KR101558865B1 - 건축물 외장용 금속패널 및 금속패널 고정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 실시예에 따른 건축물 외장용 금속패널은 적어도 하나 이상의 결합홈을 가지는 측면부와, 상기 측면부로부터 내측으로 절곡 된 날개부를 가지는 패널 몸체; 상기 패널 몸체의 측면부로 둘러싸인 안쪽 공간부에 설치되며, 상기 날개부와 마주보는 양단이 고정되고, 상기 패널 몸체의 바닥면과는 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 보강부재; 일단은 상기 보강부재의 양 측면과 결합되고, 타단은 상기 측면부와 결합되어, 상기 보강부재의 양단을 상기 패널 몸체의 측면부에 고정하는 연결판; 및 상기 보강부재와 상하좌우 일정 유격을 가지도록 결합되어, 상기 보강부재의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하며, 상기 바닥면에 고정 결합되는 보강부재 고정클립;을 포함하며, 상기 보강부재는 상기 패널 몸체의 설치 위치에서 중력 방향과 평행한 세로 방향으로 설치되어, 태풍 등 풍 하중 발생 시 금속패널의 변형을 방지할 수 있다.

Description

건축물 외장용 금속패널 및 금속패널 고정 시스템{Metal wall panel for the outer wall of the building and metal wall panel fixing system}

본 실시예는 건축물 외장용 금속패널 및 금속패널 고정 시스템에 관한 것이다.

건축물의 외벽은 다양한 재질로 마감될 수 있다. 대리석 등과 같은 석재패널을 이용한 외벽 마감은 건물 벽면과 석재패널 사이에 일정 공간이 형성되므로, 건물 벽면이 강우 및 외부 습기에 의해 보호될 수 있는 장점이 있어 많이 사용되고 있다.

그런데, 석재패널은 무겁고 시공성이 떨어지기 때문에, 아파트나 고층 빌딩 등의 외벽 마감에는 적합하지 않다. 이에, 최근에는 금속패널을 이용한 고층 빌딩 외벽 마감이 많이 사용되고 있다.

기존의 금속패널은 알루미늄과 같은 경량금속을 많이 사용하는데, 구조 계산을 통하여 패널의 크기에 따라 패널 보강 여부를 결정할 수 있다. 이때, 보강방법으로는 주로 패널의 이면에 알루미늄 나사를 용접하고, 보강재를 볼트에 끼운 후 너트로 고정하는 방식이 많이 사용된다. 이와 같은 보강 작업은 비용이 많이 소모되기 때문에 금속패널의 보강을 건축주가 꺼리는 경우가 많다.

그러나 알루미늄 패널과 같은 금속패널은 가볍고 견고하기는 하지만, 건축물 외부에 설치되므로, 열에 의한 변형 또는 강풍 등에 의한 외부풍압(정압, 부압) 발생으로 인한 형상 변형 등이 야기될 수 있다. 따라서 별도의 보강작업을 수행하지 않을 경우, 표면이 변형되어 평활도가 떨어져 건축물의 미관을 해치는 등의 문제가 발생될 수 있다.

또한, 향후 건축물의 외단열(outside insulation)의 급격한 진행이 예상되어 외단열로 시공하였을 경우, 고정 시스템으로 인한 단열의 부실과 열교현상(thermal bridge)의 심화로 외단열의 원 목적이 달성되지 못하는 문제점이 있다. 이러한 열교현상의 해결을 목적으로 단열재의 두께가 두꺼워져 가고 있으나, 단열재를 효과적으로 보호하기 위하여 단열재 외피에 대한 고민이 깊어지고 있다.

한국공개특허 제 10-2011-0058007호(2011.06.01. 공개) 한국등록특허 제 10-632784호(2006.09.29. 등록)

본 실시예는 외부풍압(정압, 부압) 및 열 등에 의한 변형을 최소화할 수 있도록 보강구조가 개선된 건축용 금속패널과 건축물에 작용하는 열교현상의 효율적 차단을 위한 설치 시스템에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 건축물 외장용 금속패널은 적어도 하나 이상의 결합홈을 가지는 측면부와, 상기 측면부로부터 내측으로 절곡 된 날개부를 가지는 패널 몸체; 상기 패널 몸체의 측면부로 둘러싸인 안쪽 공간부에 설치되며, 상기 날개부와 마주보는 양단이 고정되고, 상기 패널 몸체의 바닥면과는 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 보강부재; 일단은 상기 보강부재의 양 측면과 결합되고, 타단은 상기 측면부와 결합되어, 상기 보강부재의 양단을 상기 패널 몸체의 측면부에 고정하는 연결판; 및 상기 보강부재와 상하좌우 일정 유격을 가지도록 결합되어, 상기 보강부재의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하며, 상기 바닥면에 고정 결합되는 보강부재 고정클립;을 포함하며, 상기 보강부재는 상기 패널 몸체의 설치 위치에서 중력 방향과 평행한 세로 방향으로 설치되어, 태풍 등 풍 하중 발생 시 금속패널의 변형을 방지할 수 있다.

상기 보강부재는 내부에 공간부가 형성된 원, 사각, 다각 파이프 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

상기 보강부재는 상기 날개부와 리벳, 나사, 용접 및 접착 테이프 중 어느 하나의 방법으로 결합될 수 있다.

