KR101636237B1 - 단열 프레임 및 이를 이용한 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 개시의 단열프레임은 알루미늄의 프레임과 단열재로 이루어진 복합구조이다. 타일이나 석재등의 구조물에 볼트를 통해 체결되어 견고한 결합을 이룬다. 본 개시의 단열프레임은 설치가 용이하고 제작 단가가 저렴하며 단열 효과가 뛰어나다.

Description

단열 프레임 및 이를 이용한 설치방법{Insulating frame and installing method using the same}

본 개시는 단열 프레임 및 이를 이용한 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로 조적조나 철근콘크리트조 욕실 벽체는 외벽과 상기 외벽과 연결된 내벽 등으로 이루어지며, 욕실 벽체의 실내측은 방수를 하고 타일을 모르타르로 부착하여 마감한다.

벽체에 타일을 부착하는 방법은 떠붙임 공법, 압착식 공법, 본드식 공법 등이 있다. 도 1은 종래기술의 벽체에 타일을 부착하는 것을 나타내는 사시도이며, 도 2는 종래기술인 벽체에 타일을 떠붙임 공법으로 시공하는 것을 나타내는 단면도 및 정면도이고, 도 3은 종래기술인 벽체에 타일을 압착식 공법으로 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.

도 2의 타일 떠붙임 공법은 타일(120') 뒷면에 두께 12 ~ 24mm의 붙임모르타르(110')를 바르고 빈틈이 생기지 않게 벽체(100')에 눌러 붙이는 방법으로, 벽체 바탕면에 요철이 있어도 붙임모르타르에 의해 타일 표면을 조정하는 것이 가능하며, 타일 접착성이 좋고, 마감 정밀도가 양호하나, 타일 뒷면에 공극이 생기지 않도록 시공 숙련도를 필요로 한다.

도 3의 타일 압착식 공법은 벽체(100')에 소정 두께의 바탕모르타르(130')를 바르고 그 위에 두께 5 ~ 7mm의 붙임모르타르(110')를 바르며 그 위에 타일(120')을 눌러 붙이는 방법으로, 타일 뒷면에 공극이 발생하지 않으며, 시공 능률이 양호하나, 접착강도의 편차가 발생하고 붙임모르타르 두께가 얇아 타일의 시공 정밀도가 요구된다.

상기 타일 시공공법으로 욕실 벽체에 타일을 부착하는 경우 벽체 내외부의 온도차로 인해 타일의 균열, 탈락, 곰팡이 등이 발생하여 벽체에 부착된 타일에 하자가 많이 발생한다. 즉, 타일로 마감된 욕실 벽체는 건물 외벽을 통하여 실외의 냉기가 외벽과 연결된 벽체에 전달되고 이로 인해 외벽에 면한 화장식 벽체는 단열성능이 저하되어 에너지 손실이 많고, 또한 벽체 내외부 온도차로 인한 타일의 신축현상으로 인해 벽체에 부착된 타일이 박리되며, 벽체의 결로현상으로 곰팡이가 발생한다. 상기와 같이 벽체에 부착된 타일에 하자가 발생하는 경우 벽체를 리모델링하여 사용하고 있으며, 기존 건물의 욕실 벽체는 하자가 발생된 벽체 타일을 철거하지 않고 모르타르나 본드로 새로운 타일을 부착하여 마감하고 있는 실정이다.

특히 이러한 시공 방법은 근본적인 하자 발생 요인 즉 단열 부족을 해결하지 못하여 화장실등 실내 내부가 리모델링 후에도 여전히 여름에는 덥고 겨울에는 추운 현상이 지속되는 문제가 있다.

일부에서는 이러한 현상을 줄이기 위하여 외벽쪽에 목재 각상을 대고 단열재를 삽입한 후 석고보드나 합판을 부착한 후 그 위에 타일을 본드로 붙이는 방식을 사용하기도 한다. 그러나 이러한 방식 또한 근본적인 해결 방법은 되지 못하여 몇 년 지나지 않아 타일이 탈락하고 내부에 곰팡이가 발생되어 실내 환경을 더욱 악화시키는 이유가 되기도 한다.

