KR100867273B1 - 압출성형 시멘트 패널 및 후발포 수성연질 단열재를 이용한건축물 벽체 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공압출 성형되어 경량이면서 고강도인 시멘트 패널로 마감을 하고 이러한 마감재 내부에 자기 소화성의 후발포 수성연질 단열재를 주입하여 건축물 내외벽의 마감과 단열 시공을 일체화함으로써, 단열 효과는 물론 내화 및 차음 성능이 뛰어날 뿐 아니라 간단한 공정으로 공사기간의 단축 및 작업성 향상을 통한 경제성을 도모할 수 있는 건축물 벽체의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명의 시공방법은 건축물의 내벽 또는 외벽에 패널 지지대를 고정 설치하는 단계; 상기 패널 지지대 위로 중공압출 성형된 시멘트 패널을 고정클립으로 고정하여 설치하는 단계; 상기 시멘트 패널의 조인트 부위를 실링 처리하는 단계; 상기 조인트 부위에 단열재 주입을 위한 주입구를 천공하는 단계; 상기 주입구로 수성연질 단열재 폼을 주입하는 단계; 및 상기 주입구를 실링 처리하는 단계로 구성된다.

벽체, 중공압출성형, 시멘트패널, 수성연질, 단열폼, 차음성, 내화성

Description

압출성형 시멘트 패널 및 후발포 수성연질 단열재를 이용한 건축물 벽체 시공방법{Method of construction of building walls by using extruded cement panels and post-foaming heat-insulating material}

본 발명은 압출성형 시멘트 패널 및 후발포 수성연질 단열재를 이용한 건축물의 벽체 시공방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 중공압출 성형되어 경량이면서 고강도인 시멘트 패널로 마감을 하고 이러한 마감재 내부에 자기 소화성의 후발포 단열재를 주입하여 건축물 내외벽의 마감과 단열 시공을 일체화함으로써, 단열 효과는 물론 내진, 내화 및 차음 성능이 뛰어날 뿐 아니라 간단한 공정으로 공사기간의 단축 및 작업성 향상을 통한 경제성을 도모할 수 있는 건식 공법에 의한 건축물 벽체의 시공방법에 관한 것이다.

종래 건축 구조물에 대한 단열 시공은 폴리스티렌, 폴리우레탄수지 등의 합성수지에 발포제를 첨가하여 형성된 발포수지를 건물의 내외벽 및 바닥면에 설치하여 단열 및 흡음 효과를 얻도록 하는 것이었으며, 특히 외벽 시공시에는 발포수지 를 외벽에 접착시킨 다음 그 표면에 시멘트 몰탈로 마감 처리하는 것으로 이루어졌다.

그러나 종래의 단열 시공방법에 따라 발포수지의 표면에 시멘트 몰탈로 마감처리할 경우 적층되는 시멘트 몰탈층의 두께가 얇으면 발포수지와 시멘트 몰탈이 탈리되고, 반대로 두꺼우면 시멘트 몰탈의 사용량이 증가하여 비경제적이며, 외부의 약한 충격에도 시멘트 몰탈이 탈리되고 발포수지가 파손되어 단열 및 방음효과가 저하되고 유지보수 및 관리가 어려우며 파손된 발포수지 사이로 누수현상이 발생하는 문제점이 있었다. 또한 시멘트 몰탈의 경우 시멘트의 양생 시간이 길어서 작업성과 시공성이 떨어진다는 문제점도 있었다.

이러한 습식 공법에 대응하여, 건물 벽과 외장 패널에 시멘트 몰탈을 사용하지 않고 금속, 석재, 유리 등과 같은 외장패널을 건물 벽에 설치하는 건식 공법이 있다. 이는 석재나 유리 등을 설치하기 위하여 고정구를 일일이 맞추어야 하는 등 고도로 숙련된 숙련공에 의해서만 시공이 가능하여 인건비 상승 및 작업성 저하의 단점이 있었으며, 이 경우 상기 단열재는 건물 벽체 사이에 끼워 넣어졌고 단열 시공은 마감 공사와는 별도로 수행되었다.

또, 경량 기포 콘크리트 패널 및 경량 콘크리트 패널 등이 벽체 마감재로서 이용된 바 있으나, 이 경우 패널 자체의 무게 때문에 기중기나 크레인과 같은 전용장비를 사용하여 작업을 해야 하므로 작업의 효율성이 떨어지고, 건물 자체에도 하중이 증가하여 바람직하지 못하다는 문제점이 있었다.

