KR100641451B1 - 구조 요소로서 사용될 수 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈 - Google Patents

구조 요소로서 사용될 수 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자연 갈대로 만들어진 경량 조립식 모듈에 관한 것으로, 구조 요소로서 구조물내에서 사용될 수 있다. 이것은 다용도로 사용되며 취급이 용이하고 설치시 시간과 비용을 절감할 수 있으며 뿐만 아니라 건강과 사회적 이익을 제공한다.
본 발명의 목적은 자연 원료를 구조물 산업의 새로운 요소로 사용하는 것이다. 식물 줄기는 짧은 기간(1년에 두번 수확)내에 100% 회복할 수 있는 자원이다. 이들은 놀랍게도 예상된 건축 요구 조건을 커버할 수 있는 필요한 거동 특성을 가지는 재료로 만들 수 있다. 이들은 제작 공정, 기술적 관리가 용이하며, 천정, 벽, 바닥, 테라스, 오두막, 탑(pylons), 컬럼(columns), 빔(beam) 등 건축물에 필요한 다른 곳에, 다양한 형태의 건축물에 적용할 수 있다는 장점을 가진다.

Description

구조 요소로서 사용될 수 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈{Prefabricated light-weight module of natural cane to be used as a construction element}
본 발명은 구조물로서 사용될 수 있는 모듈로 묶어진 부분(자연 식물줄기)을 가지는 식물 원료(vegetable origin)로된 새로운 제품을 가지지는 건축산업에 관한 것이다.
현재에, 집, 다리, 빌딩 등의 구조물로서 사용되는 조립식 모듈은 콘크리트, 콘크리트 블록, 플라스틱류 등과 같은 구조물에 흔히 사용되는 종래의 재료로 만들어진다. 조립식 모듈은 수작업 시간과 건축비를 절감할 수 있지만, 추가로 방음과 방열, 경량, 저가제작, 제작 속도와 설치용이라는 장점을 가지고 있다.
상술한 것 및 다른 것을 고려해서, 값진 집과 이와 관련된 사회적 관심을 제공하는데 크게 기여할 수 있는 제품을 개발을 생각해 냈다.
종래 기술에서는 얇은 금속 프레임과 링으로 묶은 압축 패널, 갈대/죽대(reed/river canes) 또는 다른 식물 줄기가 있으며, 이런 줄기는 여러 줄기들을 정렬해서 평형한 형태로 만들 수 있으며, 최종적으로 이렇게 만든 패널은 진흙, 석회석 또는 세먼트로 만든 모르타르로 덮여진다. 커버 또는 회반죽(plaster)은 손쉽게 만들지만, 내측에 몰드가 없으며, 사용된 회반죽은 다른 혼합물로 만들어진다. 예로서 1976년 8월 16이자 특허허여된 Armonia-Teresa Gil y Tamas의 특허 ES 217700에 기술된 패널을 들 수 있다.
도 1a는 층상 구조 요소(패널)를 만드는 자연 줄기의 다발의 사시도.
도 1b는 삼각형 구조 요소를 만드는 자연 줄기의 다발의 사시도.
도 1c는 원통형 구조 요소를 만드는 자연 줄기의 다발의 사시도.
도 2는 자연 줄기의 다발의 형상을 만들고 금속 와이어 링 또는 플라스틱 벨트로 유지하는데 사용된 수직물의 측면도.
도 3은 다발 줄기가 내측에 놓여 모르타르로 커버되어질 모듈의 사시도.
도 4는 모듈의 조립에 사용된 자연 줄기의 패널 아웃라인의 횡단면도.
본 발명의 구조 요소로서 사용되어질 자연 줄기로된 조립식 경량 모듈의 특징은 아래의 상세한 설명에서 기술되어 있다.
모듈 구조는 약간의 구조 요소내에서의 구조적 요구사항에 따라서, 약 2.0 내지 4.0cm의 직경과 1.0과 6.0사이의 길이를 각각 가지는 자연 줄기로 형성되어 있으며, 이 모듈을 10.0과 20.0cm사이의 두께를 달성하는, 필요한 형상(직사각형, 삼각형, 원통형 등(도 1a, 도 1b 및 도 1c)으로 만들기 위해서, 이들 줄기는 중간과 양단부들에서 3.17mm(1/8인치) 직경의 와이어 또는 금속 또는 플라스틱 벨트로 함께 묶어져 있다.
모듈의 균일성과 취급 용이를 위해서, 바람직하게 모르타르로 커버될 수 있으며, 아래에는 모르타르의 성분을 표시하고 있다:
중간 유연한 흙 40% 체적.
약 2.5cm 길이의 케나후 줄기(kenaf stalk) 50% 체적,
물로 용해된 시멘트 5% 체적,
석회 5% 체적.
본 발명의 보완책으로서, 자연 줄기의 조립식 경량 모듈은 (금속, 나무, 유리섬유, 플라스틱)몰드, 또는 용기로서 사용될 수 있고(도 3) 상술한 모르타르가 압력하에서 주입될 수 있는 다른 재료 또는 유사한 성질을 가진 다른 물질로 만들 수 있다. 도 3에 대해서, 모르타르는 측면 몰드내에 만들어진 개구(11)를 통해서 주입되며, 몰드의 내측 공기는 몰드내에 들어온 모르타르의 체적만큼 빠져나가며, 이 공기는 상부 개구(2)를 통해서 밖으로 빠져나간다.