상기 연결판은 'ㄷ'자 형상으로 절곡 형성되어 상기 보강부재의 양 측면에 제 1 고정부재로 결합되는 한 쌍의 제 1 연결판; 및 상기 측면부와 제 2 고정부재로 결합되며, 상기 보강부재의 단부와 일정 거리 이격되는 제 2 연결판;을 포함하며, 상기 이격 거리는 상기 날개부의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

상기 보강부재 고정클립은 상기 바닥면과 스터드 볼트, 접착제 및 접착부재 중 어느 하나로 고정될 수 있다.

상기 패널 몸체와 보강부재 및 보강부재 고정클립은 서로 동일한 알루미늄 합금재질로 형성될 수도 있고, 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 금속패널 고정 시스템은 일단이 단열부재가 표면에 시공된 건축물 벽면에 나사산이 형성된 끝부분이 돌출되도록 설치된 앵커부재; 상기 앵커부재가 결합되는 제 1 통공이 형성된 제 1 면과, 상기 제 1 면이 90도로 절곡된 제 2 면을 포함하며, 상기 제 2 면에는 제 1 슬릿이 형성되고, 상기 제 2 면은 지면 및 상부면을 향하지 않도록 배치되는 제 1 고정부재; 상기 제 2 면에 결합되며, 상기 제 1 슬릿과 대응되는 제 2 슬릿이 형성되는 제 3 면과 상기 제 3 면과 수직인 제 4 면을 포함하는 제 2 고정부재; 상기 제 1 및 제 2 슬릿을 관통하여 상기 제 1 고정부재에 제 2 고정부재를 고정 결합하는 체결유닛; 상기 제 4 면에 고정 결합되는 고정장치; 및 상기 고정장치에 결합 고정되는 금속패널;을 포함하며, 상기 금속패널은 적어도 하나 이상의 결합홈을 가지는 측면부와, 상기 측면부로부터 내측으로 절곡 된 날개부를 가지는 패널 몸체; 상기 패널 몸체의 측면부로 둘러싸인 안쪽 공간부에 설치되며, 상기 날개부와 마주보는 양단이 고정되고, 상기 패널 몸체의 바닥면과는 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 보강부재; 일단은 상기 보강부재의 양 측면과 결합되고, 타단은 상기 측면부와 결합되어, 상기 보강부재의 양단을 상기 패널 몸체의 측면부에 고정하는 연결판; 및 상기 보강부재와 상하좌우 일정 유격을 가지도록 결합되어, 상기 보강부재의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하며, 상기 바닥면에 고정 결합되는 보강부재 고정클립;을 포함하며, 상기 보강부재는 상기 패널 몸체의 설치 위치에서 중력 방향과 평행한 세로 방향으로 설치되어, 태풍 등 풍 하중 발생 시 금속패널의 변형을 방지할 수 있다.

이때, 단열부재가 표면에 시공된 건축물 벽면과 상기 제 1 고정부재 사이에 개재되는 열교 차단부재;를 더 포함할 수도 있다.

상기 체결유닛은 볼트 및 너트로 구성되어, 상기 제 1 및 제 2 슬릿을 통해 상기 제 2 고정부재의 제 1 고정부재에 대한 상대 위치를 조정할 수 있다.

상기 열교 차단부재는 폴리아미드 재질일 수 있다.

금속패널의 단 방향 보강을 통해 구조 강도를 향상시킬 수 있으며, 패널의 평활도를 일정하게 유지하여, 열 및 풍압에 의한 정, 부압 등에 의해 건축물 외벽에 설치된 금속패널의 변형을 최소화할 수 있다.

또한, 얇은 금속 패널을 크게 형성하더라도, 보강부재에 의해 패널의 강도와 평활도가 유지될 수 있기 때문에 다양한 형태의 건축물에 적용 가능하다. 따라서 건축 외장에 일반적으로 사용되는 3.0mm 이상의 두꺼운 패널을 사용해 온 건축 관행을 개선하여 2.0mm의 얇은 패널로 동일한 수명의 건축이 가능 함으로서 자원 절약에 따른 에너지 절감 및 자원 채취로 인한 환경 파괴를 개선할 수 있다.

금속패널의 보강부재의 설치를 위한 공정을 간단하고 저렴하게 구성할 수 있어 건축 비용을 절감할 수 있다.

