KR101301284B1

KR101301284B1 - 에어로겔을 이용한 커튼월

Info

Publication number: KR101301284B1
Application number: KR1020110044025A
Authority: KR
Inventors: 이혜경
Original assignee: (주)코리아빌딩금속디자인앤컨설팅
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2013-08-28
Also published as: KR20120126323A

Abstract

본 발명은 프레임의 외측에 에어로겔층을 형성함으로써 단열효과를 증대시킨 에어로겔을 이용한 커튼월에 관한 것이다.
최근에는 에어로겔을 이용하여 단열효과를 개선한 다양한 발명이 제안되고 있으나, 고층건물을 위한 커튼월(curtain wall)에는 적용되지 않고 있는 실정이다.이를 해결하기 위하여 본 발명은 수평프레임 또는 수직프레임 중 적어도 어느 하나의 외측에는 에어로겔층이 결합되는 커튼월에 있어서, 상기 에어로겔층(22)의 외측에는 0.2 ∼0.6 두께를 갖는 STS(Stainless Steel) 또는 청동(Bronze)로 형성된 박판부재가 강제 가압밀착방식으로 프레임과 동일한 형상으로 절곡되어 결합되며, 상기 박판부재는 프레임과 이종금속으로 이루어지고, 일정 두께마다 서로 다른 색상을 갖는 다층구조로 이루어지며, 상기 박판부재의 표면에는 문자 또는 도형이 서로 다른 깊이로 음각 되어 복수의 색상으로 이루어진 이미지를 표출할 수 있도록 패턴층이 구비된 것을 특징을 하는 에어로겔을 이용한 커튼월를 제안한다.
따라서 본 발명은 프레임의 외측에 에어로겔층을 결합시킴으로써 건물 내부의 단열효과를 증대시키는 효과가 있다. 또한, 에어로겔층이 외부로 노출되는 것을 차단하기 위하여 외측에 박판부재를 결합시킴으로써 미관을 해치는 것을 방지할 뿐만 아니라 장식적인 효과를 극대화할 수 있다.

Description

에어로겔을 이용한 커튼월{Curtain wall using aerogel}

본 발명은 커튼월의 단열구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임의 외측에 에어로겔층을 형성함으로써 단열효과를 증대시킨 에어로겔을 이용한 커튼월에 관한 것이다.

일반적으로 건물을 지을 때 고려해야할 여러가지 요소가 있지만, 최근과 같이 연료비용이 증가하는 시기에는 최우선적으로 고려할 사항중 하나가 단열구조이다.

열이 건물의 외부로 빠져나가지 못하게 하려면, 우선 열이 이동하는 경로를 정확하게 인식해야 한다. 열은 크게 전도, 대류, 복사의 3가지 방법으로 이동하게 되는데, 그중 단열구조에 영향을 미치게 되는 것은 '전도'이다.

'전도'란, 열에너지가 물질의 이동을 수반하지 않고 고온부에서 저온부로 연속적으로 전달되는 현상으로서, 예를 들면 쇠로 만들어진 숟가락을 펄펄 끓는 냄비안에다 넣으면 금새 뜨거워지는 현상이 발생하는데 이는 냄비안의 열이 숟가락으로 이동하는 것이다.

열전도는 물질의 고유한 성질이므로 재질에 따라 그 정도(열전도율)가 상이하게 나타나며, 건축물을 설계할 때는 이러한 열전도율을 감안해야 한다. 하지만, 벽체의 두께가 각각 제각각이고 재료도 여러 재료를 혼합하여 쓰기 때문에 열전도율만 가지고는 벽체가 얼마나 열을 잘 통과할 수 있는지 파악할 수는 없다.

이럴때, 벽체가 열을 얼마나 잘 통과시키는지에 대한 지표로서 열관류율을 사용하며, 상기 열관류율은 어느 정도 온도 차이가 났을 때 열이 얼마나 이동할 수 있는지 알려주는 단위로서, 열관류율이 높을 수록 열을 잘 통과시키는 것이다.

따라서, 난방비를 절감하기 위해서는 건축물에 열관류율이 낮은 재료를 적용하는 새로운 설계방식이 요구된다.

