 채워진 에폭시 접착제(50)가 메쉬의 눈 사이마다 채워지는 것이므로 접착 면적이 증대될 뿐 아니라 접착제(50)가 경화된 후에는 플랜지(10, 20)의 탈락을 기계적으로도 방지할 수 있으므로 더욱 견고 한 접합을 이룰 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 복합 스터드의 경우 중앙부의 웨브(30)를 합성수지로서 구성하고 있는 바, 금속 소재로 이루어진 경우에 비해 이 웨브(30) 부위의 강성이 다소 부족할 수 있다. 이를 위하여 상기 웨브(30)에는 보강 수단을 더 형성함으로써 그 강성을 더욱 증대 시킬 수 있으며, 이와 같이 보강 수단을 형성한 예들을 도7a 및 도7b에 도시하였다. 도7a는 상기 웨브(30)를 구성함에 있어 중간 부위에 사다리꼴로 돌출부(30')를 형성한 예를 도시한 것이며, 도7b는 상기 웨브(30)에 보강리브(30")를 더 형성한 예를 도시한 것으로서, 상기와 같이 돌출부(30') 또는 하나 이상의 보강리브(30")를 두게 되면 전체 스터드의 강성을 높일 수 있으며, 특히 단면 성능의 증가에 따라 좌굴에 대한 저항성을 높일 수 있는 효과가 나타난다.

도8은 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제3실시예에 대한 구성을 도시한 정면도 및 사시도이다. 본 실시예는 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)를 구성함에 있어 각각 일정한 크기의 'ㄱ'자형으로 가공한 아연도금 강판을 2개씩 대칭되게 배치하여 사용하되, 이들을 웨브(30)의 양단에 에폭시 수지 접착제(50)를 이용하여 전체적인 단면 형상이 대략 'I'자형을 이루도록 구성한 것이다. 또한 본 실시예에서는 에폭시 수지 접착제(50)를 사용한 예를 도시하고 있으나, 도3b에 도시된 예에서와 같이 결합홈(31,32)에 의한 결합 방식을 적용할 수도 있음은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 당연하다 할 것이다. 본 실시예에 따른 복합 스터드는 통상의 벽체용 스터드와 같은 용도로도 사용될 수 있음은 물론, 특히 벽체 패널에 사용되는 경우, 도17 및 도18에 도시된 바와 같이 패널들이 일자형 또는 'ㄱ'자형으로 접합되는 부분에도 사용될 수 있으며, 이와 같은 접합의 상세에 대해서는 이후에 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도9는 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제4실시예에 대한 구성을 도시한 정면도 및 사시도로서, 본 실시예는 상기 도8에 도시된 제4실시예의 구성과 거의 동일한 구성을 가지나 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)의 끝단에 립(lip)을 더 형성한 점에서 차이가 있다. 이와 같은 형태의 스터드는 기존에 스틸 하우스 벽체에서 X형의 브레이싱(bracing)을 설치함에 있어 벽체 외주에 두 개의 스터드를 배치하여야 했던 경우를 대체할 수 있다.

도10과 도11에는 상기 제3실시예와 같이 'I'형의 단면 형태를 가지는 복합 스터드를 구성한 다른 실시예들에 대한 구성이 도시된다. 도10과 도11을 참조하면 상기 실시예들에서는 플랜지(10, 20)를 구성함에 있어 도8 또는 도9에 도시된 실시예에서와 같이 'ㄱ'형으로 가공된 형강을 사용하는 것이 아니라 기본적으로 일자형의 평판을 사용하여 구성하고 있음을 알 수 있다. 도10은 본 발명의 제5실시예에 대한 도면으로서 웨브(30)와 플랜지(10, 20)들을 접합함에 있어 에폭시 수지 접착제(50)을 사용하되, 비교적 박판의 형태를 가지는 웨브(30)와 플랜지(10, 20) 사이에 접촉되는 면적을 넓히기 위해 웨브(30)를 플레이트 형태가 아닌 I자 형태로 가공한 것이 특징이다.

