KR101157935B1 - 진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장 패널 및 그의 진공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 보온 단열을 목적으로 건물의 외부에 설치되는 진공 단열기능을 갖는 건축용 외장 패널 및 그의 진공방법에 관한것이다.
본 발명은 강성과 내구성이 우수한 금속 판재로 구성되는 외장패널 커버부재의 진공공간 내부에 다수의 받침돌기가 구성된 받침부재를 고정시킨다음 진공공간에 보온 단열기능이 우수하며 호기성 미생물을 함유한 단열부재를 충진시킨후 공간부를 밀폐부재로 용접 밀폐시키면 단열부재에 함유된 호기성 미생물이 공간부내의 공기를 소진시키므로서 높은 진공상태를 유지할수 있도록하며 받침 부재의 표면에는 이산화티늄 코팅층을 구성시켜 단열 효과를 높이고 외장패널 뒷면에는 탄성부재를 구비시켜 외장 패널의 설치시 수평유지가 용이하도록 하고 완충효과가 있도록 한것이다.

Description

진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장 패널 및 그의 진공방법{external panel for architecture with insulation functionand method for vacuum the same}

본 발명은 주거용 건축물이나 일반 건축물에 보온 단열 기능을 부여하기 위하여 건축물의 바깥면에 부착시공되는 진공 단열기능을 갖는 외장 패널 및 그의 진공방법에 관한 발명이다.

건축물의 단열은 지금까지는 내부에 단열층을 형성하도록 하는 실내단열이 일반적이었지만 단열성능을 향상시키기 위하여 건축물의 외부에 단열층을 형성하는 외부 단열이 필요한 시점이다.

주거용 건축물 또는 일반 건축물에 있어서 실내온도는 인위적인 냉 난방에 의한 변화를 제외하고는 외부 온도에 의하여 변화되는 것이다.

외부 온도에 의한 실내온도의 변화는 건물의 구조 즉 보온 단열시공 상태에 에 의하여 크게 차이가 나게 되는 것이며 보온 단열 효과가 우수한 자재를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 건물의 외 벽면에 부착하여 보온 단열효과를 획기적으로 높일수 있도록 한 것이다.

본 발명 보온 단열 외장 패널은 패널내부의 공극부에 특수한 진공방법을 적용하므로서 진공기능을 획기적으로 향상시켜 보온 단열효과를 높이고 패널의 설치기능과 내구성을 향상시키는 것이다.

종래에도 건축물의 보온 단열을 목적을 제조되는 단열 패널과 단열재가 많이 알려지고 있다.

또한 실내 온도를 놀이기 위한 수단으로 태양열을 이용한 난방 방법이나 투과되는 햇빛을 이용하기 위하여 유리를 소재로 하는 커튼 월 구조의 외장재들이 이용되고 있는 것이다 .

그러나 이와 같은 방법들은 보온 단열기능이 매우 미약하여 최근 에너지 난에 대응 하기위한 패시브 하우스 또는 제로 하우스가 목적으로 하는 보온 단열기능을 도저히 충족시킬 수가 없는 것이다.

또한 보온 단열을 목적으로한 선행기술들도 많이 알려지고있다.

등록실용신안 제0420049호"열반사 단열재"(이하 선행기술1이라고 함)

공개특허 제2007-37274호"진공판넬"(이하 선행기술2라고 함)

미국특등록 제05968287호"발전시설을 갖는 건축용패널"(이하 선행기술3이라고 함)

상기 선행기술1은 열반사 단열재를 개선하는 것으로 외부로부터 전도되는 복사열이나 내부의 열기가 외부로 유출되는 것을 방지하기위한 단열재에 관한 것이다.

그 구성을 보면 각각재질을 달리한 여러 개층의 단열층을 구성시켜서 단열효과를 높이고자 한것으로 보온성이 높은 부직포층으로 구성되는 제1단열층과,

방음 단열 완충기능을 가지는 발포 가교재질로 형성되는 제2단열층과,

많은 에어셀을 구비한 제3단열층으로 구성되는 것이다,

또한 제1단열층과 제3단열층의 외면에는 복사열의 차단과 반사성이 우수한 알미늄시트를 부착하는 구성이다.