본 개시는 벽체에 타일을 마감하거나 벽체 타일을 리모델링하는 경우 타일의 단열성능을 향상시키고, 벽체를 통한 건물 에너지 손실을 저감하며, 비숙련자도 시공정밀도를 유지할 수 있도록 타일공사를 조립식으로 시공할 수 있는 단열 프레임 및 이를 이용한 설치방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 개시의 일 실시예는 단열프레임으로서, 상기 단열프레임은 길게 수직으로 연장된 전면; 상기 전면으로부터 소정 간격 이격되어 전면과 대향하여 길게 수직으로 연장된 후면; 전면과 후면의 상부에 설치된 브라켓트; 전면과 후면의 하부 간격을 덮는 하면;을 포함하며, 상기 전면과 후면의 간격에는 단열재가 삽입되는 이중 복합 구조이며, 상기 전면, 후면, 브라켓트 및 하면은 알루미늄을 포함하는 금속 재질인 단열프레임을 제공한다.

여기서, 전면에 슬롯이 형성되고, 후면에도 같은 높이에 동일한 형상의 슬롯이 형성되며, 슬롯을 통해서 앵커링 볼트가 삽입되어 단열프레임이 타일 또는 석재에 결합되는 것이 바람직하다.

본 개시의 다른 실시예는 상기 단열프레임을 제공하는 단계; 앵커링볼트를 상기 단열프레임에 형성된 슬롯을 통해 삽입하는 단계; 및 상기 앵커링볼트의 선단부를 타일 또는 석재의 전면부에 체결하는 단계를 포함하는 단열프레임의 설치방법을 제공한다.

본 개시에 의하면, 단열 프레임의 설치가 볼트 결합으로 완성될 수 있으므로 비숙련공이어도 누구나 시공이 가능하여 설치가 편리하며 인건비를 절감할 수 있다.

또 본 개시에 의하면, 단열재를 사이에 두고 알루미늄과 같은 프레임이 단열재를 둘러싸거나 밀봉하는 형식을 취하는 이중의 복합구조를 통하여 단열 성능이 우수한 효과를 발휘한다.

또 본 개시에 의한 단열프레임은 모듈 단위로 제작되어 공급되므로 제작이 간편하며 다량 생산에 유리하다.

도 1은 종래기술의 벽체에 타일을 부착하는 것을 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래기술인 벽체에 타일을 떠붙임 공법으로 시공하는 것을 나타내는 단면도 및 정면도이다.
도 3은 종래기술인 벽체에 타일을 압착식 공법으로 시공하는 것을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 패시브형 단열프레임의 측면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 패시브형 단열프레임을 4개 적층한 측면도이다.
도 6은 도 4의 본 개시의 단열프레임을 하나 단위의 타일 또는 석재에 부착한 구성을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 타일 또는 석재와 앵커링볼트의 결합 구조를 보인 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 단열프레임의 다른 실시예의 정면도 및 배면도이다.

이하 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제1, 제2, ⅰ), ⅱ), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 일실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 패시브형 단열프레임(1)의 측면도이다. 단열프레임(1)은 하나 단위의 타일 또는 석재에 부착되는 구성으로 도시되어 있다. 단열프레임(1)은 길게 수직으로 연장된 장방형 형상의 전면(22)과, 전면(22)으로부터 소정 간격 이격되어 전면(22)과 대향하여 길게 수직으로 연장된 장방형 형상의후면(24)을 포함한다. 일반적으로 전면(22)은 실내를 향하며, 후면(24)은 실외 또는 벽체를 향한다. 전면(22)에는 도시하지 않은 마감재가 부착되며, 이로써 실내의 의장 작업을 마감할 수 있다.

