KR101592519B1 - 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 기능성 지붕구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설(雪) 하중으로 인한 붕괴사고가 발생되어 많은 인명피해 및 재산피해가 발생되는 것을 방지하고, 에너지 절감 및 실내 주거환경의 쾌적감 향상을 도모할 수 있는 전도성 난방필름 및 기타발열체를 이용한 지붕구조난방 지붕구조를 얻기 위한 것이 바,
건축물의 지붕에 설치되어 있으며, 직사각형 형태 또는 아치형 형태의 샌드위치판넬 구조로 이루어진 지붕구조에 있어서,
상기 건축물의 철골보 위에 설치되는 하부바닥철판; 상기 하부바닥철판 위에 설치되는 단열재; 상기 단열재 위에 설치되는 전도성 발열체; 상기 전도성 발열체 위에 설치되는 상부철판; 및 상기 전도성 발열체에 전선으로 연결된 온도조절기로 이루어진 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 기능성 지붕구조{The functional roof structure for collapse prevent on the part of snowload}

본 발명은 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 기능성 지붕구조에 관한 것으로서, 구체적으로는 설 하중으로 인한 붕괴사고가 발생되어 많은 인명피해 및 재산피해가 발생되는 것을 방지하고, 에너지 절감 및 실내 주거환경의 쾌적감 향상을 도모할 수 있는 전도성 발열체를 이용한 발열기능 지붕구조에 관한 것이다.

건축물에 단열을 하는 목적은 여름철의 온기와 겨울철의 한기를 막아 건물의 실내온도를 쾌적하게 유지하는 데 있다. 그러나 단열을 통해 외기를 차단하고 실내온도를 쾌적한 조건으로 유지한다고 해도 실제로 사람이 느끼는 체감온도는 달라질 수 있다. 사람이 덥거나 춥다고 느끼는 것은 단순히 실내온도 만에 의한 것이 아니라 복사열이나 기류 등이 복합적으로 작용한 결과에 따른 것이다.

건축물의 실내 환경을 결정하는 요소로서 단열과 더불어 중요한 것은 복사열이나 기류를 결정하는 건축물의 열용량이다. 건축물의 열용량이 크다는 것은 많은 열을 흡수하여 저장할 수 있다는 것이고, 이는 외기와의 온도차나 냉난방 열원이 작용하더라도 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 늦출 수 있음을 의미한다.

샌드위치 판넬등의 재료로 만든 가설구조물과 콘크리트로 만든 건물의 열용량에는 큰 차이가 있다. 철재 건물은 태양이 내리쬘 때 실내온도가 급속히 상승하고 해가 지면 금방 식지만, 콘크리트나 돌로 만든 건물은 주변의 열을 저장함으로써 실내온도의 급속한 변화를 어느 정도 막을 수 있다. 그러나 열용량이 높다고 하여 반드시 쾌적한 조건을 만드는 것은 아니다. 콘크리트와 같이 열용량이 높은 재료가 겨울에 차가운 한기를 흡수하고 있을 경우, 냉복사는 체온을 빼앗는 원인이 된다. 냉복사란 추운 겨울에 기온이 떨어지면 벽면 등의 표면온도도 떨어져 차가운 벽면에 체온을 빼앗기게 되는 현상을 말하는데, 추운 겨울에 콘크리트 건물에 들어가면 차갑고 으스스한 느낌을 갖는 현상과 같다. 이러한 현상은 콘크리트 등의 재료가 열용량이 높긴 하지만 열저장이나 열방출이 선형적으로 이루어지기 때문이다.

종래의 샌드위치 판넬은 경량지붕 구조이며 겨울에는 폭설 경우 눈의 무게에 따라서 지붕이 지지되어야 한다. 눈의 하중을 받는 지붕 구소 계산은 기본지상적설하중을 바탕으로 계산되는데 이는 100년을 재현주기로 작성된다.

환경오염과 오존파괴로 인한 이상기후에 따른 폭설로 지붕 붕괴사고가 지붕에 쌓인 눈의 무게(습설하중, 적설하중)을 이기지 못하여 사고가 발생한다.