또한, 금속패널과 고정부재 사이의 열교현상을 1차적으로 차단하는 역할을 클립형태의 고정장치가 수행하여 제 1 및 제 2 고정부재 사이의 접촉저항으로 발생되는 열교현상을 2차적으로 차단할 수 있으며, 제 1 및 제 2 고정부재와 콘크리트 재질의 건축물 벽체 사이에도 폴리아미드 재질의 열교 차단부재를 개재하여 3차 열교현상 차단이 가능해, 단열성을 향상시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 건축용 금속패널의 설치 시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 금속패널을 고정하기 위한 클립부재를 도시한 사시도,
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 금속패널과 클립부재 및 프레임의 고정 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 5는 본 실시예에 따른 금속패널과 클립부재를 결합한 상태의 개략적인 사시도,
도 6은 본 실시예에 따른 금속패널 결합을 위한 프레임을 도시한 도면,
도 7은 본 실시예에 따른 금속패널의 후면을 도시한 사시도,
도 8은 도 7의 A 부분의 I-I 단면도,
도 9 내지 도 11은 다른 실시예에 따른 도 7의 A 부분의 I-I 단면도,
도 12는 도 7의 B 부분을 도시한 분해 사시도,
도 13은 측면부에 연결판의 개재 하여 결합된 보강부재의 단면도,
도 14는 다른 실시예에 따른 건축용 금속패널의 설치 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 그리고,
도 15 내지 도 17은 건축물 벽체에 고정되는 제 1 및 제 2 고정부재와 앵커부재의 결합 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예를 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 건축용 금속패널의 설치 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1의 금속패널을 고정하기 위한 클립부재를 도시한 사시도, 도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 금속패널과 클립부재 및 프레임의 고정 상태를 개략적으로 도시한 단면도, 도 5는 본 실시예에 따른 금속패널과 클립부재를 결합한 상태의 개략적인 사시도, 도 6은 본 실시예에 따른 금속패널 결합을 위한 프레임을 도시한 도면, 도 7은 본 실시예에 따른 금속패널의 후면을 도시한 사시도, 도 8은 도 7의 A 부분의 I-I 단면도, 도 9 내지 도 11은 다른 실시예에 따른 도 7의 A 부분의 I-I 단면도, 도 12는 도 7의 B 부분을 도시한 분해 사시도, 도 13은 측면부에 연결판의 개재 하여 결합된 보강부재의 단면도, 도 14는 다른 실시예에 따른 건축용 금속패널의 설치 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 그리고, 도 15 내지 도 17은 건축물 벽체에 고정되는 제 1 및 제 2 고정부재와 앵커부재의 결합 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것 이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 실시예는 단열재 설치로 인한 벽체의 두께를 줄이기 위하여 기존 금속재질의 외장패널의 시공 시에 터부시 되어 왔던 화스너(fastener) 등과 같은 고정부재에 직접 금속패널과 같은 외장재를 고정하는 방안에 관한 것이다. 이러한 구성을 통해 건축물의 벽체 두께가 두꺼워 지는 것을 방지하고 열교 최소화할 수 있다. 또한, 열교차단을 위한 스테인리스 재질의 고정장치와 고정부재와 앵커부재 사이에 열교 차단물질을 개재하여 시공하는 방식을 통해, 기존에 비해 금속패널을 상대적으로 크게 시공하는 것이 가능하며, 시공 시스템의 경비 및 시공경비 절감이 가능하다.

도 1은 본 실시예에 따른 금속패널의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 금속패널(10)은 건축물 외벽(1)에 격자형으로 설치되는 금속 프레임(100) 상에 클립형태의 고정장치(30)에 의해 장착될 수 있다. 상기 프레임(100)은 경우에 따라 금속재 파이프가 아닌 화스너 등으로 마련될 수도 있으나, 통상 금속 파이프로 구성된다.

금속패널(10)은 도 1 내지 도 3 등에 도시된 바와 같이, 사각 또는 삼각 등의 형상으로 마련될 수 있으며, 패널 몸체(10a)와 상기 패널 몸체(10a)의 테두리부에 절곡 형성된 소정 폭의 측면부(11)와, 상기 측면부(11)의 단부로서 다시 내측을 향해 절곡 된 소정 폭을 가지는 날개부(12)를 포함할 수 있다. 상기 측면부(11)에는 고정장치(30)를 결합시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 결합홈(20)이 형성될 수 있다. 도 1은 상기 금속패널(10)의 각 측면부(11)에 상호 이격 된 다수 개(세로 방향) 내지 다수 개(가로방향)의 결합홈(20)이 형성된 경우를 예시하였으나, 이를 한정하는 것은 아니다. 상기 결합홈(20)의 개수는 금속패널(10)의 크기와 구조적 계산에 따라 가변 될 수 있다.

상기 금속패널(10)을 상기 프레임(100)에 고정하는 고정장치(30)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 프레임(100)의 설치 대상면에 결합되는 고정부(31), 금속패널(10)의 날개부(12)에 결합되는 제 1 결합부(32), 상기 금속패널(10)의 측면부(11)의 결합홈(20)에 결합되는 제 2 결합부(33) 및 상기 제 1 및 제 2 결합부(32)(33)를 고정부(31)와 연결하면서 금속패널(10)의 날개부(12)를 프레임(100)으로부터 소정 간격 이격 시키는 이격부(34)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 프레임(100)과 고정부(31) 사이에는 고무나, 폴리 아미드 재질의 열교 차단부재(31a)가 개재될 수 있다. 열교 차단부재(31a)는 알루미늄 등의 금속 재질로 형성되는 금속패널(10)을 통해 전달되는 외부 열이, 고정장치(30)와 점 접촉에 의한 열 저항을 통해 1차 전도 열을 차단한 후 잔열이 프레임(100)으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기 제 1 결합부(32)에는 금속패널(10)의 날개부(12) 단부에 후킹 되도록 단면 형상이 'ㄷ'자 형상으로 절곡되는 제 1 걸림부(32a)가 마련되고, 상기 제 2 결합부(33)에는 금속패널(10)의 결합홈(20)으로 삽입하여 후킹 될 수 있는 단면 형상이 'ㄷ'자 형상으로 절곡되는 제 2 걸림부(33a)가 마련될 수 있다.

상기 제 1 결합부(32)는 상기 제 2 결합부(33)의 양 측에 각각 형성될 수 있으며, 상기 이격부(34) 및 제 2 결합부(33) 에 대하여 대략 직각이 되도록 절곡 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 결합부(33)는 상기 이격부(34)로부터 연속적으로 연장 형성되면서, 상기 양측의 제 1 결합부(32)가 이들에 대하여 직각으로 절곡 될 수 있다. 상기 고정부(32)는 이격부(34)에 대하여 직각을 이루도록 절곡 된 형태이다. 고정부(31)에는 고정나사(36)의 체결을 위한 나사 체결공(35)이 마련될 수 있다.

