KR101243695B1 - 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물 - Google Patents

진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물 Download PDF

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김준태
김진희
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물에 관한 것이다.
본 발명의 건축용 단열재는, 탄성을 갖는 재질로 이루어져 있으며 가장자리의 안쪽에 패널내장홈이 형성되어 있는 내장홈형성체; 상기 내장홈형성체의 패널내장홈에 위치되어 있는 진공단열패널; 및 내장홈형성체의 패널내장홈에 결합되어 진공단열패널이 외부에 노출되는 것을 방지하고, 충격을 흡수하는 재질로 되어 있어 진공단열패널 방향으로 가해지는 충격을 흡수하는 내장홈차단체;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 건축용 단열재는, 외부로부터의 충격을 흡수하도록 탄성을 갖는 재질로 이루어진 내장홈형성체와 내장홈차단체의 의해 진공단열패널이 감싸진 형태로 되어 있어 외부로부터의 충격에도 진공단열패널이 보호되고, 진공단열패널과 진공단열 패널 사이를 통한 열손실이 방지되므로 단열을 위한 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능이 확보 및 유지된다.

Description

진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물{INSULATOR FOR BUILDING HAVING VACUUM INSULATION PANEL AND BUILDING USING THE SAME}
본 발명은 단열성이 우수한 진공단열패널을 단열재로 사용하기 위한 단열재의 구조 및 그것을 사용하여 건축물을 시공하는 방법에 관한 것이다.
진공단열재(vacuum insulation)는 냉동기나 냉장고와 같은 가전 냉장기기의 에너지 효율 증진과 공간 절감을 위한 목적으로 사용되어 왔다.
한국 특허출원 제10-2007-0007965호 등에는 진공단열패널에 대하여 제시되어 있다.
진공단열재의 단열성능은 기존 단열재 보다 5～8배가 높아 제품의 크기를 작게 유지하며 높은 단열 성능을 유지하는데 유리하다.(진공단열패널(20)(vacuum insulation panel: VIP)은 기존의 무기질 단열재나 화학합성단열재에 비해 열전도율이 최대 10분의 1에 불과한 것으로 보고되고 있다.)
이와 같은 진공단열재가 우수한 단열성능을 가짐에 따라 건축물의 단열재로 사용하는 방안이 고려되기 시작하였다.
진공단열재를 사용하면 건물의 벽, 지붕, 바닥 등이 고효율의 단열성능을 갖도록 하면서도 공지의 다른 단열재를 사용하는 경우보다 얇은 단열층으로 구성하는 것이 가능하다.
최근 제로에너지, 그린, 탄소제로, 지속가능 등의 다양한 명칭이 부여된 건물이 다양하게 소개되고 있는데, 이는 건물에서 에너지 소비를 최소화하고 에너지를 생산하여 건물 자체적으로 에너지를 자립화하기 위한 노력의 일환이라고 할 수 있다.
이러한 건물을 위해서 에너지 손실을 최소화하고 단열을 보강하는 것이 매우 중요하기 때문에 단열성능이 매우 우수한 진공단열패널이 더욱 주목받고 있다.
그러나 진공단열패널을 건축물의 단열재로 사용하기에는 장애요인이 많아 상용화되지 못하고 있는 실정이었다.
구체적으로 설명하면, 진공단열패널은 특정 부분에서 손상이 발생되는 경우 진공손실이 발생되면서 단열성능이 매우 나빠지고 열관류율이 증가하는 문제점이 있는데 건축물에 시공하는 과정에서 충격을 받거나 사용상의 부주의로 인해 진공단열패널의 손상 가능성이 매우 높다는 것이다.
또, 시공된 이후에 충격을 받아 손상됨으로써 단열성능이 매우 나빠질 수 있다는 문제점도 있었다.
또, 진공단열패널과 진공단열패널 사이의 열교부위를 통한 열손실이 많은데 그 특성상 진공단열패널은 통상의 단열재보다 작은 크기로 생산되어 열교부위가 많이 발생된다는 문제점도 있었다.
한국 특허출원 제10-2007-0007965호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능을 확보 및 유지할 수 있도록 하는 것이 가능할 뿐만 아니라 시공도 용이한, 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물의 시공방법을 제공하려는데 목적이 있다.
또, 열교부위를 통한 단열성능 저하를 최소화할 수 있는 진공단열패널의 시공방법을 제공하려는 목적도 갖는다.
본 발명에서는 외부로부터의 충격을 흡수하도록 탄성을 갖는 재질로 이루어진 내장홈형성체와 내장홈차단체의 의해 진공단열패널이 감싸진 형태가 되어 외부로부터 충격으로부터 진공단열패널이 보호되고, 진공단열패널과 진공단열패널 사이를 통한 열손실이 방지되도록 한다.
이를 통하여 단열을 위한 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능이 확보 및 유지되도록 한다.
또, 별도의 연결부재를 사용하지 않고 블럭을 연결하는 방식으로 시공 가능하도록 구현할 수 있으므로 시공이 용이하다.
