KR101665608B1 - 다중 창호 시스템 - Google Patents

Abstract

다중 창호 시스템에 관한 것으로, 실내 공간과 실외 공간을 구획하는 벽체에 설치된 창호 프레임; 상기 창호 프레임에서 실외 측에 설치된 실외 유리; 상기 실외 유리와의 사이에 단열 공기층이 형성되도록 상기 창호 프레임에서 상기 실외 유리로부터 실내 측으로 이격 설치된 실내 유리; 상기 실외 유리를 마주보는 상기 실내 유리의 외측면에 형성된 반사차열층; 및, 상기 실내 유리를 마주보는 상기 실외 유리의 내측면에 형성된 흡수차열층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 본 발명에 따른 흡수차열층을 통해 태양의 직사열을 흡수 차단하도록 함으로써, 태양의 직사광선과 자외선 등을 효과적으로 차단함과 동시에 단열 효과가 높아지도록 할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공할 수 있다.

Description

다중 창호 시스템 {multiple windows system}

본 발명은 다중 창호 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양의 직사열을 효과적으로 차단하고 고단열 및 고효율의 에너지 저감 효과를 나타내어 에너지 저소비형 주택 등에 적용될 수 있는 다중 창호 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전철, 기차, 건설기계와 같은 차내 및 건축물과 같은 실내의 방음 및 단열을 위하여 다중 글라스 창이 많이 적용되고 있다. 이 다중 글라스 창은 다수의 강화 유리들을 창틀에 평행 상태로 설치하여 구성되며, 강화 유리는 서로 소정의 간격을 유지하고 있다.

이러한 다중 글라스 창의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1257496호(2013년04월17일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

종래기술에 따른 다중 글라스 창이 이중 창호의 형태로 마련될 경우, 한 유리는 실내 측에 위치하고 다른 한 유리는 실외 측에 위치하며, 두 장의 유리 사이 공간에는 공기층이 형성되어 있다.

그러나, 종래기술에 따른 다중 글라스 창은 강화 유리가 다중으로 설치되더라도 태양의 직사광선을 효과적으로 차단하지 못하기 때문에 여름철에 실내를 냉방하기 위해 냉방기를 가동하더라도 실내 온도가 고온으로 유지되어 에너지 소모가 증가될 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 겨울철에는 유리창의 온도가 강하되어 난방 효율을 떨어뜨리고, 실내와의 온도 차이로 인하여 결로나 성에 등이 형성될 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록번호 제10-1257496호(2013년04월17일자 등록)

본 발명의 목적은, 태양의 직사광선과 자외선 등을 효과적으로 차단함과 동시에 단열 효과가 높아지도록 할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 유리의 표면에 결로나 성에 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공하는 것이다.

아울러, 여름철과 겨울철에 각각 냉방 및 난방 효율이 높아지도록 할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다중 창호 시스템은: 실내 공간과 실외 공간을 구획하는 벽체에 설치된 창호 프레임; 상기 창호 프레임에서 실외 측에 설치된 실외 유리; 상기 실외 유리와의 사이에 단열 공기층이 형성되도록 상기 창호 프레임에서 상기 실외 유리로부터 실내 측으로 이격 설치된 실내 유리; 상기 실외 유리를 마주보는 상기 실내 유리의 외측면에 형성된 반사차열층; 및, 상기 실내 유리를 마주보는 상기 실외 유리의 내측면에 형성된 흡수차열층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반사차열층은 금속 박막 증착법으로 형성된 로이코팅(low-E coating)층인 것이 바람직하다.

상기 흡수차열층은 CTO(Cesium Tin Oxide) 분산액을 주요원료로 하여 형성된 것이 바람직하다.

상기 흡수차열층은 바인더 기재를 통해 상기 실외 유리의 내측면에 도포 된 것이 바람직하다.

상기 바인더 기재는 아크릴 레진 및 아세테이트를 혼합하여 마련된 것이 바람직하다.

상기 흡수차열층은 ATO(Antimony Tin Oxide) 및 ITO(Indium Tin Oxide) 중 적어도 어느 하나를 부원료로 하여 형성된 것이 바람직하다.

상기 실외 유리 및 상기 실내 유리의 사이에는 적어도 하나의 부가 유리가 설치될 수 있다.