고정장치(30)는 일체형으로 형성된 다각의 금속판재를 절단 및 절곡하는 방식으로 제조될 수 있는데, 양측의 제 1 결합부(32)와 중앙의 제 2 결합부(33) 사이를 절단한 상태에서 각 부분을 절곡하여 마련될 수 있다. 상기한 바와 같이 고정장치(30)는 금형에 의하여 금속판재의 절단 및 절곡을 통해 제조할 수 있어, 종래의 고정장치에 비하여 손쉽게 제조 가능할 수 있다.

금속패널(10)의 측면부(11)에 형성된 결합홈(20)은 도 5에 도시한 바와 같이, 제 2 결합부(33)의 제 2 걸림부(33a)를 결합시킨 상태에서 고정장치(30)를 금속패널(10)의 폭 방향(화살표 A방향)으로 이동시킬 수 있도록 하기 위해 금속패널(10)의 폭 방향으로 길게 형성된 걸림홈부(21)와, 제 2 걸림부(33a)가 걸림홈부(21)에 결합될 수 있도록 하기 위해 걸림홈부(21)의 중간부분에 제 2 걸림부(33a)보다 크게 형성된 진입홈부(22)를 구비한다.

고정장치(30)를 이용하여 금속패널(10)을 프레임(100)에 장착할 때는 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 제 1 결합부(32)의 제 1 걸림부(32a)가 금속패널(10) 보강부(12)에 걸리도록 한 상태에서 제 2 결합부(33)의 제 2 걸림부(33a)를 금속패널(10) 결합홈(20)의 진입홈부(22)로 진입시킨다. 이 상태에서 도 5에 도시한 바와 같이, 고정장치(30)를 금속패널(10)의 폭 방향(A방향)으로 밀어서 제 2 걸림부(33a)가 어느 한쪽 걸림홈부(21)에 걸리도록 한다. 이렇게 하면, 고정장치(30)가 금속패널(10)을 결속한 상태가 된다. 이 상태에서 도 4에 도시한 바와 같이, 고정장치(30)의 고정부(31)에 고정나사(36)를 체결하여 고정부(31)를 건물의 프레임(100)에 고정함으로써 금속패널(10)의 장착을 완료한다.

또한, 본 실시예는 금속패널(10) 결합홈(20)의 걸림홈부(21)가 진입홈부(22)의 양측으로 연장되어 폭 방향으로 길게 형성되기 때문에 필요에 따라 고정장치(30)를 원하는 쪽으로 이동시켜 장착할 수 있다. 따라서 도 6에 도시한 바와 같이, 다수의 금속패널(10)을 건물에 연이어 장착하는 경우에도 상호 인접하는 고정장치들(30)을 상호 간섭 없이 설치할 수 있다.

또한, 본 실시예의 고정장치(30)는 재질이 스테인리스 강으로 마련될 수 있는데, 이는 고정장치(30)를 열전도율이 매우 낮은 스테인리스 강으로 제조함으로써 고정장치(30)가 장착되는 부분에 별도의 단열수단을 설치하지 않더라도 금속패널(10)로부터 프레임(100) 쪽으로 열이 전달되는 현상을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 고정장치(30)를 스테인레스 스틸 재질로 형성할 경우, 이종 금속간의 접촉 부식을 완화할 수 있다. 일반적으로 스테인레스 스틸 재질의 경우, 알루미늄 재질의 금속패널(10)과 과 스틸 재질의 프레임(100)의 중간에 개재되는데, 상기한 바와 같이 열전도율을 차단할 수도 있으나, 이종금속 간의 접촉 부분에서는 각 금속재질 간의 전자 교환이 이루어지게 된다. 이와 같이 전자교환이 이루어질 때, 전자를 빼앗긴 금속 쪽에서는 부식이 일어나게 되는데, 스테인레스 재질은 항상 전자를 받는 금속이다. 따라서, 알루미늄 재질의 금속패널(10)과 스틸 재질의 프레임(100) 모두로부터 전자가 스테인레스 재질의 고정장치(30) 측으로 이동하게 된다. 그러나 고정장치(30)는 상대적으로 작은 면적을 차지하며, 크기가 작기 때문에 매우 작은 양의 전자가 이동할 뿐이어서, 접촉부분에서 이종금속간의 접촉에 의한 접촉부식이 많이 일어나지 않는다.

한편, 본 실시예에 따른 건축물 외장용 금속패널(10)은 도 7에 도시된 바와 같이, 보강부재(210) 및 보강부재 고정클립(220)등으로 구성된 보강유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

보강부재(210)는 대략 파이프 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 패널 몸체(10a)의 내부 공간에 설치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 보강부재(210)는 금속패널(10)의 설치 위치에서 중략 방향과 평행한 세로 방향으로 구조 계산상 필요에 따라 적정한 수량을 배치되는 것이 좋다.

상기 보강부재(210)는 상기 금속패널(10)의 재질과 동일한 재질 또는 다른 재질로 마련될 수 있다. 보강부재(210)는 도 7에 도시된 바와 같이 대략 사각 파이프 형상으로 마련될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 원형, 삼각형, 다각형 등 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수도 있다.