조립식 경량 모듈의 형상과 마무리는 모듈을 조립하는데 사용되는 커플링(도 4)을 포함하는 몰드 또는 용기에 의해서 할 수 있다.
주입된 모듈이 건조되면, 이는 섹션으로 절단되어 돔, 지붕, 벽, 바닥, 오두막 등의 일체형 부분들로 될 수 있다.
본 발명의 목적에 포함된 모듈의 효율은 다음과 같다.
모듈의 제작에 사용된 자연 원료는 케나후(Kenaf), 킹 그라스(king grass), 수수, 옥수수, 대나무 등의 다발 줄기일 수 있으며, 보다 경량을 위해서는 또한 양호하게 갈대/죽대를 사용할 수 있으며, 유사한 특성을 가진 여러 종류의 자연 줄기를 사용할 수 있다.
모듈의 필요구성 부품(줄기)과 마찬가지로, 커버링으로 추천된 모르타르는 생물 분해성이 있는 것과 같은, 생태학적 가치를 가진 고경량이 자연 재료로 설계되어진다.
실험실에서 실시한 테스트에서, 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈의 거동 특성은 벽, 천정, 돔등의 일체형 요소로서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다:
모듈 중량 15.0kg/m2
약 커버할 면적 1.0 to 6.0m2
최소 내압축성 150.0 kg/cm2
최소 내인장성 150.0 kg/cm2
모르타르 투과성 0.0%
조립식 경량 모듈(패널)은 도면을 참조해서 보다 상세히 기술되어 있다. 도 1a, 도 1b 및 도 1c는 자연 줄기로된 조립식 경량 모듈의 3개의 다른 모델의 사시도를 도시하며, 이를 참조하면, 구조물은 필요로 하는 형상에 맞추어서, 모듈의 중앙과 단부(2)들에서 와이어, 플라스틱 또는 금속 벨트로 묶어진 줄기(1)로 형성되 어 있음을 알 수 있다. 모듈들을 서로 묶기 위해서, 동일한 직경의 와이어가 기계적 결합을 얻고, 모듈의 사용시 줄기의 자연적인 외형을 얻기 위해서 사용된다.
도 2는 줄기(1')를 평행한 형상으로 놓은 줄기사이에 있는 수직 리테이너(3)를 포함하며, 이렇게 해서 줄기를 와이어 또는 벨트(2')로 묶기에 용이하게 한다.
도 3은 모르타르의 주입을 위해서 자연 줄기로된 조립식 경량 모듈을 설치하는 용기의 몰드의 사시도이다. 모르타르는 모듈을 커버하고 바람직한 마무리를 하게한다(몰드의 내면에 따라서 전원풍, 무늬형, 소박형으로 마무리 한다). 용기는 모르타르가 투입되어질 개구(11)와 몰드의 내측과 줄기사이의 공간으로부터 공기를 방출하기 위한 다른 상부 개구(12)를 가진다.
도 4는 모르타르가 주립되어진 후, 건조시, 자연 줄기로된 두 개의 조립식 경량 모듈의 단부의 단면도를 도시하며, 이들 두 개의 모듈은 모듈사이의 연결 시스템용 아웃라인에 의해서 조립될 것이다.
아래에는, 자연 줄기로된 조립식 경량 모듈의 제작과정을 설명한다.
1) 커버되어질 바람직한 면적으로 줄기가 절단되어질 크기(길이), 1.0과 6.0m(도 1a, 도 1b, 도 1c 처럼)을 결정한다.
2) 줄기(1')를 묶을 수 있게 지지하는 약간의 리테이너(3)(도 2)사이에 놓고, 이들을 묶어질 바람직한 형상(도 2의 2')으로 만든다.
3) 줄기를 와이어 또는 벨트(2)로 묶는다(도 1a, 도 1b, 도 1c).
4) 이들을 커버링하기를 원하면, 모르타르로 줄기를 감추고 모듈을 균일한 외형 또는 미리결정한 마무리로 만든다. 모듈을 몰드로 도입하다면, 모듈은 몰드의 내측에 놓일 수 있다(도 3). 이 몰드는 두 개의 홀(개구)을 가지며, 한 개구(11)는 모르타르가 주입될 수 있게 허용하며(도 3) 다른 개구(12)는 모르타르 주입(도 3) 전에, 몰드의 내측에 있는 공기의 배출에 필요하다. 몰드 위치(도 3)는, 몰드 벽과 모듈 사이의 빈 공간을 중력 작용으로 모르타르 주입에 도움을 주는 위치에 놓여 있음을 주목해주기 바란다.
5) 몰드 외측에서 건조한 후, 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈을 바람직하다면, 벽, 천정, 바닥 등에 설치하기 위해서, 도 4에 도시한 바와 같은 연결 시스템(40)에 의해서 서로 조립할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 여기에 기술되어 있으므로 당업자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 개량과 변경을 있다. 모든 변경과 개량이 첨부 청구범위로 커버할 수 있다면, 이는 본 발명의 범주에 속할 것이다.

