KR101464073B1 - 거푸집 없이 시공되는 패널 일체형 콘크리트 벽체 및 이를 포함하는 건축 구조물 - Google Patents

거푸집 없이 시공되는 패널 일체형 콘크리트 벽체 및 이를 포함하는 건축 구조물 Download PDF

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Abstract

거푸집 없이 시공되는 건축물의 패널 일체형 콘크리트 벽체가 개시된다. 개시된 콘크리트 벽체는, 상하 방향과 좌우 방향 중 적어도 하나의 방향으로 조립되는 복수의 패널 세트들과, 상기 복수의 패널 세트들에 의해 한정된 콘크리트 타설 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함한다. 상기 복수의 패널 세트들 각각은 정해진 간격으로 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 상기 정해진 간격으로 연결하는 연결구를 포함하고, 상기 한 쌍의 패널은 상기 한 쌍의 패널 사이에 채워진 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고, 상기 연결구는 상기 콘크리트 내에 매립된다.

Description

거푸집 없이 시공되는 패널 일체형 콘크리트 벽체 및 이를 포함하는 건축 구조물{PANEL INTEGRATED CONCRETE WALL CONSTRUCTED WITHOUT FORMS AND CONSTRUCTION STRUCTURE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 건축 구조물에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 거푸집 없이 시공되는 패널 일체형 콘크리트 벽체 및 이를 포함하는 건축 구조물에 관한 것이다.
주택(단독 또는 공동 주택), 공장, 창고, 담장, 방음벽 등 다양한 종류의 건축물에 있어서, 건축물의 벽체는 거푸집을 이용하는 콘크리트 주입 공법에 의해 형성된다. 통상적으로 콘크리트 주입 공법은 벽체의 형상을 한정하도록 거푸집을 제작하고, 다음, 거푸집 내에 콘크리트를 부은 후, 콘크리트를 경화시켜 콘크리트 벽체를 형성하는 방식으로 이루어진다. 이때, 콘크리트가 충분하게 경화되면 거푸집을 해체하는 작업이 요구된다.
위와 같이 거푸집을 이용하는 종래 건축물의 벽체 시공 방법은 거푸집을 해체한 후에야 다음 공정을 시작할 수 있다는 점에서 많은 시간과 비용이 소요되고 많은 위험한 작업이 수반되는 단점이 있다. 또한, 건축물의 벽체 시공 후에는 내장공사 및 외부 마감 공사가 필요한데, 내장 공사와 외부 마감 공사에 드는 시간이나 비용을 줄이려는 시도가 당해 기술분야에 있어 왔다.
이에 대하여 본 발명의 발명자는 거푸집 없이 간단하게 그리고 안전하게 건축물의 벽체를 시공하는 기술을 개발하게 되었다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 벽체 시공 전 콘크리트 타설 공간을 한정하는 형틀의 일부로 이용되고 벽체 시공 후 콘크리트와 일체화되어 벽체의 내벽과 외벽으로 남는 패널들을 이용하여, 거푸집 없이 간단하고 안전하게 시공될 수 있는 패널 일체형 콘크리트 벽체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따라 거푸집 없이 시공되는 건축물의 패널 일체형 콘크리트 벽체가 제공되며, 상기 패널 일체형 콘크리트 벽체는, 상하 방향과 좌우 방향 중 적어도 하나의 방향으로 조립되는 복수의 패널 세트들과, 상기 복수의 패널 세트들에 의해 한정된 콘크리트 타설 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함한다. 상기 복수의 패널 세트들 각각은 정해진 간격으로 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 상기 정해진 간격으로 연결하는 연결구를 포함하고, 상기 한 쌍의 패널은 상기 한 쌍의 패널 사이에 채워진 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고, 상기 연결구는 상기 콘크리트 내에 매립된다.
일 실시예에 따라, 상기 한 쌍의 패널은 수직 홀이 형성된 홀통들을 서로 마주하는 대향면들에 대칭적으로 포함하고, 상기 연결구는 두개의 다리를 포함하며, 상기 두개의 다리 각각은 상기 홀통들의 상기 수직 홀 각각에 끼워진다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 패널 세트들은 종방향 삽입부가 하단 또는 상단에 형성된 패널 세트를 포함하고, 상기 패널 세트의 종방향 삽입부가 다른 패널 세트의 상단 또는 하단에 삽입되어, 상하로 이웃하는 패널 세트들의 조립이 이루어진다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 패널 세트는 횡방향 삽입부가 일측단에 형성된 패널 세트를 포함하고, 상기 패널 세트의 횡방향 삽입부가 다른 패널 세트의 측단에 삽입되어, 좌우로 이웃하는 패널 세트들의 조립이 이루어진다.