일 실시예에 따른 보강부재(210)는 도 7 및 도 13에 도시된 바와 같이 양 끝단은 상기 날개부(12) 및 결합홈(20)을 지닌 측면부(11)와 직접 또는 'ㄷ'자 형상의 연결판(230)으로 연결되어 고정되고, 몸체부분은 상기 보강부재 고정클립(220)에 의해 고정될 수 있다. 이때, 연결판(230)은 상기 패널 몸체(10a)와는 접착 또는 용접 등으로 고정되지 않고, 측면부(11)에만 결합되어 있으므로, 패널 몸체(10a)의 변형에 영향을 받지 않는다.

보강부재(210)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 날개부(12)와 이격 없이 밀착 고정되어 보강부재(210)가 금속패널(10)의 구조적 강도를 향상시킬 수 있도록 지지할 수 있다. 보강부재(210)는 상기 날개부(12)에서 리벳, 나사, 용접 또는 접착 테이프 등에 의해 고정될 수 있는데, 도 8에서는 일 예로 리벳(211)을 이용한 고정구조가 도시되고 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 이러한 고정 구조는 시공자의 필요에 따라 다양한 방법으로 고정되는 것이 가능하다.

한편, 날개부(12)만으로 보강부재(210)의 지지할 경우, 지지력 부족이 발생할 수 있으므로, 상기 보강부재(210)는 결합홈(20)을 가지는 측면부(11)와 연결판(230)을 통해 결합 고정될 수 있다.

상기 연결판(230)은 도 7 및 도 13에 도시된 바와 같이, 대략 'ㄷ'자 형상으로 마련되며, 하나의 금속 재질의 몸체가 절곡되어 형성될 수 있다. 상기 연결판(230)은 한 쌍이 마련되어 상기 보강부재(210)의 양 끝단에 양 측면과 결합될 수 있다. 이를 위해, 연결판(230)은 'ㄷ'자 형상의 양 날개로 형성되는 제 1 연결판(231)과, 막힌단에 배치되는 제 2 연결판(232)으로 구성될 수 있다.

제 1 연결판(231)은 상기 보강부재(210)의 양 끝단부에 적어도 하나 이상의 제 1 고정부재(213)로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제 1 고정부재(213)는 리벳일 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 볼트 또는 나사 등도 사용 가능하다. 또한, 연결판(230)의 "ㄷ" 형상의 양 날개 부분인 제 1 연결판(231)은 상기 보강부재(210)의 좌우측면과 결합 시 보강부재(210)의 좌우측면에 슬롯 홀(slot hole)과 와셔 등을 설치하여 약간의 변형 흡수 기능을 제공하는 것도 가능하다.

제 2 연결판(232)은 막힌면으로서, 상기 측면부(11)에 리벳 또는 나사 등으로 구성될 수 있는 제 2 고정부재(212)로 고정될 수 있다. 제 2 연결판(232)을 중심으로 상기 제 1 연결판(231) 한 쌍이 'ㄷ'자 형상으로 절곡 형성되는데, 이때, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 연결판(232)은 상기 보강부재(210)의 끝단부와 일정 거리(t) 이격 배치될 수 있다. 이와 같이 제 2 연결판(232)과 보강부재(210)의 끝단부를 이격 시키면, 금속패널(10)의 변형 발생 시나, 보강부재(210)의 열 팽창 발생 등의 상황이 발생하더라도, 이격 거리만큼의 여유가 생겨 금속패널(10) 비틀림 등과 같은 변형을 방지할 수 있다.

보강부재 고정클립(220)은 금속패널(10)의 몸체(10a)의 바닥면과 결합하여 풍(風) 하중 등에 의한 패널의 변형이 발생되면 보강부재(210)와 접촉을 통한 인장력으로 패널의 변형에 대응한다.

이와 같은 구성에 따라, 상기 보강부재(210)는 도 8에 도시된 바와 같이, 양 측면이 상기 보강부재 고정클립(220)과 측면과 일정 거리 이격될 수 있다. 이격 거리는 금속패널(10)을 구성하는 알루미늄 재질의 열 팽창률에 따라 가변되는 것으로 대략 1mm 내외가 되도록 형성될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 사용하는 금속의 종류에 따라 가변될 수 있다. 또한, 보강부재 고정클립(220)과 보강부재(210)의 상하 역시 도시된 바와 같이 일정 거리 이격될 수 있는데, 도시된 바와 같이 보강부재(210)의 좌우 이격 거리가 가장 가깝고, 보강부재(210)의 바닥면과 보강부재 고정클립(220)의 바닥면의 이격 거리보다 보강부재(210)의 상부면과 보강부재 고정클립(220)의 상부면의 이격 거리가 더 크게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 금속패널(10)의 열 팽창 및 열 수축 시에 보강부재(210)가 열 변형되더라도, 보강부재 고정클립(220) 또한 함께 열 변형하기 때문에, 유격 없이 설치할 경우 발생할 수 있는 비틀림 등의 문제를 억제할 수 있다.

보강부재(210)는 상기 결합홈(20)과 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 필요한 경우, 상기 결합홈(20)과 동일한 위치에 배치되는 것도 가능하다.

보강부재 고정클립(220)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 패널 몸체(10a)의 바닥면과의 고정 결합을 위해 일정 면적을 가지는 고정면(222)을 포함할 수 있다. 상기 고정면(222)은 상기 패널 몸체(10a)의 바닥면과 면 접촉되며, 접촉된 면에는 접착제 및 접착부재 중 어느 하나로 형성된 고정수단(222)이 개재되어, 상기 보강부재 고정클립(220)의 위치를 고정할 수 있다. 상기 고정면(222)은 도 8과 같이 양단으로 돌출된 날개부를 가질 수도 있고, 도 9와 같이 보강유닛(1200)을 구성하는 보강부재(1210)의 형상은 그대로 유지하면서, 보강부재 고정클립(1220)에서 날개부를 제외하고 구성할 수도 있다. 이 경우에도 접착부재(1222)로 보강부재 고정클립(1220)을 고정할 수 있다.

