KR100969994B1

KR100969994B1 - 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법

Info

Publication number: KR100969994B1
Application number: KR1020100002305A
Authority: KR
Inventors: 배을호; 김량균; 김홍석; 백진기; 윤희택; 박영곤; 목재균; 장세기
Original assignee: 현대엔지니어링 주식회사; 한국철도기술연구원
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-07-15

Abstract

지하차도의 천정부에 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키되, 빛의굴절 및 확산을 이용하여 자연채광을 극대화한 지하차도 자연채광방법에 관한것으로, 지하차도의 천정부를 상하방향으로 관통하여 형성된 중공형의 자연광통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키는 자연광 통과부; 상기 자연광 통과부의 입구측에 설치되어 자연광을 내부로 통과시키는 투명패널과 같은 입구측 스크린부; 및 상기 자연광 통과부의 출구측에 설치되어 자연광 통과부를 통과한 자연광을 지하차도의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도의 내부채광을 극대화시키는 투명패널과 같은 출구측 스크린부;를 포함하는 채광구조가 장착된 프리캐스트 방식으로 시공된 지하차도가 개시된다.
이에 지하차도 진입과 진출시에 발생할수 있는 운전자시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole)현상을 원천적으로 방지할수 있고, 운전자의 시각이 빛에 능동적으로 적응하여 편안한 운전이 가능하여 안전사고를 사전에 예방할수 있을뿐만 아니라, 관리비용상의 절감이 가능하면서도 신속한 지하차도 시공이 가능하게 된다.

Description

자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법{UNDERGRUOND STRUCTURE CONSTRUCTION METHOD USING NATURAL LIGHT}

본 발명은 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 지하차도의 천정부에 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키되, 빛의 굴절 및 확산을 이용하여 자연채광을 극대화 함으로써 지하차도 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 방지하여 안전사고를 방지할 수 있고, 운전자의 시각이 빛에 능동적으로 적응하여 편안한 운전이 가능하며, 지하차도 내부에 잔디 등 녹지공간을 형성하여 친환경적인 구축물을 조성할 수 있는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법에 관한 것이다.

현대 사회에서 자동차를 이용한 교통의 중요성이 점점 중요해져 가고 있으며, 보다 효율적이고 신속한 차량이동을 위하여 교량, 터널과 같은 구조물을 포함하는 도로망이 점차 늘어나고 있다.

지하차도는 일반적인 도로와는 달리 주간(晝間)에도 조명시설이 필수이며, 교통사고로 인한 인명 피해율이 매우 높은 실정에서 보다 안전한 자동차 주행을 보장하기 위한 효과적인 조명 시설을 갖추는 것은 매우 중요하다.

이와 같은 지하차도의 조명 목적은 주간 및 야간에 터널 내 도로를 운전자가 주행할 때, 적정 주행속도로 안락하고 안전하게 지하차도를 통과하기 위한 것이다.이에 지하차도의 조명에서 중점적으로 고려해야 할 사항은 지하차도내 운전 환경과, 주행하는 운전자의 시야상태 개선을 위하여 지하차도의 내부 밝기를 나타내는 조도 및 자동차 운전자의 시야에 직접 조사되는 밝기를 나타내는 휘도의 조절이 대단히 중요하다.

이와 같은 지하차도(1)는 주간에 도 1a에 도시된 바와 같이, 자동차(10)가 터널내로 진입할 때에 운전자의 시야가 순간적으로 어두워지는 블랙홀(Black Hole) 현상이 발생되는데, 이를 해소하기 위해서 지하차도 입구(20a)로부터 내부로 갈수록 서서히 어두워지도록 하는 조명시스템(30)을 구비하여 운전자의 시력이 적응하도록 하는 것이 필요하다.

또한 지하차도 출구(20b)에서는 도 1b에 도시된 바와 같이, 어두운 지하차도(1)의 내부로부터 밝은 지하차도 외부로 나오면서 자동차(10) 운전자의 눈부심을 일으키는 화이터 홀(White Hole) 현상이 발생되는데, 이를 해소하기 위해서 지하차도 내부로부터 출구로 갈수록 서서히 밝아지는 조명시스템(30)이 필요하다.

따라서 이와 같은 용도로 종래의 지하차도(1)에는 조명시스템(30)이 구비되어 있는데, 이와 같은 조명시스템(30)은 지하차도 내벽에 고정된 일정한 조도의 조명등(32)이 순차적으로 배열되어 단순히 지하차도(1) 내부의 조도를 향상시키는 것이었다. 따라서 이와 같은 종래의 조명시스템(30)은 항상 주,야간에 점등되어 지하차도(1)의 내부를 밝혀야 하기 때문에 전력 소비가 과대하다.

또한 종래의 이와 같은 조명시스템(30)으로는 지하차도(1)의 입,출구(20a)(20b)에서 발생되는 블랙홀(Black Hole) 및 화이트 홀(White Hole) 현상을 충분하게 방지할 수 없어서 순간적으로 다가오는 블랙 홀(Black Hole) 및 화이트 홀(White Hole) 현상으로 인하여 운전자의 시력이 급격하게 저하되어 자동차 안전사고의 위험이 항상 도사리고 있다.