그리고 도11은 본 발명의 제6실시예에 대한 도면으로서, 본 실시예는 플랜지(10, 20)의 중앙부에 소정 깊이의 오목홈(10',20'; ridge)를 가공하고 이 부분에 에폭시 수지 접착제(50)를 도포한 다음 웨브(30)를 접착하여 제작되는 것이다. 여기서 상기 오목홈의 형태는 도시와 같이 원형 홈으로 가공할 수도 있지만 이외에도 사각단면 등 여러 가지 형태를 가질 수 있으며, 특히 도12에 도시된 제7실시예에서와 같이 역사다리꼴의 도브테일(dovetail) 형상으로 하게 되면, 에폭시 접착제(50)가 쉽게 흘러나오지 않으므로 더욱 안정적인 접합을 이룰 수 있게 된다.

도13과 도14는 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제8실시예 및 제9실시예에 대한 구성을 도시한 도면들로서, 상기 실시예들은 플랜지(10,20)들의 형태에 있어 공통적으로 제1플랜지(10)의 경우 일자형의 평판을 사용하고, 제2플랜지(20)는 'ㄷ'자형으로 가공된 형강을 사용하여 구성한 것이다. 이 때, 상기 플랜지(10,20)들과 웨브(30)의 접합은 도11 및 도12에 도시된 형태와 유사한 방식을 적용하는 것으로 이에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한 상기 제2플랜지(20)를 웨브(30)에 접합함에 있어서는 'ㄷ'자형 형강으로 이루어진 상기 제2플랜지(20)의 개방면(20e)을 외향하도록 하여 접합하는데, 이와 같이 개방부(20e)를 형성하여 둔 것은 여기에 다른 패널의 측단 부위가 끼워져 고정될 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서 상기와 같은 형태의 스터드는 이후에서 더욱 상세하게 설명하는 것과 같이 벽체 패널의 접합부에 있어 'T'형을 이루는 경우에 활용될 수 있다.

도15와 도16은 본 발명에 따른 단열성능을 가지는 복합 스터드의 제10실시예 및 제11실시예에 대한 구성을 도시한 도면들로서, 상기 실시예들은 플랜지(10,20)들의 형태에 있어 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20) 모두 'ㄷ'자형으로 가공된 형강을 사용하여 구성한 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 플랜지(10,20)의 개방면 (10e,20e)은 외향하도록 하여 웨브(30)과 에폭시 접착제(50)에 의해 접합하며, 이의 구체적인 접합 방법은 상기한 제5실시예와 제6실시예에서의 방식과 유사하므로 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다. 한편, 상기와 같이 개방부(10e,20e)를 형성하여 둔 것은 이 개방된 부위에 다른 패널의 측단 부위가 끼워져 고정될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이와 같은 형태의 스터드는 이후에서 더욱 상세하게 설명하는 것과 같이 벽체 패널들이 十자형으로 만나는 접합부에 있어 이들 패널들을 상호 연결시키기 위한 결합구로서 사용될 수 있다.

다음으로는, 상술한 것과 같은 본 발명에 따른 복합 스터드를 사용하여 벽체 패널을 제작한 경우에 있어, 이들 패널들이 상호 연결되는 접합부에 대한 바람직한 실시예들을 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도17 내지 도20은 본 발명에 따른 복합 스터드를 사용한 벽체 패널들이 접합되는 부위의 접합부 구조를 도시한 도면들로서, 본 발명에 따른 접합부 구조는 일정간격으로 배치된 스터드를 골격으로 하여 제작되는 벽체 패널을 대상으로 하여 이들 패널이 상호 접합되는 접합부에 있어서의 접합 구조에 관한 기술이다.

도17은 본 발명에 따른 접합부 구조를 벽체 패널들이 일자형으로 연이어 접 합되는 경우에 적용한 예를 보여주는 도면으로서, 상기 도시된 예는 전술한 본 발명에 따른 복합 스터드의 제2실시예에 해당하는 스터드(S1)를 측면 사이드에 사용한 제1벽체패널(P1)과, 상기 제1벽체패널(P2)와 연결되는 측면에 본 발명에 따른 복합 스터드의 제3실시예(도8에 도시)에 해당하는 스터드(S2)를 사용한 제2벽체패널(P2)을 연이어 일자형으로 연결한 것이다. 구체적으로는 상기 제1벽체패널(P1)의 사이드가 상기 제2벽체패널(P2)의 사이드에 설치된 복합 스터드(S2)의 플랜지(10, 20)사이에 형성된 공간에 끼워진 상태에서 스크류(B)를 사용하여 고정하는 것으로, 이와 같은 접합부 구조를 적용하게 되면, 오로지 스크류 접합만으로 패널(P1, P2)간의 견고한 연결을 할 수 있으며, 이들이 접합된 상태에서는 외부측과 내부측이 웨브(30)에 의해 열적으로 완전히 단절되는 바, 열교를 차단할 수 있는 효과가 나타난다. 한편, 상기 도시된 예에서는 도8에 도시된 것과 같은 복합 스터드(S2)를 사용하고 있으나, 도11 또는 도12에 도시된 실시 형태의 것을 사용하여 전술과 같은 접합부 구조를 구성할 수도 있다.