이와 같은 구성으로 이루워진 선행기술1은 제1~3의단열층에 의한 단열층에의하여서만이 단열기능을 발휘하게 되므로 진공에의한 높은 단열효과는 기대할 수가없는 것이다.

그리고 내구성 등이 취약하여 건물의 외장단열 패널로는 부적합한 것이다,

상기 선행기술2는 진공판넬에 관한것으로 판넬을 구성하는 상하 진공 포장재의 내부를 공간으로 구성하고 공간부에 상하판넬 지지대와 공간형성부재 및 단열재와 단열필름 단열시트를 개입시켜서 단열효과를 높이는 것으로 그 용도는 냉장고 캐비넷과 같은 소재로 이용되는 것이며 항시 햇빛이나 온도차가 심한 실외에 노출되는 건축용 부재로는 부적합한 것이다.

또한 물리적 진공방법(강제 진공 등) 이 배제되므로서 진공압력이 낮아 단열기능이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.

상기 선행기술3은 발전시설을 갖는 건축용패널에 관한것으로 건축물의 천정부재 등으로 이용되는 패널로 부터 태양열 에너지를 흡수하여 전기에너지를 얻는 시스템이다.

단열효과를 높이기위한 시스템을 구성하기 위하여 여러가지 재질의 단열재를 적층한 구성이다.

그러나 이와같은 구성은 흡수된 에너지의 손실을 막기 위한 것으로 건축물의 외기 단열부재로는 부적합한 것이다.

그리고 진공방법이나 구조를 부여하여 보온 단열기능을 목적으로 하는 단열 건축용부재들의 진공방법으로는 강제 흡입방법이 널리 알려지고 있으나 강제 흡입방법은 단열부재의 공간부 공기를 콤프레셔를 이용하여 강제 흡입한다음 흡입공을 폐쇄시키는 방법인데 이와같은 방법은 단열부재의 제조공정이 매우복잡하고 순간적으로 흡입공을 폐쇄 시켜야하므로 진공압력 유지에 어려움이 있게되고 흡입공의 폐쇄상태가 양호하지 못했을 때 진공기능이 크게 떨어지는 문제점이 있게되는 것이다.

본 발명은 상기한 종래 보온 단열용 외장 패널의 문제점을 해결하기 위하여 패널의 커버체에 보온 단열 및 외기 차단기능이 우수한 소재를 내장시키고 충분한 공극 형성과 획기적인 진공방법에 의한 단열 보온 효과와 높은 진공압력을 견딜수 있고 내 부식성 및 온도차단기능을 갖는 지지부재와 패널의 완충기능 및 설치의 용이성을 기할수 있는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제이다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여

강성과 내구성이 우수한 금속 판재로 구성되는 외장패널 본체의 내부에 다수의 지지돌기가 구성된 공간 유지부재를 고정시킨 다음 공간부에 보온 단열기능이 우수하며 호기성 미생물을 함유한 단열부재인 에어로겔(Aerogel)을 충진시킨후 진공공간부를 밀폐부재를 이용하여 용접 밀폐시키면 단열부재에 함유된 호기성 미생물이 공간부내의 공기를 소진시키므로서 높은 진공상태를 유지할수 있도록하는 것이 본 발명의 과제해결 수단이다.

이와 같은 구성 및 진공방법으로 이루워지는 본 발명은 진공에의한 보온 단열 효과가 우수하여 실외온도의 차단 및 실내온도의 손실방지 효과가 크게 향상되며 호기성 미생물을 이용한 진공방법으로 외장패널의 규격에 따라서 진공압력 조절이 용이하고 외장패널을 설치할때 건축물 외벽면의 평활상태가 균일하지 않더라도 외장패널의 설치상태를 균일하게 할수 있는 효과를 얻을 수가 있게 된다.

