KR101239547B1 - 에너지 절약형 이중창호 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 따른 에너지 절감형 이중창호 시스템은 프레임(10)과, 프레임(10)에 설치되는 실내 창틀부(20) 및 실외 창틀부(30)를 포함한다. 실내 창틀부(20) 및 실외 창틀부(30)는 실내 창틀 및 실외 창틀에 실내측창(22) 및 실외측창(32)이 결합된 구조를 가지며, 실내측창(32)은 실내 중앙창(35)과, 실내 중앙창(25) 양측에 위치하여 개폐 가능한 실내 좌우측창(26,27)으로 구분되고, 실외측창(32)은 고정된 실외 하부창(33)과, 개폐 가능한 실외 상부창(34)으로 구분된다. 실내 창틀부(20)와 실외 창틀부(30) 사이의 공간에는 중공층(40)이 형성되며, 상기 중공층에는 일정 간격을 두고 이격되게 설치된 두 개의 구획부재(42,42')가 설치되고, 일측 구획부재(42)의 하단에는 하부 사이드벤트(43)가, 타측 구획부재(42')의 하단에는 하부 사이드벤트(44)가 형성되어 중공층(40) 내부의 공기를 순환시키도록 한다.

Description

에너지 절약형 이중창호 시스템{A double window system for energy saving}

본 발명은 건축물에 설치되는 이중창호 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 냉난방 부하를 줄여 에너지를 절약하도록 하는 에너지 절약형 이중창호 시스템에 관한 것이다.

재실자의 건강과 환경상의 위해 예방차원에서 실내공기질의 중요성이 점점 부각되고 있다. 일반적으로 재실자들로부터 방출되는 물질이 실내 공기오염의 주원인으로 취급되어 왔으나 최근 연구에서는 실내공기의 오염원인은 재실자보다도 실내의 가구나 내장재로, 카페트 등을 포함한 건축물 자체에서 기인되는 것으로 보고되는 바 실내공기의 오염원인을 제거하여 실내환경을 개선할 필요가 있으며, 이를 위해서는 실내공기를 환기시키는 것이 무엇보다도 필요하다.

한편, 최근에는 초고층 건축물이 많이 지어지는데 고층부의 경우에는 풍압때문에 자연환기가 곤란하고 또한 악천후 속에서는 창호개방이 어려워 자연환기를 하기 어렵다. 따라서 실내공간 전체에 기계식 환기시스템을 주로 도입하는데, 이러한 기계식 환기시스템은 자연환기에 비해 재실자가 느끼는 쾌적함이나 공기의 질이 좋지 않고 또한 에너지 사용에 따른 문제가 있어서, 이를 해결하기 위해 이중창호 구조가 사용된다.

이중창호 구조는 다양하나 환기를 위해 외기를 도입하는 이중창호 구조는 실외창호와 그 사이에 일정 간격을 두고 실내창호가 이중으로 설치되는 구조로써, 실외창호는 외풍을 막아주는 역할을 하고 실내와 접한 실내창호는 창문의 개폐를 통해 실내로의 외기 유입을 가능케 한다. 그리고, 실외창호와 실내창호 사이의 공간에 의해 방음과 단열 효과를 증대시키게 된다. 한편, 실외창호에는 외기도입을 위해 일반적으로 환기구 또는 외기도입구가 형성된다. 이러한 이중창호 구조는 주로 자연환기가 되지 않는 비주거용 타입에 적용되어 외기를 도입하여 자연환기를 가능케 하여 쾌적한 실내환경을 제공함과 동시에 실내외창호 사이의 공간으로 인해 난방기 환기 열손실을 줄이는 이점이 있다.