도18은 본 발명에 따른 접합부 구조를 코너부위와 같이 벽체 패널들이 'ㄱ'자형으로 접합되는 경우에 적용한 예를 보여주는 도면으로서, 상기 도시된 예는 전술한 본 발명에 따른 복합 스터드의 제2실시예에 해당하는 스터드(S1)를 측면 사이드에 사용한 제1벽체패널(P1)과, 상기 제1벽체패널(P2)와 접하는 측면에 본 발명에 따른 복합 스터드의 제3실시예에 해당하는 스터드(S2)를 사용한 제2벽체패널(P2)을 접합하되 이들이 평면상 'ㄱ'자형을 이루도록 수직으로 연결한 것이다.

이와 같은 접합 구조를 이루기 위해서는 상기 제1벽체패널(P1)의 측면에 마련된 스터드(S1)가 상기 제2벽체패널(P2)에서의 복합 스터드(S2)의 제1플랜지(10) (제2플랜지도 가능)에 접하도록 배치한 후, 이들 스터드(S1, S2)들이 접하는 부위에 스크류(B)를 박아 일체로 고정한다. 이와 같이 하여 이루어진 접합부 구조의 경우 벽체의 코너 부위에 있어 스크류(B)만으로 용이하게 견고한 패널간 결합을 이룰 수 있으며, 특히 내부측과 외부측이 웨브(30)에 의해 열적으로 단절되어지는 바 종래의 코너 부위에 사용되던 단열재의 양을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 한편, 상기 도시된 예에서는 도8에 도시된 것과 같은 복합 스터드(S2)를 사용하고 있으나, 도11 또는 도12에 도시된 실시 형태의 것을 사용하여 전술과 같은 접합부 구조를 구성할 수도 있다.

도19는 본 발명에 따른 접합부 구조를 외벽과 내벽이 만나는 부위와 같이 벽체 패널들이 'T'자형으로 접합되는 경우에 적용한 예를 보여주는 도면으로서, 상기 도19에 도시된 예는 전술한 본 발명에 따른 복합 스터드의 제2실시예에 해당하는 스터드(S1, S3)를 측면 사이드에 사용한 제1벽체패널(P1) 및 제3벽체패널(P3)과, 상기 제1벽체패널(P2)과 접하는 일측면에 본 발명에 따른 복합 스터드의 제8실시예(도13 참조)에 해당하는 스터드(S2)를 사용한 제2벽체패널(P2)을 접합하되 이들이 서로 평면상 'T'자형을 이루도록 상호 연결한 접합 구조를 보여 주는 것이다.

이와 같은 접합 구조에서, 상기 제1벽체패널(P1)과 제2벽체패널(P2)의 접합 은 상기 제1벽체패널(P1)의 일측 단부가 상기 제2벽체패널(P2)의 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20) 사이 공간(A1)에 끼워지도록 한 상태에서 상기 제1플랜지(10) 및 제2플랜지(20)에 각각 스크류(B1)를 박음으로써 이루어지며, 상기 제2벽체패널(P2)과 제3벽체패널(P3) 사이의 접합은 'ㄷ'자형으로 형성된 상기 제2벽체패널(P2)의 제2플랜지(20) 개방 부위(20e)에 상기 제3벽체패널(P3)의 사이드를 끼워 넣은 상태에서 측면으로부터 스크류(B2)를 박아 고정한다. 한편, 상기 도시된 예에서는 도13에 도시된 것과 같은 복합 스터드(S2)를 사용하고 있으나, 도14에 도시된 실시 형태의 것을 사용하여 전술과 같은 접합부 구조를 구성하는 것도 가능하다.