일 실시예에 따라, 상기 패널 일체형 콘크리트 벽체는 상기 복수의 패널 세트들은 하단 또는 상단에 종방향 삽입부가 형성되고 일측단에 횡방향 삽입부가 형성된 제1 패널 세트와, 상기 종방향 삽입부가 상단 또는 하단으로 끼워져 상기 제1 패널 세트와 상하 방향으로 조립되는 제2 패널 세트와, 상기 횡방향 삽입부가 측단으로 끼워져 상기 제1 패널 세트와 좌우 방향으로 조립되는 제3 패널 세트를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 패널 일체형 콘크리트 벽체는 상기 복수의 패널 세트 중 동일 선상에 있는 두 패널 세트의 패널들을 연결하는 중간 연결부재들을 더 포함하고, 상기 중간 연결부재들은 연결구의 두 다리가 끼워지는 홀통들을 대칭되게 구비하고, 상기 중간 연결부재들 각각은 상하로 조립된 복수의 패널들과 측면에서 연결된다.
일 실시예에 따라, 상기 패널 일체형 콘크리트 벽체는 상기 복수의 패널 세트 중 두 패널 세트 사이에서 일정 각도로 교차하는 패널들을 연결하는 외곽 코너 연결부재 및 내부 코너 연결부재를 더 포함하고, 상기 외곽 코너 연결부재와 상기 내부 코너 연결부재는 연결구의 두 다리가 끼워지는 홀통들을 구비하며, 상기 외곽 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 외곽 코너 연결부재의 단부까지의 거리는 상기 내부 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 내부 코너 연결부재의 단부까지의 거리보다 크게 정해지고, 상기 외곽 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 외곽 코너 연결부재의 홀통까지의 거리는 상기 내부 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 내부 코너 연결부재의 홀통까지의 거리보다 크게 정해지며, 상기 내부 코너 연결부재 및 상기 외곽 코너 연결부재 각각은 상하로 조립된 복수의 패널들과 측면에서 연결된다.
일 실시예에 따라, 상기 패널은 열가소성 플라스틱 또는 금속 재료를 성형하여 제작된다.
일 실시예에 따라, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나의 해당 패널은 단열재 채움 구조와 일체로 형성되며, 상기 단열재 채움 구조는 상기 해당 패널과의 사이에 단열재 채움 공간을 형성하는 이격판을 포함하고, 상기 이격판과 상기 해당 패널 사이에는 상기 단열재 채움 공간을 복수개로 구획하면서 상기 이격판을 상기 해당 패널에 연결하는 복수의 칸막이가 형성되며, 상기 복수의 칸막이에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간 내로 단열재가 채워진다.
본 발명의 다른 측면에 따라 전술한 패널 일체형 콘크리트 벽체를 포함하는 건축 구조물이 제공되며, 상기 건축 구조물은, 여러 위치에서 마주하게 배치된 패널들이 복수의 연결구에 의해 복수의 패널 세트들로 세팅되고, 상기 복수의 패널 세트들이 상하 방향 및 좌우 방향으로 조립되고, 상기 복수의 패널 세트들에 의해 한정된 공간 내로 콘크리트가 타설되어 상기 복수의 패널 세트들과 상기 콘크리트가 일체화된 벽체가 1층 이상으로 형성되고, 상기 벽체가 슬라브 또는 지붕과 연결되어 이루어진다.
본 발명은 적은 비용과 시간을 들여 건축물의 벽체를 간단하고 안전하게 형성할 수 있도록 해준다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 벽체 시공 전 콘크리트 타설 공간을 한정하는 형틀의 일부로 이용되고 벽체 시공 후 콘크리트와 일체화되어 벽체의 내벽과 외벽으로 남는 패널들을 이용함으로써, 거푸집 없이 간단하고 안전하게 시공될 수 있는 패널 일체형 콘크리트 벽체 및 이를 포함하는 건축 구조물이 구현될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코너 또는 중간 연결 부재를 이용하여 시공하고자 하는 벽체의 사이즈와 복수의 패널 세트를 결합한 사이즈가 일치하지 않는 시공상의 문제점을 극복할 수 있다. 또한 본 발명은 건축주의 요구가 있는 경우, 패널 세트의 적어도 한 패널을 벽돌 모양, 격자 모양 등 다양한 모양 또는 뮈늬가 있도록 입체적으로 성형하여, 벽체 형성 후 무늬 또는 모양을 포함하는 별도의 외장재 또는 내장재를 추가해야 하는 번거로움을 없애주고, 패널 자체가 모양 또는 무늬를 포함하는 외장재 또는 내장재로 활용될 수 있도록 해준다. 또한 본 발명은 패널 세트의 패널들 사이를 연결하는 연결구가 패널들 사이에서 콘크리트에 매립된 구조를 제공하므로, 하중, 좌굴 및 휨 모멘트 등에 대하여 보다 안정적인 건축물의 벽체를 구현할 수 있다. 또한, 패널들은 대량 생산이 가능하여 장기적으로 볼 때 경제성이 뛰어나다.