한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 보강부재 고정클립(220)(1220)과 상기 보강부재(210)(1210) 상하좌우 사이에는 약간의 유격을 둘 수 있다. 이때, 상하 유격을 좌우 측벽의 유격보다 크게 형성할 수 있는데, 이는 금속패널(10)의 제조 과정에서 발생된 자연스런 뒤틀림, 통제할 수 없는 자연스런 평탄도의 저하를 보강부재(210)가 간섭하지 못하도록 함으로서 금속패널(10)의 자연스런 평활도를 유지하도록 하기 위함이다. 따라서 보강부재(210)는 보강부재 고정클립(220)의 스토퍼 역할을 할 수 있다. 만일, 상기 보강부재 고정클립(220)이 보강부재(210)와 대응되는 형상으로 마련될 경우, 전혀 변형에 대한 여유 공간이 없기 때문에, 금속패널(10)의 평활도에 구조적인 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이 보강부재(2210)는 원형 파이프 등과 같이 다양한 형상으로 마련될 수도 있으며, 이때, 보강부재 고정클립(2220)은 상기한 구성과 동일하게 마련되어 접착부재(2222)로 고정될 수 있다.

이와 같이 구성된 보강부재 고정클립(220)은 1개 또는 2개 이상이 마련될 수 있는데, 설치 개수는 금속패널(10)의 크기와 구조 계산 결과에 따라 가변 될 수 있다. 즉, 금속패널(10)의 크기가 커질 경우나 풍 하중 등으로 인한 계산에 의해, 상기 보강부재 고정클립(220)의 개수는 2개 또는 그 이상으로 마련될 수 있으며, 이들 각각의 고정 위치는 금속패널(10)의 구조 계산에 의하여 배치되는 것이 좋다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 1개 이상의 보강부재 고정클립(220)의 접착 고정을 통해 위치 고정되므로, 종래에 비해 보강부재(210)를 고정하는 공정이 단순하고 표준화 됨 으로서 작업성이 향상될 수 있다. 특히, 보강부재 고정클립(220)을 사용 함으로써 양면 테이프, 구조용 코킹 등과 같은 보강부재(210)를 패널 몸체와 연속적으로 접착하는 기존의 방식보다 사용하는 접착제 및 접착 부재를 절감하여 보강 경비를 점감하고 패널의 평탄도를 개선하는 방법이다.

특히, 금속패널(10)의 경량화가 가능하기 때문에, 30층 이상의 고층 건물의 외벽 작업에 용이하며, 열에 의한 변형 및 바람 등에 의한 정, 부압 발생 시에도 금속패널(10)의 평탄도가 보강부재(210)로 인해 일정하게 유지될 수 있어, 금속패널(10)의 변형 발생을 최소화할 수 있다.

한편, 다른 실시예로서, 상기한 실시예들과 비교할 때, 보강부재(1210) 및 보강부재 고정클립(1220)의 형상은 동일하지만, 보강부재 고정클립(1220)을 고정할 때, 접착부재 대신 스터드 볼트나 스크류 등의 체결부재를 이용하여 고정한다는 점에서 차이가 있다. 그 외의 구성은 제 1 실시예와 비교할 때, 큰 차이는 없다. 즉, 보강부재(1210)의 양 측면은 상기 보강부재 고정클립(1220)의 내측 양 측면과 0.5mm 내외의 유격을 가지도록 하여 대면 배치할 수 있으며, 상측 및 하측은 5mm 이내의 간격을 가지도록 형성할 수 있다.

상기한 실시예들과 같이 세로 방향으로 하나 또는 복수 개의 보강부재(210)를 설치하면, 열 변형 또는 강풍 등에 의해 발생되는 정, 부압에 의해 금속패널(10)의 평활도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 보강부재 고정클립(220)(1220)(2220)설치를 위한 공정이 간단하며, 보강부재 고정클립(220)(1220)(2220)설치 시 스터드 볼트, 접착제, 양면 접착테이프 등과 같은 접착부재(222)(1222)(2222)를 편리하게 이용할 수 있다.

또한, 금속패널(10)의 재질과 동일한 재질로 보강부재(210)와 보강부재 고정클립(220)을 설치하면, 외부 열 환경 변화에 따른 수축과 팽창이 유사하게 이루어지므로, 열 변형에 따른 평활도 하락 및 패널 자체의 형상 변화 등의 우려가 없다. 보강부재 고정클립(2220)은 자체적으로 상하좌우에 일정한 유격을 갖기 때문에 이종 재료에서 오는 수축팽창을 자체적으로 해소할 수 있다. 다만 접촉부식을 예방하기 위하여 접점에 전위차단제를 사용해야 한다.

이하, 다른 실시예에 따른 금속패널 고정 시스템을 도 14 내지 도 17을 참고하여 설명한다.

도 14에 도시된 바와 같이 금속패널 고정 시스템은 앵커부재(301), 제 1 고정부재(310), 제 2 고정부재(320), 체결유닛(330), 고정장치(340) 및 상기한 바와 같이 구성된 금속패널(10)을 포함할 수 있다. 앞선 실시예와의 차이점은 프레임(100)을 생략하고, 제 1 및 제 2 고정부재(320) 만으로 금속패널(10)을 고정 결합하는 것에 특징이 있다.

