KR101203070B1 - 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 건축물에 설치되는 커튼월 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 채광(투시/투광)의 목적으로 일반 건축물 또는 고층 건축물의 외피로 설치되는 커튼월 창호 있어서, 화재 발생시 단열성 확보를 위하여 사용되어지는 합성수지계 단열재의 낮은 용융온도로 인해 발생될 수 있는 단열재 융해와 이로 인한 유리벽의 이탈과 붕괴를 지연 또는 차단하기 위해 커튼월 창호의 구조적 강도를 확보하면서 내화성능을 극대화하고, 합성수지계 단열재의 미설치로 인하여 상대적으로 낮아진 단열성능을 극대화하기 위한 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호에 관한 것이다.

Description

단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호{Curtain wall window for insulation structure}
본 발명은 각종 건축물에 설치되는 커튼월 창호에 관한 것으로, 일반 건축물 또는 고층 건축물의 외피를 구성하는 커튼월 창호의 단열성 확보를 위하여 설치된 단열재의 낮은 용융온도에 의해 화재 등에 의해 발생될 수 있는 단열재 융해와 이로 인한 유리벽의 이탈과 붕괴를 지연 또는 보완하기 위하여 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호에 관한 것이다.
최근 창호관련 업종에서는 고효율 에너지 기자재 인증을 바탕으로 단열성을 높이기 위하여 각종 법령과 지침에 의해 단열성 기준을 법적으로 의무화하고 있다. 더욱이, 창호의 에너지 소비효율 등급제를 적용시켜 단열성에 대한 규제가 한층 강화되어 가고 있으며, 이러한 법적 제도를 바탕으로 관련 업계에서도 강화된 기준의 단열성능을 확보를 위하여 창호 내부의 단열재 크기와 그 설치 개수를 늘려가면서 다양한 창호의 개발을 실시하고 있다.
이러한 창호 중에서 고층 건축물이나 일반건축물에 작게는 단일층 전체, 크게는 다수층 전체의 외피를 창호로 구성하여 채광(투시/투광)의 목적으로 사용되어지는 커튼월 창호는 단열성 확보를 위하여 다수개의 단열재를 설치하고 있지만, 합성수지 계열로 이루어진 단열재는 내구성이 약하고, 강도가 약하며, 온도변화에 의한 신축이 크고, 융해온도가 대부분 100℃ 내외로 화재나 기타 열기에 의해 변형 및 붕괴의 위험을 항상 안고 있다.
이에 대한 보강이 뚜렷하게 이루어지지 못한 상황에서 건축물에 적용되어 설치된 커튼월 창호는 단열성을 확보할 수는 있으나, 화재 등에 의한 사고가 발생할 경우 대단히 큰 피해를 입게 된다.
이러한 종래의 커튼월 창호(10)는 도 4에 나타내었으며, 이는 중공(中孔)으로 이루어진 내측지지부(111)와 외기에 노출되어 유리벽을 지지하는 외측지지부(112), 내측지지부(111)와 외측지지부(112)의 열 흐름을 차단시켜주는 합성수지계 단열재(11)의 조합으로 구성되어진다.
더욱 상세하게는 내측지지부(111)와 외측지지부(112) 결합부에 단일개 혹은 다수개의 합성수지계 단열재(11)를 넣고, 유리벽(200)을 삽설시켜, 내측지지부(111) 모서리와 외측지지부(112) 모서리를 유리벽 고정용 실런트 코킹(12)으로 마감하여 단열효과를 발휘하게 된다.
상기와 같은 종래의 커튼월 창호(10)는 내측지지부(111)와 외측지지부(112) 사이에 삽설된 단일개 혹은 다수개의 합성수지재 단열재(11)에 의하여 열전도율이 높은 커튼월 구조체의 열교 현상을 차단하게 된다.
하지만, 단열성 확보를 위하여 삽설된 합성수지계 단열재(11)의 융해온도가 100 내외로 매우 낮아 커튼월의 주재료로 사용되어지는 스틸의 융해온도 1540, 알루미늄의 융해온도 650에 비해 화재에 매우 취약하게 된다.