도 1은 본 발명이 적용 가능한 건축물의 한 예로서 주택을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 일체형 콘크리트 벽체의 시공에 이용되는 패널 세트를 도시한 분해 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 상하로 연결하는 과정을 보인 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 좌우로 연결하는 과정을 보인 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 이용하여 형성된 건축물의 벽체 일부를 도시한 종단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 이용하여 형성된 건축물의 벽체를 일부를 도시한 횡단면도이고,
도 7은 특정 위치들에서 패널 세트들의 조립에 부가적으로 이용되는 부속부재들을 도시한 단면도들이고,
도 8 및 9는 도 7에 도시된 부속 부재들을 채용하여 형성된 건축물의 벽체 일부를 도시한 단면도들이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 일체형 콘크리트 벽체의 시공에 이용되는 패널 세트를 도시한 분해 사시도이고,
도 11은 도 10에 도시된 패널 세트를 이용하여 시공된 건축물의 벽체 일부를 도시한 횡단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명이 적용 가능한 건축물의 한 예로서 주택을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 일체형 콘크리트 벽체의 시공에 이용되는 패널 세트를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 상하로 연결하는 과정을 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 좌우로 연결하는 과정을 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 이용하여 형성된 건축물의 벽체 일부를 도시한 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 세트들을 이용하여 형성된 건축물의 벽체를 일부를 도시한 횡단면도이고, 도 7은 특정 위치들에서 패널 세트의 패널 연결에 이용되는 중간 연결 패널들을 도시한 단면도들이고, 도 8 및 9는 도 7에 도시된 중간 연결 패널들이 채용되어 형성된 건축물의 벽체 일부를 도시한 횡단면도들이다.
도 1을 참조하면, 건축물은 벽체(1)와 슬라브를 포함한다. 또한 건축물은 지붕(2)을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 건축물은 상기와 같은 벽체(1), 슬라브, 그리고 지붕(2)을 연결하여 건설될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 벽체(1)는 이하 자세히 설명되는 바와 같이 본 발명의 특징을 이루는 패널 세트(10; 도 2 참조) 및 이를 포함하는 조립 구조물에 의해 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 패널 세트(10)는 서로 대칭을 이루면서 마주하는 한 쌍의 패널(11, 11), 즉, 내벽용 패널과 외벽용 패널을 포함한다. 상기 한 쌍의 패널(11, 11) 각각은 수직으로 홀이 형성된 홀통(hole cylinder; 112)들을 내부 대향면들에 일체로 구비한다. 본 실시예에서, 상기 홀통(112)들은 3개의 어레이를 구성하며, 각 어레이(112) 내에 홀통(112)들은 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 이웃하는 한 쌍의 패널(11) 사이에서, 하나의 패널(11)의 내부 대향 면에 구비된 홀통(112)은 이웃하는 다른 패널(11)의 내부 대향면에 구비된 홀통(112)과 대칭적으로 마주한다. 또한 상기 패널 세트(10)는 두 다리(legs)를 갖는 대략 "ㄷ"형의 연결구(12)를 포함하며, 상기 연결구(12)의 두 다리는 상기 두 홀통(112)들의 수직 홀들에 끼워진다. 상기 연결구(12)는, 두 패널(11, 11)의 두 마주하는 홀통(112)들의 수작 홀들에 끼워짐으로써, 일정 간격을 두고 서로 마주해 있는 두 패널(11, 11)을 일정 간격 그리고 정 위치에서 고정하는 역할을 한다.
또한 패널 세트(10)는, 패널(11)들 하단의 단차에 의해 패널(11)들 간 간격이 좁아져 형성된 종방향 삽입부(114)와, 패널(11)들 일측단의 단차에 의해 패널(11)들 간 간격이 좁아져 형성된 횡방향 삽입부(116)를 포함한다. 벽체 형성시, 상부에 위치한 패널 세트(10) 하단의 종방향 삽입부(114)가 하부에 위치한 다른 패널 세트(10) 상단에 삽입되어 패널 세트(10)들의 상하 조립이 이루어질 수 있으며, 좌측 또는 우측에 위치한 패널 세트(10) 일측단의 횡방향 삽입부(116)가 우측 또는 좌측에 위치한 다른 패널 세트(10)의 이웃하는 측단에 삽입되어 패널 세트(10)들의 좌우 조립이 이루어질 수 있다.