또한 종래의 지하차도(1)에는 외부로부터 자연채광을 할 수 없어서 지하차도 내에 잔디 등과 같은 녹지시설을 조성할 수 없어서 친환경적인 구축물을 세울 수 없는 문제점도 갖는 것이었다.

나아가, 종래 현장타설방식의 지하차도 시공방법을 도 1c를 기준으로 살펴보면 먼저, 지하차도가 시공되어야 할 위치에 지하차도 설치방향으로 지반을 굴착하게 된다.

이때 지반에 쉬트파일 등과 같은 가시설을 설치하여 굴착된 지반의 안전성을 확보할 수 있도록 하게 된다.

다음으로는 굴착 저면에 지하차도용 박스거더를 구성하는 지하차도 바닥판(40)을 시공하게 된다.

이는 추후 기둥벽체 상부 사이에 지하차도 상부슬래브(50)를 시공하기 위하여 먼저 그 거푸집을 지지하는 동바리가 설치될 수 있도록 하기 위하여 지하차도 바닥판(40)을 먼저 시공할 필요가 있기 때문이다.

다음으로는 지하차도 바닥판(40)의 상부면에 세로방향(상하방향)으로 서로 이격된 기둥벽체(60)를 시공하게 된다.

다음으로는 상기 기둥벽체(60) 위에 지하차도 상부슬래브(50)가 시공될 수 있도록 미 도시된 동바리를 먼저 설치하게 되는데, 이러한 동바리는 지하차도 바닥판(40)의 하부에 지지되도록 하고, 그 상부에는 지하차도 상부슬래브(50) 형성을 위한 미도시된 거푸집을 설치하게 된다.

상기 지하차도 상부슬래브(50)용 거푸집 위에 콘크리트를 타설하여 최종 지하차도 상부슬래브(50)가 시공될 수 있도록 한다.

다음으로는 완성된 지하차도 위에 복토를 실시하여 개착식 지하차도 시공이 완성될 수 있게 된다.

하지만 이러한 지하차도 시공방법은 기본적으로 지하차도 바닥판(40)을 먼저 설치하게 됨을 알 수 있는데, 위에서 살펴본 것과 같이 이는 지하차도 상부슬래브(50) 시공을 위한 동바리 설치 시에 지하차도 바닥판(40)에 지지되지 않고 굴착 저면에 동바리를 설치하는 경우, 자칫 동바리 침하에 의하여 지하차도 상부슬래브(50) 시공에 문제가 발생할 수 있기 때문에 지지력 확보를 위한 바닥판(40)을 먼저 시공하게 된다.

하지만, 이러한 공종을 채택할 경우 선 시공 되어 있는 바닥판(40)의 굴착 저면에는 시공 도중에 발생하는 지하수위의 상승으로 양압력(부력)이 발생하게 된다.

이 양압력의 분포범위는 바닥판(40) 전체에 걸쳐 상향으로 작용하게 되는데, 이때 양압력에 저항하는 대응하중은 하향으로 작용하는 바닥판(40)의 자중이 된다.

그러므로, 지하굴착의 깊이가 깊어지면 양압력도 커지기 때문에 이에 대응하는 바닥판(40)의 단면두께를 크게 할 수 밖에 없었다.

만약, 이 양압력에 대하여 적절히 고려한 설계를 하지 않을 경우, 굴착저면으로 유입되는 지하수의 영향으로 바닥판(40)이 양생 전 후에 균열이 발생하거나, 바닥판(40) 전체가 부상하게 되어 누수 및 내구성 저하의 원인이 되었다.

이에 상기 양압력에 의하여 지하차도 바닥판(40)에 균열이 발생하거나, 부상되는 현상을 막기 위하여 더 더욱 지하차도 바닥판(40)의 두께를 증가시키는 악순환을 반복하게 되어 시공성 및 경제성 측면에서 항상 불리하게 시공될 수밖에 없었다.

또한, 지하차도 상부슬래브(50)는 거의 현장타설 콘크리트에 의한 동바리 및 그 동바리에 의하여 지지되는 거푸집을 이용하기 때문에 이로 인한 시공성 저하와 동바리의 안전성이 문제시 되어 공사의 안전사고 방지에 만전을 기하지 않을 경우 대형사고 위험성이 항상 잔존하는 문제가 있었다.

또한, 상부슬래브(50)는 미시된 동바리가 콘크리트 양생후에 제거되면, 모든 하중이 작용하기 때문에 기둥벽체(60) 및 기둥벽체(60)와 상부슬래브 연결부위에 큰 모멘트가 발생한다. 이 모멘트는 기둥벽체(60)와 상부슬래브(50)의 단면두께를 크게 증가시켜, 경제적인 설계가 어렵고 시공성 저하의 원인이 되고 있다.

또한, 기둥벽체(60)와 상부슬래브(50)의 단면두께 증가는 콘크리트의 양생시에 발생하는 높은 수화열 때문에 콘크리트 초기균열의 원인이 되고 있다.

