KR100697560B1 - 역지붕 외단열 옥상녹화구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥상 슬래브에 접하여 방수층을 가장 먼저 형성시킴으로써 옥상녹화 공사 중 우기 등 외기에 의한 피해를 최소화하고 외부 환경변화에 따른 방수층을 보호할 수 있도록 한 역지붕 외단열 옥상녹화구조에 관한 것이다.

본 발명은 옥상 슬래브; 상기 옥상 슬래브 위에 형성되는 방수층; 상기 방수층 위로 형성되는 단열층; 상기 단열층 위로 형성되는 투습방수층; 및, 식생기반을 위한 것으로 상기 투습방수층 위로 형성되는 토양층;을 포함하여 구성된 역지붕 외단열 옥상녹화구조를 제공한다.

상기 투습방수층과 토양층 사이에 배수층이 더 형성될 수 있으며, 아울러 상기 토양층 하부면에 접하여 여과투수층이 더 형성될 수 있다.

역지붕, 외단열, 옥상녹화, 방수, 투습방수층

Description

역지붕 외단열 옥상녹화구조{The invered green roof structure combined with external heat insulation}

도 1 및 도 2는 종래의 외단열 옥상녹화구조를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 역지붕 외단열 옥상녹화구조의 일실시예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 10: 방수층 2, 20: 단열층

30: 투습방수층 4, 40: 배수층

50: 여과투수층 6, 60: 토양층

R: 옥상 슬래브 C: 누름콘크리트층

본 발명은 역지붕 외단열 옥상녹화구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥상 슬래브에 접하여 방수층을 가장 먼저 형성시킴으로써 옥상녹화 공사 중 우기 등 외기에 의한 피해를 최소화하고 외부 환경변화에 따른 방수층을 보호할 수 있도록 한 역지붕 외단열 옥상녹화구조에 관한 것이다.

옥상녹화는 도시화로 지상에서 확보하기 불가능한 녹지량을 보상할 수 있는 방편일 뿐 아니라, 단열로 인한 건축물의 에너지 절감 효과, 도시의 열섬화현상 완화 효과, 공기 정화 효과, 소음 경감 효과 등을 발휘하여 환경문제에 대한 관심과 함께 그 중요성에 대해 주목받고 있다. 유럽 및 선진국의 경우 지구 온난화 현상의 해결방안으로 도심지 녹화사업에 많은 관심을 기울여 왔으며, 국내에서도 옥상녹화에 대한 연구가 활발히 진행중에 있으며 실제 적용되는 사례도 늘고 있는 실정이다.

한편, 건축 구조물에는 외기의 온도변화에 따른 피해를 줄이기 위해 단열공사를 하게 되는데, 단열층의 형성 위치에 따라 내단열, 중단열 및 외단열구조로 구분된다. 이 중 외단열구조를 옥상녹화구조에 접목시키면 옥상단열공사와 옥상녹화공사를 동시에 진행할 수 있어 공정이 단순화되고 그에 따라 시공이 간편해진다. 본 발명은 이러한 외단열 옥상녹화구조를 그 기술분야로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 외단열 옥상녹화구조를 도시한 단면도로서, 도 1은 일반적인 외단열 옥상구조에 녹화구조를 단순히 결합시킨 방법에 관한 것이고 도 2는 도 1의 방법을 개선하여 시공공정을 간편화한 방법에 관한 것이다.

도 1의 외단열 옥상녹화구조는 일반적인 옥상구조인 옥상슬래브(R)->방수층 (1)->단열층(2)->누름콘크리트층(C)과 그 위의 녹화구조인 배수층(4)->토양층(6)이 결합되는 구조로 구성된다.

그러나, 이러한 구조는 배수층(4)과 누름콘크리트층(C)이 맞닿아 있으므로, 배수층(4)에서 빠져나온 수분이 누름콘크리트층(C)을 통과하여 단열층(2)으로까지 침투되고 한번 침투된 수분은 장기간 자리잡게 되어 단열층(2)은 물론 방수층(1)의 파괴를 일으켰다. 이러한 문제는 상부 토양층(6)의 하중 또는 우기시의 수압에 의해 누름콘크리트층(C)에 균열이 발생하는 경우 더욱 심각하게 나타났다.