본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서 샌드위치 판넬의 구성에 발열체를 삽입하여 폭설 경우 지붕에 쌓인 눈이 녹아내려 지붕 및 건축물의 안전을 확보하기 위한 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 지붕구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 시공시 작업의 효율성과 유지관리비용을 최소화하기 위한 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 지붕구조를 제공하는 데 있다.

본 발명은 건축물의 지붕에 설치되어 있으며 직사각형 형태 또는 아치형 형태의 샌드위치판넬 구조로 이루어진 지붕구조에 있어서 상기 건축물의 철골보 위에 설치되는 하부바닥철판; 상기 하부바닥철판 위에 설치되는 단열재; 상기 단열재 위에 설치되는 전도성 난방필름 및 기타발열체; 상기 전도성 난방필름 및 기타발열체 위에 설치되는 상부철판; 및 상기 전도성 난방필름 및 기타발열체에 전선으로 연결된 온도조절기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 난방필름 및 기타발열체 지붕구조에 관한 것이다.

본 발명은 샌드위치 판넬의 구성에 발열체를 삽입하여 폭설 경우 지붕에 쌓인 눈이 녹아내려 지붕 및 건축물의 안전을 확보하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 분해단면도.
도 4는 본 발명의 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명의 전도성 발열체 지붕구조를 나타낸 분해단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 지붕구조를 도시한 실시예도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 기능성 지붕구조를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 건축물의 지붕에 설치되어 있으며 직사각형 형태 또는 아치형 형태의 샌드위치판넬 구조로 이루어진 지붕구조에 있어서 상기 건축물의 철골보 위에 설치되 하부바닥철판; 상기 하부바닥철판 위에 설치되는 단열재; 상기 단열재 위에 설치되는 전도성 발열체; 상기 전도성 기타발열체 위에 설치되는 상부철판; 및 상기 전도성 발열체에 전선으로 연결된 온도조절이 이루어지도록 제어부로 형성된다.

본 발명은 건축물의 지붕에 설치되어 있으며 도 1 내지 도 3과 같이 직사각형 형태 또는 도 4 내지 도 6과 같이 아치형 형태의 샌드위치 판넬 구조로 이루어진 지붕구조에 관한 것이다.

도 1 내지 도 6과 같이 본 발명에서 상부철판(40) 및 하부철판(10)은 0.1 내지 12mm 도장 용융된 아연도금강판 도장용융아연 도금 강판, 징크, 알미늄, 티타늄아연 및 기타 강판이 바람직하며 표면처리가 , 실리콘 폴리에스테르 코팅, 폴리에스테르수지 코팅, 실리콘수지 코팅 및 불소수지 코팅 및 기타코팅 중에서 어느 하나로 코팅된 것이 바람직하다. 본 발명에서 상부철판(40) 및 하부철판(10)은 긴결철물(110, 110-1)로 고정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상부철판(40) 및 하부철판(10)은 철골 또는 목조의 보 위에 설치되며 요철이 없는 평평한 면을 형성하고 있다. 본 발명에서 하부철판(10) 위에 단열재(20) 또는 방수시트가 설치된다. 방수시트가 겹쳐지는 부분은 열융착방식등 으로 접합된다.

도 1 내지 도 6과 같이 본 발명에서 단열재(20)는 5mm 내지 1,200mm 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 단열재(20)는 5mm 내지 1,200mm 스티로폼, 우레탄폼, 우레아폼 및 기타 단열재 등 그 구조나 소재 등이 다양하며 특정 구조나 소재의 재질에 한정되지 않는다. 본 발명에서 전도성 난방필름(및 기타발열체)(30)은 0.01mm 내지 15mm 원적외선 필름 및 기타발열체를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 전도성 발열체(30)는 습기침투 방지용 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 전도성 발열체(30)는 내외장 필름재 내부에 상변화물질(Phase Change Material; PCM)을 내장시켜 제조된 것을 사용할 수 있다. 필름재 내부에 상변화물질(Phase Change Material; PCM)을 내장시켜 제조된 전도성 발열체(30)는 필름재 내부에 액체상태로 혼합하여 내장시키는 것으로 내장된 상변화물질(Phase Change Material; PCM)은 내외장 필름재와 함께 경화되어 연질의 시트형상이 된다. 이때 상변화물질의 함침량은 부직포 단위면적당 1kg에서 3kg의 범위에서 사용목적에 따라 배합을 선택하여 조정할 수 있다.