이러한 본 발명의 건축용 단열재는, 탄성을 갖는 재질로 이루어져 있으며 가장자리의 안쪽에 패널내장홈이 형성되어 있는 내장홈형성체를 갖는다.
또, 상기 내장홈형성체의 패널내장홈에 위치되어 있는 진공단열패널을 갖는다.
또, 내장홈형성체의 패널내장홈에 결합되어 진공단열패널이 외부에 노출되는 것을 방지하고, 충격을 흡수하는 재질로 되어 있어 진공단열패널 방향으로 가해지는 충격을 흡수하는 내장홈차단체를 갖는다.
본 발명의 건축용 단열재는, 외부로부터의 충격을 흡수하도록 탄성을 갖는 재질로 이루어진 내장홈형성체와 내장홈차단체의 의해 진공단열패널이 감싸진 형태로 되어 있어 외부로부터의 충격에도 진공단열패널이 보호되고, 진공단열패널과 진공단열 패널 사이를 통한 열손실이 방지되므로 단열을 위한 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능이 확보 및 유지된다.
본 발명에 있어서, 내장홈형성체의 가장자리에 또 다른 내장홈형성체와 결합되도록 하기 위한 결합홈과 결합돌기가 형성되어 있는 경우 진공단열패널과 진공단열패널의 결합력이 우수하고 설치가 용이하며 진공단열패널과 진공단열패널 사이를 통한 열손실이 방지되어 더욱 우수한 단열성능이 확보될 뿐만 아니라 별도의 연결부재를 사용하지 않고 블럭을 연결하는 방식으로 용이하게 시공 가능한 특징이 있다.
본 발명의 구성요소인 내장홈차단체가 내장홈형성체의 패널내장홈에 억지끼워맞춤되는 경우 진공단열패널의 보호 기능이 더욱 우수하고, 견고함을 얻을 수 있다.
본 발명의 구성요소인 내장홈차단체 중 패널내장홈에 삽입되는 부분에는 패널내장홈 내의 진공단열패널 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 경사면을 형성하고 있는 경사돌기형성부가 형성되어 있고, 내장홈형성체 중 패널내장홈의 가장자리에는 상기 경사돌기형성부의 경사면에 밀착되어 이탈이 방지되도록 하는 이탈방지경사면이 형성되어 있는 경우 내장홈차단체와 내장홈형성체의 견고한 결합력을 얻을 수 있으면서도 결합작업은 용이한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재를 설명하기 위한 개략도
A : 조립상태 단면도
B : 분해상태 단면도
도 2는 본 발명의 진동단열패널이 위치되어 있는 내장홈형성체의 평면도
도 3은 가장자리에 결합홈과 결합돌기가 형성된 내장홈형성체를 갖는 본 발명의 건축용 단열재가 시공을 위해 복수 개 연결되고, 건축용 단열재의 외측 가장자리에 마감재가 결합된 상태를 도시한 개략도
도 4는 내장홈차단체가 경사돌기형성부를 갖고, 내장홈형성체가 이탈방지경사면을 갖는 본 발명의 건축용 단열재를 도시한 개략도
A : 조립상태 단면도
B : 분해상태 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 건축물의 단열을 위해 사용되는 건축용 단열재에 관한 것이다.
그런데 본 발명은 단열성이 우수한 진공단열패널을 사용하면서도 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되고, 열교부위를 통한 단열성능 저하도 방지되어 우수한 단열성능을 확보 및 유지할 수 있는 건축용 단열재를 제공하려는 목적을 갖는다.
본 출원의 발명자는 외부로부터의 충격을 흡수하도록 탄성을 갖는 재질로 이루어진 물체에 의해 진공단열패널이 감싸진 형태가 되도록 함으로써 진공단열패널이 외부로부터의 충격에도 보호되고, 진공단열패널과 진공단열패널 사이를 통한 열손실도 최소화되도록 한다.
구체적으로 설명하면 본 발명의 건축용 단열재는, 탄성을 갖는 재질로 이루어져 있으며 가장자리의 안쪽에 패널내장홈(11)이 형성되어 있는 내장홈형성체(10)을 갖는다.
또, 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 위치되어 있는 진공단열패널(20)을 갖는다.
또, 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 결합되어 진공단열패널(20)이 외부에 노출되는 것을 방지하고, 충격을 흡수하는 재질로 되어 있어 진공단열패널(20) 방향으로 가해지는 충격을 흡수하는 내장홈차단체(30)를 갖는다.
따라서 내장홈형성체(10)와 내장홈차단체(30)에 의해 감싸진 형태로 위치되는 진공단열패널(20)은 외부로부터의 충격에도 보호되는 것이다.
또, 진공단열패널(20)의 특성상 가장자리 부분 특히 모서리부분이 매끄럽고 각진 형태를 갖지 못하므로 단순히 진공단열패널(20)과 진공단열패널(20)을 맞대어 놓는 형태는 진공단열패널(20)과 진공단열패널(20) 사이로 열손실이 많이 발생되지만 상기와 같은 구조는 진공단열패널(20)과 진공단열패널(20) 사이에 틈새가 없도록 하여 열손실을 방지할 수 있다.
즉, 내장홈형성체(10)의 측면이 비교적 매끄럽도록 하면 또 다른 내장홈형성체(10)와 밀착될 수 있는 것이다.(본 발명의 건축용 단열재와 건축용 단열재가 서로 연결됨에 있어 측면에 틈새가 없도록 밀착되어 연결되는 형태가 되는 것임)
특히, 내장홈형성체(10)가 탄성을 갖는 재질이기 때문에 밀착력이 더욱 우수한 것이다.
상기와 같은 내장홈형성체(10)나 내장홈차단체(30)는 고무 재질로 구현하여 내구성이 우수하도록 할 수 있다.