그러나, 최근에는 주거용 고층 건물이 많이 지어지는데, 비주거용이 아닌 주거용 타입 건물에는 창을 개폐하는 창호가 적용되므로 창호의 개폐로 인한 난방에너지 손실이 문제가 될 수 있다. 또한, 외기의 도입이 자연스러워 이중창호 시스템의 외기도입이 크게 장점으로 작용되지 않으며, 기존의 이중창호 구조의 실외창호에 형성된 외기도입구(환기구)는 창호의 기밀성을 저하시켜 단열성능에 영향을 미치며 난방기에는 결로현상이 발생하는 문제점이 있어 이중창호 구조의 적용이 쉽지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 외기도입구를 적용하지 않고 환기를 극대화시킬 수 있으며 냉난방 에너지를 줄이도록 하는 에너지 절감형 이중창호 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지 절감형 이중창호 시스템은, 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 실내 창틀부 및 실외 창틀부를 포함한다. 상기 실내 창틀부 및 실외 창틀부는 실내 창틀 및 실외 창틀에 실내측창 및 실외측창이 결합된 구조를 가지며, 상기 실내측창은 실내 중앙창과, 상기 실내 중앙창 양측에 위치하여 개폐 가능한 실내 좌우측창으로 구분되고, 상기 실외측창은 고정된 실외 하부창과, 개폐 가능한 실외 상부창으로 구분된다. 상기 실내 창틀부와 실외 창틀부 사이의 공간에는 중공층이 형성되며, 상기 중공층에는 일정 간격을 두고 이격되게 설치된 두 개의 구획부재가 설치되고, 일측 구획부재의 하단에는 하부 사이드벤트가, 타측 구획부재의 상단에는 상부 사이드벤트가 형성되어 중공층 내부의 공기를 순환시키도록 한다.

상기 실외 상부창은, 상기 실내측창의 실내 중앙창 및 실내 좌우측창 각각에 대응되는 위치에 형성되는 고정된 실외 상부 중앙창 및 개폐 가능한 실외 상부 좌우측창으로 구분된다.

상기 상부 및 하부 사이드벤트는 상기 실내 중앙창과 상기 실내 좌우측창의 양 경계지점의 대응되는 곳에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 실외 하부창은 태양광 모듈로 형성될 수 있다.

또한, 상기 중공층에는 차양막이 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면 외기도입구 없이 중공층에 사이드벤트를 형성하여 중공층 내에서 공기를 순환시켜 기존 이중창호 구조의 장점인 예열효과를 동일하게 달성할 수 있으며, 또한 기존의 외기도입구 도입으로 인한 창호의 기밀성이 저하되는 문제점을 해결하여 창호의 단열성능을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 자유롭게 창호 개폐가 가능하여 환기를 극대화할 수 있으며, 차양막을 적용하여 냉방기에 일사로 인한 냉방부하를 줄여 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있게 된다. 또한 실외측창에 태양광모듈을 일체화하여 전기에너지를 생산함으로써 전력소비를 줄이며 중공층의 공기순환으로 후면의 발열을 제거해 발전효율을 높이는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템의 평면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템의 종단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템의 실내측에서 본 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템의 실외측에서 본 정면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템의 실외측에서 본 사시도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절약형 이중창호 시스템을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이중창호 시스템은 건물의 벽체에 설치되어 전체 틀을 형성하는 프레임(10)과, 프레임에 설치되는 실내 창틀부(20) 및 실외 창틀부(30)를 포함한다. 실내 창틀부(20)는 다수의 실내 창틀에 다수의 실내측창(22)이 결합된 것을 의미하며, 실외 창틀부(30) 역시 다수의 실외 창틀에 다수의 실외측창(32)이 결합된 것을 의미한다. 즉, 실내측창(22) 또는 실외측창(32)은 각각의 대응되는 실내 창틀 또는 실외 창틀에 결합되며, 이 실내측창 또는 실외측창이 결합된 실내 창틀 또는 실외 창틀이 프레임(10)에 결합되어 고정되거나 개폐 가능하도록 설치된다. 따라서, 혼돈을 피하기 위해 각각의 실내 창틀 또는 실외 창틀에는 부호를 병기하지 않았으며, 후술에서 실내측창 또는 실외측창이 고정되거나 또는 개폐 가능하다는 의미는, 실내측창 또는 실외측창이 각각의 대응되는 실내 창틀 또는 실외 창틀에 결합되어 프레임(10)에 상대적으로 고정되거나 개폐 가능하다는 것을 의미한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 실내측창(22)은 세로 방향으로 3등분 되며 도시된 바와 같이 실내 중앙창(25)과, 실내 중앙창(25) 양측에 위치하는 실내 좌측창(26) 및 실내 우측창(27)을 포함한다. 실내 중앙창(25)은 좌우측으로 슬라이딩 가능하게 이동할 수 있어, 후술할 중공층 내부의 청소 및 차양막의 유지 보수를 할 수 있다.실내 좌우측창(26,27)은 슬라이딩 방식 또는 틸트 방식으로 개폐 가능하도록 설치된다. 한편, 도시된 바와 같이 실내측창(22)은 모두 복층유리로 형성된다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 실외측창(32)은 실외 하부창(33)과 실외 상부창(34)의 상하로 구분된다. 여기서 실외 하부창(33)은 프레임(10)에 고정되어 있어 개폐할 수 없으나, 실외 상부창(34)은 개폐 가능하도록 설치된다.