앵커부재(301)는 일단이 단열부재(2)가 표면에 시공된 건축물 벽면(1)에 나사산이 형성된 끝부분이 돌출되도록 설치될 수 있다.

제 1 고정부재(310)는 제 1 면(311)과 제 2 면(312)을 포함할 수 있다. 제 1 면(311)에는 제 1 통공(311a)이 형성되고, 제 2 면(312)에는 제 1 슬릿(312a)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 통공(311a)은 상기 앵커부재(301)의 끝단에 마련된 나사산이 노출될 수 있도록 구성되며, 앵커부재(301)의 지름과 대응되는 통공으로 형성될 수도 있고, 슬릿 형태로 상하 또는 좌우로 길게 형성되는 것도 가능하다. 상기 제 1 통공(311a)을 통과한 앵커부재(301)는 너트(302)에 의해 고정될 수 있다. 이때, 와셔(미도시)가 개재될 수도 있고, 바로 너트(302)가 상기 나사산에 체결 결합되는 것도 가능하다.

한편, 제 1 면(311)과 제 2 면(312)은 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 대략 수직이 되도록 밴딩 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 면(312)은 도시된 바와 같이 지면 또는 상측면을 향하지 않도록 배치되는 것이 좋은데, 바람직하게는 지면에 대하여 수직한 방향으로 배치될 수 있다.

상기 제 2 면(312)에는 제 1 슬릿(312a)이 형성될 수 있는데, 이때, 제 1 슬릿(312a)은 도시된 바와 같이, 상기 앵커부재(301)의 길이 방향과 평행한 방향으로서, 상기 건축물 벽체(1)에 수직한 방향으로 형성될 수 있다.

제 2 고정부재(320)는 제 3 면(321) 및 제 4 면(322)을 포함할 수 있다. 제 3 및 제 4 면(321)(322) 또한, 상기한 제 1 및 제 2 면(311)(312)과 같이 90도로 절곡되는 것이 좋으며, 제 3 면(321)은 상기 제 2 면(312)에 결합될 수 있다. 이때, 상기 제 3 면(321)에는 상기 제 1 슬릿(312a)과 마주보는 위치에 제 2 슬릿(321a)이 형성될 수 있다. 이때, 제 2 슬릿(321a)의 크기는 상기 제 1 슬릿(312a)과 대응되도록 마련될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 슬릿(312a)(321a)은 동일한 방향으로 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 슬릿(312a)(321a)을 관통하는 체결유닛(330)의 고정 위치에 따라, 상기 제 2 고정부재(320)의 위치가 고정될 수 있다. 예컨대, 제 2 고정부재(320)의 설치 위치를 건축물 벽체(1)로부터 멀게 형성할 경우, 상기 제 2 고정부재(320)의 제 4 면(322)을 상기 제 1 고정부재(310)의 제 1 면(311)으로부터 일정 거리 떨어뜨린 상태로 위치시킨 후, 상기 체결유닛(330)을 체결하여 위치 고정할 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 슬릿(312a)(321a)을 통해 상기 제 2 고정부재(320)의 제 1 고정부재(310)에 대한 상대 위치를 조정할 수 있다. 이러한 조정 작업을 통해 금속패널(10)이 건축물 벽체(1)로부터 일정한 거리만큼 이격 되어 배치할 수 있다.

한편, 상기 체결유닛(330)은 다양하게 구성할 수 있는데, 일반적으로 많이 사용하는 볼트(331) 및 너트(332)로 구성될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 리벳, 나가 결합 등 다양한 방법으로 체결할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 와셔의 개재 하여 체결할 수도 있다.

한편, 상기 제 4 면(322)에는 적어도 하나 의 제 2 통공(322a)이 마련될 수 있으며, 이 통공(322a)에 상기한 고정장치(30)가 나사 등으로 체결될 수 있다. 이 고정장치(30) 및 금속패널(10)의 결합 구조는 앞서 설명한 바와 같다.

한편, 상기 단열부재(2)가 표면에 시공된 건축물 벽면(1)과 상기 제 1 고정부재(310) 사이에는 열교 차단부재(400)가 더 개재될 수 있다. 열교 차단부재(400)는 고무나, 폴리 아미드 재질로 마련될 수 있다. 열교 차단부재(400)는 알루미늄 등의 금속 재질로 형성되는 금속패널(10)을 통해 전달되는 외부 열이, 고정장치(30)와 점 접촉에 의한 열 저항을 통해 1차 전도 열을 차단한 후 잔열이 상기 제 1 및 제 2 고정부재(310)(320) 측으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 시공자의 선택에 따라 금속패널(10)의 일부에만 보강부재(210)를 설치할 수도 있고, 보강부재(210)를 설치하되, 구조설계상 강도 보강이 더 많이 필요한 곳에는 더 많은 보강부재(210)를 설치하는 등의 가변적인 시공이 가능하므로, 저비용으로 금속패널(10)의 평활도 향상 등의 안정성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 보강부재(210)를 직접 금속패널(10)에 접착 또는 고정할 경우 금속패널(10)의 평활도 하락 등의 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예는 금속패널(10)에 1개 또는 2~3개 정도의 보강부재 고정클립(220)을 사용하여 보강부재(210)의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하면서, 실제 고정은 보강부재(210)의 양 끝단에서 이루어지므로, 보강부재(210)를 직접 금속패널(10)에 설치할 경우 발생할 수 있는 평활도 하락, 접착 고정을 위한 고비용 문제 등을 해소할 수 있다.