상기 실외 유리의 외측면에는 방오코팅층이 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 창호 프레임에는 단열 페인트 및 상기 흡수차열층 중 적어도 어느 하나가 도포 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 흡수차열층을 통해 태양의 직사열을 흡수 차단하도록 함으로써, 태양의 직사광선과 자외선 등을 효과적으로 차단함과 동시에 단열 효과가 높아지도록 할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 유리의 표면이 건조하게 유지되도록 함으로써, 유리의 표면에 결로나 성에 등이 생기는 것을 방지할 수 있는 다중 창호 시스템을 제공할 수 있다.

아울러, 여름철과 겨울철에 각각 냉방 및 난방 효율이 높아지도록 함으로써, 에너지 저소비형 주택 등에 적용될 수 있는 다중 창호 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 창호 시스템의 측 단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다중 창호 시스템에 의해 태양의 적외선과 자외선이 차단되는 실험 결과를 나타낸 사진,
도 3은 도 1의 실외 유리의 외측면에 방오코팅층이 형성된 것을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 창호 프레임에 본 발명에 따른 흡수차열층이 도포 된 것을 도시한 도면,
도 5는 도 3의 창호 프레임에 단열 페인트가 도포 된 것을 도시한 도면,
도 6은 도 3의 창호 프레임에 단열 페인트 및 흡수차열층이 함께 도포 된 것을 도시한 도면,
도 7은 도 3의 실외 유리 및 실내 유리의 사이에 부가 유리가 설치된 것을 도시한 도면,
도 8은 도 7의 부가 유리의 외측면에 반사차열층이 형성된 것을 도시한 도면,
도 9는 도 1의 실외 유리 및 실내 유리가 창호 프레임에 설치되는 설치 부위에 스페이서가 구비된 것을 도시한 도면,
도 10은 도 1의 흡수차열층에 열전 냉각부가 구비된 것을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 다중 창호 시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 실내 공간과 실외 공간을 구획하는 벽체(10)에 설치된 창호 프레임(110)과, 창호 프레임(110)에서 실외 측에 설치된 실외 유리(120)와, 실외 유리(120)와의 사이에 단열 공기층(135)이나 가스층 또는 진공층이 형성되도록 창호 프레임(110)에서 실외 유리(120)로부터 실내 측으로 이격 설치된 실내 유리(130)와, 실외 유리(120)를 마주보는 실내 유리(130)의 외측면에 형성된 반사차열층(140)과, 실내 유리(130)를 마주보는 실외 유리(120)의 내측면에 형성된 반투명한 흡수차열층(150)을 포함한다.

이에 따라, 흡수차열층(150)을 통해 태양의 직사열을 흡수 차단하도록 함으로써, 태양의 직사광선의 적외선과 자외선 등을 효과적으로 차단함과 동시에 흡음 및 단열 효과가 높아지도록 할 수 있는 다중 창호 시스템(100)을 제공할 수 있다.

또한, 반사차열층(140)과 마주보게 배치된 흡수차열층(150)을 통해 태양광선(1)을 흡수차단함으로써 겨울철에는 유리창의 온도를 상승시켜주고 표면이 건조하게 유지되도록 하여 결로나 성에 등이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 여름철에는 자외선의 대부분을 차단시켜 모기와 같은 해충들이 실내로 유입되는 것을 최소화하고 예방할 수 있다.

창호 프레임(110)은 합성수지나 알루미늄과 같은 재질로 마련될 수 있다.

반사차열층(140)은 금속 박막 증착법으로 형성된 로이코팅(low-E coating)층으로 마련된다.

이에 따라, 반사차열층(140)이 흡수차열층(150)과 마주보게 배치됨으로써, 태양의 자외선과 적외선이 1차적으로 흡수차열층(150)에서 일부 반사 및 흡수되도록 하고, 흡수차열층(150)에서 흘러나오는 잔광은 2차적으로 반사차열층(140)에 의해 반사되도록 함으로써, 고효율의 열에너지가 손실되는 것을 차단할 수 있으며, 흡수차열층(150)의 효과는 실내에서 야간에 외부를 조망할 때에 실내등의 불빛이 반사되는 것을 최소화하여 실외로의 조망이 훨씬 원활해지도록 할 수 있고, 난반사를 방지하여 눈부심을 막을 수 있다. 또한, 필름방식과 비교하여 더욱 얇은 차열층을 형성함으로써 굴절이 작아 시야 왜곡현상을 방지할 수 있다.