도1은 본 발명의 분해사시도
도2는 본 발명이 완성된 상태의 종단측면도
도3은 도2 원 표시부 확대도
도4는 본 발명이 완성된 상태의 외형 사시도
도5는 본 발명 외장패널의 설치상태 측면도

<본 발명 외장패널의 구성>

보온 단열부재를 수용하는 진공공간(11)과 내측 4방으로 고정리브(12)를 구비한 패널 커버부재(10)와,

상기 패널커버부재(10)의 내면에 접착고정되는 평판부(20')와 상기 평판부(20')의 안쪽에는 다수의 받침돌기(21)가 일체로 구성된 플라스틱제 지지부재(20)와,

상기 진공공간(11)에 충진되는 단열재(30)와,

상기 커버부재(10)의 뒷면을 용접 밀폐시키는 밀폐부재(40)를 구비하는 공지의 구성에 있어서,

상기 진공공간(11)에 충진되는 단열부재(30)는 호기성 미생물 (50)이 함유되어 있다,

상기 지지부재(20)의 표면에는 이산화티타늄 코팅층(22)을 구성한다 ,

상기 지지부재(20)와 일체로 구성되는 다수의 받침돌기(21)는 중간부가 축소면(21')으로 구성되고 내측단부는 확대 받침면(21'')으로 구성된다.

상기 밀폐부재(40)의 뒷면에는 외장패널 수평조절 및 완충기능을 가지는 탄성패드(41)가 부착된다.

도면중 미설명부호 (60)는 패널 고정공을 보인것이다.

<본 발명 외장패널의 진공방법>

외장패널을 구성하는 패널커버부재의 진공공간에 충진되는 85~90중량%의 분말상태의 단열재(Aerogel)에 15~10중량%의 분말상태의 호기성 미생물(유산균)을 고루 혼합하여 60~120분간 숙성시켜 호기성 미생물이 완전히 숙성 발효되도록 한다음 패널커버부재의 진공공간에 넣고 밀폐시킨다.

상기 분말상태의 에어로겔 단열재는 부피에 비하여 매우 경량이면서 공극율이 높아서 단열효과가 우수하며 분말상태의 호기성 미생물이 고루 혼합되어 신속하게 숙성되는 것이다.

*본 발명에서 외장패널의 진공방법으로 호기성 미생물을 이용하게 된 동기는,

본 출원인(발명자)은 오랫동안 유산균과 태양열 에너지분야와 건축자재의 보온 단열 분야를 연구하던 중(태양열 에너지분야 특허 등 다수보유) 호기성 미생물(유산균)을 두께가 4~5mm 정도로 두꺼운 플라스틱제 드럼통에 넣어 밀폐된 상태로 발효시키던 중 드럼통이 크게 함몰되어 찌그려진 것을 보고 콤프레셔를 이용한 강제흡입이 아닌 진공방법을 연구하게 된것입니다.

<실시 예1>

내 부식처리가된 두께1mm의철판을 이용하여 패널 커버부재와 패널 밀폐부재를 구성하여 패널 커버부재의 진공공간에 지지부재를 내장한 다음 숙성 발효된 호기성 미생물이 혼합된 단열재를 충진시킨다.

단열재가 충진된 진공공간을 밀폐부재를 이용하여 밀폐시킨다.

이렇게 밀폐되어 완성된 외장패널의 진공공간 수용 용량은 약 1리터가되며 여기에 호기성 유산균을 포함한 약50g 정도의 단열재를 충진시켜 48~70시간이 경과되면 진공공간의 진공압력은 1/10 기압 이하의 진공상태를 유지한다.

진공압력은 보온 단열수치와 비례하는 것으로 진공공간의 용량에 비하여 호기성 미생물의 함량이 높게되면 그만큼 진공압력이 높아지게되는 것으로 진공압력을 높이기 위해서는 외장패널 소재인 철판의 두께가 두꺼워저야 하며 아울러 밀폐공정등이 어려워지는 등 제조원가의 상승과 중량이 무거워지는 등의 문제가 있는것이다.