마지막으로, 도20은 본 발명에 따른 접합부 구조를 벽체 패널들이 十자형으로 접합되는 경우에 적용한 예를 보여주는 도면으로서, 상기 도20에 도시된 예는 전술한 본 발명에 따른 복합 스터드의 제2실시예에 해당하는 스터드(S1, S2, S3, S4)를 각각의 사이드측 사이드에 사용한 제1벽체패널(P1), 제2벽체패널(P2), 제3벽체패널(P3) 및 제4벽체패널(P4)을 결합함에 있어 본 발명에 따른 제10실시예(도15 참조)에 해당하는 스터드(S5)를 결합구로 하여 전체적으로 十자형을 이루도록 상호 연결한 형태의 접합부 구조를 보여주는 것이다.

이와 같은 접합부 구조에서, 상기 제1벽체패널(P1)과 제3벽체패널(P3)은 상기 결합구로 사용된 복합 스터드(S5)의 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20) 사이의 공간(A1, A2)에 각각 삽입된 상태에서 상기 제1플랜지(10)와 제2플랜지(20)의 상, 하부로부터 스크류(B1)을 박아 고정시키며, 이후에 상기 제2벽체패널(P2)과 제4벽체 패널(P4)의 단부를 상기 결합구로 사용된 복합 스터드(S5)의 제1플랜지(10) 및 제2플랜지(20)의 상,하로 개방된 부위(10e,20e)에 삽입한 상태에서 측면으로부터 스크류(B2)를 박아 고정한다. 한편, 상기 도시된 예에서는 도15에 도시된 것과 같은 복합 스터드(S2)를 사용하고 있으나, 도16에 도시된 실시 형태의 것을 사용하여 전술과 같은 접합부 구조를 구성하는 것도 가능할 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예들에 의하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 복합 스터드는 스틸 하우스와 같은 건축물에서 주요 문제로 지적되는 열교 현상을 저감시킴으로써 결로를 억제하고 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 나아가 이를 이용하여 패널을 제작하는 경우, 그 패널들간의 접합이 용이할 뿐 아니라 접합부의 단열성 및 강성을 확보하는 것이 가능하므로 단열성 및 시공성의 면에서 매우 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (21)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 섬유강화 플라스틱(FRP) 소재의 판재로 이루어진 중앙부의 웨브 양단부에 금속 소재의 제1플랜지와 제2플랜지를 일체로 접합하여 구성되되,

   상기 웨브의 양단에는 소정 깊이로 결합홈이 형성되어 있으며, 상기 제1플랜지 및 제2플랜지는 상기 결합홈에 의해 협지되어 웨브와 에폭시 수지 접착제에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
5. 제4항에서,

   상기 제1플랜지와 제2플랜지는 'ㄱ'자형으로 가공한 형강을 사용하며, 상기 제1플랜지와 제2플랜지를 상기 웨브의 양단에 일체로 접합하여 전체적인 단면 형상이 'ㄷ'자형을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
6. 제5항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지의 끝단에는 립(lip)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지가 상기 웨브와 접합되는 수직부는 메쉬의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가진 복합 스터드.
8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지가 상기 웨브와 접합되는 수직부에는 소정 위치마다 다수개의 통공 또는 엠보싱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
9. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에서, 상기 웨브는 보강 수단으로서 중간 부위가 사다리꼴로 돌출 절곡되거나 보강 리브가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
10. 제4항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지는 각각 'ㄱ'자형으로 가공한 한 쌍의 형강을 상기 웨브의 양단에 대칭되도록 배치하여 전체적인 단면 형상이 'I'자형을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 단열 성능을 가지는 복합 스터드.
11. 제10항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지의 끝단에는 립(lip)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드.
12. 제10항에서, 상기 제1플랜지와 제2플랜지가 상기 웨브와 접합되는 수직부는 메쉬의 형태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가진 복합 스터드.
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14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 일정간격으로 배치된 스터드 사이에 충전재를 채워 제작된 벽체 패널들을 연이어 상호 접합하는 접합부 구조에 있어서,