종래 건축시장에서 흔히 사용되어 오고 있는 단열재는 폴리스티렌폼 및 폴리 스티렌폼 패널이 대표적이다. 이 밖에 유리섬유, 유리섬유 패널 및 우레탄폼, 우레탄폼 패널 등을 들 수 있다.

하지만 이들 단열재는 저렴한 원가 및 그 시공의 간편성으로 인하여 널리 이용되어 왔지만 시공시 인체 유해 성분과 각종 오염물질이 발생된다는 사실이 밝혀지고, 시공상 환경 문제에 대한 비중이 강화되어 관련 규제 또한 엄격해짐에 따라 상기와 같은 종래의 단열재를 대체하여 인체 및 환경에 유해하지 않은 친환경 단열 자재에 대한 필요성이 제기되었다.

따라서 마감재로서는 벽면에 간단하게 설치될 수 있으면서 경량 및 고강도 특성을 살릴 수 있는 재질을 선택하고, 단열재로서는 단열성은 물론 친환경적인 재질을 선택하여 시공될 수 있다면 작업 효율은 물론 단열 효과 및 환경보호 측면에서도 매우 바람직할 것이 기대된다 하겠다.

또한 마감과 단열 시공이 일체로 행하여질 수 있다면 그 또한 시공 경제상 매우 바람직할 것이다.

이에 본 발명자는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 뛰어넘으면서 친환경적이고 경량인 단열재 및 마감재를 이용하여 단열 효과가 우수하고 작업 효율성도 뛰어난 내외벽체 시공방법에 관한 연구와 시험을 거듭한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 압출성형 시멘트 패널 및 후발포 단열재를 이용하여 건축물 내외벽의 마감과 단열 시공을 일체화할 수 있는 건축물 벽체 시공방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 중공압출 성형되어 경량이면서 휨강성이 우수하고 내진성이 확보되며 외관이 미려한 초경량 고강도의 시멘트 패널을 이용하여 간단하고 안전하게 건식 마감공사를 할 수 있으며, 시멘트 패널의 표면이 미려하여 별도의 마감이 필요 없는 건축물 벽체 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 환경파괴성 발포제를 전혀 사용하지 아니하고 물로 발포하여 친환경적이면서, 상기 시멘트 패널 설치 후 패널 내부로 주입되어 후발포됨으로써 뛰어난 단열효과 및 흡음 성능, 자기 소화성을 발휘할 수 있는 건축물 벽체의 시공방법을 제공하는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건축물 벽체 시공방법은 건축물의 내벽 또는 외벽에 패널 지지대를 고정 설치하는 단계; 상기 패널 지지대 위로 중공압출 성형된 시멘트 패널을 고정클립으로 고정하여 설치하는 단계; 상기 시멘트 패널의 조인트 부위를 실링 처리하는 단계; 상기 조인트 부위에 단열재 주입을 위한 주입구를 천공하는 단계; 상기 주입구로 수성연질 단열재 폼을 주입하는 단 계; 및 상기 주입구를 실링 처리하는 단계로 구성된다.

본 발명의 시공방법에 있어서 첫번째 단계는 건축물의 내외벽에 패널 지지대를 고정하여 설치하는 것으로, 상기 패널 지지대는 "ㅁ"자형, 즉 직사각형 또는 정사각형의 파이프 형태로 제조되거나, 또는 "ㄷ"자형으로 제조되어 개방된 측면이 벽체 쪽을 향하도록 하거나, 또는 "ㄴ"자형으로 제조되어, 고정핀을 이용하여 콘크리트 건축물의 내벽이나 외벽을 따라 일정 간격으로 고정 설치되는 것이다. 상기 간격은 보통 0.9 내지 1.2m 정도가 바람직하다. 패널 지지대의 재질은 강철을 포함한 금속 또는 형강일 수 있다.