결국, 이러한 여러 가지 문제점을 가진 종래 지하차도 시공방법을 보다 효율적이고 경제적으로 개선시킬 필요성 대두되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서,

그 목적은 지하차도의 천정부에 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연채광을 극대화함으로써 지하차도 진입과 진출 시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지하여 안전사고를 예방할 수 있고, 운전자의 시각이 빛에 능동적으로 적응하여 편안한 운전이 가능한 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 지하차도의 내부에 빛의 굴절 및 확산을 이용하여 채광을 극대화하고, 빛의 반사를 이용하여 유입구로부터 이격거리가 먼 곳에 자연채광을 효과적으로 할 수 있으며, 사각지대 없이 자연채광이 가능함은 물론, 지하차도의 내부에 꽃과 잔디와 같은 녹화 공간을 조성하여 친환경적으로 지하차도를 구축할 수 있고, 주간에 소비되는 조명시스템의 전력비용을 크게 줄일 수 있는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법을 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 또 다른 목적은 상기 지하차도를 프리캐스트 구조물로 시공할 수 있는 수단을 함께 구비하도록 함으로서 시공성 및 경제성을 충분히 확보할 수 있는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법은, 지하차도의 천정부를 상하방향으로 관통하여 형성된 중공형의 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키는 자연광 통과부; 상기 자연광 통과부의 입구측에 설치되어 자연광을 내부로 통과시키는 투명패널과 같은 입구측 스크린부; 및 상기 자연광 통과부의 출구측에 설치되어 자연광 통과부를 통과한 자연광을 지하차도의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도의 내부 채광을 극대화시키는 투명패널과 같은 출구측 스크린부;를 포함하여 지하차도 외부의 자연광을 지하차도 내부에 도입하여 조명하는 것이다.

따라서 본 발명은 지하차도 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지하여 운전자의 시력에 방해를 받지 않게 되고, 안전사고를 방지하며, 지하차도내에서 편안한 운전이 가능하게 된다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 자연광 통과부는 지하차도의 천정부에 형성시킨 굴착된 통로로 형성되는 자연광 통로로서, 상기 통로는 복수의 굴곡통로를 형성한 것이고, 각각의 굴곡통로의 굴곡부에는 자연광 반사수단이 설치되며, 상기 자연광 반사수단은 적어도 1개 이상의 경사진 반사거울로 이루어지며, 상기 반사거울들은 입구측 스크린부를 통과한 자연광을 출구측 스크린부로 전달하도록 대향 배치시킨 것이다.

이와 같은 방법을 통하여 본 발명은 지하차도의 내부에 빛의 반사를 이용하여 유입구로부터 이격거리가 먼곳에 자연채광을 효과적으로 할 수 있어서 지하차도를 사각지대없이 효과적으로 자연 채광할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 입구측 스크린부는 투명 아크릴판 또는 투명 유리인 것이다.

따라서 본 발명은 입구측 스크린부를 통하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키고, 빗물, 먼지, 낙엽 또는 쓰레기와 같은 이물질의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 출구측 스크린부는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리인 것이다.

이와 같이 본 발명은 출구측 스크린부를 통하여 빛을 굴절 및 확산시키고, 이를 이용하여 지하차도의 자연채광을 극대화할 수 있다.

또한 본 발명은 바람직하게는 지하차도의 헌치부(hunch) 천정부를 상하방향으로 관통하여 형성된 중공형의 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키는 제2 자연광 통과부; 상기 제2 자연광 통과부의 입구측에 설치되어 자연광을 내부로 통과시키는 투명패널과 같은 제2 입구측 스크린부; 및 상기 제2 자연광 통과부의 출구측에 설치되어 자연광 통과부를 통과한 자연광을 지하차도의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도의 내부 채광을 극대화시키는 투명패널과 같은 제2 출구측 스크린부;를 추가 포함하여 지하차도 외부의 자연광을 지하차도 내부에 도입하여 조명하는 것이다.

따라서 본 발명은 지하차도의 헌치부(hunch)와 같은 사각지대도 자연채광이 가능하여 지하차도를 전체적으로 밝게 조명할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 자연광 통과부, 제2 입구측 스크린부 및 제2 출구측 스크린부는 상기 자연광 통과부, 입구측 스크린부 및 출구측 스크린부의 양측에 각각 형성된 것이다. 이와 같이 본 발명은 지하차도의 중앙뿐만 아니라 양측 구석진 부분도 자연 채광이 가능하기 때문에 사각지대없이 지하차도를 전체적으로 밝게 조명할 수 있다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 입구측 스크린부는 투명 아크릴판 또는 투명 유리인 것이다. 이와 같이 본 발명은 제2 입구측 스크린부를 통하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 통과시키고, 이물질의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 제2 출구측 스크린부는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리인 것이다. 따라서 본 발명은 제2 출구측 스크린부를 통하여 빛을 굴절 및 확산시키고, 이를 이용하여 지하차도의 자연채광을 극대화할 수 있다.