상기와 같은 도 1의 외단열 옥상녹화구조의 문제를 개선하기 위하여 옥상 슬래브(R)->단열층(2)->방수층(1)->배수층(4)->토양층(6)의 순서의 적층구조로 구성되는 도 2의 외단열 옥상녹화구조가 제안되었다. 즉, 단열층(2)의 형성을 시작으로 단열층 위에 방수층(1)을 형성하고, 이어 배수층(4) 및 토양층(6)을 형성시켜 완성한다.

그러나 이러한 종래의 옥상녹화구조는 단열층(2) 시공 후에야 비로소 방수층(1)의 시공이 이어지므로 단열층 시공과정에서 방수문제가 노출되는 문제가 있었으며, 이는 특히 우기(雨期) 등 외기 환경변화가 심한 경우에 건축 구조물의 중요한 하자요인 중 하나로 작용하였다. 또한, 방수층(1) 위에 바로 옥상녹화를 위한 실질적인 구조인 배수층(4) 및 토양층(6)이 형성되므로 방수층(1)은 자외선, 일사, 열정체 현상, 급격한 온도변화, 식물의 뿌리, 집중호우 등으로부터 보호되기가 어려워 내구성에 문제가 있었으며, 이는 건축 구조물에 균열 또는 열화현상을 일으켜 방수층의 보호를 위한 별도의 방근층의 형성을 요구하거나 방수층의 보수주기를 짧게 하여 경제성을 떨어뜨리는 원인으로 작용하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 옥상 슬래브에 접하여 방수층을 가장 먼저 형성시킴으로써 초기에 수밀한 구조로 완성하여 옥상녹화 공사 중 우기 등 외기에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 한 역지붕 외단열 옥상녹화구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 방수층 위에 단열층을 형성하여 자외선, 일사, 열정체 현상, 급격한 온도변화, 식물의 뿌리로부터 방수층을 보호하여 방근층의 형성을 생략할 수 있게 하면서 건축 구조물의 균열 또는 열화현상을 예방할 수 있도록 한 역지붕 외단열 옥상녹화구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 토양층과 단열층 사이에 투습방수층을 마련하여 단열층으로 침투된 수분이 증발되면 투습방수층을 통과하여 토양층으로 공급될 수 있도록 함으로써 방수층과 단열층이 제역할을 충실히 수행할 수 있게 한 역지붕 외단열 옥상녹화구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하고자 본 발명은 옥상 슬래브; 상기 옥상 슬래브 위에 형성되는 방수층; 상기 방수층 위로 형성되는 단열층; 상기 단열층 위로 형성되는 투습방수층; 및, 식생기반을 위한 것으로 상기 투습방수층 위로 형성되는 토양층;을 포함하여 구성된 역지붕 외단열 옥상녹화구조를 제공한다.

상기 투습방수층과 토양층 사이에 배수층이 더 형성될 수 있으며, 아울러 상기 토양층 하부면에 접하여 여과투수층이 더 형성될 수 있다. 이때, 상기 배수층 은 양쪽에 부직포 여과층이 있는 샌드위치 구조로 가운데 환형의 섬유사를 얽혀서 제작한 엔카드레인(enkadrain)을 설치하여 형성시키는 것이 바람직하다.

상기 투습방수층은 투습계수가 0.02㎍/Ns 이하로 형성시키는 것이 바람직하며, 이는 고밀도의 폴리에틸렌 섬유를 원료로 하여 제조된 타이벡(tyvek)을 설치하여 완성할 수 있다.

이하, 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명의 역지붕 외단열 옥상방수구조는 통상의 건축 구조물의 구체(콘크리트) 공사가 완료되면 옥상 슬래브의 단열공사 및 방수공사와 함께 옥상녹화공사가 진행되면서 완성된다. 도 1은 본 발명의 외단열 옥상녹화구조의 일실시예를 도시한 단면도로서, 본 발명은 옥상 슬래브(R)->방수층(10)->단열층(20)->투습방수층(30)->배수층(40)->여과투수층(50)->토양층(60)의 적층구조를 이루어 구성되며 상기 배수층(40)과 여과투수층(50)은 경우에 따라 생략 가능하다.