본 발명의 중공압출 성형된 시멘트 패널은 시멘트 35~55 중량%, 규사분말 35~45 중량%, 종이펄프 5~10 중량% 및 식물성 섬유 5~10 중량%를 혼합하여 압출 성형하면서 패널의 중앙에 일정 크기, 대략 5~20mm 크기의 임의의 형상을 갖는 중공을 형성하여 제조되며, 폭 250~450mm, 길이 2,000~3,500mm, 두께 15~25mm의 크기를 갖는다. 상기 중공은 시멘트 패널을 경량화하고 휨을 방지하여 휨강도를 향상시키며 내진성을 부여하는데 기여할 뿐만 아니라 패널 내부에 공기층을 형성하여 단열 성능을 한층 강화하는 역할도 한다.

이러한 시멘트 패널은 벽체에 고정 설치된 상기 패널 지지대 위로 고정클립을 이용하여 고정 설치되며, 연속 설치된 시멘트 패널의 조인트 부위는 공지의 비오염성 실링재를 이용하여 실링 처리한다.

시멘트 패널의 마주보는 양 측면을 고정클립으로 패널 지지대 위에 고정함에 있어 시멘트 패널들 사이의 결합을 견고히 하고 고정클립을 외관상 외부로 노출되 지 않도록 하기 위하여, 패널의 양 측면의 끝단은 이웃하여 배치되는 패널의 대응하는 측면의 끝단과 고정클립을 매개로 끼움 결합될 수 있는 형태를 갖는 것이 바람직하다.

시멘트 패널을 벽체에 고정 설치한 다음에는, 상기 시멘트 패널들의 조인트 부위에 단열재 주입을 위한 주입구를 일정 간격으로 천공하여 수성연질 단열재 폼을 주입한다.

상기 수성연질 단열재는 물을 베이스로 하고 레진과 폴리이소시아네이트의 두가지 액체를 혼합하여 물과의 반응에서 형성된 기체에 의해 대략 100배로 발포되는 이액형 변성 폴리머 단열재로서, 발포제를 물로 하기 때문에 발포시 휘발성 유기화합물이나 포름알데히드와 같은 유해물질을 전혀 발생하지 않는다.

또한, 시멘트 패널의 조인트 부위에 형성된 주입구를 통해 스프레이식으로 주입되어 약 100배 부피로 발포하므로 불과 1%에 불과한 재료의 발포로 인해 형성되는 기포로 우수한 단열 효과 및 흡음 효과를 얻을 수 있으며, 뛰어난 기밀성을 발휘할 수 있다.

일단 주입되어 발포된 수성연질 단열재는 물리적 힘을 가하지 않는 한 박리되지 않으며 모든 재질에 대하여 접착성이 양호하다.

본 발명의 수성연질 단열재의 열전도율은 0.034 Kcal/mh℃ 이하로 열손실을 최소화할 수 있으며, 세미-오픈셀(semi-open cell) 구조로 흡음 성능이 뛰어날 뿐 아니라 조습 기능이 있어 표면 결로가 발생되지 않는다. 또한 불에 근접해도 열에 녹거나 발화되지 않으며 표면이 탄화할 뿐 불이 곧 꺼지는 자기소화성이 우수한 단열재라 할 수 있다.

또한 본 발명의 수성연질 단열재는 패널과 벽체 사이로 주입된 후 약 5초 이내에 발포되어 수직면은 물론 곡선 부분까지 시공 부분의 모양에 상관없이 적용가능하므로, 뛰어난 기밀성을 달성하고 공기를 단축하는데 상당한 기여를 할 수 있다.

즉, 종래의 폴리스티렌폼 패널의 경우 미리 발포되어 정해진 규격을 갖는 패널로서 벽체 사이에 제공되거나 벽체에 부착되어 단열 시공되므로, 벽체 구조가 폴리스티렌폼의 형상과 일치하지 않는 경우 기밀성을 유지하기 어렵게 되며, 또한 우레탄폼의 경우 스프레이에 의해 벽체에 제공되고 그 상태에서 마감 작업을 하므로 스프레이된 면이 고르지 않을 경우 단열구조의 기밀성을 유지하기 어렵고, 이를 방지하기 위해 스프레이면을 고르게 하다 보면 작업성이 떨어지는 문제점이 있는 반면, 본 발명의 경우 단열재를 시멘트 패널과 벽체 사이에 일정 공간이 확보된 상태에서 그 공간으로 주입하여 후발포하므로 상기와 같은 문제점이 발생할 여지가 없게 된다.

