KR101314096B1 - 무용접형 롤포밍 스틸 커튼월 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커튼월의 기본적인 기능인 내풍압, 기밀, 수밀 및 단열을 유지하면서 제작이 용이한 무용접형 롤포밍 스틸 커튼월 시스템에 관한 것으로서, 유리가 접촉하여 고정되는 프레임의 길이 방향 일단면의 프레임 내측에 형성되어 고정 너트를 결합시기기 위한, 너트 결합부; 고정 너트로서, 너트의 머리부가 상기 너트 결합부에 고정가능하며 너트의 몸체는 상기 프레임의 일단면 외측으로 돌출되는, 고정 너트; 상기 고정 너트의 머리부 반대쪽 끝단에 설치되어 상기 고정 너트의 내측으로 삽입되어 결합되는 볼트; 상기 볼트의 머리부와 고정 너트의 머리부 반대쪽 끝단 사이에 설치되는 어댑터로서, 일정 면적을 갖으며 상기 볼트가 회전하여 너트 머리부를 향해서 진입할 때 동시에 프레임의 일단면을 향해서 이동하게 되는, 어댑터; 상기 프레임의 일단면과 상기 어댑터 사이에 배치되는 내부 충진재로서, 그 중앙을 T형 고정 너트가 관통하며 그 외측에 유리 부재가 개스킷 및 실런트를 개재하여 배치되는, 내부 충진재를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

무용접형 롤포밍 스틸 커튼월 시스템{WELD-FREE ROLL-FORMED STEEL CURTAIN WALL SYSTEM}
본 발명은 커튼월에 관한 것으로서, 특히, 커튼월의 기본적인 기능인 내풍압, 기밀, 수밀 및 단열을 유지하면서 제작이 용이한 무용접형 롤포밍 스틸 커튼월 시스템에 관한 것이다.
커튼월(curtain wall)은 건축물의 피부역할을 하는 외장재로서, 수직 및 수평 프레임에 유리 부재를 부착하여 건물의 구조체 뻐대에 설치하는 비내력벽을 일컷는다. 외부로부터의 비나 바람을 막고 소음이나 열을 차단하는 역할을 하며 기둥과 보가 외부에 노출되지 않도록 하며, 유리 등을 사용한 벽면은 근대적인 건축양식으로 특히 외장용으로서 큰 기능을 갖는다.
커튼월은 특히 고층 또는 초고층 건축에 많이 사용되는데, 고층 건축에서는 건물의 자체중량이 기둥이나 보의 굵기에 큰 영향을 주게 되므로 중량을 줄이기 위하여 커튼월에는 프레임으로서 가벼운 재료, 이를테면, 알루미늄이 주로 사용된다. 그러나, 건축물의 심미적인 효과에 따른 유리면의 대형화나, 단열 성능과 내화 성능을 향상시키기 위한 프레임 자재 성능 요구에 따라서, 최근 추세는 스틸 커튼월의 사용이 증가하고 있다.
스틸 커튼월은 다음과 같은 특징 및 장점을 갖는다. 즉, 강도면에서 알루미늄 보다 높고 뒤틀림이 작다. 열전도율 면에서도 알루미늄 커튼월에 비해 매우 낮다. 한편, 스틸 커튼월의 인장강도는 15㎏/㎟으로서 알루미늄 커튼월의 3배가 넘으며, 구조적인 면에서도 스틸 커튼월은 내화력이 좋고, 안전하고 물리적인 충격에 강하며, 단열 효과가 우수한 장점이 있다.
스틸 커튼월 부품면에서 타소재와의 조합성이 우수하여, 목재 또는 석재 등과 함께 시공되어질 수 있으며, 단열, 기밀, 수밀, 차음 및 풍압과 설압 등의 테스트에서 우수한 성능이 입증되었다. 특히, 크고 무거운 유리 설치가 가능하여 다양한 형태의 구조로 설계 할 수 있는 장점도 있다. 알루미늄 커튼월의 경우 알루미늄 프레임 이외에도 지지 구조물을 추가로 적용해야하기 때문에, 외관이 투박해지는 문제점이 발생하지만, 스틸커튼월의 경우 스틸 커튼월 시스템만으로도 지지 구조물의 역할과 디자인 설계가 가능하게 되어, 경제성, 안정성, 디자인 문제를 동시에 해결해 줄 수 있다.