도시한 바와 같이 본 발명은 옥상 슬래브(R)와 접하여 방수층(10)이 형성되고 방수층 위로 단열층(20)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 방수층 형성에 앞서 단열층을 형성시키던 종래의 외단열 옥상녹화구조와는 반대로 방수층을 단열층보다 먼저 형성시키고 있다. 이는 단열층(20) 위로 투습방수층(40)을 형성하여 단열층(20) 이하로의 수분투과가 일차적으로 차단되면서 가능해진 것이다.

1. 옥상 슬래브(R)

옥상 슬래브(R)는 건축 구조물의 구체(콘크리트) 공사 완료 후 완성되는 바탕면으로서, 그 위로 방수층(10)이 적층되므로 관련 공사가 이루어지기 전에 바탕면 처리를 하여 방수공사가 원활히 진행되도록 한다.

2. 방수층(10)

방수층(10)은 상기 옥상 슬래브(R) 위에 형성되어 옥상 슬래브가 실질적인 방수 성능을 확보하도록 하는 역할을 한다. 방수층(10)의 형성방법은 도막방수, 시트방수, 도막·시트방수 등 통상적으로 적용되는 방수방법 중 어떤 것을 채택해도 무방하나, 안정적이며 내구성이 강한 시트방수 또는 시트·도막방수를 채택함이 바람직하다.

본 발명에서 방수층(10)의 형성은 옥상 슬래브(R) 구체 공사가 완료되면 바로 이어서 진행되므로 단열층(20) 형성 이후로 미루었던 종래의 옥상녹화구조보다 조기에 완성되는 바, 옥상 슬래브의 수밀성 확보에 더욱 유리하다. 나아가 방수공사 이후의 공사는 기상조건에 영향을 그다지 받지 않으므로 우기 등 공사 중 외기에 의한 피해를 최소화할 수 있게 된다.

3. 단열층(20)

단열층(20)은 상기 방수층(10) 위로 형성되어 본 발명의 외단열 옥상녹화구조에서 옥상 하부 공간이 단열성을 확보하도록 하는 역할을 하며, 아울러 방수층을 보호하는 역할을 하기도 한다. 즉, 방수층 위로 단열층이 형성되므로 방수층은 자 외선, 일사, 열정체 현상, 급격한 온도변화, 식물의 뿌리, 집중호우 등으로부터 단열층의 보호를 받게 되므로, 방수로 인한 구조물의 하자를 덜게 될 것이다.

상기 단열층(10)은 압축강도 30N/㎠이상으로 응결실험 중 50K 온도차에서 용적대비 함유 수분량이 3%를 넘지 않는 단열재를 설치하여 형성시키는 것이 바람직하다. 이를 만족시키는 단열재로는 KS M 3808(발포폴리스티렌 보온재) 특호가 있다. 패널형 단열재를 설치하여 단열층을 형성하는 경우에는 기밀성의 확보를 위해 이웃하는 단열재들이 서로 단턱이음 혹은 홈결합하여 연결되도록 단열재의 모서리(edge)를 턱가공 도는 홈·돌기가공처리하는 것이 바람직히다. 도 2에서는 단열재간에 단턱이음으로 연결된 상태가 도시되어 있다.