    패널의 일측 사이드가 제6항 기재의 복합 스터드로 된 제1벽체패널; 그리고,

    상기 제1벽체패널과 일자형으로 연결되며, 상기 제1벽체패널과 접하는 사이드가 제10항 기재의 복합 스터드로 된 제2벽체패널;을 포함하되,

    상기 제1벽체패널의 일측 사이드가 상기 제2벽체패널의 제1플랜지와 제2플랜지 사이에 끼워진 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드를 이용한 벽체 패널의 접합부 구조.
19. 일정간격으로 배치된 스터드를 골격으로 하여 제작된 벽체 패널들을 'ㄱ'자형으로 상호 접합하는 구조에 있어서,

    일측 사이드가 제6항 기재의 복합 스터드로 된 제1벽체패널; 그리고,

    상기 제1벽체패널과 직각으로 연결되며, 상기 제1벽체패널과 접하는 사이드가 제10항 기재의 복합 스터드로 된 제2벽체패널;을 포함하되,

    상기 제1벽체패널의 사이드가 상기 제2벽체패널의 제1플랜지 또는 제2플랜지 중 어느 하나에 접한 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드를 이용한 벽체 패널의 접합 부구조.
20. 일정간격으로 배치된 스터드를 골격으로 하여 제작된 벽체 패널들을 'T'자형으로 상호 접합하는 구조에 있어서,

    일측 사이드가 제6항 기재의 복합 스터드로 된 제1벽체패널;

    상기 제1벽체패널과 평행으로 연결되며, 상기 제1벽체패널과 접하는 사이드가 T자 접합용 복합 스터드로 된 제2벽체패널; 그리고,

    상기 제2벽체패널에 수직으로 연결되며, 상기 제2벽체패널과 접하는 사이드가 제6항 기재의 복합 스터드로 된 제3벽체패널;을 포함하되,

    상기 T자 접합용 복합 스터드는 합성수지재의 판재로 이루어진 중앙부의 웨브;와 웨브 일단부에 중앙부를 일체로 접합한 일자형의 강판 소재의 제1플랜지;와 웨브 타단부에 개방면이 외향하도록 중앙부를 일체로 접합한 'ㄷ'자형의 형강 소재의 제2플랜지;로 구성되어 전체적인 형상이 'I'자형을 이루며,

    상기 제1벽체패널과 제2벽체패널의 고정은 상기 제1벽체패널의 사이드가 상기 제2벽체패널의 제1플랜지와 제2플랜지 사이에 끼워진 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지며,

    상기 제2벽체패널과 제3벽체패널의 고정은 상기 제3벽체패널의 사이드가 상기 제2벽체패널의 제2플랜지의 개방 부위에 삽입된 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드를 이용한 벽체 패널의 접합부 구조.
21. 일정간격으로 배치된 스터드를 골격으로 하여 제작된 벽체 패널들을 十자형으로 상호 접합하는 구조에 있어서,

    일측 사이드가 제6항 기재의 복합 스터드로 된 제1벽체패널, 제2벽체패널, 제3벽체패널 및 제4벽체패널; 그리고,

    상기 제1벽체패널, 제2벽체패널, 제3벽체패널 및 제4벽체패널을 일체로 연결하는 十자 접합용 복합 스터드;를 포함하되,

    상기 十자 접합용 복합 스터드는 합성수지재의 판재로 이루어진 중앙부의 웨브;와 웨브 일단부에 개방면이 외향하도록 중앙부를 일체로 접합한 'ㄷ'자형의 형강 소재의 제1플랜지;와 웨브 타단부에 개방면이 외향하도록 중앙부를 일체로 접합한 'ㄷ'자형의 형강 소재의 제2플랜지;로 구성되어 전체적인 형상이 'I'자형을 이루며,

    상기 제1벽체패널과 제3벽체패널은 사이드 부분이 상기 十자 접합용 복합 스터드의 제1플랜지와 제2플랜지 사이 공간에 삽입된 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지며,

    상기 제2벽체패널과 제4벽체패널은 사이드 부분이 상기 十자 접합용 복합 스터드의 제1플랜지와 제2플랜지의 개방 부위에 삽입된 상태에서 스크류를 이용하여 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열성능을 가지는 복합 스터드를 이용한 벽체 패널의 접합부 구조.

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