KR101458393B1 - 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체 - Google Patents

단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 단열재는 내부에 공간을 형성하는 외피; 및 상기 외피에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체를 포함하여 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 동시에 효율적으로 막을 수 있어 건축물의 에너지를 절약하는데 있어 큰 효과를 발휘할 수 있다.

Description

단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체{INSULATOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND BUILDING STRUCTURE}
본 발명은 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 동시에 효율적으로 막을 수 있는 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체에 관한 것이다.
건축물의 에너지 소비 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 건축물의 외벽을 통한 열손실이다. 따라서 건축물에서 에너지를 절약하기 위해서는 건축물 외벽의 단열 성능을 높이기 위한 적절한 설계 및 시공이 필요하다.
일반적으로 건축물의 외벽의 단열 성능을 높이기 위해 스티로폼, 우레탄폼, 유리면, 암면, 폴리에스테르폼과 같은 단열재가 주로 사용되고 있다. 이러한 단열재는 전도 및 대류에 의한 열전달을 최소화시키는 저항형 단열방식에 주로 사용된다. 실제로 통상의 스티로폼 등과 같은 판상의 단열재를 사용하면 상당한 정도의 열손실을 막아낼 수 있다.
그러나 건축물에서 외벽을 통해 전달되는 열은 전도 및 대류뿐만 아니라 복사에 의해서도 전달된다.
건축물에서의 열전달은 계절별, 건축물의 부위별로 차이가 있으나 복사에 의한 열전달이 가장 큰 영향을 미치게 된다.
따라서 이러한 복사에 의한 열전달을 막고자 상술한 스티로폼과 같은 단열재에 복사에 의해 이동하는 열을 반사시킬 수 있는 알루미늄 박판과 같은 부재를 부착하였다.
일례로 대한민국 공개특허공보 10-2009-0097067(발명의 명칭: 복사차단형 단열재)는 가교발포폴리에틸렌시트의 일 측면에 알루미늄증착필름을 결합한 복사 차단형 단열재를 개시하고 있다.
그러나 알루미늄증착필름이 결합된 단열재의 경우 상기 알루미늄증착필름에 먼지와 같은 이물질이 붙게 되는 경우 알루미늄증착필름에 의한 복사열의 반사 효과는 현저히 떨어지게 되는 문제점을 가지게 된다.
특히 건축물의 시공과정에서 먼지와 같은 이물질이 많이 발생하게 되고, 건축물이 완공된 후에도 알루미늄증착필름이 결합된 단열재가 설치된 곳에 먼지와 같은 이물질이 발생될 수 있으므로 상술한 문제점이 발생하기 쉽다.
또한 가교발포폴리에틸렌시트 등의 열전도율이 낮기는 하나 전도에 의한 열전달을 완전히 차단하는 것에 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 동시에 효율적으로 막을 수 있는 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 단열재는 내부에 공간을 형성하는 외피; 및 상기 외피에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체를 포함할 수 있다.
상기 반사체가 형성하는 다각형의 격자가 셀(cell)을 형성하도록 상기 반사체를 구획하는 격막을 더 구비할 수 있다.
상기 외피는 다공성의 부직포로 형성될 수 있다.
상기 부직포는 테프론 코팅처리될 수 있다.
상기 외피의 일측에 부착되는 양면 테이프를 더 구비할 수 있다.
상기 외피의 일측에 부착되는 마감재를 더 구비할 수 있다.
상기 반사체는 방사율이 0.1 이하인 알루미늄 박판으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 건축 구조체는 건축물을 형성하는 외벽의 실내측 또는 실외측에 부착되며 내부에 공간을 형성하는 외피; 상기 외피에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체; 및 상기 외피의 일측에 부착되어 전도에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 차단하는 단열보드를 포함할 수 있다.
상기 반사체가 형성하는 다각형의 격자가 셀(cell)을 형성하도록 상기 반사체를 구획하는 격막을 더 구비할 수 있다.
상기 외피는 다공성의 부직포로 형성될 수 있다.
상기 부직포는 테프론 코팅처리될 수 있다.
상기 반사체는 방사율이 0.1 이하인 알루미늄 박판으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 단열재의 제조방법은 판상의 반사체를 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 단계; 공급되는 반사체를 절곡하는 단계; 및 상기 절곡된 반사체를 외피로 감싸 상기 외피와 상기 반사체 사이에 격자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반사체를 절곡한 단계 이후에, 상기 절곡된 반사체를 구획하는 격막을 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 1개의 단열재를 제조한 후에, 복수개의 단열재를 접착하여 복수개의 층을 가지는 단열재를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체에 의하면 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 동시에 효율적으로 막을 수 있어 건축물 에너지 절약에 있어 큰 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 단열재의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열재의 사시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재의 단면도.
도 6은 상술한 실시예에 따른 단열재가 설치된 건축 구조체의 단면도.
도 7은 도 1에 도시된 단열재의 제조방법을 나타낸 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 단열재의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재(100)는 내부에 공간을 형성하는 외피(110); 및 외피(110)에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체(120)를 포함한다.
외피(110)가 내부에 공간을 형성함으로써 외피(110)의 내부에 반사체(120)를 내장하여 고정할 수 있다.
외피(110)의 내부에 고정되는 반사체(120)로는 뚜께가 얇으며 반사율이 좋은 금속박판이 이용되며 금속박판의 일례로 알루미늄박판이 사용될 수 있다. 또한 반사체(120)는 방사율이 0.1 이하인 것으로 형성될 수 있다. 이는 방사율이 높을수록 복사에 의한 열전달을 막을 수는 있으나, 반사체(120)가 열을 흡수하므로 전도에 의한 열전달을 막는데에는 불리할 수 있기 때문이다.