그리고 본 발명은 지하차도를 구성하는 천정부, 벽체부, 저판부, 기둥부로 구분하여 서로 조립시켜 완성시킨 프리캐스트 구조물로 제작하여 시공하고, 이를 현장에서 간단하게 연결볼트 등과 같은 연결재를 이용하여 서로 조립 설치함으로서 지하차도 시공성의 증진 및 작업공기를 절감하여 경제적인 지하차도 시공이 가능하도록 할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 본 발명의 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법에 의하면 지하차도의 천정부에 자연광 통로를 구비하여 지하차도의 외부로부터 내부로 자연광을 유도하고, 지하차도 내부에 빛의 굴절 및 확산을 이용하여 채광을 극대화하며, 빛의 반사를 이용하여 유입구로부터 이격거리가 먼 곳에 자연채광을 효과적으로 할 수 있다.

또한 지하차도의 중앙부 뿐만이 아니라 양측의 헌치부에도 설치가 가능함으로써 지하차도내에 사각지대없이 자연채광을 극대화하여 지하차도 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 지하차도내에 진입하거나 지하차도로부터 벗어나는 경우에도 운전자의 시각이 빛에 능동적으로 적응하여 편안한 운전이 가능하고, 안전사고를 효과적으로 예방할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다. 뿐만 아니라, 주간에 지하차도내에서 사용되는 조명시스템의 전력 소비를 크게 줄여서 관리비용상의 절감을 크게 이룰 수 있는 유용한 효과도 얻어진다.

나아가, 프리캐스트 방식으로 지하차도를 시공하기 때문에 현장타설 콘크리트로 지하차도를 시공하는 경우와 대비하여 제작후 하자보수 등의 문제점과 지하작업에 있어 떨어질 수밖에 없는 시공성의 증진 및 이를 통한 경제적인 지하차도 시공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래의 기술에 따른 지하차도 입구를 도시한 도면으로서, 지하차도 진입시에 운전자가 블랙홀(Black Hole) 현상을 겪는 상황을 도시한 설명도이다.
도 1b는 종래의 기술에 따른 지하차도 출구를 도시한 도면으로서, 지하차도 진출시에 운전자가 화이터 홀(White Hole) 현상을 겪는 상황을 도시한 설명도이다.
도 1c는 종래 지하차도 현장타설 방식의 시공개념도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조를 지하차도의 길이방향으로 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조를 지하차도의 폭방향으로 도시한 횡단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조에서 굴곡통로 내에 경사진 반사거울들을 장착하여 빛을 반사시켜 내부로 도입하는 구조를 지하차도의 길이방향으로 도시한 종단면도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광방법에서 굴곡통로 내에 경사진 반사거울들을 장착하여 빛을 반사시켜 내부로 도입하는 구조를 지하차도의 폭방향으로 도시한 횡단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광방법에서 중앙부와 그 양측의 헌치부에 자연광을 도입하는 구조를 지하차도의 길이방향으로 도시한 종단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광방법에서 중앙부와 그 양측의 헌치부에 자연광을 도입하는 구조를 지하차도의 폭방향으로 도시한 횡단면도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광방법에서 굴곡통로 내에 경사진 반사거울들을 장착하여 빛을 반사시켜 내부로 도입하고, 양측의 헌치부에서 자연광을 도입하는 구조를 지하차도의 길이방향으로 도시한 종단면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 지하차도 자연채광방법에서 굴곡통로 내에 경사진 반사거울들을 장착하여 빛을 반사시켜 내부로 도입하고, 양측의 헌치부에서 자연광을 도입하는 구조를 지하차도의 폭방향으로 도시한 횡단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

<지하차도 자연채광구조(100)>

본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지하차도(110)의 천정부(110a)를 상하방향으로 관통하여 자연광 통과부(120)를 형성한다.

이와 같은 자연광 통과부(120)는 지하차도(110)의 천정부(110a)를 관통하는 중공형의 자연광 통로로 이루어지는데, 이를 통하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)이 유입될 수 있는 구조이다.

그리고 이와 같은 자연광 통과부(120)의 입구측에는 투명패널과 같은 입구측 스크린부(130)가 형성되어 자연광(L)을 내부로 통과시키게 되는데, 이와 같은 입구측 스크린부(130)는 바람직하게는 투명 아크릴판 또는 투명 유리(132)로 이루어진다.

따라서 상기와 같은 입구측 스크린부(130)를 통하여 본 발명은 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 통과시키고, 우천 시 빗물, 먼지, 낙엽 또는 쓰레기와 같은 이물질의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 자연광 통과부(120)의 출구측에 투명패널과 같은 출구측 스크린부(150)를 설치하고 있다. 이와 같은 출구측 스크린부(150)는 자연광 통과부(120)를 통과한 자연광(L)을 지하차도(110)의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도(110)의 내부 채광을 극대화시키기 위한 것이다.