4. 투습방수층(30)

투습방수층(30)은 물은 통과시키기 않으나 수증기는 통과시킬 수 있는 단면구조를 갖는 것으로, 상기 단열층(20) 위로 형성되어 하부에 위치하는 단열층(20)에서 발생하는 수증기를 통과시켜 배출되도록 하는 한편 그 상부에 적층되는 배수층(40) 혹은 토양층(60)에서 빠져 나온 수분(물방울)이 그 하부층(단열층 이하)까지 진입하지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 이러한 역할의 효과적인 수행을 위해서 투습방수층(30)은 투습계수가 0.02㎍/Ns 이하로 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다시 말해, 단열층(20)은 소요의 단열성능의 확보를 위해 수밀구조로 이뤄지기 때문에 그 내부에 존재하는 수분은 쉽게 증발하여 수증기 상태에 있게 되는데, 투습방수층(30)은 그 하부에 위치한 단열층(20) 내의 수증기를 외부로 배출시키는 역할을 담당하게 된다. 한편 투습방수층(30) 위에 형성된 배수층(40) 혹은 토양층(60)에서 빠져 나온 물은 그대로 물방울 상태로 유지되므로 투습방수층(30)을 통과하지 못하고 그 표면 위에 남아 있게 된다. 단열층(20)에서 통과한 수증기는 투습방수층(30) 위에서 쉽게 응결하여 물방울 상태에 있게 되고, 이는 배수층(40) 혹은 토양층(60)에서 빠져 나온 수분과 함께 다시 토양층(60)에 제공되어 식생을 위한 수분으로 활용되거나 건축 구조물의 외부로 배출된다.

물론, 집중호우시 상부에서 발생하는 수압으로 인해 수분이 투습방수층(30)을 통과하여 단열층(20)으로 흡수될 우려가 있지만 이는 건물구조에 커다란 영향을 끼치지는 않는다. 왜냐하면 옥상구조는 여름철 방수와 겨울철(난방기) 단열에 주의를 기울여 시공하게 되며, 통상 강우는 여름철에 집중되므로 수압에 의하여 일시적으로 단열층(20)에 수분이 함유되어도 무방하고, 난방기의 경우에는 발생강우량이 월평균 30~40㎜정도에 불과하므로 투습방수층(30)을 통과하는 수분은 거의 발생하지 않아 단열층(20)이 제역활을 충분히 발휘할 수 있기 때문이다. 즉, 우기가 지나면 단열층(20)의 수분은 증발하여 투습방수층(30)을 통과하게 되므로 단열층(20)은 그 수분함유량이 줄어들고 소요의 단열성능을 회복하는 바, 단열이 요구되는 난방기에서는 단열문제가 거의 발생하지 않게 되는 것이다. 특히, 우리나라의 경우에는 여름철 우기와 겨울철 건기로 뚜렷하게 구별되기 때문에 상기와 같은 이유로 본 발명의 적용성이 우수할 것으로 기대된다.

상기 투습방수층(30)은 타이벡(tyvek)을 이용하여 구현할 수 있다. 타이벡 은 고밀도의 폴리에틸렌 섬유를 원료로 하여 제조된 다층구조의 특수섬유로서, 일반 펠트지의 40배의 투습성과 방수성을 겸비하고 있어 수분 흡수를 방지하면서 수증기는 통할 수 있도록 해주는 바, 투습방수층(30)의 역할을 수행하는데 바람직하다. 옥상 파라펫 부분의 시공시에는 투습방수층(30)이 후술하는 토양층(60)보다 높이 올라가도록 형성시키는 것이 토양층(60)의 측면부로부터 수분이 직접 침투되는 것을 방지할 수 있다는 점에서 유리하다.

5. 배수층(40)

배수층(40)은 상기 투습방수층(40) 위로 형성되는 부분으로 상부의 토양층(60)으로부터 물을 배수하여 식물의 뿌리가 익사되는 것을 예방하기 위해 형성된다. 다만, 토양층(60) 내의 수분함유량의 증가를 위해 그 형성을 생략할 수 있으며, 생략여부는 토양층(60)의 깊이와 옥상녹화용 식물의 수종을 고려하여 결정한다. 배수층(40)은 토양층(60) 상부에서 하부로 흐르는 수직방향의 배수와 수평방향의 배수로 나눌 수 있는데 이를 고려하여 설계하며, 특히 집중호우가 주가 되는 우리나라의 기후 특성상 수평방향의 배수에 주의를 기울여야 할 것이다.