또한 외장 패널을 구성하는 철판의 두께가얇고 진공압력이 높게되면 철판 함몰현상이 일어나게 되는 문제가 있다.

상기한 구성 및 제조방법으로 이루워진 본 발명의 작용효과를 설명한다.

다수의 받침돌기 (21)가 일체로 구성된 지지부재(20)의 소재는 받침돌기(21)의구성을 감안하여 PE등의 합성수지로 구성되며 정전기 발생의 방지와 단열효과를 높이기위하여 지지부재(20)의 전체표면에 이산화티타늄 코팅층(22)를 구성시키므로서 합성수지의 정전기 발생에 의한 타물질이 붙는것을 방지하고 이산화티타늄의 특성인 단열성을 향상시키며 특히 지지부재(20)의 평판부(20')가 상기 진공공간(11)의 앞쪽내면에 부착되므로서 태양열이나 한기 등 외부기온을 차단하여 단열효과를 높이는 것이다.

상기 받침돌기(21)는 중간부를 축소면(21')으로 형성시키므로서 진공공간(11)의 면적을 넓일 수가 있어서 단열효가가 향상되며 받침돌기(21)의 내단부를 확대받침면(21'')으로 구성시키므로서 확대받침면(21'')에 받처지는 밀폐부재(40)의 받침면이 넓어저서 진공압력에 의한 함몰현상을 방지할수 있는 것이다.

상기 밀폐부재(40)의 뒷면에 부착된 탄성패드(41)는 외장패널을 건물의 벽면에 고정 설치할때 건축물의 벽면과 패널의 밀착도를 높이게 되고 특히 건물의 외 벽면이 평활하지 못할 경우나 패널 고정용 프레임의 설치 상태가 평활하지 못할 경우 패널의 설치 상태가 균일하지 못하는 것을 방지하는 것으로 상기 탄성패드(41)의 신축성을 이용하여 설치 면이 높은 곳은 피스를 더 조여서 탄성패드(41)가 수축되게 하고 설치 면이 낮은 곳은 피스를 덜 조여서 맞추면 외장패널의 설치상태가 균일하게 유지되어 건축물의 외관을 보기 좋게하며 외부충격을 완화시키는 효과가 있다.

(10):커버부재 (11):진공공간 (12):밀폐부재
(20):받침부재 (20'):평판부 (21):받침돌기 (21'):축소면 (21"):확대면
(22)이산화티타늄 코팅층
(30):단열부재
(40):밀폐부재 (41):탄성패드
(50):호기성 미생물

Claims (4)

1. 보온 단열부재를 수용하는 진공공간(11)과 내측 4방으로 고정리브(12)를 구비한 패널 커버부재(10)와,
   상기 패널커버부재(10)의 내면에 접착고정되는 평판부(20')와 상기 평판부(20')의 안쪽에는 다수의 받침돌기(21)가 일체로구성된 플라스틱제 지지부재(20)와,
   상기 진공공간(11)에 충진되는 단열재(30)와,
   상기 커버부재(10)의 뒷면을 용접 밀폐시키는 밀폐부재(40)를 구비하는 공지의 구성에 있어서,
   상기 진공 공간(11)에 충진되는 단열부재(30)는 호기성 미생물 (50)이 함유되어 있는것을 특징으로 하는 진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장패널,
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재(20)의 표면에는 이산화티타늄 코팅층(22)이 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장패널,
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재(20)와 일체로 구성되는 다수의 받침돌기(21)는 중간부가 축소면(21')으로 구성되고 내측단부는 확대 받침면(21'')으로 구성되는것을 특징으로 하는 진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장패널.
   
4. 85~90중량%의 분말상태 단열재에 15~10중량%의 분말상태의 호기성 미생물을 고루 혼합하여 60~120분간 숙성시켜 호기성 미생물이 완전히 숙성 발효되도록 한 다음 패널 커버부재의 진공공간에 충진하여 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 진공 단열 기능을 갖는 건축용 외장패널의 진공방법.
   
   

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