또한, 현장 상황에 따라 접착부재는 물론 스터드 볼트 등 다양한 형태의 체결이 가능하므로, 다양한 시공이 가능하다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

1; 건축물 벽면 2; 단열부재
10; 금속패널 100; 프레임
200; 보강유닛 210, 1210, 2210; 보강부재
220, 1220, 2220; 보강부재 고정클립
310; 제 1 고정부재 320; 제 2 고정부재
330; 체결유닛

Claims (10)

1. 적어도 하나 이상의 결합홈을 가지는 측면부와, 상기 측면부로부터 내측으로 절곡 된 날개부를 가지는 패널 몸체;
   상기 패널 몸체의 측면부로 둘러싸인 안쪽 공간부에 설치되며, 상기 날개부와 마주보는 양단이 고정되고, 상기 패널 몸체의 바닥면과는 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 보강부재;
   일단은 상기 보강부재의 양 측면과 결합되고, 타단은 상기 측면부와 결합되어, 상기 보강부재의 양단을 상기 패널 몸체의 측면부에 고정하는 연결판; 및
   상기 보강부재와 상하좌우 일정 유격을 가지도록 결합되어, 상기 보강부재의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하며, 상기 바닥면에 고정 결합되는 보강부재 고정클립;을 포함하며,
   상기 보강부재는 상기 패널 몸체의 설치 위치에서 중력 방향과 평행한 세로 방향으로 설치되어, 태풍 등 풍 하중 발생 시 금속패널의 변형을 방지하는 건축물 외장용 금속패널.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는,
   내부에 공간부가 형성된 원, 사각, 다각 파이프 중 어느 하나의 형상인 건축물 외장용 금속패널.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재는,
   상기 날개부와 리벳, 나사, 용접 및 접착 테이프 중 어느 하나의 방법으로 결합되는 건축물 외장용 금속패널.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 연결판은,
   'ㄷ'자 형상으로 절곡 형성되어 상기 보강부재의 양 측면에 제 1 고정부재로 결합되는 한 쌍의 제 1 연결판; 및
   상기 측면부와 제 2 고정부재로 결합되며, 상기 보강부재의 단부와 일정 거리 이격되는 제 2 연결판;을 포함하며,
   상기 이격 거리는 상기 날개부의 길이보다 짧게 형성되는 건축물 외장용 금속패널.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보강부재 고정클립은,
   상기 바닥면과 스터드 볼트, 접착제 및 접착부재 중 어느 하나로 고정되는 건축물 외장용 금속패널.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 패널 몸체와 보강부재 및 보강부재 고정클립은 서로 동일한 알루미늄 합금재질로 형성되는 건축물 외장용 금속패널.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 패널 몸체와 보강부재 및 보강부재 고정클립은 서로 다른 재질로 형성되는 건축물 외장용 금속패널.
   
8. 일단이 단열부재가 표면에 시공된 건축물 벽면에 나사산이 형성된 끝부분이 돌출되도록 설치된 앵커부재;
   상기 앵커부재가 결합되는 제 1 통공이 형성된 제 1 면과, 상기 제 1 면이 90도로 절곡된 제 2 면을 포함하며, 상기 제 2 면에는 제 1 슬릿이 형성되고, 상기 제 2 면은 지면 및 상부면을 향하지 않도록 배치되는 제 1 고정부재;
   상기 제 2 면에 결합되며, 상기 제 1 슬릿과 대응되는 제 2 슬릿이 형성되는 제 3 면과 상기 제 3 면과 수직인 제 4 면을 포함하는 제 2 고정부재;
   상기 제 1 및 제 2 슬릿을 관통하여 상기 제 1 고정부재에 제 2 고정부재를 고정 결합하는 체결유닛;
   상기 제 4 면에 고정 결합되는 고정장치; 및
   상기 고정장치에 결합 고정되는 금속패널;을 포함하며,
   상기 금속패널은,
   적어도 하나 이상의 결합홈을 가지는 측면부와, 상기 측면부로부터 내측으로 절곡 된 날개부를 가지는 패널 몸체;
   상기 패널 몸체의 측면부로 둘러싸인 안쪽 공간부에 설치되며, 상기 날개부와 마주보는 양단이 고정되고, 상기 패널 몸체의 바닥면과는 이격 배치되는 적어도 하나 이상의 보강부재;
   일단은 상기 보강부재의 양 측면과 결합되고, 타단은 상기 측면부와 결합되어, 상기 보강부재의 양단을 상기 패널 몸체의 측면부에 고정하는 연결판; 및
   상기 보강부재와 상하좌우 일정 유격을 가지도록 결합되어, 상기 보강부재의 변형 시 스토퍼 역할을 수행하며, 상기 바닥면에 고정 결합되는 보강부재 고정클립;을 포함하며,
   상기 보강부재는 상기 패널 몸체의 설치 위치에서 중력 방향과 평행한 세로 방향으로 설치되어, 태풍 등 풍 하중 발생 시 금속패널의 변형을 방지하는 금속패널 고정 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   단열부재가 표면에 시공된 건축물 벽면과 상기 제 1 고정부재 사이에 개재되는 폴리 아미드 재질의 열교 차단부재;를 더 포함하는 금속패널 고정 시스템.
   
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 체결유닛은 볼트 및 너트로 구성되어, 상기 제 1 및 제 2 슬릿을 통해 상기 제 2 고정부재의 제 1 고정부재에 대한 상대 위치를 조정하는 금속패널 고정 시스템.

Images