상기 출구측 스크린부(150)는 마치 오목 렌즈와 같이 작용하는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)로 이루어진 것으로서, 이를 통과하는 빛은 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)의 광학특성으로 인하여 빛이 굴절 및 확산되어 지하차도(110)의 자연채광을 극대화할 수 있다.

여기서 상기 출구측 스크린부(150)는 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)로 이루어지는 것은 매우 중요한데, 이와 같이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)로 인하여 지하차도(110)의 내부로 도입된 빛은 넓게 확산 및 굴절되어 지하차도(110) 내부를 자연광(L)으로 조명하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 지하차도 자연채광구조(100)는 지하차도(110)의 내부가 자연광(L)으로서 밝게 조명되므로, 주간에 점등되는 지하차도(110)의 조명시스템(30) 전력소비를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 지하차도(110) 내부를 자연스럽게 조명함으로써 지하차도(110)의 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 지하차도(110)의 내부에는 자연광(L)이 공급되므로, 이를 이용하여 잔디 등 녹지공간을 조성하고 친환경적으로 지하차도(110) 내부를 구축할 수 있게 된다. 예를 들면 지하차도(110)의 중앙선 부분에 화단(160)을 조성하여 꽃 또는 잔디를 식생하면 보다 쾌적한 지하차도(110) 공간을 구축할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 자연광 통과부(120)에 복수의 굴곡통로(120a)를 형성할 수 있다.

즉 이와 같은 구조에서 지하차도(110)의 천정부(110a)에 형성시킨 자연광 통과부(120)는 예를 들면 "┖┒"형으로 굽어진 복수의 굴곡통로(120a)를 형성한 것으로서, 각각의 굴곡통로(120a)의 굴곡부(122)에는 자연광 반사수단(125)이 설치되며, 상기 자연광 반사수단(125)은 적어도 1개 이상의 경사진 반사거울(125a)로 이루어진다.

또한 이와 같은 반사거울(125a)들은 입구측 스크린부(130)를 통과한 자연광(L)을 출구측 스크린부(150)로 전달하도록 대향 배치됨으로써 자연광 통과부(120)의 입구측 스크린부(130)로부터 도입된 자연광(L)이 자연광 반사수단(125)의 경사진 반사거울(125a)들을 통하여 출구측 스크린부(150)로 향하게 된다.

이와 같은 구조에서도 상기 입구측 스크린부(130)는 바람직하게는 투명 아크릴판 또는 투명 유리(132)로 이루어지고, 상기 출구측 스크린부(150)는 오목 렌즈와 같이 작용하는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)로 이루어진 것이다.

이와 같은 구조의 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 굴곡통로(120a)의 굴곡부(122)에 장착된 자연광 반사수단(125)을 통하여 빛을 반사시켜서 지하차도(110)의 내부로 도입할 수 있기 때문에 자연광 통과부(120)의 유입구로부터 이격거리가 먼곳에도 자연채광을 효과적으로 할 수 있어서 지하차도(110) 내에 사각지대(死角地帶)를 발생시키지 않고, 효과적으로 자연채광을 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 지하차도(110)의 중앙에 상기와 같은 자연광 통과부(120)를 형성시킴과 더불어서 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 양측의 우각부, 즉 헌치부(hunch)(170)의 천정부(110a)를 상하방향으로 관통하여 제2 자연광 통과부(180)를 형성시킬 수 있다.

이와 같이 형성된 제2 자연광 통과부(180)도 내부에 중공형의 자연광 통로를 구비하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 통과시키게 된다.

또한 상기 제2 자연광 통과부(180)의 입구측에는 투명패널과 같은 제2 입구측 스크린부(190)를 설치하여 자연광(L)을 내부로 통과시키고, 제2 자연광 통과부(180)의 출구측에는 투명패널과 같은 제2 출구측 스크린부(200)를 설치하여 자연광(L)을 지하차도(110)의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도(110)의 내부 채광을 극대화시킬 수 있다.

여기서 상기 제2 입구측 스크린부(190)는 바람직하게는 투명 아크릴판 또는 투명 유리(192)이고, 제2 출구측 스크린부(200)는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(202)로 이루어진다.

따라서 본 발명은 제2 입구측 스크린부(190)를 통하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 통과시키고, 이물질의 유입을 효과적으로 차단하며, 제2 출구측 스크린부(200)를 통하여 빛을 지하차도(110)의 내부로 굴절 및 확산시켜서 이를 이용하여 지하차도(110)의 자연채광을 극대화할 수 있게 된다.

이와 같은 제2 자연광 통과부(180), 제2 입구측 스크린부(190) 및 제2 출구측 스크린부(200)는 지하차도(110)의 상부 양측에 각각 형성된다. 따라서 본 발명은 지하차도(110)의 중앙뿐만 아니라 중앙 양측의 헌치부(170)에서도 각각 자연 채광이 가능하기 때문에 사각지대없이 지하차도(110) 전체를 밝게 조명할 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 자연광 통과부(120)가 "┖┒"형으로 굽어진 복수의 굴곡통로(120a)를 형성한 구조에서도 지하차도(110)의 상부 양측 헌치부(170) 상에 제2 자연광 통과부(180), 제2 입구측 스크린부(190) 및 제2 출구측 스크린부(200)를 설치할 수 있다.