상기 패널 세트(10)의 주요 부분을 구성하는 패널(11)들 각각은 불연성 또는 준 불연성의 열가소성 플라스틱 재료 또는 금속 재료를 성형하여 형성될 수 있다. 또한 패널(11)의 재료는 하중 및 휨 모멘트 전단력 등을 고려하여 선정된다. 또한 상기 패널(11)은 압축 다이를 이용한 압축 성형에 의해 성형될 수 있다. 상기 패널(11)의 성형 과정에서 전술한 홀통(112) 및/또는 상기 삽입부(114 또는 116) 형성을 위한 단차들이 형성될 수 있다. 더 나아가, 패널(11) 성형시, 패널(11)의 표면, 바람직하게는, 패널(11)의 외부 표면에 모양이나 무늬를 형성하여, 벽체 형성 후 별도의 작업 없이도 건축주가 원하는 모양 또는 무늬를 벽체에 구현할 수 있다. 한편, 미리 제작된 패널들은 앞에서 설명한 복수의 패널 세트로 나뉘어 세팅되고, 시공 현장에서, 1차 공정에 의해, 상기 복수의 패널 세트들을 상하 좌우로 조립 연결한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 조립된 패널 구조물은 패널 세트들의 전후 마주하는 패널들 사이에 콘크리트 타설 공간을 한정한다.
도 3을 참조하면, 하부 패널 세트(들)(10)에 대하여 상부 패널 세트(들)(10)이 연결되는 과정을 볼 수 있다. 또한 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 우측 패널 세트(들)에 대하여 좌측 패널 세트(들)(10)이 연결되는 과정을 볼 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 각 단위 패널 세트(10) 내에서 서로 마주하는 두 패널(11, 11)은 마주하는 홀통(112)들의 수직 홀들에 전술한 연결구(12)의 다리부들이 끼워져 고정된다. 상부 패널 세트(10) 하단의 종방향 삽입부(114)가 도 3에 도시된 것과 같이 하부 패널 세트(10) 상단에 끼워짐으로써 패널 세트(10)들의 상하 조립(수직 조립)이 이루어진다. 또한 좌측 패널 세트(10) 우측단의 횡방향 삽입부(116)가 도 4에 도시된 것과 같이 우측 패널 세트(10) 좌측단에 삽입됨으로써 패널 세트(10)들의 좌우 조립(수평 조립)이 이루어진다. 이때, 상부 패널 세트(10)의 외부면들과 하부 패널 세트(10)의 외부면들은 동일 평면을 이루는 것이 좋으며, 우측 패널 세트(10)의 외부면과 좌측 패널 세트(10)의 외부면들도 동일 평면을 이루는 것이 좋다. 또한, 상기 수평 또는 수직 조립시, 연결 또는 조립 부위에 혹시 있을 수 있는 뒤틀림을 억제하도록 접착제로 고정시키는 작업을 추가로 더 하는 것이 좋다.
패널 세트(10)의 외부면들은 완성된 벽체의 외벽면 및 내벽면과 같을 수 있음에 주목한다. 건출물의 벽체 구조물은 통상 교차되는 부분들을 포함하는데, 이 교차되는 부분들에서 패널 세트(10)들을 연결하는 수단에 대해서는 다음에 더 자세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 패널 세트들이 건축물의 벽체 구조물의 형상에 대응되게 조립되면, 패널 세트들에 의해 한정된 공간 내로 콘크리트를 타설하는 공정이 수행된다. 도 5를 참조하면, 패널 세트(10)들에 의해 한정된 공간으로 콘크리트(20)가 타설되어 형성된 벽체(1) 일부의 종단면을 볼 수 있다. 또한 도 6은 패널 세트(10)들에 의해 한정된 공간으로 콘크리트(20)가 타설되어 형성된 벽체(1)의 일부를 볼 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 각 패널 세트(10)의 이웃하는 두 패널(11)은 그들 사이에 위치한 콘크리트(20)와 일체화되어 있다. 이때, 정해진 간격으로 두 패널(11, 11)을 고정하고 있던 연결구(12)는 콘크리트(20) 내에 매립된다. 패널(11)들을 콘크리트(20)로부터 분리하지 않고도, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같은 건축물의 벽체(1)를 형성할 수 있다. 이때, 일측 패널(11)의 외부면의 벽체(1)의 외벽면이 되고, 타측 패널(11)의 외부면은 벽체(1)의 내벽면이 된다. 앞에서 설명한 것과 같이, 일측 또는 타측의 패널(11)의 외부면에 모양이나 무늬를 형성할 경우, 그 모양이나 무늬가 벽체(1)의 내벽면 또는 외벽면에 그대로 남는다.