이상과 같이 수성연질 단열폼을 주입하고 발포가 완결된 다음에는 상기 단열폼의 주입구를 실링 처리한다.

선택적으로, 상기 시멘트 패널 위로 공지의 마감재, 즉 일반 페인트나 도료를 이용하여 코팅 마감재를 도포할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 시공방법에 의하여 제공되는 건축물의 내외벽은 내 화, 내진, 단열, 차음 성능이 우수하며, 시공 공정이 간편하여 제품의 규격화 및 표준화를 달성할 수 있게 되고, 건식공법에 의한 시공으로 공사기간의 단축 및 공사비용의 절감 효과 또한 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 중공 압출성형한 시멘트 패널 및 후발포 단열재를 이용하여 건축물 내외벽의 마감과 단열 시공을 일체화할 수 있게 되어 작업의 효율성 및 경제성을 도모할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 초경량 고강도의 시멘트 패널을 이용하여 간단하고 안전하게 건식 마감공사를 할 수 있으며, 시멘트 패널의 표면이 미려하여 별도의 마감이 필요 없는 건축물 벽체 시공을 할 수 있게 되고, 기존의 환경파괴성 발포제 대신 물을 발포제로 이용한 후발포 단열제를 이용하여 뛰어난 단열효과, 흡음 성능, 자기 소화성은 물론 환경친화적인 건축물 벽체의 시공방법을 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 시공방법을 첨부도면을 참고로 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저 건축물의 내벽 또는 외벽(100)에 패널 지지대(11)로서 "ㅁ"자형의 강철 파이프를 고정핀(12)을 이용하여 일정 간격으로 고정한다.

상기 패널 지지대(11)는 그 위로 중공 압출성형 시멘트 패널(10)을 고정시켜 지지할 뿐만 아니라, 수성 연질폼(20)이 상기 시멘트 패널(10) 사이의 주입구(21) 를 통해 주입되어 발포할 수 있는 공간을 제공한다.

상기 패널 지지대(11)는 또한 "ㄷ"자형으로 제조되어 개방된 측면이 벽체(100) 쪽을 향하도록 하여 고정핀(12)으로 고정 설치될 수 있다. 상기 고정핀(12)은 패널 지지대(11)를 관통하여 벽체(100)에 고정될 수 있는 공지의 것을 포함하며, 고정핀(12)의 형상은 도면에 기재된 것에 한하지 아니한다.

도 2와 도 3은 고정핀(12)의 두 가지 서로 다른 실시예를 도시한다. 도 2는 고정핀(12)이 "ㅁ"자형의 패널 지지대(11)를 관통하여 나사 형태로 벽체(100)에 고정된 상태를 도시하며, 도 3은 고정핀(12)이 세트앵커로서 먼저 벽체(100)에 고정된 다음 "ㅁ"자형의 패널 지지대(11)를 고정핀(12)과 피스 체결에 의해 조립 결합하거나 용접에 의하여 결합한 상태를 도시한다.

이렇게 패널 지지대(11)가 설치되고 나면, 시멘트 35~55 중량%, 규사분말 35~45 중량%, 종이펄프 5~10 중량% 및 식물성 섬유 5~10 중량%를 혼합하여 압출 성형하여 제조되며 패널의 중앙부에 5~20mm 크기의 중공(15)을 다수 개 포함하고, 폭 250~450mm, 길이 2,000~3,500mm, 두께 15~25mm를 갖는 시멘트 패널(10)을 벽체(100)에 고정 설치된 상기 패널 지지대(11) 위로 고정클립(13)을 이용하여 연속 설치한다. 본 발명의 도면에는 상기 중공(15)이 사각 형상인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한하지 아니하고 임의의 형상으로 변형하여 실시 가능하다.

시멘트 패널(10)의 위아래로 마주보는 양 측면을 고정클립(13)으로 패널 지지대(11) 위에 고정함에 있어 위아래로 배치되는 시멘트 패널들(10) 사이의 결합을 견고히 하고 고정클립(13)을 외관상 외부로 노출되지 않도록 하기 위하여, 패 널(10)의 양 측면의 끝단은 이웃하여 배치되는 패널(10)의 대응하는 측면의 끝단과 고정클립(13)을 매개로 끼움 결합될 수 있는 형태를 갖는다.

즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 중공(15)이 형성된 시멘트 패널(10)의 양끝단에는 이웃하여 배치되는 시멘트 패널(10)의 대응하는 측면의 끝단과 고정클립(13)을 매개로 끼움 결합될 수 있도록 턱 요철부(16, 17)가 형성되어, 하나의 시멘트 패널(10)을 고정클립(13)으로 고정한 후 그 턱 요철부 중의 하나(16)에 대응하는 요철 형태를 일 끝단에 갖는 또 다른 시멘트 패널(10)을 연속 고정하고, 그 사이에 공지의 실링재를 이용하여 실링한다.

상기 고정클립(13) 및 상기 시멘트 패널(10)의 턱 요철부(16, 17)의 형상은 상호 끼움 결합될 수 있는 임의의 형상을 취할 수 있으며, 도면에 도시된 것에 한하지 아니한다.

한편 좌우로 연속 설치된 시멘트 패널(10)의 조인트 부위는 공지의 실링재를 이용하여 실링 처리한다.

이와 같이 시멘트 패널(10)을 벽체(100)에 고정 설치한 다음에는, 상기 시멘트 패널들(10)의 조인트 부위에 단열재 주입을 위한 주입구(21)를 천공하여 수성연질 단열재(20)를 주입한다.

상기 수성연질 단열재(20)는 주입 후 100배로 발포되어 시멘트 패널(10)과 벽체(100) 사이에 형성된 공간을 채우게 된다.

이러한 수성연질 단열재(20)는 주입된 후 약 5초 이내에 발포를 마무리할 수 있다.

수성연질 단열재(20)가 주입되어 발포가 완결된 다음에는 수성연질 단열폼(20)의 주입구(21)를 통상의 방법에 따라 실링 처리한다.

선택적으로, 상기 시멘트 패널(10) 위로 공지의 마감재, 즉 일반 페인트나 도료를 이용하여 코팅 마감재를 도포할 수 있다.

도 1은 본 발명의 건축물 벽체 시공방법에 따라 시공된 벽체의 일부를 도시하는 단면 사시도.

도 2는 본 발명의 건축물 벽체 시공방법에 따라 시공된 벽체의 일부 단면도.

도 3은 도 2의 고정핀(12)의 또 다른 실시형태를 도시하는 벽체의 일부 단면도.

도 4는 압출성형 시멘트 패널의 일 실시예를 도시하는 측면도.

도 5는 본 발명의 벽체 시공방법에 사용되는 고정클립의 일 실시예를 나타내는 사시도.

Claims (6)

1. 건축물의 내벽 또는 외벽과 일정 간격을 두고 고정된 시멘트 패널 및 상기 간격 사이의 공간에 제공된 단열재층으로 구성되는 건축물 벽체를 시공하는 방법에 있어서,

   건축물의 내벽 또는 외벽에 패널 지지대를 고정 설치하는 단계;

   상기 패널 지지대 위로 중공압출 성형된 시멘트 패널을 고정클립으로 고정하여 설치하는 단계;

   상기 시멘트 패널의 조인트 부위를 실링 처리하는 단계;

   상기 조인트 부위에 단열재 주입을 위한 주입구를 일정 간격으로 천공하는 단계;

   물을 베이스로 하고 레진과 폴리이소시아네이트를 혼합하여 구성되는 이액형 변성 폴리머 단열재를 상기 주입구를 통해 스프레이식으로 주입하여, 상기 물과의 반응에서 발생되는 기체에 의해 상기 단열재가 상기 건축물의 내벽 또는 외벽과 상기 시멘트 패널 사이에서 후발포되도록 하는 단계; 및

   상기 주입구를 실링 처리하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는, 압출성형 시멘트 패널 및 후발포 단열재를 이용한 건축물 벽체 시공방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 중공압출 성형된 시멘트 패널은 시멘트 35~55 중량%, 규사분말 35~45 중량%, 종이펄프 5~10 중량% 및 식물성 섬유 5~10 중량%를 혼합하여 압출 성형하면서 패널의 중앙에 5~20mm 크기의 중공을 형성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 건축물 벽체 시공방법.
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 시멘트 패널의 양측 끝단은 이웃하여 배치되는 시멘트 패널의 대응하는 측면의 끝단과 상기 고정클립을 매개로 끼움 결합될 수 있도록 턱 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 건축물 벽체 시공방법.
6. 삭제

Images