흡수차열층(150)은 CTO(Cesium Tin Oxide) 분산액을 주요원료로 나노 처리하여 형성되고, ATO(Antimony Tin Oxide) 및 ITO(Indium Tin Oxide) 중 적어도 어느 하나를 부원료로 하여 형성된다.

즉, 흡수차열층(150)은 CTO 분산액(15~30% 정도의 농축액)만으로 단독 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 ATO 및 ITO 중 적어도 어느 하나가 부원료로 CTO 분산액에 첨가되어 형성될 수도 있다. 그리고, ATO나 ITO 외에도 TiO2 및 ZnO2 중 적어도 어느 하나가 부원료로 CTO 분산액에 첨가되어 흡수차열층(150)이 형성되도록 할 수도 있다.

이에 따라, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 로이 코팅으로 형성된 반사차열층(140)과 마주보도록 흡수차열층(150)이 배치됨으로써, 태양광선(1)이 1차적으로는 흡수차열층(150)에서 흡수되도록 하고 남은 나머지 태양광선(1)은 반사차열층(140)에서 반사되며 반사차열층(140)에서 반사되는 태양광선(1)은 다시 흡수차열층(150)에서 2차적으로 흡수되도록 하여 자외선을 95 ~ 99 % 이상 차단하고 적외선을 90% 이상 차단하는 등 단열 효과가 더욱 높아지도록 할 수 있다. 또한, CTO 분산액만으로도 차폐계수가 높아진 흡수차열층(150)을 형성할 수 있게 되어 원가비용이 절감됨과 동시에 원적외선의 차단 효과는 더욱 높아지도록 할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 흡수차열층(150)은 바인더 기재를 통해 실외 유리(120)의 내측면에 도포 된 것이 바람직하다.

이에 따라, 흡수차열층(150)이 실외 유리(120)의 내측면에 저비용으로 손쉽고 간편하게 형성되도록 할 수 있다.

상기 바인더 기재는 아크릴 레진(acrylic resin) 및 아세테이트(acetate)를 혼합하여 마련된다.

좀더 구체적으로, 상기 바인더 기재는 아크릴 레진 15~30%, 부틸 아세테이트 20~30%, 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-cresol 1~10%, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트 40~50% 가 혼합되어 마련된다.

이에 따라, 태양의 자외선 200 nm ~ 380 nm 의 영역을 95~99 % 정도로 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 상기 바인더 기재의 접착성과 평활성을 높이기 위하여 Aliphatic polyisocyanate (cas No. 28182-81-2) 70~85 % 와 Propylene glycol monoethyl ether acetate (cas No. 98516-30-4) 15~30 % 를 혼합하거나 Hexane, 1, 6-diisocyanato-, homopolymer (cas No. 28182-81-2) 75~85 % 와 Glutaric acid dimethyl ester (cas No. 1119-40-0) 1~25 % 를 혼합할 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 실외 유리(120)의 외측면에는 방오코팅층(160)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 실외 유리(120)의 외측면에 먼지나 기타 오염물질 등이 부착되는 것을 방오코팅층(160)에 의해 방지할 수 있다.

방오코팅층(160)은 Tin Oxide(1% 이하), Silicon dioxide(2% 이하), Platinum(2% 이하), Methanol(60~75%), 물(20~35%) 등으로 구성될 수 있다. 실외 유리(120)의 외측면에 방오코팅층(160)을 형성시키는 방법으로는 에어 스프레이, 고무 바 코팅, 붓, 롤러, 딥 코팅, 스핀 코팅, 옵셋 코팅 등이 적용될 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 창호 프레임(110)에는 흰색의 단열 페인트(170), 반사 차열 페인트 및 본 발명에 따른 상기 흡수차열층(150) 중 적어도 어느 하나가 도포 될 수 있다.

이에 따라, 합성수지나 알루미늄과 같은 재질로 마련된 창호 프레임(110)을 통해 전달되는 적외선을 효과적으로 차단할 수 있다.

도 4는 창호 프레임(110)에 상기 흡수차열층(150)이 형성된 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 창호 프레임(110)에 단열 페인트(170)가 도포 된 것을 나타낸 도면이며, 도 6은 창호 프레임(110)에 단열 페인트(170)와 흡수차열층(150)이 함께 도포 된 것을 나타낸 도면이다.