담장이나 방음벽을 제외한 대부분 건축물의 벽체 구조물은 단위 벽체들이 서로 교차되는 교차 부위를 포함한다. 그리고, 전술한 것과 같이 패널 세트들을 이용하여, 콘크리트-패널 세트 일체형 벽체를 시공하는데 있어서는, 패널 세트의 길이 부족 위치가 생길 수 있다. 또한, 출입문이나 창호 부분과 특정 위치에 대한 고려도 요구된다. 위와 같은 점들로 인하여, 전술한 패널 세트들과 더불어 도 7에 도시된 것과 같은 다양한 형태의 부속 부재들이 이용될 수 있다.
도 7의 (a)에 도시된 부속 부재는 패널(11)의 길이 부족으로 인해 동일 선상에서 서로 이웃하는 패널(11)들 사이에 생긴 갭을 메우는데 이용되는 중간 연결부재(17a)이다. 상기 중간 연결부재(17a)는, 수직으로 기다란 패널 형태를 갖는 것으로서, 전술한 패널들이 완성하고자 하는 벽체 높이에 상응하게 상하 조립되는 것과 달리, 그 자체로 완성하고자 하는 벽체의 높이에 상응하는 높이를 가질 수 있다. 따라서, 전술한 패널(11)들은 상기 중간 연결부재(17a)의 측면을 따라 상하로 나란하게 조립된다. 또한 상기 중간 연결부재(17a)는 전술한 패널(10)과 마찬가지로, 전술한 연결구(16; 도 2 내지 도 6 참조)의 한 다리에 끼워지는 수직 홀을 갖춘 홀통(172a)을 일체로 구비한다. 또한 상기 중간 연결부재(17a)는 측단에 단차부를 구비하며, 이 단차부는 대응 중간 연결부재의 측단에 형성된 단차부와 함께 전술한 패널 세트의 두 패널 사이로 삽입 조립되는 삽입부를 형성할 수 있다.
중간 연결부재(17a)는 다른 대응 중간 연결부재와 한 세트를 이루며, 상기 대응 중간 연결부재는 상기 중간 연결부재(17a)의 홀통(172a)과 대응되는 위치에 그와 쌍을 이루는 홀통을 구비한다. 상기 대응 중간 연결부재는 상기 중간 연결부재(17a)와 완전한 대칭 구조를 이룰 수도 있고, 도 7의 (b)에 도시된 또 다른 중간 연결부재(17b)와 같이, 수직으로 교차하는 또 따른 패널과의 연결을 위해 교차 리세스(174b)를 구비할 수 있다. 도 7의 (b)에 도시된 중간 연결부재(17b) 또한 연결구의 다리에 끼워지는 수직 홀을 구비한 홀통(172b)들을 일체로 구비한다. 그리고 상기 중간 연결부재(17b)는, 도 7의 (a)에 도시된 중간 연결부재와 마찬가지로, 완성하고자 하는 벽체의 높이에 상응하는 높이를 가져, 자신의 측면에서 전술한 패널(11)들이 상하로 나란하게 조립되는 것을 허용할 수 있다.
도 7의 (c) 및 도 7의 (d)는 벽체의 코너에 대응되게 설치되는 외곽 코너 연결부재(17c) 및 내부 코너 연결부재(17d)를 잘 보여준다. 외곽 코너 연결부재(17c)와 내부 코너 연결부재(17d)는 한 세트를 이루는 것으로서, 서로에 대해 마주하는 홀통(172c, 172d)을 구비한다. 한 세트를 이루는 외곽 코너 연결부재(17c)와 내부 코너 연결부재(17d)는 꼭지점들이 45도 선상에서 일치한 상태로 대응되는 홀통(172c, 172d)들이 서로 마주하게 위치하는 것이 좋다. 그리고, 외곽 코너 연결부재(17c)의 꼭지점으로부터 단부까지의 거리가 내부 코너 연결부재(17d)의 꼭지점으로부터 단부까지의 거리보다 크게 정해지고, 외곽 코너 연결부재(17c)의 꼭지점으로부터 외곽 코너 연결부재(17c)의 홀통(172c)까지의 거리도 내부 코너 연결부재(17d)의 꼭지점으로부터 내부 코너 연결부재(17d)의 홀통(172d)까지의 거리보다 크게 정해진다. 도 7의 (c) 및 도 7의 (d)에 도시된 코너 연결부재(17c, 17d)들 및 이들을 포함하는 코너 연결부재의 세트는 완성하고자 하는 벽체의 높이에 상응하는 높이를 가져, 자신의 측면에서 전술한 패널(11)들 및 이들을 포함하는 패널 세트(10)들이 상하로 나란하게 조립되는 것을 허용할 수 있다.