스틸 커트월은 시공 방식에 따라서 크게 현장 조립형인 스틱 타입과 공장 제작형인 유닛 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 유리 부착 방식에 따라서는 캡쳐형(capture type), SSG(Structural Sealant Glazing), SPG(Special Point Glazing) 시스템으로 나눌 수 있다. 또한, 단면 제작 방식에 따라서는 빌트업 방식(bulit-up)과 롤포밍 방식(roll-formed), 및 이들의 혼합형으로 구분되는데, 본 발명은 롤포밍-스틱 타입-캡쳐형-스틸 커튼월 시스템을 대상으로 한다.
롤포밍 타입의 커튼월은 시스템 자체 중량을 줄일 수 있고 재료량을 줄이면서 구조적인 성능을 발휘할 수 있으므로 경제성이 뛰어난 커튼월 타입이다. 그러나, 단면이 복잡해지면 이를 구현하기 위한 롤설비가 추가되어 구축 비용이 증가하게 된다. 또한, 폐단면을 만들기 위해서 용접을 해야하는데, 이에 따른 용접비용, 용접 후 비틀림 교정 설비 및 후도금 설비 비용이 추가되어 전체적으로는 경제성이 낮아지게 된다. 또한, 유리 부재를 고정하기 위해 프레임에 고정 볼트 홀가공을 하는 경우에 부식 방지를 위한 후도금 또는 후도장 처리가 필요하게 되어, 이에 대한 부가적인 경비가 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술된 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 커튼월 프레임의 구조적 성능 등 기본적인 성능을 유지하면서 설비 비용을 절감할 수 있는 스틸 커튼월 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른, 철제 프레임에 유리 부재를 고정시켜서 건물의 벽체를 형성하는 스틸 커튼월 시스템은, 유리가 접촉하여 고정되는 프레임의 길이 방향 일단면의 프레임 내측에 형성되어 고정 너트를 결합시기기 위한, 너트 결합부; 고정 너트로서, 너트의 머리부가 프레임 내부의 상기 너트 결합부에 고정가능하며 너트의 몸체 일부는 상기 프레임의 일단면 외측으로 돌출되는, 고정 너트; 상기 고정 너트의 머리부 반대쪽 끝단에 설치되어 상기 고정 너트의 내측으로 삽입되어 결합되는 볼트; 상기 볼트의 머리부와 고정 너트의 머리부의 반대쪽 끝단 사이에 설치되는 어댑터로서, 일정 면적을 갖으며 상기 볼트가 고정 너트에 결합되어 회전하므로 너트 머리부를 향해서 이동할 때 프레임의 일단면을 향해서 동시에 이동하게 되는, 어댑터; 상기 프레임의 일단면과 상기 어댑터 사이에 배치되는 내부 충진재로서, 그 중앙을 T형 고정 너트가 관통하며 그 외측에 유리 부재가 개스킷 및 실런트를 개재하여 배치되는, 내부 충진재를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 너트 결합부는, 유리가 접촉하여 고정되는 프레임의 좌우 양쪽 프레임이 절단없이 상기 일단면으로 접혀 들어온 후에 그 중앙 부근에서 일정 간격을 두고 프레임의 내측으로 다시 접혀 들어가서 터널을 형성하고 그 접혀 들어간 좌우 프레임 끝단이 일정 간격을 두고서 개방되어 있는 형상을 갖을 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정 너트는, T자 형상을 갖으며 머리부의 바닥면의 양 끝단 언저리에는 일정 깊이의 홈이 나란하게 형성되어 있어서, 상기 프레임의 개방된 끝단에 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 T형 고정 너트의 머리부는 평면이 장방형으로 이루어지며 상기 홈은 길이가 짧은쪽 양변에 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 T형 고정 너트의 몸체에는 스프링 및 와셔가 삽입 형성되어 T형 고정 너트의 머리부를 상기 T형 고정 너트 결합부에 고정된 채로 유지시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 볼트 및 어댑터를 덮어 씌우는 캡을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 내부 충진재로는 PE 또는 EPDM을 포함할 수 있다.
본 발명을 실시함으로써, 커튼월 프레임의 구조적 성능 등 기본적인 성능을 유지하면서 설비 비용을 절감할 수 있는 무용접형 롤포밍 스틸 커튼월 시스템을 구현할 수 있게 된다.
도1은 본 발명에 따른 무용접형 롤포밍-스틱 타입-캡쳐형 스틸 커튼월 시스템의 형상을 도시한 개념도이다.
도2는 본 발명에 따른 스틸 커튼월 시스템의 프레임 영상 및 고정 부재에 대한 개념도이다.