이러한 커튼월 창호(10)는 화재 발생시 금속재의 커튼월 구조체 보다 내측지지부(111)와 외측 지지부(112)를 연결시켜주는 합성수지계 단열재(11)가 먼저 융해되어 커튼월 창호의 붕괴와 분리를 초래하게 되어 대형 사고로 이어지게 된다.
이는 결과적으로 장시간의 화재나 국부적 화재 시 짧은 시간 내에 합성수지계 단열재(11)의 형태나 강도 등이 크게 감소하게 되고, 중량(重量)의 유리벽을 지지하지 못하여 이탈과 붕괴로 이어져, 심각한 인명 및 재산에 피해를 입으며, 화재 후 재사용 또한 어렵게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 외부에서 프레임이 유리벽 사이로 노출되는 노출형 커튼월과 유리벽 사이로 은폐되어 보이는 은폐형 커튼월로 구분되어지는 커튼월 창호(10)에 있어서 주요 구성 재료인 알루미늄과 스틸 등의 열전도율이 높은 금속성 주재료를 절단 및 타공 또는 홀 가공하여 열교를 차단하고, 그 절단 및 타공 또는 홀 가공된 개공부를 단열?내화성 테이프 등을 이용, 밀폐시켜 정체 공기에 의한 단열성을 확보하여, 단열성을 확보한 내화구조의 커튼월 창호(10)를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 투시와 투광을 목적으로 고층건축물과 일반 건축물의 외측 벽의 일부 혹은 전면에 설치되는 노출형 및 은폐형 커튼월 창호(100)에 있어서,
상기 커튼월 창호(100)의 유리벽 지지부(113)에 단열재를 삽입치 아니하고, 단열성능을 유지하기 위하여, 설치 시 유리벽과 실런트 코킹에 의해 은폐되는 내측 지지부(111)와 유리벽 지지부(113)에 절단, 타공, 홀 가공을 통하여 내측 개공부(111a)와 유리벽 개공부(113a)를 형성시킴으로써, 금속성 부재의 열전도를 원천적으로 차단하였으며, 이 개공부를 통한 공기의 대류 열손실을 방지하기 위하여 절단 또는 타공, 홀 가공된 개공부 윗면을 단열성과 내화성이 확보된 테이프(114)를 설치하여 대류에 의한 열손실을 최소화하고, 정체공기에 의한 단열성을 최대화 하도록 하였으며, 융해온도가 100℃ 내외로 매우 낮은 합성수지계 단열재(11)를 사용치 않고, 구조적 강도와 신축변형, 높은 융해온도, 내화성 등의 장점을 지닌 금속제 재료를 그대로 사용하여 화재 발생 시 대피시간의 확보와 구조체의 붕괴와 이탈방지 등의 심각한 인명 및 재산의 피해를 최소화하도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 은폐형 커튼월 창호(100)의 유리벽 지지부(113)에 공기단열층(118)이 확보된 보강단열재(117)를 추가적으로 설치할 수 있어, 단열성능을 한층 더 향상시킴과 더불어, 화재시 합성수지계 단열재(11)가 융해되어 변형이 되더라도 커튼월 창호(100)에 구조적 영향을 미치지 않도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 따른 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호(100)는 융해온도가 100 내외로 매우 낮아 화재에 의한 변형과 융해, 붕괴 등의 위험이 많은 합성수지계 단열재(11)를 삽입하지 않고, 커튼월의 주재료로 사용되어지는 스틸과 알루미늄을 그대로 사용함으로써 화재 발생시 야기될 수 있는 문제점에 대한 내열 및 내화성능을 효과적으로 향상시키는 효과가 있다.
또한, 고가의 합성수지계 단열재(11)를 사용치 않으므로 단열성능 확보를 위한 추가적 비용부담이 없어지므로 원가절감의 효과가 있다.