도 7의 (e)에 도시된 부속 부재는 예컨대 벽체의 출입문 또는 창호 부분의 마감을 위해 이용되는 마감부재(17e)로서, 상기 마감부재(17e)는 상하로 나란하게 조립된 패널 세트(10)의 일측 개방부를 막아 마감한다. 상기 마감부재(17e)는 완성하고자 하는 벽체의 높이, 창호의 높이 또는 출입문의 높이에 상응하는 길이로 형성될 수 있다.
도 8은 하나의 벽의 단부가 다른 벽의 단부와 직각으로 연결되어 형성된 벽체 구조물을 보여주며, 도 8을 참조하면, 이 벽체 구조물 형성을 위한 패널 세트(10)들의 조립을 위해, 전술한 부속부재들 중, 중간 연결부재(17a), 외곽 및 내부 코너 연결부재(17c, 17d), 마감부재(17e)가 채용되었음을 알 수 있다. 도 9는 하나의 벽 중간에 다른 벽의 단부가 직각으로 연결되어 형성된 벽체 구조물을 보이며, 도 9를 참조하면, 이 벽체 구조물 형성을 위한 패널 세트(10)들의 조립을 위해, 전술한 부속부재들 중, 중간 연결부재(17a, 17b) 및 마감부재(17e)가 채용되었음을 알 수 있다.
이하 본 발명의 도 10과 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 일체형 콘크리트 벽체의 시공에 이용되는 패널 세트를 도시한 분해 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 패널 세트를 이용하여 시공된 건축물의 벽체 일부를 도시한 횡단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 패널 세트(10)는 서로 대칭을 이루면서 마주하는 한 쌍의 패널(11a, 11b)을 포함한다. 한 쌍의 패널 중 하나의 패널의 벽체의 외벽을 이룰 수 있고 다른 패널은 벽체의 내벽을 이룰 수 있다.
앞선 실시예와 마찬가지로, 상기 한 쌍의 패널(11a, 11b) 각각은 수직으로 홀이 형성된 상기 홀통(hole cylinder; 112)들을 내부 대향면에 일체로 구비한다. 본 실시예에서, 상기 홀통(112)들은 3개의 어레이를 구성하며, 각 어레이(112) 내에 홀통(112)들은 길이 방향으로 따라 배열되어 있다. 이웃하는 한 쌍의 패널(11a, 11b) 사이에서, 하나의 패널(11a) 내부 대향면에 구비된 홀통(112)은 이웃하는 다른 패널(11b)의 내부 대향면에 구비된 홀통(112)과 마주한다. 또한 상기 패널 세트(10)는 두개의 다리(leg)가 두 패널(11a, 11b)의 두 마주하는 홀통(112)들의 홀들에 끼워지는 대략 "ㄷ"형의 연결구(12)를 포함한다. 상기 연결구(12)는 일정 간격을 두고 서로 마주해 있는 한 쌍 패널(11a, 11b)을 정 위치에서 고정하는 역할을 한다.
본 실시예에 따르면, 한 쌍의 패널(11a, 11b) 중 하나의 패널 중 제1 패널(11a)은 앞선 실시예와 동일하게 구성하되, 나머지 다른 하나의 패널, 즉, 제2 패널(11b)은 단열재(30)가 채워지는 공간(19v; 이하, '단열재 채움 공간'이라 함)을 형성하기 위해 형성하기 위해 단열재 채움 구조와 일체화되어 있다. 본 실시예에서, 상기 단열재 채움 구조는 상기 제2 패널(11b)과의 사이에 상기 공간(19v)를 형성하는 이격판(19a)를 포함한다. 상기 이격판(19a)과 상기 제 2 패널(11b) 사이에는 상기 단열재 채움 공간(19v)을 복수개로 구획하면서 상기 이격판(19a)을 상기 제2 패널(11b)에 연결하는 복수의 칸막이(19c)가 형성된다. 상기 복수의 칸막이(19c)에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간(19v) 내로 단열재(30)가 채워진다. 단열재(30)는 고체 상태로 삽입되는 스티로폼 등이 이용될 수 있다. 대안적으로, 유동성을 갖는 재료, 예컨대, 기포 콘크리트를 상기 단열재 채움 공간(19v)에 채운 후 경화하여 단열재(30)을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 칸막이(19c) 각각에 유동하는 단열재가 하나의 채움 공간에서 다른 채움 공간으로 흘러들어갈 수 있도록 해주는 구멍을 형성할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 콘크리트(20)가 한 쌍의 패널(11a, 11b) 사이에서 그 한 쌍의 패널(11a, 11b)와 일체화되어 있으며, 한 쌍의 패널 중 제2 패널(11b)에 마련된 단열재 채움 공간(19v)에는 단열재(30)이 채워져 있다. 본 실시예에서는, 한 쌍의 패널 중 하나의 패널에만 단열재 채움 구조 및 그로 인한 단열재 채움 공간(19v)을 마련하고 있지만, 한 쌍의 패널 모두에 단열재 채움 구조 및 그로 인한 단열재 채움 공간(19v)을 마련할 수도 있음에 유의한다.