본 발명의 건축용 단열재를 사용하여 건축물을 시공할 때는 본 발명의 건축용 단열재 복수 개를 이웃하여 설치하는 형태가 되는데 복수 개의 건축용 단열재가 서로 유기적으로 연결되어 일체화되도록 하는 것이 본 발명의 목적을 고려할 때 바람직하다.
즉, 단순히 측면이 맞닿아 있는 형태가 되도록 하는 것이 아니라 측면이 맞닿아 있으면서 서로 유기적으로 연결된 형태가 되도록 할 필요성이 있는 것이다.
이를 위하여 상기 내장홈형성체(10)의 가장자리에는 또 다른 내장홈형성체와 결합되도록 결합홈(12)과 결합돌기(13)가 형성되어 있도록 할 수 있다.
즉, 어느 하나의 내장홈형성체(10)의 결합홈(12)에 또 다른 내장홈형성체의 결합돌기(13)가 삽입되어 유기적으로 연결된 형태가 되도록 하는 것이다.
이때 결합돌기(13)가 결합홈(12)에 끼워질 때 빡빡하게 끼워지는 억지끼워맞춤의 형태로 끼워지도록 하면 견고한 결합력을 얻는 동시에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 결합돌기(13)의 크기가 결합홈(12)의 크기보다 커서 결합홈(12)과 결합돌기(13) 사이에 틈새가 발생되지 않도록 하는 것이다.
더욱 견고한 결합력을 얻고자 한다면 결합홈(12)과 결합돌기(13)에 서로 걸려서 이탈이 방지되도록 하는 이탈방지걸림턱(12a, 13a)을 갖는 결합홈(12)과 결합돌기(13)가 되도록 할 수도 있다.(도 5 참조)
본 발명에 있어서, 내장홈차단체(30)는 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 억지끼워맞춤되어 견고한 결합이 이루어지도록 할 수 있다.
즉, 내장홈차단체(30)의 가장자리 크기가 패널내장홈(11)의 가장자리 보다 커 빡빡하게 끼워져 결합이 이루어지도록 하는 것이다.
이러한 구성에 의하면 내장홈차단체(30)가 내장홈형성체(10)에 결합된 상태에서 움직이지 않기 때문에 진공단열패널(20)이 패널내장홈(11)에서 이탈되는 것을 방지하는 효과가 우수한 것이다.
본 발명에 있어서, 내장홈차단체(30) 중 패널내장홈(11)에 삽입되는 부분에는 패널내장홈(11) 내의 진공단열패널(20) 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 경사면(31)을 형성하고 있는 경사돌기형성부(31)가 형성되어 있도록 할 수 있다.
또, 내장홈형성체(10) 중 패널내장홈(11)의 가장자리에는 상기 경사돌기형성부(31)의 경사면(31a)에 밀착되어 이탈이 방지되도록 하는 이탈방지경사면(11a)이 형성되어 있도록 할 수 있다.
이러한 구성은 내장홈차단체(30)와 내장홈형성체(10)가 더욱 견고한 결합력을 갖게 되고, 결합작업도 비교적 용이한 특징이 있다.
즉, 경사돌기형성부(31)의 경사면(31a)이 이탈방지경사면(11a)에 걸려서 이탈이 방지되는 것이다.
또, 경사돌기형성부(31)는 고무와 같이 탄성을 갖는 재질로 이루어져 있는 것이고, 경사면과 경사면이 맞닿는 상태가 되도록 하는 방식이어서 억지로 밀어넣어 결합하는 것도 용이한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 진공단열패널(20)이 내장된 건축용 단열재를 사용하여 건축물을 시공하는 방법은, 통상의 건축용 시공방법과 같되 단열재시공단계에서 통상의 단열재 대신 본 발명의 건축용 단열재를 사용하여 시공하는 방법이다.
즉, 단열재시공단계는, 탄성을 갖는 재질로 이루어져 있으며 가장자리의 안쪽에 패널내장홈(11)이 형성되어 있는 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 진공단열패널(20)이 위치되어 있고, 상기 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 결합되어 진공단열패널(20)이 외부에 노출되는 것을 방지하면서 진공단열패널(20) 방향으로 가해지는 충격을 흡수하는 내장홈차단체(30)를 포함하여 구성된 진공단열패널 내장형 건축용 단열재를 단열대상지역에 복수 개 위치시키는 과정을 갖는 것이다.
본 발명에 있어서, 내장홈형성체(10)의 가장자리에 결합홈(12)과 결합돌기(13)가 형성되어 있는 경우 어느 한쪽 측면에는 내장홈형성체(10)의 결합홈(12)과 결합돌기(13)에 각각 결합되는 결합돌기(43)와 결합홈(42)이 형성되어 있고 반대방향의 측면은 일직선의 평면을 형성하고 있는 마감재블럭(40)을 구비할 필요성이 있다.
즉, 본 발명의 건축용 단열재가 복수 개 연결되어 있을 때 결합돌기(13)와 연결되지 않은 결합홈이 발생(가장 바깥쪽에 위치되는 단열재에 발생)되고, 이와 같이 결합돌기(13)와 결합되지 못한 결합홈은 단열이 이루어지지 못하는 공간을 형성하는 형태가 된다.
따라서 이와 같은 공간(결합돌기(13)와 결합되지 못한 결합홈)을 마감재블럭의 결합돌기(43)으로 메워 주어서 도 3과 같은 형태가 되도록 하는 것이다.
10. 내장홈형성체 11. 패널내장홈
11a. 이탈방지경사면 12. 결합홈
12a. 이탈방지걸림턱 13a. 이탈방지걸림턱
13. 결합돌기 20. 진공단열패널
30. 내장홈차단체 31. 경사돌기형성부
31a. 경사면 40. 마감재블럭
42. 결합홈 43. 결합돌기