단열 페인트(170)는 아크릴, 실리콘 등과 같은 접착소재와 에어로겔, 퍼라이트, 질석, 흄드실리카, 햄프, 마분, 목분, 발포실리카, 탄화 겨 등의 공극성의 유무기 소재의 필러로 마련된다.

한편, 창호 프레임(110)에 도포되는 흡수차열층(150)은 유무기 바인더에 적외선 반사제가 혼합된 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 창호 프레임(110)에 도포되는 흡수차열층(150)은 ZnO, TiO2, ITO, CTO, ATO, Ag 등으로 마련될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 실외 유리(120) 및 실내 유리(130)의 사이에는 적어도 하나의 부가 유리(200)가 설치될 수도 있다.

이때, 반사차열층(140)은, 단층 혹은 여러 복층으로 적층 구성될 수 있고, 실내 유리(130) 및 부가 유리(200) 중 적어도 어느 하나의 외측면에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 실외 유리(120) 및 실내 유리(130)가 창호 프레임(110)에 설치되는 설치 부위에는 단열재질의 스페이서(180)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 실외로부터 실내로 전달되는 열이 스페이서(180)에 의해 좀더 효과적으로 차단되도록 할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 스페이서(180)는 탄성고무와 같은 유무기 복합재질의 단열소재로 마련된 것이 바람직하다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 흡수차열층(150)에는 펠티에 소자와 같은 열전소자로 마련되어 흡수차열층(150)에 흡수되는 열을 외부로 방출하는 열전 냉각부(190)가 구비될 수도 있다.

열전 냉각부(190)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 그물망의 미세한 선들로 마련되어 흡수차열층(150)에 접촉되게 구비된 흡열부(191)와, 흡열부(191)에 접합되어 실외 유리(120)의 외부로까지 연장된 방열부(193)를 포함한다. 그리고, 도시되지는 않았지만, 열전 냉각부(190)에는 전원을 공급하는 전원부가 연결된다.

이에, 본 발명에 따르면, 흡수차열층(150)을 통해 태양의 적외선을 흡수 차단하고 반사차열층(140)을 통해 태양의 자외선을 차단하도록 함으로써, 실외로부터 실내로 전달되는 열을 효과적으로 차단하여 단열효과를 높일 수 있고, 여름철과 겨울철에 각각 냉방 및 난방 효율이 높아지도록 함으로써, 에너지 저소비형 주택 등에 간편하게 적용될 수 있으며, 특히 패시브하우스(Passive house)에서 태양의 적외선과 자외선을 차단하는 데에 적용될 수 있는 다중 창호 시스템(100)을 제공할 수 있다.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 창호 프레임 120 : 실외 유리
130 : 실내 유리 135 : 단열 공기층
140 : 반사차열층 150 : 흡수차열층
160 : 방오코팅층 170 : 단열 페인트
200 : 부가 유리

Claims (9)

1. 실내 공간과 실외 공간을 구획하는 벽체에 설치되고, 표면에 단열 페인트가 도포되며, 도포된 단열 페인트의 상면에 하기 흡수차열층이 도포되는 창호 프레임;
   상기 창호 프레임에서 실외 측에 설치된 실외 유리;
   상기 실외 유리와의 사이에 단열 공기층이 형성되도록 상기 창호 프레임에서 상기 실외 유리로부터 실내 측으로 이격 설치된 실내 유리;
   상기 실외 유리를 마주보는 상기 실내 유리의 외측면에 형성된 반사차열층;
   상기 실내 유리를 마주보는 상기 실외 유리의 내측면에 형성된 흡수차열층;
   상기 실외 유리 및 상기 실내 유리의 사이에 설치되는 부가 유리;
   상기 실외 유리 및 상기 실내 유리가 상기 창호 프레임에 설치되는 위치에 구비되는 단열재질의 스페이서 및;
   그물망 형상으로 이루어져 상기 흡수차열층에 접촉되게 구비되는 흡열부와, 상기 흡열부와 접합되어 상기 실외 유리의 외부까지 연장된 방열부를 갖추고서, 상기 흡수차열층에 흡수되는 열을 외부로 방출하는 열전 냉각부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 창호 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 실외 유리의 외측면에는 방오코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 다중 창호 시스템.
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