상기의 커튼월 창호(100)는 내화성능과 원가절감의 효과 이외에 단열성을 확보하기 위하여 내측 지지부(111)와 유리벽 지지부(113)에 각각 내측 개공부(111a)와 유리벽 개공부(113a)를 형성시켜 열전도율이 높은 커튼월 창호 구조체의 열전도를 다중으로 차단시켰으며, 단열성과 내화성을 보유한 테이프(114)로 개공부의 윗면을 테이핑하여 오픈된 내부공간을 분절시켜 내부공간의 대류에 의한 열손실을 최소화하여 단열재가 미설치된 커튼월 창호(100)의 단열성능을 획기적으로 상승시키는 효과가 있으며, 은폐형 커튼월 창호에서는 공기단열층(118)이 형성된 보강단열재(117)를 삽설하여 정체공기에 의한 단열과 보강단열재에 의한 단열성능을 추가적으로 향상시키는 효과가 있다.
또한, 유리벽의 지지와 커튼월 창호(100)의 자체중량을 지지하기 위하여 유리벽 지지살(115)과 내측 지지살(116)을 각각의 내측 개공부(111a)와 유리벽 개공부(113a) 사이에 구비토록 하여 커튼월 창호(100)의 구조적 강도 확보와 함께 자체 중량을 경량화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호가 적용된 개략적인 사용상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호의 적용에 대한 개략적 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호가 적용된 단열부위 열교차단에 대한 세부적 성능분석 상태도이고,
도 4는 종래의 커튼월 창호에 대한 개략적 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명의 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호(100)는 도 1과 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 고층 건축물 또는 일반 건축물의 외기에 면하는 측벽의 전체 혹은 일부를 투광과 채광이 가능하도록 고정 구비되는 커튼월 창호(100)로 외부에서 프레임이 노출되어 보이는 노출형 커튼월(오픈타입)과 프레임이 은폐되어지는 은폐형 커튼월(히든타입)으로 나뉘어져 구성된다.
상기의 노출 또는 히든타입의 커튼월 창호(100)는 실내에 노출되어 보이는 중공(中孔)형태의 내측 지지부(111)와 외부에 노출되어 유리의 이탈을 방지하는 외측 지지부(112), 내측 지지부(111)와 외측 지지부(112) 사이에서 유리의 하중을 지지하는 유리벽 지지부(113)로 구성되어 있으며, 내측 지지부(111) 중 유리벽 지지부(113)와 이어지는 커튼월 부재의 측면에 오픈된 내측 개공부(111a)를 커튼월 창호(100)에 작용하는 허용응력에 따라 내측 지지살(116)의 크기를 달리하여 유리벽 지지부(113) 길이방향을 축으로 상?하대칭으로 형성시키고, 그 윗면에 단열성과 내화성을 보유한 테이프(114)가 접착 설치되어 구성되어진다.
상기의 유리벽 지지부(113)에는 유리벽의 하중을 지지할 수 있도록 유리벽 지지살(115)을 형성시켜 유리벽 개공부(113a)와 함께 설치하여 구비토록 하며, 설치된 유리벽 개공부(113a)의 윗면에 단열?내화 테이프(114) 접착시켜 구성되어지며, 추가적으로 공기단열층(118)이 구비된 보강단열재(117)를 삽설하여 단열?내화 테이프(114)의 역할을 대체하면서 공기단열층(118)에 의한 정체공기 단열과 보강단열재(117)에 의한 열전도차단 등 추가적 단열성능 향상을 기대할 수 있으며, 화재시 단열재가 융해되어도 구조적 영향을 미치지 않도록 구성되어진다.
상세하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 합성수지계의 단열재(11)를 삽설하지 않은 상태에서 상부 유리벽(200a)으로부터 하부 유리벽(200b)으로 이어지는 열교차단의 흐름을 내측 지지부(111)의 유리벽과 마주하는 측면에 내측 개공부(111a)를 유리벽 지지부(113)를 기준으로 대칭시켜 형성함으로써, 열교차단의 단열성능을 1차적으로 향상시켰으며, 상부 유리벽(200a)과 하부 유리벽(200b)을 바로 이어주도록 유리벽 끝단에 유리벽 개공부(113a)를 형성시켜 열교차단의 단열성능을 2차적으로 향상시켜, 커튼월 창호(100)에 2중의 단열효과 적용하여 열교차단의 단열성능을 극대화시켰으며, 융해온도가 높은 커튼월 창호(100)의 금속제 원재료의 사용으로 방화 및 내화성능을 향상시키는 효과가 있다.