전면(22)과 후면(24) 사이의 간극에는 단열재(4)가 삽입된다. 단열재(4)는 단열 기능을 수행하는 한 우레탄 소재등 어느 것도 적절히 선택할 수 있다. 가령, 유기질로는 코르크, 면, 펠트, 탄화코르크, 무기질로는 석면, 유리솜, 슬래그울, 규조토, 탄산마그네슘분, 산화마그네슘분, 각종 내화물 등을 선택할 수 있다. 도시한 것과 같이 전면(22)과 후면(24)사이의 공간이 수직으로 넓은 경우에는 규격에 맞추어 미리 판상으로 제작된 단열재를 이용하는 것이 바람직하다.

본 개시의 단열프레임(1)은 전면(22)과 후면(24)의 상부에 설치된 브라켓트(26)를 더 포함한다. 브라켓트(26)는 전면(22)의 상부 지점부터 위로 입설연장된 수직부(26a)와, 수직부(26a)의 한 지점에서 도시된 예에서는 후면(24)을 향하여 좌측으로 수평 절곡된 수평부(28)를 포함한다. 수직부(26a)와 수평부(28)는 전체적으로 역 "ㄴ"자 형상을 이룬다. 수직부(26a)는 전면(22)의 상부에서 전면(22)의 높이보다 위까지 연장되어 있다. 수평부(28)는 전면(22)과 후면(24)이 이루는 간극을 상부에서 커버하면서 후면(24)의 뒤로 더 연장되어 있다.

본 개시의 단열프레임(1)은 전면(22)과 후면(24)의 하부 간극을 덮는 하면(30)을 더 포함한다. 하면(30)은 전면(22)과 후면(24)이 이루는 간극을 하부에서 커버하면서 후면(24)의 뒤로 더 연장되어 있다. 하면(30)은 전면(22) 또는 후면(24)과 일체로 제작될 수 있다.

본 개시의 단열프레임(1)의 상부와 하부의 적절한 지점에서, 전면(22)에 슬롯(32)이 형성되고, 후면(24)에도 같은 높이에 동일한 형상의 슬롯(34)이 형성되어 있다. 후술하는 것과 같이 슬롯(32,34)을 통해서는 앵커링 볼트가 삽입되어 단열프레임(1)을 타일 또는 석재에 견고하게 결합시킨다.

단열재(4)는 전면(22)과 후면(24)사이의 간극을 통하여 위에서 삽입되어 안착되며, 그 후 브라켓트(26)를 볼트 또는 용접으로 전면(22) 또는 후면(24)에 부착할 수 있다. 이와 달리 단열재(4)를 측면에서 삽입하는 것도 가능하며, 이 경우 단열프레임(1)은 브라켓트(26), 전면(22) 및 후면(24)을 일체로 제작할 수 있다.

이와 같이 본 개시의 단열프레임(1)은 알루미늄을 포함하는 금속으로 이루어진 전면, 후면, 브라켓트 및 하면으로 구성되는 프레임과, 프레임에 삽입되는 단열재를 포함하는 이중 복합 구조로 이루어진 점에 특징이 있다.

본 개시의 단열프레임(1)의 프레임은 단열 효과를 유지할 수 있는 재질이라면 어느 것도 좋으나, 금속, 특히 알루미늄인 것이 경량화와 비용면에서 유리하다.

또, 본 개시의 단열프레임(1)은 단위 타일 또는 석재 치수와 형상에 맞추어 모듈 단위로 다량으로 제작되고 공급되므로, 제조가 편리하며 다양한 건설 환경과 변수에 적응할 수 있는 장점이 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 패시브형 단열프레임(1a,1b,1c,1d)을 가령 4개 적층한 측면도이다. 따라서, 단열프레임(1a,1b,1c,1d)은 네 개의 적층된 타일 또는 석재에 부착되는 구성으로 도시되어 있다.

최상부의 단열프레임(1a)은 도 4에 도시한 단열프레임(1)과 동일한 구조이다. 브라켓트(26)가 제공하는 안착공간(28a)에는 또 다른 상부의 단열프레임(1)이 위치하거나 천장과 같은 상부 구조물이 위치할 수 있다. 중간층의 단열프레임(1b,1c)은 브라켓트(26)를 생략한 점을 제외하면 단열프레임(1a)과 동일한 구조이다. 최하부의 단열프레임(1d)의 전면과 후면의 하부는 다른 단열프레임보다 더 길게 연장되어 있는데 이는 가령 바닥재와 같은 하부 구조물에 삽입 고정되기 위한 것이다.