상기 배수층(40)은 양쪽에 부직포 여과층이 있는 샌드위치 구조로 가운데는 섬유사가 3차원으로 얽혀있는 형태로 구성된 엔카드레인(Enkadrain)를 설치하여 형성시키는 것이 바람직하다. 통상의 엔카드레인은 95%이상의 공극을 가진 서로 녹아 얽혀 있는 질긴 환형의 폴리아미드 섬유사를 심재로 하고 양쪽에 폴리에스터사를 열융착한 0.7mm 정도의 부직포 여과층을 표면재로 하여 제작된다. 엔카드레인 은 경량으로 유연하며 필요한 길이 만큼 절단하기 용이하여 현장에서의 적용성이 우수한 특징이 있는 바, 본 발명에서도 엔카드레인의 채택으로 상기와 같은 이점을 기대할 수 있다.

6. 여과투수층(50)

여과투수층(50)은 이물질을 여과하고 물만 침투시키기 위한 것으로, 빗물에 씻겨내리고 시간이 경과함에 따라 발생하는 토양미분이 하부층(배수층 혹은 투습방수층)으로 유출되지 않도록 하는 기능을 한다. 이에, 여과투수층(50)으로는 세립토양의 여과와 투수기능을 동시에 만족시키는 소재를 택해야 할 것이며, 통상적으로 사용되는 토목용 부직포를 본 발명에서도 채택가능하다.

7. 토양층(60)

토양층(60)은 식생생장을 원활하게 하는 유기물 토양이 유리하며, 그 외 인공경량토양 등도 적용가능하다. 옥상녹화용 식물로는 세덤류와 같은 저관리형 식생이 가장 합리적일 것이다.

본 발명의 외단열 옥상녹화구조에 따르면, 옥상 구조체에 접하여 방수층을 가장 먼저 형성시킴으로써 초기에 수밀한 구조로 완성하여 옥상녹화 공사 중 우기 등 외기에 의한 피해를 최소화할 수 있게 된다. 특히, 여름철 방수와 겨울철 단열이라는 구별되는 요구성능을 만족시킬 수 있는 바, 여름철에 집중호우가 있고 겨울철에 강우가 거의 없는 우리나라 기후에 우수한 적용성을 발휘할 것으로 기대된다.
또한, 본 발명은 토양층과 단열층 사이에 투습방수층을 마련하여 옥상녹화구조를 완성하기 때문에 단열층으로 침투된 수분이 증발되면 투습방수층을 통과하여 토양층으로 공급되므로 방수층과 단열층이 수분 함유가 최소화되어 제역할을 충실히 수행할 것으로 기대된다.

나아가 방수층 위에 단열층이 형성되어 자외선, 일사, 열정체 현상, 급격한 온도변화, 식물의 뿌리 등으로부터 방수층을 보호할 수 있게 되며, 이는 방근층의 형성을 생략하고 건축 구조물의 균열 또는 열화현상을 예방할 수 있게 하여 경제적인 면에서 기여할 것으로 기대된다.

Claims (6)

1. 옥상 슬래브;

   상기 옥상 슬래브 위에 형성되는 방수층;

   상기 방수층 위로 형성되는 단열층;

   상기 단열층 위로 형성되는 투습방수층;

   상기 투습방수층 위로 형성되는 배수층;

   상기 배수층 위로 형성되는 여과투수층; 및,

   식생기반을 위한 것으로 상기 여과투수층 위로 형성되는 토양층;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외단열 옥상녹화구조.
2. 제1항에서,

   상기 배수층은 양쪽에 부직포 여과층이 있는 샌드위치 구조로 가운데 환형의 섬유사를 얽혀서 제작된 엔카드레인(enkadrain)을 설치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 외단열 옥상녹화구조.
3. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 투습방수층은 투습계수가 0.02㎍/Ns 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 외단열 옥상녹화구조.
4. 제3항에서,

   상기 투습방수층은 고밀도의 폴리에틸렌 섬유를 원료로 하여 제조된 타이벡(tyvek)을 설치하여 형성되는 것을 특징으로 하는 외단열 옥상녹화구조.
5. 삭제
6. 삭제

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