Claims (3)

  1. 갈대, 죽대, 대나무, 케나후, 킹 그라스, 컨플라워(cunflower), 사탕수수 또는 옥수수 등의 서로 압축된 자연 줄기(1) 또는 평행한 섬유 요소의 다발로 만든 구조 요소로서 사용될 수 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈로서,
    상기 자연 줄기들을 함께 그룹지어 폭, 길이, 두께, 형상 및 직경의 동일한 특성을 가진 다발 또는 모듈을 형성하며, 이런 다발을 줄기들 사이를 고정하기 위해서 제공되는 금속 또는 플라스틱 벨트(2)에 의해서 약 10 내지 20cm 두께의 모듈로 형성하는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈에 있어서,
    상기 다발은 직사각형, 삼각형 또는 원통형 단면이며, 압력(주입)하에서 마무리되고 인공 무늬를 넣은 밀폐 몰드의 내측에서 모르타르로 커버되며,
    상기 모르타르는 중간 유연한 흙(40%), 약 2.5cm 길이의 케나후 줄기(50%), 물- 시멘트(5%)와 석회(5%)의 혼합물로 만들어져 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 모르타르는 압력하에서 몰드의 측벽의 개구(11)에 의해서 주입되며, 이로서 모듈의 다발 줄기에 마무리를 제공하며, 또한 모듈의 조립에 사용되는 아웃라인(40)을 제공하는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 모르타르는 흙, 케나후 줄기, 물, 시멘트와 석회로 만들어지며,
    중간 유연한 흙 40% 체적.
    약 2.5cm 길이의 케나후 줄기(kenaf stalk) 50% 체적,
    물로 용해된 시멘트 5% 체적,
    석회 5% 체적으로 구성되어 있는 자연 줄기로 만든 조립식 경량 모듈.
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