따라서 본 발명의 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호(100)는 내열 및 내화성능이 현저하게 떨어지는 합성수지계의 단열재(11)를 제거하여 화재 발생시 커튼월 창호(100)의 융해로 인한 유리벽 또는, 구조체의 이탈과 붕괴를 방지 및 지연시킬 수 있도록 하였으며, 창호의 구조체에 유리벽과 커튼월 자체 중량을 지지할 수 있도록 허용응력에 맞추어 유리벽 지지살(115), 내측 지지살(116)을 형성시키고 그 외의 내측 개공부(111a)와 유리벽 개공부(113a)의 불필요한 부재를 제거시킴으로써, 경량화와 원가절감의 효과를 극대화하였다.
또한, 단열?내화 테이프(114)를 내측 개공부(111a)와 유리벽 개공부(113a)의 윗면에 접착 마감시킴으로써, 정체공기에 의한 단열효과와 유리벽의 열교차단을 이어주도록 하여 단열성능을 효율적으로 극대화시킨 장점을 가진다.

그리고 상기에서 설명한 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 창호와 종래의 창호에서 사용하는 동일한 명칭에 대하여는 동일한 부호를 사용하고 있다.
10:종래의 커튼월 창호 11:합성수지계 단열재 12:실런트 코킹
100:커튼월 창호 200:유리벽
200a:상부 유리벽 200b:하부 유리벽
111:내측 지지부 112:외측 지지부 113:유리벽 지지부
111a:내측 개공부 113a:유리벽 개공부
114:단열?내화 테이프 115:유리벽 지지살 116:내측 지지살
117:보강단열재 118:단열공기층

Claims (6)

  1. 고층 건축물 또는 일반 건축물의 단층 전체 또는 다수층의 일부 혹은 전체를 채광의 목적으로 유리벽(200)을 둘러싸고, 이를 지지하기 위한 노출형 커튼월과 은폐형 커튼월 창호(100)에 있어서,
    상기 노출형 및 은폐형 커튼월 창호(100)의 단열?내화성능을 개선시키기 위해 커튼월 구조체 내부의 내측 지지부(111)와 유리벽 지지부(113)를 절단, 타공, 홀 가공을 실시하여 오픈된 개공부를 형성시켜 구비하고,
    상기 각 지지부(111, 113)의 오픈된 내측 개공부(111a)와 내측 지지살(116), 유리벽 개공부(113a)와 유리벽 지지살(115)의 윗면에 단열성과 내화성을 보유한 테이프(114)를 접착시켜 내화성 및 대류 차단에 의한 단열성이 향상되도록 구비하고,
    상기 은폐형 커튼월 창호(100)에서는 단열?내화테이프(114)를 대체하여 공기단열층(118)이 구비된 보강단열재(117)를 대체 삽입할 수 있도록 하여 단열성능을 효과적으로 발휘, 내화성능을 극대화시킨 것을 특징으로 하는 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커튼월 창호(100)에서 내화성능을 향상시키기 위하여 용융온도가 낮은 합성수지계 단열재(11)를 설치하지 않은 중공(中孔) 형상의 내측 지지부(111)의 유리벽(200)과 인접한 측면에 내측 지지살(116)을 형성시켜, 유리벽 지지부(113)의 중심을 기준으로 상?하대칭되도록 내측 개공부(111a)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커튼월 창호(100)에서 내화성능을 향상시키기 위하여 용융온도가 낮은 합성수지계 단열재(11)를 설치하지 아니한 유리벽 지지부(113)에 유리벽 지지살(115)을 형성시켜 유리벽(200)의 하중을 직접적으로 지지하고, 유리벽 개공부(113a)를 설치 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 단열성을 개선한 내화구조 커튼월 창호.
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