실외 상부창(34)은 구체적으로 중앙에 위치한 실외 상부 중앙창(35)과, 실외 상부 중앙창(35)의 양측에 위치하는 실외 상부 좌측창(36) 및 실외 상부 우측창(37)을 포함한다. 여기서 실외 상부 중앙창(35)은 고정되어 있고, 실외 상부 좌우측창(36,37)은 슬라이딩 방식 또는 틸트 방식으로 개폐 가능하도록 설치된다. 한편, 고정창인 실외 하부창(33) 역시 3개의 부분 즉, 중앙창과 좌우측창으로 구분되도록 설치된 것이 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되니 않으며 하나의 창으로 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 실외 하부창(33)은 태양광 모듈로 형성된다. 이렇게 태양광 모듈로 형성됨으로써, 에너지를 생산함과 동시에 고정창이므로 난간 역활을 하게 된다. 태양광 모듈 후면에는 후술할 중공층(40)이 형성되어 있어 중공층 내부에서 공기가 순환되어 태양광 모듈 후면부의 발열현상으로 인한 발전효율 저하를 개선하는 이점이 있다.

다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 실내 창틀부(20)와 실외 창틀부(30) 사이에는 공간이 생기는데, 이 공간의 중앙부 공간에는 중공층(40)이 형성된다. 중공층(40)은 프레임(10)에 설치되는 양 구획부재(42,42')에 의해 좌우 공간과 단절되어 있다. 한편, 일측 구획부재(42)의 하단에는 하부 사이드벤트(43)가, 타측 구획부재(42')의 상단에는 상부 사이드벤트(44)가 형성된다. 이 상부 및 하부 사이드벤트(43,44)를 통해 중공층(40) 내부의 예열된 공기는 순환하여 실내로 유입하게 되고 따라서 환기로 인한 난방에너지 손실을 줄이게 된다. 자세한 동작은 후술하기로 한다. 한편, 사이드벤트의 위치는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 실시예와 반대로 일측 구획부재(42)의 상단에 상부 사이드벤트가 형성될 수 있고, 타측 구획부재(42')의 하단에 하부 사이드벤트가 형성될 수 있으며, 또는 양측 구획부재(42,42')의 상하단 각각에도 형성될 수 있다.

양 사이드벤트(43,44)가 형성되는 위치 즉, 구획부재(42,42')가 설치되는 위치는, 실내 중앙창(25)의 양 끝점 즉, 실내 중앙창(25)과 실내 좌우측창(26,27)의 양 경계지점에 각각 형성된다. 실내 중앙창(25)과 실내 좌우측창(26,27)의 양 경계지점은 실외 상부창(34)의 실외 상부 중앙창(35)과 실외 상부 좌우측창(36,37)의 양 경계지점과 동일하다.

한편, 도 2를 참조하면, 중공층(40) 내부에는 차양막(50)이 설치되어 실내로 유입되는 일사를 차단하게 되어, 냉방에너지를 절감하는 효과가 있다. 본 실시예에서는 차양막(50)의 형태가 롤 형식인 것이 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다양한 구조의 차양막(50)이 설치될 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감형 이중창호 시스템의 동작을 살펴보기로 한다.