한편, 에어로겔(Aerogel)은 지구상에서 가장 가벼운 고체로서 이 제품의 원재료는 유리와 똑같은 규소지만 무게는 유리입자의 1천분의 1에 불과하다. 입자 크기는 30나노미터. 공기보다 3배 정도 무거운 에어로겔의 구조는 머리카락 1만분의 1 굵기인 구조체들이 솜사탕처럼 얽혀서 공기구멍이 전체부피의 95%를 차지한다. 이러한 공기구멍 때문에 단열과 방음효과가 아주 좋다. 에어로겔은 현재 최고의 단열재인 스티로폼보다도 성능이 4배 정도 좋다. 단열효과가 좋은 에어로겔은 현재 일부 첨단산업에서만 사용되고 있다.

에어로겔이란 단어 속에 공기를 의미하는 에어로(aero)와 3차원의 입체 구조를 의미하는 겔(gel)이란 단어가 합성돼 있는 이유가 바로 그 때문이다. 명칭대로 공극률(空隙率, 孔隙率), 즉 공기가 90% 이상을 차지하고 있는 만큼 무게가 극히 덜 나간다. 에어로겔의 밀도는 공기 밀도(0.001g/㎤)에 비해 3배인 0.003g/㎤에 불과하다. 우리가 보통 사용하는 유리에 비교해서는 1000분의 1에 불과하다고 보면 되는데 지금까지 인류가 제조한 소재 가운데 가장 가벼운 고체라고 할 수 있다. 높은 기공률로 인해 높은 방음력, 충격완화, 단열 등의 장점이 있는 것도 주목을 받고 있다. 특히 높은 투광성에 비해 열전도가 매우 낮아 유리창을 대신할 투명단열재로서의 가치가 아주 높은 것으로 평가받고 있다.

따라서 최근에는 에어로겔을 이용하여 단열효과를 개선한 다양한 아이디어가 제안되고 있으나, 고층건물을 위한 커튼월(curtain wall)에는 적용되지 않고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레임의 외측에 에어로겔층을 형성하여 열관류율을 대폭 하강시킴으로써 건물 내부의 단열효과를 증대시킨 에어로겔을 이용한 커튼월을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 상기 에어로겔층의 외측에 금속질의 박판부재를 결합함으로써 프레임의 장식성을 강화할 수 있는 에어로겔을 이용한 커튼월을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 에어로겔을 이용한 커튼월은 수평프레임 또는 수직프레임 중 적어도 어느 하나의 외측에는 일정한 두께로 에어로겔층이 결합되는 커튼월에 있어서, 상기 에어로겔층(22)의 외측에는 0.2 ∼0.6 두께를 갖는 STS(Stainless Steel) 또는 청동(Bronze)로 형성된 박판부재가 강제 가압밀착방식으로 프레임과 동일한 형상으로 절곡되어 결합되며, 상기 박판부재는 프레임과 이종금속으로 이루어지고, 일정 두께마다 서로 다른 색상을 갖는 다층구조로 이루어지며, 상기 박판부재의 표면에는 문자 또는 도형이 서로 다른 깊이로 음각 되어 복수의 색상으로 이루어진 이미지를 표출할 수 있도록 패턴층이 구비된 것을 그 기술적 특징을 한다.

본 발명에 따른 에어로겔을 이용한 커튼월에 의하면, 프레임의 외측에 에어로겔층을 결합시켜 열관류율을 하강시킴으로써 건물 내부의 단열효과를 증대시키는 효과가 있다.

또한, 에어로겔층이 외부로 노출되는 것을 차단하기 위하여 외측에 박판부재를 결합시킴으로써 장식성을 강화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 에어로겔을 이용한 커튼월을 도시한 평단면도.
도 2는 본 발명에 의한 단열프레임을 도시한 평단면도.
도 3은 도2의 III 표시 부분 확대도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 에어로겔을 이용한 커튼월은 도 1에서 도시한 바와 같이, 수평으로 설치된 수평프레임(10)에 수직프레임(21)이 수직으로 결합되는 구조에 있어서, 상기 수직프레임을 외측에 소정의 후가공을 통해 단열프레임(20)으로 구성함에 그 기술적 특징이 있다.

상기 수평프레임(10) 및 단열프레임(20)의 전면에 복층유리(30)가 결합되고, 두 개의 복층유리(30) 사이에는 커버(40)가 결합되며, 이러한 커튼월의 각 구성요소 사이에 형성된 틈에는 단열을 위한 실리콘, 백업구, 웨더실 등이 삽입됨으로써 외부로부터 유입되는 수분 및 찬 공기를 차단하고 내부의 열을 단속하기 위하여 긴밀한 실링을 한다.