한편 금속박판으로 사용될 수 있는 알루미늄박판은 알루미늄 시트, 알루미늄 호일, 알루미늄 증착필름 등과 같이 복사에 의해 전달되는 열을 반사할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용가능하다.
한편 반사체(120)를 외피(110) 내부에 내장할 때에 다각형의 격자(lattice)를 형성하도록 절곡한 후 내장한다. 이는 두께가 얇은 반사체(120)를 절곡함으로써 반사체(120)의 굽힘이나 휨 등에 대한 구조적 강도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한 열은 대류에 의해서도 전달되는데, 외피(110)와의 사이에 격자를 형성함으로써 공기가 이동할 수 있는 공간을 줄임으로써 대류에 의한 열전달을 줄일 수 있는 효과를 가질 수 있기 때문이다. 도 1 및 도 2에서는 격자의 모양이 삼각형인 것을 보였으나, 격자는 삼각형 모양뿐만 아니라 정사각형 또는 마름모 등과 같이 다각형으로 형성될 수 있다.
한편, 반사체(120)가 형성하는 다각형의 격자가 셀(125:cell)을 형성하도록 반사체(120)를 구획하는 격막(130)을 더 구비할 수 있다. 이와 같이 격막(130)을 통해 부피가 작은 셀(125)을 형성함으로써 공기가 이동할 수 있는 공간을 더 줄일 수 있어 대류에 의한 열전달을 보다 효과적으로 줄일 수 있다.
한편 반사체(120)를 감싸는 외피(110)는 다공성의 부직포로 형성될 수 있다. 이와 같이 외피(110)를 다공성의 부직포로 형성하는 이유는 먼지는 부직포에 의해 반사체(120)에 부착되지 못하게 하며, 반사체(120)에 의해 반사된 복사열은 셀(125) 및 부직포를 통과할 수 있도록 하기 위함이다.
한편 외피(110)에는 먼지가 잘 달라붙지 않고 미끄러져 떨어지도록 마찰계수가 극히 낮은 테프론(Teflon)이 코팅 처리될 수 있다.
이와 같이 테프론을 코팅 처리하는 이유는 외피(110)에 먼지 등의 이물질이 달라붙게 되면 반사체(120) 측으로 유입되는 열이 반사체(120)에 의해 반사되지 못하고 외피(110)에 부착된 이물질에 의해 반사되므로 반사효율이 저하될 수 있기 때문이다.
또한 외피(110)가 부직포로 형성되는 경우 강도가 약하기 때문에 테프론 코팅을 함으로써 외피(110)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열재의 사시도이다.
상술한 도 1 및 도 2에는 단열재(100)가 1개의 층으로 형성되는 것을 보였으나, 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 단열재(100)를 접착하여 적층함으로써 복수개의 층을 가지는 단열재(101)로 형성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재(102)는 도 1에 도시된 단열재(100)에서 외피(110)의 일측에 부착되는 양면 테이프(140)를 더 구비할 수 있다. 이와 같이 외피(110)의 일측에 양면 테이프(140)가 구비됨으로써 단열재(102)를 용이하게 외벽 등의 구조물에 고정시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단열재(103)는 도 1에 도시된 단열재(100)에서 외피(110)의 일측에 부착되는 마감재(150)를 더 구비할 수 있다. 마감재(150)로는 마감재 등이 사용될 수 있다. 따라서 단열재(103)를 외벽(110) 등에 부착한 후, 마감재를 시공할 필요가 없어 작업 효율을 높일 수 있다.
상술한 실시예에 따른 단열재(100,101,102,103)는 모듈화될 수 있으며, 상기 단열재단열재(100,101,102,103)가 모듈화되면 건축물의 외벽에 단열재(100,101,102,103)를 연속적으로 부착하기 용이하므로 시공의 편리성을 도모할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재에 대해 설명하였으며, 도 6에서는 상술한 단열재가 설치된 건축 구조체에 대해 설명한다.
도 6은 도 1에 도시된 단열재가 설치된 건축 구조체의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축 구조체는 건축물을 형성하는 외벽(10)의 실내측 또는 실외측에 부착되며 내부에 공간을 형성하는 외피(110); 외피(110)에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체(120); 및 외피(110)의 일측에 부착되어 전도에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 차단하는 단열보드(160)를 구비한다.
도 6에서는 외벽(10)의 실내측과 실외측에 각각 도 1에 도시된 단열재(100)를 부착하고, 실내측에 부착된 단열재(100)의 표면에는 단열보드(160)를 부착하였으며, 실외측에 부착된 단열재(100)의 표면에는 외장재(170)를 부착된 건축 구조체를 도시하였다. 단열보드(160)로는 글라스울보드(GLASSWOOL BOARD) 등을 적층하여 사용할 수 있다. 그리고 외장재(170)로는 장식용 돌 등이 사용될 수 있다.
하지만 이는 건축 구조체를 형성하는 하나의 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 구조체는 다양한 형태로 변형될 수 있다.
예를 들어 외벽(10)에 도 3에 도시된 적층 구조를 가지는 단열재(101)가 부착될 수 있는 등 단열재(100)를 부착하는 구조 등이 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
다음으로 상술한 단열재의 제조방법에 대해 설명한다.
도 7은 도 1에 도시된 단열재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재의 제조방법은 판상의 반사체(120)를 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 단계(S110); 공급되는 반사체(120)를 절곡하는 단계(S120); 및 절곡된 반사체(120)를 외피(110)로 감싸 외피(110)와 반사체(120) 사이에 격자를 형성하는 단계(S130)를 포함한다.
이와 같은 단열재(100)의 제조방법을 통해 절곡된 반사체(120)를 외피(110)의 내부에 쉽게 삽입할 수 있음과 동시에 반사체(120)를 외피(110)에 쉽게 고정할 수 있다.
한편 반사체(120)를 절곡한 단계(S120) 이후에, 절곡된 반사체(120)를 구획하는 격막(130)을 설치할 수 있다. 따라서 격막(130)을 통해 부피가 작은 셀(125)을 형성함으로써 공기가 이동할 수 있는 공간을 더 줄일 수 있어 대류에 의한 열전달을 보다 효과적으로 줄일 수 있다.
이와 같이 상기 1개의 단열재(100)를 제조한 후에, 복수개의 단열재(100)를 접착하여 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 층을 가지는 단열재(101)를 제조할 수 있다. 복수개의 층을 가지는 단열재(101)를 제조하면 보다 많은 셀(125)을 가질 수 있으므로 단열재(101)의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체에 의하면, 전도, 대류 및 복사에 의한 열전달을 동시에 효율적으로 막을 수 있어 건축물의 에너지를 절약할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 단열재 110: 외피
120: 반사체 130: 격막
140: 양면테이프 150: 마감재