먼저, 실내측창(22)(엄밀히 말하면 실내측창(22)의 실내 좌우측창(26,27))은 폐쇄되어 있고 실외측창(32)(엄밀히 말하면 실외 상부창(34)의 실외 상부 좌우측창(36,37))은 개방되어 있는 경우를 살펴보기로 한다. 실외 하부창(33)은 고정되어 있으므로 실외 상부창(34)의 개방으로 인해 외기는 도입되어 중공층(40)에서 예열되고, 또한 실외 하부창(33)에 일체로 형성된 태양광 모듈이 발전하면서 후면부는 지속적으로 열을 방출하여 이로 인해 도입된 외기는 중공층(40) 내부에서 점점 예열된다. 이렇게 도입된 외기는 태양광 모듈 후면부의 열을 제거하므로 태양광 모듈의 발전효율을 높임과 동시에 태양광 모듈 후면부의 열을 활용하여 중공층(40)의 예열효과를 높이는 이점이 있다.

도입된 외기는 하부 사이드벤트(43)를 통해 중공층(40)으로 유입되고, 예열된 공기는 상층부로 이동하여 상부 사이드벤트(44)를 통해 빠져나가게 되므로, 중공층(40) 내부의 공기는 지속적으로 순환되게 된다. 이 때, 실내측창(22)이 개방되면 예열된 중공층 내부의 공기는 실내로 유입되고 이렇게 예열된 공기로 인해 실내 에너지 손실을 줄이므로 난방부하를 줄이는 역할을 하여 결국 난방에너지 손실을 줄일 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 실내측창(22) 및 실외측창(32)이 모두 폐쇄되어 있는 경우를 살펴보기로 한다. 실내측창(22)과 실외측창(32) 모두 폐쇠시 중공층 내부의 공기는 가열되고 가열된 공기는 상층부로 이동하게 된다. 이 때, 실내측창(22)이 개방되면 가열된 공기는 실내로 유입되고 또한 실외측창(32) 역시 개방되면 실외측에서 차가운 외기가 도입되면서 중공층의 가열된 공기가 실내측으로 밀려서 유입되게 된다.

한편, 냉방기의 경우 중공층(40) 내부에 설치된 차양막(50)을 작동하게 되면, 차양막(50)으로 인해 일사는 차단되고 차단된 일사는 중공층 내로 유입되어 중공층의 온도를 상승시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10. 프레임 20. 실내 창틀부
22. 실내측창 25. 실내 중앙창
26. 실내 좌측창 27. 실내 우측창
30. 실외 창틀부 32. 실외측창
33. 실외 하부창 34. 실외 상부창
35. 실외 상부 중앙창 36. 실외 상부 좌측창
37. 실외 상부 우측창 40. 중공층
42,42'. 구획부재 43. 하부 사이드벤트
44. 상부 사이드벤트 50. 차양막

Claims (5)

1. 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 실내 창틀부 및 실외 창틀부를 포함하는 에너지 절약형 이중창호 시스템에 있어서,
   상기 실내 창틀부 및 실외 창틀부는 실내 창틀 및 실외 창틀에 실내측창 및 실외측창이 결합된 구조를 가지며,
   상기 실내측창은 실내 중앙창과, 상기 실내 중앙창 양측에 위치하여 개폐 가능한 실내 좌우측창으로 구분되며,
   상기 실외측창은 고정된 실외 하부창과, 개폐 가능한 실외 상부창으로 구분되며,
   상기 실내 창틀부와 실외 창틀부 사이의 중앙부 공간에는 중공층이 형성되며, 상기 중공층은 상기 프레임에 길이방향으로 설치되는 양 구획부재에 의해 좌우 공간과 단절되고, 일측 구획부재의 하단에는 하부 사이드벤트가, 타측 구획부재의 상단에는 상부 사이드벤트가 형성되어 중공층 내부의 공기를 순환시키도록 하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 이중창호 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 실외 상부창은, 상기 실내측창의 실내 중앙창 및 실내 좌우측창 각각에 대응되는 위치에 형성되는 고정된 실외 상부 중앙창 및 개폐 가능한 실외 상부 좌우측창으로 구분되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 이중창호 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 실외 하부창은 태양광 모듈로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 이중창호 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부 및 하부 사이드벤트는 상기 실내 중앙창과 상기 실내 좌우측창의 양 경계지점의 대응되는 곳에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 이중 창호 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 중공층에는 차양막이 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 이중창호 시스템.

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