상술한 커튼월의 구조는 당 업계에서 일반적으로 사용하는 공지된 기술로서, 결합구조 및 부품의 구성 등은 이미 널리 사용되고 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 단열프레임(20)은 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이 수직프레임(21)의 외측에 에어로겔층(22) 및 박판부재(23)가 차례로 결합되어 이루어진다다.

상기 에어로겔층(22)은 본 발명의 일 실시예로서 얇은 매트 방식으로 형성되어 내측 면에 접착테이프 등으로 이루어진 접착층이 형성되어 있으며, 이 접착테이프를 이용하여 수직프레임(21)의 외측에 간단하고도 견고하게 결합할 수 있다.

상기 에어로겔층(22)은 얇게 형성하여도 우수한 단열성을 기대할 수 있으므로 두께를 0.2 ~ 1.5mm 로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 박판부재(23)는 0.2 ~ 1.5mm 의 두께의 금속재인 STS(Stainless steel) 또는 청동(bronze)으로 구성하는 것이 바람직하며, 프레임과 동일한 형상으로 절곡되어 외측에서 강제 가압밀착 방식으로 에어로겔의 상측에 결합된다.

이때, 상기 박판부재(23)는 에어로겔층(22)이 외부로 노출되어 미관을 해치는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상술한 재질 외의 다양한 재질로 구성함으로써 질감을 이용한 장식적인 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 박판부재(23)는 일정 깊이 마다 서로 다른 색상을 갖는 다층구조를 이루고, 박판부재(23)의 표면에 서로 다른 깊이로 조각된 패턴층(도면미표시)이 문자 또는 도형으로 이루어진 다양한 색상의 이미지를 표출할 수 있도록 구성된다.

예를 들어, 박판부재(23)의 외측에 미리 나무, 꽃 형상을 조각하고, 이를 프레임의 형상으로 절곡한 후, 에어로겔층(22)의 외측에 가압밀착하게 되면, 종래의 밋밋하고 단순한 프레임에 장식성이 부가되는 효과가 나타나게 된다.

이때, 상기 박판부재(23)는 하나의 재질로 이루어진 부재가 서로 다른 색상의 다층구조를 이룰 수도 있고, 서로 다른 색상을 갖는 복수의 부재를 가압 밀착하여 구성할 수도 있다.

종래의 프레임은 그 무게 및 그 표면 경도에 의해 조각 자체가 불가능하고 프레임의 표면에 도장작업을 하는 정도에 불과하였으나, 본 발명에 의해 박판부재(23)는 조각 등의 선가공을 수행한 후 프레임에 가압밀착하는 방식이므로 그 작업성 대폭적으로 향상되었고, 다양한 디자인 표출이 가능하게 되었다.

본 발명의 단열프레임(20)은 수직프레임(21)에 적용한 것을 예로 들었으나, 이에 국한되는 것이 아니라 수평프레임(10)에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 에어로겔을 이용한 커튼월은 프레임의 외측에 에어로겔층(22)에 의해 열관류율이 감소되어 건물 내부의 단열효과를 증대시키게 되며, 외측의 박판부재(23)로 인한 재질 자체의 질감 또는 표면에 조각된 이미지 표출로 인해 종래 기술과의 현저한 기술적 차별성이 나타난다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

10 : 수평프레임 20 : 단열프레임
21 : 수직프레임 22 : 에어로겔층
23 : 박판부재 30 : 복층유리
40 : 커버

Claims

수평프레임 또는 수직프레임 중 적어도 어느 하나의 외측에는 일정한 두께로 에어로겔층이 결합되는 커튼월에 있어서,
상기 에어로겔층(22)의 외측에는 0.2 ∼0.6 두께를 갖는 STS(Stainless Steel) 또는 청동(Bronze)로 형성된 박판부재(23)가 강제 가압밀착방식으로 프레임과 동일한 형상으로 절곡되어 결합되며,
상기 박판부재(23)는 프레임과 이종금속으로 이루어지고, 일정 두께마다 서로 다른 색상을 갖는 다층구조로 이루어지며, 상기 박판부재(23)의 표면에는 문자 또는 도형이 서로 다른 깊이로 음각 되어 복수의 색상으로 이루어진 이미지를 표출할 수 있도록 패턴층이 구비된 것을 특징을 하는 에어로겔을 이용한 커튼월.
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