Claims (15)

  1. 내부에 공간을 형성하는 외피;
    상기 외피에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체; 및
    상기 반사체가 형성하는 다각형의 격자가 복수개의 셀(cell)을 형성하도록 상기 반사체의 길이방향과 수직하는 방향으로 상기 반사체를 구획하는 복수개의 격막;을 구비하고,
    상기 반사체는 방사율이 0.1 이하인 알루미늄 박판인 것을 특징으로 단열재.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외피는 다공성의 부직포로 형성되는 것을 특징으로 하는 단열재.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 부직포는 테프론 코팅처리된 것을 특징으로 하는 단열재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 외피의 일측에 부착되는 양면 테이프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단열재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 외피의 일측에 부착되는 마감재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단열재.
  7. 삭제
  8. 건축물을 형성하는 외벽의 실내측 또는 실외측에 부착되며 내부에 공간을 형성하는 외피;
    상기 외피에 다각형의 격자를 형성하도록 절곡된 상태로 고정되며, 복사에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 반사하는 반사체;
    상기 반사체가 형성하는 다각형의 격자가 복수개의 셀(cell)을 형성하도록 상기 반사체의 길이방향과 수직하는 방향으로 상기 반사체를 구획하는 복수개의 격막; 및
    상기 외피의 일측에 부착되어 전도에 의해 건축물 내부로 전달되는 열을 차단하는 단열보드를 구비하고,
    상기 반사체는 방사율이 0.1 이하인 알루미늄 박판인 것을 특징으로 건축 구조체.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 외피는 다공성의 부직포로 형성되는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 부직포는 테프론 코팅처리된 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
  12. 삭제
  13. 판상의 반사체를 바르게 펼쳐서 연속해서 공급하는 단계;
    공급되는 반사체를 절곡하는 단계;
    상기 반사체가 형성하는 다각형의 격자가 복수개의 셀(cell)을 형성하도록 상기 반사체의 길이방향과 수직하는 방향으로 상기 반사체를 구획하는 복수개의 격막을 설치하는 단계;
    상기 절곡된 반사체를 외피로 감싸 상기 외피와 상기 반사체 사이에 격자를 형성하는 단계;
    1개의 단열재를 제조한 후에, 복수개의 상기 단열재를 접착하여 복수개의 층을 가지는 단열재를 제조하는 단계를 더 포함하는 단열재의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
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KR1020120144205A KR101458393B1 (ko) 2012-12-12 2012-12-12 단열재, 단열재의 제조방법 및 건축 구조체

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004011240A (ja) 2002-06-06 2004-01-15 Matsumoto Kenko Co Ltd 住宅の断熱材保護用遮熱材
KR20110094387A (ko) * 2010-02-16 2011-08-24 한국건설기술연구원 단열 내장재 및 상기 단열 내장재를 구비하는 건축 구조체

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