따라서 본 발명은 지하차도(110)의 중앙부에 위치된 자연광 통과부(120)를 통하여 도입된 자연광(L)이 굴곡통로(120a)에 구비된 자연광 반사수단(125)의 경사진 반사거울(125a)들을 통하여 반사되어 자연광 통과부(120)의 유입구로부터 이격거리가 먼 지점의 지하차도(110) 내를 밝게 자연채광할 수 있을 뿐만 아니라, 지하차도(110)의 상부 양측에 각각 형성된 헌치부(170)에서도 제2 자연광 통과부(180), 제2 입구측 스크린부(190) 및 제2 출구측 스크린부(200)를 통하여 각각 자연 채광이 가능하기 때문에 지하차도(110)의 내부에는 사각지대없이 전체적으로 밝게 조명할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면 지하차도(110)의 내부를 자연광(L)으로서 조명하기 때문에 주간에 점등되는 지하차도(110)의 조명시스템(30) 전력을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 지하차도(110) 내부를 자연스럽게 밝게 유지함으로써 지하차도(110)의 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 장애현상, 즉 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 지하차도(110)의 내부에는 자연광(L)이 공급되므로, 이를 이용하여 잔디 등 녹지공간의 화단(160)을 조성하고 친환경적으로 지하차도(110) 내부를 구축할 수 있어서 더욱 바람직한 것이다.

미 설명 부호 (210)는 도로상의 차도이고, (220)은 우수배수시설이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조(100)는 지하차도(110)의 천정부(110a)에 자연광 통과부(120)를 구비하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 유도하고, 오목렌즈와 같은 구조의 출구측 스크린부(150)를 통하여 빛을 굴절 및 확산시켜 지하차도(110) 내의 채광을 극대화할 수 있다.

또한 상기 자연광 통과부(120)를 "┖┒"형으로 굽어진 복수의 굴곡통로(120a)로 형성하고, 상기 굴곡통로(120a)의 굴곡부(122)에는 각각 경사진 반사거울(125a)로 이루어진 자연광 반사수단(125)을 장착하여 빛을 반사시켜 유입구로부터 이격거리가 먼 곳에도 자연광을 적절하게 공급할 수 있음으로써 자연채광을 효과적으로 할 수 있다.

뿐만 아니라, 지하차도(110)의 중앙부는 물론 양측의 헌치부(170)에도 설치가 가능함으로써 지하차도(110) 내에 사각지대없이 자연채광을 극대화하여 지하차도(110)의 진입과 진출시에 발생할 수 있는 운전자 시각상의 블랙홀(Black Hole) 및 화이트홀(White Hole) 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 지하차도(110) 내에 진입하거나 지하차도(110)로부터 벗어나는 경우에도 운전자의 시각이 빛에 능동적으로 적응하여 편안한 운전이 가능하고, 안전사고를 효과적으로 예방할 수 있으며, 주간에 지하차도(110) 내에서 사용되는 조명시스템(30)의 전력 소비를 크게 줄여서 관리비용상의 절감을 크게 이룰 수 있게 된다.

<지하차도 자연채광구조(100)를 구비한 지하차도 시공방법>

도 7a 및 7b에 의하면, 지하차도를 분절하여 서로 조립한 상태의 단면도 및 길이방향 연결도를 확인할 수 있다.

즉, 위에서 살펴본 자연채광구조(100)를 구비한 천정부(110a), 벽체부(110b) 및 저판부(110c)로 크게 구분하고 이를 연결볼트 및 너트와 같은 연결구(300)로 조립설치 한 경우이다.

먼저, 저판부(110c)는 일정한 높이를 가진 패널 형태로 제작되는 프리캐스트 부재로서 이러한 저판부는 수평방향(횡방향)으로 소정의 길이를 가지도록 연장되도록 하되, 이러한 연장길이는 지하차도의 단면크기에 따라 변경될 수 있으며, 벽체부(110b)가 그 상면에 조립되는데, 이를 위해 양 단부 상면 및/또는 중앙부 상면은 돌출된 블록 형태의 전단키(111c)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

다음으로 벽체부(110b)는 일정한 횡방향 두께를 가진 패널 형태로 제작되는 프리캐스트 부재로서 이러한 벽체부는 상기 전단키(111c)의 위치에 따른 오목홈 형태의 전단홈(111b)이 그 하부에 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 상기 벽체부(110b)는 저판부(110c)의 상면에 자립되도록 조립될 수 있음을 알 수 있다.

나아가, 상기 벽체부(110b)의 상부에는 천정부(110a)가 조립될 수 있도록 돌출된 블록 형태의 전단키(112b)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

또한 상기 천정부(110a) 역시 일정한 높이를 가진 패널 형태로 제작되는 프리캐스트 부재로서 이러한 천정부는 벽체부(110b)의 상부에 얹어지도록 설치되는데 이를 위해 벽체부 상부에 형성된 전단키(112b)에 대응한 오목홈 형태의 전단홈(111a)이 그 하부에 형성되어 있음을 알 수 있다.