Claims (7)

  1. 건축용 단열재에 있어서,
    탄성을 갖는 재질로 이루어져 있으며 가장자리의 안쪽에 패널내장홈(11)이 형성되어 있는 내장홈형성체(10);
    상기 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 위치되어 있는 진공단열패널(20); 및
    상기 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 결합되어 진공단열패널(20)이 외부에 노출되는 것을 방지하고, 충격을 흡수하는 재질로 되어 있어 진공단열패널(20) 방향으로 가해지는 충격을 흡수하는 내장홈차단체(30);를 포함하며,
    상기 내장홈차단체(30) 중 패널내장홈(11)에 삽입되는 부분에는 패널내장홈(11) 내의 진공단열패널(20) 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 경사면(31a)을 형성하고 있는 경사돌기형성부(31)가 형성되어 있고,
    상기 내장홈형성체(10) 중 패널내장홈(11)의 가장자리에는 상기 경사돌기형성부(31)의 경사면(31a)에 밀착되어 이탈이 방지되도록 하는 이탈방지경사면(11a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내장홈형성체(10)와 내장홈차단체(30)는 고무 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내장홈형성체(10)의 가장자리에는 또 다른 내장홈형성체(10)와 결합되도록 결합홈(12)과 결합돌기(13)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 내장홈차단체(30)는 내장홈형성체(10)의 패널내장홈(11)에 억지끼워맞춤되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재.
  5. 삭제
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 진공단열패널(20)이 내장된 건축용 단열재가 사용된 것을 특징으로 하는 건축물.
  7. 삭제
KR1020110095599A 2011-09-22 2011-09-22 진공단열패널이 내장된 건축용 단열재 및 그것을 사용한 건축물 KR101243695B1 (ko)

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