전술한 패널 세트를 이용한 벽체의 시공, 더 나아가, 상기 벽체를 포함하는 건축 구조물의 시공방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선 기초 공사가 완료되면, 설계도에 따라 철근을 배근한다. 다음, 전술한 패널들을 여러 위치에서 서로 마주하게 배치한 후 연결구로 마주하는 패널들을 연결하여 패널 세트(10)들을 세팅한다. 패널 세트(10) 세팅시, 다수의 패널 세트(10)들에 대한 상하 또는 좌우 조립도 이루어진다. 패널들의 배치 또는 패널 세트들의 세팅시, 바닥과 벽체 부분이 움직이지 않도록 "L"자 형의 앵글로 고정하는 것이 좋다. 다음, 현장에서 패널 세트(10)들을 세팅 및 조립하여 형성된 패널 구조물 내 콘크리트 타설 공간에 콘크리트를 타설하여 건축물의 벽체(1; 도 1 참조)를 만든다. 콘크리트가 굳으면, 패널 세트(10)의 패널들은 콘크리트에 일체화되어 벽체의 내벽과 외벽으로 남는다. 그리고, 패널들의 연결에 이용되었던 연결구(12; 도 1 내지 도 11 참조)는 콘크리트 내에 매립된다.
부가적으로, 일반 주택 시공시에는 철근 없이 무근 콘크리트만을 이용하는 한 번의 공정만으로 벽체 시공의 마무리가 가능하다. 예컨대, 공통 주택 시공시에는, 구조 계산에 의한 철근 시공과 더불어 패널을 설치 고정한 후 콘크리트 타설을 하는 것이 좋다.
전술한 벽체 구조물의 시공시, 패널 세트들을 상부로 적층 조립하여 올린 후 콘크리트를 타설하는 공정을 통해 한 층의 패널 일체형 콘크리트 벽체를 완성하고, 그 위에서 위의 공정을 반복하여 여러 층의 패널 일체형 콘크리트 벽체를 완성한다. 한 층의 패널 일체형 콘크리트 벽체를 형성하는 공정과 다른 층의 패널 일체형 콘크리트 벽체를 형성하는 공정 중간에 슬라브를 시공할 수 있다.
위에서는 주택용 벽체에 대해 주로 설명이 이루어졌지만, 본 발명은 일반 주택은 물론이고, 아파트, 빌라, 창고, 공장, 방음벽, 담장 등 다양한 건축물에 적용될 수 있음에 유의한다.