하지만, 이러한 연결 정도로는 각각이 서로 일체화되도록 하는 정도가 아니므로 본 발명은 연결재(300,400)를 이용하여 천정부, 벽체부 및 저판부가 서로 일체화되도록 하게 된다.

예컨대, 저판부(110c)의 좌측 단부에 있어서는 전단키(111c) 주위 외측면에 추가로 사각구체 형태의 연결블록(112c)이 더 형성되도록 하여 벽체부(110b)의 연결블록(112b)과 서로 상하로 접하여 연결볼트 및 너트와 같은 연결구(300)에 의하여 서로 일체화되도록 함을 알 수 있다.

또한 저판부(110c)의 중앙부의 경우에는 전단키(111c)를 관통하면서 벽체부의 오목홈 형태의 전단홈(111b)을 상기 연결구(300)가 관통하여 체결되도록 하여 저판부(110c)와 벽체부(110b)가 서로 일체화되도록 함을 알 수 있다.

또한 저판부(110c)의 우측 단부에 있어서는 저판부와 벽체부에 파여진 사각구체 형태의 공간으로 형성되는 블록아웃부(113c, 113b)를 상기 전단키와 전단홈 상하로 배치되도록 하고, 상기 블록아웃부(113c, 113b)를 상하로 관통하는 연결볼트 및 너트와 같은 연결구(300)에 의하여 서로 일체화되도록 함을 알 수 있다.

이러한 3가지 방법들은 서로 단독 또는 조합하여 사용할 수 있을 것이다.

역시 벽체부(110b) 상부와 천정부(110a)의 하부도 위에서 살펴본 3가지 방법을 그대로 사용할 수 있는데,

도 7a의 경우 좌측 벽체부는 블록아웃부에 의한 방법으로, 중앙 벽체부는 전단키와 전단홈을 연결구가 관통하는 방법으로, 우측 벽체부는 전단키 주위 외측면에 추가로 사각구체 형태의 연결블록을 연결구로 연결시키는 방법으로 도시되어 있다.

또한, 도 7b와 같이 길이방향으로 소정의 길이를 가지도록 각 천정부, 벽체부 및 저판부가 제작되어 길이방향으로 연결되는데 이러한 길이방향 연결도 위에서 살펴본 3가지 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 헌치부(500)도 별도로 3가지 방식 중 어느 하나로 길이방향으로 서로 연결시킬 수 있다.

도 8a의 경우에는 특히, 도 7a에 있어 벽체부(110b)를 생략하고 저판부(110c)와 천정부(110a)를 제작할 때, 벽체부를 구성하는 부재를 한꺼번에 제작한 경우로서 각각의 저판부와 천정부를 앞서 살펴본 3가지 방법으로서 서로 일체화시킬 수 있음을 보인 것이다.

이때 연결부는 개략 전체 단면 높이에 있어 중앙부에 형성시키고 있음을 알 수 있다.

결국, 본 발명은 저판부, 벽체부, 천정부로 구분하여 연결시키거나 저판부와 천정부로만 구분하여 연결시키는 방법 등으로 확장시킬 수 있음을 알 수 있다.

또한, 이러한 경우에 있어서도 도 8b와 같이 길이방향으로 소정의 길이를 가지도록 각 천정부 및 저판부가 제작되어 길이방향으로 연결되는데 이러한 길이방향 연결도 위에서 살펴본 3가지 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 헌치부(500)도 별도로 3가지 방식 중 어느 하나로 길이방향으로 서로 연결시킬 수 있다.

도 9a의 경우에는 도 8a 및 도 8b에 살펴본 3가지 연결방법 중의 하나로서 크게 저판부(110d)와 천정부(110a)를 서로 연결시키되 그 연결부위가 전체 단면 높이에 있어 상부에 형성시키고 있음을 알 수 있으며,

특히 저판부(110d)의 경우 기둥형태로 제작되도록 하고, 저판부(110d) 하부 사이에 별도의 프리캐스트방식으로 제작된 바닥판(110e)이 조립되도록 함을 알 수 있다. 이러한 바닥판(110e)의 양 단부는 저판부(110d)의 연결단턱에 대응하는 형태의 연결단턱으로 형성되어 바닥판의 양 단부가 저판부에 얹어지도록 설치한 후, 상기 바닥판(110e)을 저판부(110d)에 연결구(300)로 서로 일체화 시키고 있음을 알 수 있다.

또한, 이러한 경우에 있어서도 도 9b와 같이 길이방향으로 소정의 길이를 가지도록 각 천정부 및 저판부가 제작되어 길이방향으로 연결되는데 이러한 길이방향 연결도 위에서 살펴본 3가지 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있으며, 헌치부(500)도 별도로 3가지 방식 중 어느 하나로 길이방향으로 서로 연결시킬 수 있다.