도3은 본 발명에 따른 스틸 커튼월 시스템의 내부 충진재에 대한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 무용접형 롤포밍-스틱 타입-캡쳐형 스틸 커튼월 시스템의 형상을 도시한 개념도이며, 도2는 본 발명에 따른 스틸 커튼월 프레임 형상 및 고정 부재에 대한 개념도이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 커튼월 시스템(100)은 프레임(110), 개스킷(120), 실런트(130), 스프링(140) 부착된 T형 고정 너트(150), 볼트(160), 단열 충진재(170), 어뎁터(180) 및 캡 시스템(190)을 포함하여 이루어진다.
스틸 커튼월 프레임(110)은 도면에서 볼 수 있듯이, 내부가 비어 있으며 일정 폭을 가지고 길게 형성된 구조물로서, 프레임의 길게 형성된 일단면은 유리 부재가 고정되도록 일부가 개방되어 있으며, 타단면은 폐쇄되어 있음을 알 수 있다. 유리 부재가 고정되는 프레임 일단면의 형상은, 롤포밍에 의해서 그 일단면의 내측으로 T형 고정 너트(150)의 머리가 고정되는 구조로 되어있다. 즉, 도2에서 볼 수 있듯이, 프레임(110)의 좌우 양측 벽체가 끊어짐 없이 그 일단면에서 서로 마주 보면서 직각으로 굴곡된 후에 서로 만나지 않고 프레임의 일단면의 중앙 부근에서 서로 간에 일정 거리를 두고 프레임의 내측으로 수직으로 굴곡되어 들어간다. 이처럼 프레임의 내측으로 굴곡되어 들어간 좌우 양측 프레임은 터널을 이루면서 일정 거리만큼 진입한 후에, 서로에 대해서 반대 방향으로 수직으로 굴곡된다. 서로에 대해서 반대 방향으로 굴곡된 좌우 양측 프레임은 일정 거리만큼 서로에 대해서 반대 방향으로 멀어진 후에, 다시 서로를 마주보도록 수직으로 굴곡되고 나서 일정 거리 만큼 진행된 후에 그 끝단이 절단된 채 개방된다.
이와 같은 프레임의 개방 부분 끝단의 구조는, 용접을 하지 않고도 프레임(110)에 유리 부재를 고정 유지시킬 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이처럼 구성된 프레임의 터널은 T형 고정 너트(150)의 몸체를 관통시키기 위한 것이며, 프레임의 개방된 끝단에는 T형 고정 너트(150)의 머리부를 고정시키게 된다. T형 고정 너트(150)는 도1 및 2에서 볼 수 있듯이 그 머리부의 하측에 양쪽 길이 방향으로 홈(220)이 형성되어 있고, 이 홈(220)이 프레임의 개방 단부에 걸려서 T형 고정 너트(150)가 프레임(110)에 단단히 고정되게 된다.
T형 고정 너트(150)는 머리부가 평면으로 볼 때 장방형으로 형성되어 홈(220)은 길이가 짧은쪽 양변에 형성될 수 있다. T형 고정 너트(150)는 그 머리부를 프레임의 일단면에서 터널 형상으로 형성된 너트 관통 홀을 통과시켜서 프레임의 개방 단부를 지나서까지 밀어 넣게 된다. 이후, T형 고정 너트(150)를 축에 대해서 90도 회전시켜서 너트의 하측에 형성된 홈(220)이 개방 단부에 결합되어 T형 고정 너트가 축에 대해서 더 이상 회전하지 않도록 고정시킨다.
이처럼 프레임의 일단면의 내측 개방 단부에 고정된 T형 고정 너트(150)의 몸체는 프레임의 일단면에 형성된 터널 모양의 좌우 양측 프레임 사이의 터널을 관통하여 프레임의 일단면 외부로 돌출된다. 이처럼 돌출된 T형 고정 너트의 끝단은 볼트(160)와 결합되는데, 이 볼트(160)의 회전에 의해서 너트(150)를 끌어당김에 따라 T형 고정 너트(150)와 볼트(160) 사이에 놓인 유리 부재의 끝단을 압착하므로 유리 부재를 스틸 커튼월 시스템에 고정시키게 된다.
한편, 도1 및 2에서 볼 수 있듯이, T형 너트의 몸체 외측에는 나선형 스프링(140)을 삽입하여 넣고 다시 와셔(210)를 부착하여 T형 고정 너트(150)가 프레임의 개방 단부에 고정된 후에 흘러내리지 않도록 한다.