본 발명의 전도성 발열체(30)에서 사용된 상변화물질이란 온도가 변화함에 따라 물질의 상태가 고체에서 액체로 또는 액체에서 고체로 변하면서 열을 저장하거나 열을 방출하는 물질을 의미한다. 상변화물질은 녹는점보다 낮은 온도에서 고체 상태로 존재하며, 열에너지가 가해지면 고체 상태는 변하지 않으면서 온도만 높아지게 된다. 상변화물질은 녹는점보다 높은 온도에서 액체 상태로 존재하며, 열에너지가 가해지면 액체 상태는 변하지 않으면서 온도만 높아지게 된다. 이와 같이 온도의 상승을 수반할 때 소요되는 열을 현열(sensible heat)이라 한다. 또한, 상변화물질은 녹는점에 해당하는 온도에서 고체와 액체가 공존하는 상태이며, 열에너지가 가해지더라도 이 열은 상태의 변화에만 쓰일 뿐 온도변화는 일어나지 않는다. 이러한 열을 잠열(latent heat)이라 한다. 이와 같이 잠열은 어떤 물질의 상태가 전이될 때 흡수하거나 방출하는 열을 의미한다. 일반적으로 잠열은 상전이가 일어나지 않은 상태에서 온도변화에 따라 흡수 또는 방출하는 열보다 크다.

본 발명의 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 전도성 발열체 지붕구조의 전도성 발열체는 제어부에서 눈의 쌓임 정도에 따라 전체면에 전원을 공급하거나 각각 선별적으로 전원을 공급할 수 있도록 선택 전원공급 스위치가 형성되고, 쌓인 눈의 높이를 감지하는 눈감지 센서를 지붕의 상단에 설치하여 설정된 범위 이상 시에 자동으로 전도성 발열체에 전원을 공급하도록 형성한 특징이 있다.

본 발명의 다른 실시예는 눈이 많이 쌓이게 되면 열만으로 눈을 다 녹이기에는 많은 에너지가 필요하다 또한 눈이 쌓이 밑부분만 녹아 민공간이 형성될 수 있으므로 미세한 진동을 발생하여 눈을 무너트리거나 붙어있던 눈을 떨구는 작용이 필요하다. 본 발명은 상기 단열재 위에 설치되는 전도성 발열체의 하부면에

진동판(61)과 추(64)가 형성된 편심축(63)과 모터(62)와 케이스(65)를 형성한 진동부재(60)를 형성한 특징이 있다.

일정한 간격으로 진동부재를 설치하여 발열체의 열과 진동으로 눈을 제거할 수 있는 특징이 있다.

10: 하부철판 20: 단열재
30: 발열체 40: 상부철판
50: 제어부 52: 전선
100, 100-1: 샌드위치판넬 110, 100-1: 긴결철물

Claims (3)

1. 건축물의 지붕에 설치되어 있으며, 직사각형 형태 또는 아치형 형태의 샌드위치판넬 구조로 이루어진 지붕구조에 있어서,
   상기 건축물의 철골보 위에 설치되는 하부바닥철판;
   상기 하부바닥철판 위에 설치되는 단열재;
   상기 단열재 위에 설치되는 전도성 발열체;
   상기 전도성 발열체 위에 설치되는 상부철판; 및
   상기 전도성 발열체에 전선으로 연결된 온도조절이 이루어지도록 제어부로 이루어진 것이며,
   상기 전도성 발열체는 전체면에 전원공급하거나 각각 선별적으로 전원을 공급할 수 있도록 선택전원공급 스위치가 형성되고, 쌓인 눈의 높이를 감지하는 눈감지 센서를 지붕상단에 설치하여 설정된 범위이상시에 자동으로 전도성 난방필름에 전원을 공급하도록 형성한 것이고,
   상기 단열재 위에 설치되는 발열체의 하부면에 진동판과 추가 형성된 편심축과 모터와 케이스를 형성한 진동부재를 형성한 것을 특징으로 하는 설 하중에 의한 건축물 붕괴방지를 위한 기능성 지붕구조.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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