도 5는 단지 적층례의 하나를 도시한 것이며, 단열프레임 자체의 보강을 위하여 또는 다른 부재와의 결합을 위하여 가령 단열 프레임(1a,1b,1c,1d)을 모두 같은 형상으로 제작하는 등 다양한 형태, 치수 및 크기의 변경이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 6은 도 4의 본 개시의 단열프레임(1)을 하나 단위의 타일 또는 석재(100)에 부착한 구성을 도시한 측면도이다.

단열프레임(1)은 타일 또는 석재(100)의 전면부(120)에 앵커링볼트(50)를 통하여 결합된다. 앵커링볼트(50)의 선단부(54)는 날이 전방으로 갈수록 확장되는 형상을 하는 것이 바람직하다. 앵커링볼트(5)를 공구로 잠금 방향으로 회전시키면 선단부(54)는 상대적으로 유연한 전면부(120)를 절삭하며 전진하고 절삭된 홈은 선단부(54)와 같은 형상을 이룬다. 따라서, 일단 체결 작업이 종료하면 선단부(54)가 홈을 타고 반대 방향으로 빠지거나 흔들리는 위험을 최소화할 수 있으므로, 단열프레임(1)을 타일 또는 석재(120)에 견고하게 결합하는 것이 가능하다.

(52)는 앵커링볼트(50) 체결을 고정하기 위한 와셔이다.

단열프레임(1)과 타일 또는 석재(100)와의 보다 견고한 결합을 위해서는 앵커링볼트(50)에 추가하여 에폭시 또는 모르타르 압착 본드와 같은 접착제를 단열프레임(1)의 후면(24)과 전면부(120)사이에 개재시켜도 좋다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 타일 또는 석재(100)와 앵커링볼트(50)의 결합 구조를 보인 평면도로서 도시의 편의를 위해 단열프레임(1)의 도시는 이를 생략하였다.

앵커링볼트(50)는 중심을 기준으로 예컨데 좌우 한 쌍 체결될 수 있다. 타일 또는 석재(120)의 길이가 300mm인 경우, 3등분한 위치 각각, 즉 측단부에서 100mm의 위치에 앵커링볼트(50)가 체결되는 것이 바람직하다. 특정한 예에서, 앵커링볼트(50)의 헤드부 직경은 6mm, 선단부(54)의 최대직경은 10mm, 전체 길이는 25mm이다. 또, 워셔(52)의 두께는 3mm, 직경은 10mm이다

앵커링볼트(50)의 장착 위치와 개수는 피결합부재와 주위 구조물과의 관계를 고려하여 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

도 5 및 도 6을 토대로 하면, 복수의 적층된 타일 또는 석재(100)가 있는 경우 모듈 단위의 단열프레임(1)을 복수개 연결하여 사용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이때 시공 순서는 먼저 수직 수평 줄눈 나누기를 시행한 바탕 벽체 최상단의 타일 또는 석재에 앵커링 볼트 작업하여 단열프레임을 결합한 다음, 수직 수평 줄눈에 맞추어 다른 단열프레임을 하부의 타일 또는 석재에 앵커링 볼트 작업하는 순서로 진행한다.

이와 같이 본 개시의 단열 프레임의 설치는 실질적으로 볼트 결합으로 완결되므로 비숙련공이어도 누구나 시공이 가능하여 설치가 편리하며 인건비를 절감할 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 개시의 단열프레임의 다른 실시예의 정면도 및 배면도로서, 네 개의 적층된 타일 또는 석재(100)에 결합되는 단열프레임(1')을 일체로 제작한 점에서 앞서의 실시예와 다르다. 이 경우 단위 타일 또는 석재가 아닌 행 또는 열 단위의 타일 또는 석재 집적 구조에 맞추어 보다 대형의 단열프레임(1')을 공급할 수 있는 점에서 유리하다. 이러한 방법으로 대규모의 실내 단열 작업이 필요한 경우 신속하고 효율적으로 작업을 실행할 수 있다.