또한, 도 10a의 경우에는 저판부(110d)의 중앙부에 있어 바닥판과 같이 프리캐스트 방식으로 제작된 중앙 기둥부(110f)가 별도로 제작되어 저판부(110d)와 천정부(110a)에 역시 앵커볼트와 같은 체결구(400)에 의하여 설치되도록 할 수 있음을 알 수 있다.

이에 상기 중앙 기둥부(110f)는 그 상부 및 하부에 확장플랜지(111f)가 각각 형성되어 이를 통해 저판부 및 천정부에 체결구(400)로 설치되도록 함을 알 수 있다.

이에 본 발명은 저판부, 천정부, 벽체부, 중앙 기둥부를 서로 조합하여 위에서 살펴본 3가지 연결방법을 통해 횡방향, 길이방향으로 다수를 서로 조립하는 방식으로 지하차도를 설치할 수 있음을 알 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1...... 지하차도 10...... 자동차
20a.... 지하차도 입구 20b...... 지하차도 출구
30...... 조명시스템 32..... 조명등
100..... 본 발명에 따른 지하차도 자연채광구조
110..... 지하차도 110a..... 천정부
120..... 자연광 통과부 120a.... 굴곡통로
122..... 굴곡부 125..... 자연광 반사수단
125a..... 경사진 반사거울 130...... 입구측 스크린부
132,192..... 투명 아크릴판 또는 투명 유리
150...... 출구측 스크린부
152,202..... 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리
160..... 화단 170..... 헌치부(hunch) 180..... 제2 자연광 통과부
190..... 제2 입구측 스크린부
200..... 제2 출구측 스크린부
L...... 자연광

Claims

지하차도(110)의 천정부(110a)를 상하방향으로 관통하여 형성된 중공형의 자연광 통로를 구비하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 통과시키는 자연광 통과부(120)를 형성시키고;
상기 자연광 통과부(120)의 입구측에 설치되어 자연광(L)을 내부로 통과시키는 투명패널과 같은 입구측 스크린부(130)를 형성시키고;
상기 자연광 통과부(120)의 출구측에 설치되어 자연광 통과부(120)를 통과한 자연광(L)을 지하차도(110)의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도(110)의 내부 채광을 극대화시키는 투명패널과 같은 출구측 스크린부(150);를 형성시키는 단계를 포함하되,
지하차도(110)의 헌치부(hunch)(170)의 천정부(110a)를 상하방향으로 관통하여 형성된 중공형의 자연광 통로를 구비하여 지하차도(110)의 외부로부터 내부로 자연광(L)을 통과시키는 제2 자연광 통과부(180); 상기 제2 자연광 통과부(180)의 입구측에 설치되어 자연광(L)을 내부로 통과시키는 투명패널과 같은 제2 입구측 스크린부(190); 및 상기 제2 자연광 통과부(180)의 출구측에 설치되어 자연광 통과부(120)를 통과한 자연광(L)을 지하차도(110)의 내부로 굴절 및 확산시켜서 지하차도(110)의 내부 채광을 극대화시키는 투명패널과 같은 제2 출구측 스크린부(200);를 포함함으로써 지하차도(110) 외부의 자연광(L)을 지하차도(110) 내부에 도입하여 조명하도록 하는 것임을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제 1항에 있어서, 상기 자연광 통과부(120)는 지하차도(110)의 천정부(110a)에 형성시킨 굴착된 통로로 형성되는 자연광 통로로서, 상기 통로는 복수의 굴곡통로(120a)를 형성한 것이고, 각각의 굴곡통로(120a)의 굴곡부(122)에는 자연광 반사수단(125)이 설치되며, 상기 자연광 반사수단(125)은 적어도 1개 이상의 경사진 반사거울(125a)로 이루어지며, 상기 반사거울(125a)들은 입구측 스크린부(130)를 통과한 자연광(L)을 출구측 스크린부(150)로 전달하도록 대향 배치시킨 것임을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입구측 스크린부(130)는 투명 아크릴판 또는 투명 유리(132)인 것을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출구측 스크린부(150)는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(152)인 것임을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2 자연광 통과부(180), 제2 입구측 스크린부(190) 및 제2 출구측 스크린부(200)는 상기 자연광 통과부(120), 입구측 스크린부(130) 및 출구측 스크린부(150)의 양측에 각각 형성된 것임을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제6항에 있어서, 상기 제2 입구측 스크린부(190)는 투명 아크릴판 또는 투명 유리(192)인 것을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제6항에 있어서, 상기 제2 출구측 스크린부(200)는 표면이 오목한 투명 아크릴판 또는 투명 유리(202)인 것임을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 지하차도(110)는 적어도 일정한 단면 형태의 천정부(110a) 및 저판부(110c)에 의한 프리캐스트 방식으로 구분되어 서로가 연결구(300,400)에 의하여 서로 조립 설치될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.
제 9항에 있어서, 상기 지하차도(110)는 천정부와 저판부 사이에 프리캐스트 방식의 패널형태로 제작된 벽체부 또는 기둥부가 추가로 더 연결구에 의하여 조립설치될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자연채광을 이용한 프리캐스트 지하차도 시공방법.