T형 고정 너트의 머리부의 반대편 끝단에는 볼트 삽입홀이 형성되어 있으며 이 홀로 볼트(160)가 결합된다. 볼트와 T형 고정 너트의 끝단 사이에는 프레임의 일단면 폭에 대응하는 폭을 갖으며 소정 넓이를 갖는 어댑터(180)가 삽입 배치되어 있다. 어댑터(180)와 프레임의 일단면 사이에는 도면에서 볼 수 있듯이 유리 부재의 끝단이 배치된다.
이 유리 부재의 끝단은 개스킷(120) 및 실런트(130)를 매개로 하여 어댑터(180)와 프레임의 일단면 사이에 배치되어 T형 고정 너트(150)에 결합된 볼트(160)를 조일 때, T형 고정 너트의 머리부가 프레임의 개방 단부에 고정되어 있으므로 어댑터(180)가 프레임의 일단면을 향해서 이동하게 된다. 이 때 개스킷과 실런트를 압착하면서 그 사이에 끝단이 걸쳐져 있는 유리 부재를 압착하게 되어 유리 부재가 프레임 일단면과 어댑터 사이에 단단히 고정되게 된다.
도3은 본 발명에 따른 내부 충진재를 도시한 도면이다.
커튼월 시스템의 유리 부재와 개스킷(120), 프레임 사이의 빈 공간에는 열전도율이 낮은 폴리에틸렌(PE), 이중합성고무(EPDM; Ethylene Propylene Diene M-class)와 같은 내부 충진재(170)를 투입해서 열관류율을 낮추도록 한다. 이 내부 충진재(170)의 중앙에는 도1에서 볼 수 있듯이 T형 고정 너트(150)가 관통하게 된다. 이와 같이 하여 단열 성능을 극대화하도록 한다.
100: 커튼월 시스템
110: 프레임
120: 개스킷
130: 실런트
140: 스프링
150: T형 고정 너트
160: 볼트
170: 내부 충진재
180: 어댑터
190: 캡 시스템
210: 와셔
220:홈

Claims (7)

  1. 철제 프레임에 유리 부재를 고정시켜서 건물의 벽체를 형성하는 스틸 커튼월 시스템에 있어서,
    유리가 접촉하여 고정되는 프레임의 길이 방향 일단면의 프레임 내측에 형성되어 고정 너트를 결합시기기 위한 너트 결합부;
    머리부가 프레임 내부의 상기 너트 결합부에 고정 가능하며 몸체 일부는 상기 프레임의 일단면 외측으로 돌출되는 고정 너트;
    상기 고정 너트의 머리부 반대쪽 끝단에 설치되어 상기 고정 너트의 내측으로 삽입되어 결합되는 볼트;
    상기 볼트의 머리부와 고정 너트의 머리부의 반대쪽 끝단 사이에 설치되는 어댑터로서, 일정 면적을 가지며 상기 볼트가 고정 너트에 결합되어 회전하므로 너트 머리부를 향해서 이동할 때 프레임의 일단면을 향해서 동시에 이동하게 되는 어댑터;
    상기 프레임의 일단면과 상기 어댑터 사이에 배치되는 내부 충진재로서, 그 중앙을 고정 너트가 관통하며 그 외측에 유리 부재가 개스킷 및 실런트를 개재하여 배치되는 내부 충진재를 포함하며,
    상기 고정 너트는, T자 형상을 가지며 머리부의 바닥면의 양 끝단 언저리에는 일정 깊이의 홈이 나란하게 형성되어 있어서, 상기 프레임의 개방된 끝단에 결합이 가능하며, 상기 T형 고정 너트의 몸체에는 스프링 및 와셔가 삽입 형성되어 T형 고정 너트의 머리부를 상기 너트 결합부에 고정된 채로 유지시키는 스틸 커튼월 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 너트 결합부는, 유리가 접촉하여 고정되는 프레임의 좌우 양쪽 프레임이 절단없이 상기 일단면으로 접혀 들어온 후에 그 중앙 부근에서 일정 간격을 두고 프레임의 내측으로 다시 접혀 들어가서 터널을 형성하고 그 접혀 들어간 좌우 프레임 끝단이 일정 간격을 두고서 개방되어 있는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 커튼월 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 T형 고정 너트의 머리부는 평면이 장방형으로 이루어지며 상기 홈은 길이가 짧은쪽 양변에 형성되는 것을 특징으로 하는 스틸 커튼월 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 볼트 및 어댑터를 덮어 씌우는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 커튼월 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 충진재는 폴리에틸렌(PE), 이중합성고무(EPDM)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스틸 커튼월 시스템.
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