본 개시에 따른 제 2실시예의 단열프레임(1')의 기본 구조는 전술한 실시예의 단열프레임(1)과 동일하다. 단열재(4)는 각각의 타일 또는 석재(100)의 형상에 대응하도록 배열되어 있다. 앵커링볼트(50) 삽입을 위한 슬롯(32,34)은 각각의 단열재(4)를 기준으로 그 상부 좌우측과 하단의 중앙부, 총 3개가 한 쌍을 이루어 차례로 배열되어 전체적으로 단열프레임(1')과 타일 또는 석재(100)를 균형있게 결합시키고 있다.

도 8b를 참조하면, 후면(24)의 슬롯(34)을 둘러싸는 가령 사각형의 접착영역(60)은 전술한 것과 같이 에폭시 또는 모르타르 압착 본드와 같은 접착제를 바르기 위한 부분이다. 그러나, 이 접착영역(60)은 후면(24)의 적절한 곳 어디에도 설치할 수 있음은 물론이다.

본 개시에 따른 단열프레임에 의하면 단열재를 사이에 두고 알루미늄과 같은 프레임이 단열재를 둘러싸거나 밀봉하는 형식을 취하므로, 벽체 내부 및 외부의 온도차 영향을 적게 받아 여름철에는 실내의 냉각된 공기가 알루미늄에 의해 차단되어 열을 흡수하지 않으며, 겨울철에는 추운 외기가 단열재에 의하여 차단되어 실내로 들어오지 못하므로, 이중의 복합 구조를 토대로 주택의 리모델링등에 가장 적합한 단열 효과를 발휘하게 된다.

이상은 본 개시의 실시예를 예로 들어 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 기재한 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하며, 이하 기술하는 청구범위에 의하여 정하여진다.

Claims (8)

1. 단열프레임으로서, 상기 단열프레임은
   길게 수직으로 연장된 전면;
   상기 전면으로부터 소정 간격 이격되어 전면과 대향하여 전면과 평행으로 길게 수직으로 연장된 후면;
   전면과 후면의 상부에 설치된 브라켓트;
   전면과 후면의 하부 간격을 덮는 하면;을 포함하며,
   상기 전면, 후면, 브라켓트 및 하면은 알루미늄의 금속 재질로 일체로 조립되며,
   상기 전면과 후면의 간격에는 단열재가 삽입됨으로써
   상기 단열프레임은 이중 복합 구조를 이루고,
   전면에 슬롯이 형성되고, 후면에도 같은 높이에 동일한 형상의 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯을 통해서 앵커링 볼트가 삽입되며
   후면의 슬롯을 둘러싸는 접착영역을 더 포함하며, 상기 접착 영역에는 에폭시 또는 모르타르 압착 본드와 같은 접착제가 도포되도록 한 단열프레임.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 브라켓트는 전면의 상부에서 위로 입설 연장된 수직부와, 상기 수직부의 한 지점에서 후면을 향하여 수평 절곡된 수평부를 포함하는 단열프레임.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서
   상기 앵커링볼트의 선단부는 날이 전방으로 갈수록 확장되는 형상인 단열프레임.
5. 제 4항에 있어서
   상기 슬롯은 단열재를 기준으로 그 상부 좌우측과 하단의 중앙부에 형성되는 단열프레임.
6. 삭제
7. 제 4항 내지 제 5항 중의 어느 한 항의 단열프레임;
   상기 단열프레임의 상기 앵커링 볼트가 삽입되어 체결되는 전면부를 구비한 타일 또는 석재를 포함하는 단열시스템.
8. 제 1항의 단열프레임을 제공하는 단계;
   앵커링볼트를 상기 단열프레임에 형성된 슬롯을 통해 삽입하는 단계; 및
   상기 앵커링볼트의 선단부를 타일 또는 석재의 전면부에 체결하는 단계를 포함하는 단열프레임의 설치방법.
   
   
   
   

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