1: 패널 일체형 콘크리트 벽체 10: 패널 세트
11, 11a, 11b: 패널 12: 연결구
20: 콘크리트 30: 단열재
112: 홀통 114: 종방향 삽입부
116: 횡방향 삽입부

Claims (10)

  1. 거푸집 없이 시공되는 건축물의 패널 일체형 콘크리트 벽체로서,
    상하 방향과 좌우 방향 중 적어도 하나의 방향으로 조립되는 복수의 패널 세트들; 및
    상기 복수의 패널 세트들에 의해 한정된 콘크리트 타설 공간에 채워져 형성된 콘크리트를 포함하고,
    상기 복수의 패널 세트들 각각은 정해진 간격으로 서로 마주하는 한 쌍의 패널과, 상기 한 쌍의 패널을 상기 정해진 간격으로 연결하는 연결구를 포함하고,
    상기 한 쌍의 패널은 상기 한 쌍의 패널 사이에 채워진 콘크리트와 일체화되어 상기 벽체의 외벽과 내벽을 이루고,
    상기 연결구는 상기 콘크리트 내에 매립되고,
    상기 한 쌍의 패널은 수직 홀이 형성된 홀통들을 서로 마주하는 대향면들에 대칭적으로 포함하고,
    상기 연결구는 두개의 다리를 포함하되, 상기 두개의 다리 각각은 상기 홀통들의 상기 수직 홀 각각에 끼워지며,
    상기 복수의 패널 세트들은 서로 마주하는 두 패널의 하단 또는 상단에 구비된 단차들에 의해 상기 마주하는 두 패널간 상단 또는 하단 간격이 좁아져 형성된 종방향 삽입부를 하단 또는 상단에 구비하는 패널 세트를 포함하고, 상기 패널 세트의 종방향 삽입부가 다른 패널 세트의 상단 또는 하단을 통해 상기 다른 패널 세트의 두 마주하는 패널 사이에 꼭 맞게 삽입되어, 상하로 이웃하는 패널 세트들의 조립이 이루어지며, 상기 패널 세트들을 구성하는 패널들은 다이를 이용한 성형에 의해 성형되되, 상기 패널들 각각의 성형 과정에서, 상기 홀통들과 상기 종방향 삽입부 형성을 위한 단차들이 상기 패널들 각각에 일체로 형성된 것이며, 상기 홀통들은 상기 패널의 상단과 하단 사이에서 상기 패널 각각의 내부면에 상하로 길게 어레이되어 형성된 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 패널 세트는 횡방향 삽입부가 일측단에 형성된 패널 세트를 포함하고, 상기 패널 세트의 횡방향 삽입부가 다른 패널 세트의 측단에 삽입되어, 좌우로 이웃하는 패널 세트들의 조립이 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 패널 세트들은 하단 또는 상단에 종방향 삽입부가 형성되고 일측단에 횡방향 삽입부가 형성된 제1 패널 세트와, 상기 종방향 삽입부가 상단 또는 하단으로 끼워져 상기 제1 패널 세트와 상하 방향으로 조립되는 제2 패널 세트와, 상기 횡방향 삽입부가 측단으로 끼워져 상기 제1 패널 세트와 좌우 방향으로 조립되는 제3 패널 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 패널 세트 중 동일 선상에 있는 두 패널 세트의 패널들을 연결하는 중간 연결부재들을 더 포함하고, 상기 중간 연결부재들은 연결구의 두 다리가 끼워지는 홀통들을 대칭되게 구비하고, 상기 중간 연결부재들 각각은 상하로 조립된 복수의 패널들과 측면에서 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 패널 세트 중 두 패널 세트 사이에서 일정 각도로 교차하는 패널들을 연결하는 외곽 코너 연결부재 및 내부 코너 연결부재를 더 포함하고, 상기 외곽 코너 연결부재와 상기 내부 코너 연결부재는 연결구의 두 다리가 끼워지는 홀통들을 구비하며, 상기 외곽 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 외곽 코너 연결부재의 단부까지의 거리는 상기 내부 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 내부 코너 연결부재의 단부까지의 거리보다 크게 정해지고, 상기 외곽 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 외곽 코너 연결부재의 홀통까지의 거리는 상기 내부 코너 연결부재의 꼭지점으로부터 상기 내부 코너 연결부재의 홀통까지의 거리보다 크게 정해지며, 상기 내부 코너 연결부재 및 상기 외곽 코너 연결부재 각각은 상하로 조립된 복수의 패널들과 측면에서 연결되는 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 패널은 열가소성 플라스틱 또는 금속 재료를 성형하여 제작된 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나의 해당 패널은 단열재 채움 구조와 일체로 형성되며, 상기 단열재 채움 구조는 상기 해당 패널과의 사이에 단열재 채움 공간을 형성하는 이격판을 포함하고, 상기 이격판과 상기 해당 패널 사이에는 상기 단열재 채움 공간을 복수개로 구획하면서 상기 이격판을 상기 해당 패널에 연결하는 복수의 칸막이가 형성되며, 상기 복수의 칸막이에 의해 한정된 복수의 단열재 채움 공간 내로 단열재가 채워진 것을 특징으로 하는 패널 일체형 콘크리트 벽체.
  10. 청구항 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9 중 어느 한 항에 따른 패널 일체형 콘크리트 벽체를 포함하는 건축 구조물으로서, 여러 위치에서 마주하게 배치된 패널들이 복수의 연결구에 의해 복수의 패널 세트들로 세팅되고, 상기 복수의 패널 세트들이 상하 방향 및 좌우 방향으로 조립되고, 상기 복수의 패널 세트들에 의해 한정된 공간 내로 콘크리트가 타설되어 상기 복수의 패널 세트들과 상기 콘크리트가 일체화된 벽체가 1층 이상으로 형성되고, 상기 벽체가 슬라브 또는 지붕과 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 건축 구조물.
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