KR101940076B1 - 바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 실내 및 실외 중 선택되는 적어도 하나의 벽면에 설치되는 공기 정화장치로서, 식물을 기반하여 공기에 포함된 유해물질을 걸러내고, 브래킷을 통하여 벽면과의 사이에 유로가 형성되도록 벽면과 이격 설치되는 바이오필터; 일단이 상기 바이오필터와 연결되고, 타단을 기특정된 공간에 배치되거나, 공조기와 연결되어, 상기 바이오필터 전방의 공기가 타단으로 배기되도록 공기의 흐름을 유도하는 덕트; 및 벽면과 상기 바이오필터의 테두리 적어도 일면 사이에 기밀하게 배치되어, 적어도 유해물질이 걸러진 공기가 외부로 누출되는 것을 차단하는 마감재를;를 포함하며, 상기 바이오필터는, 전방 외부로 노출되는 적어도 일면에 식물이 식재되어, 식물을 통하여 유해물질이 걸러져 공기가 상기 유로를 통해 덕트에 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치를 개시한다.
이러한 본 발명은 건축물의 실내외 벽면에 설치되고, 실내로 유입되는 공기 및 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내는 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 실내로 유입되는 공기 또는 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 식물에 의한 공기의 정화를 통하여 실내 공기의 청정도 향상이 가능하며, 특히, 벽면에 녹지가 조성되므로 건축물에 대한 심미감과 가치 향상의 효과를 기대할 수 있다.

Description

바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법{Air purification device using biofilter and method of constructing said biofilter}

본 발명은 건축물의 실내외 벽면을 매개로 설치되는 공기 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 실내로 유입되거나, 실내를 순환하는 공기로부터 이물질을 걸러내는 필터가 식물을 기반으로 하며, 따라서 실내로 유입되거나, 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 식물에 의한 공기의 정화를 통하여 실내 공기의 청정도 향상이 가능하며, 또한, 벽면으로의 녹지가 조성되므로 건축물에 대한 심미감 향상을 기대할 수 있는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법에 관한 것이다.

건축기술의 발달과 에너지 절약에 대한 노력으로 건물들은 점차 고단열화, 고기밀화되고 있으며, 외부 공기의 오염(예를 들어, 미세먼지 등)으로 인하여 창문 개방 등을 통한 환기가 더욱 곤란해지고 있으며, 따라서 실내 공기는 주로 공기정화장치를 이용하여 관리되고 있다.

공기정화장치는 중앙공급식 또는 개별 공기청정기 형태 등으로 구분되고 있으며, 그 종류로는 필터를 이용한 기계식, 방전을 이용한 전기식, 그리고 두 종류를 병행한 복합식 등이 있다.

기계식 공기청정기는 주기적으로 필터를 교체해야 하는 문제가 있으며, 전기식 공기청정기 역시 집진판에 포집되어 적층되는 미세먼지에 의한 효율 저하를 방지하기 위해, 주기적으로 집진판을 교체 또는 청소해야 하는 문제가 있다.

또한, 전기식 공기청정기는 고전압의 전기를 인가하여 방전 효과를 통해 공기를 정화함에 있어서, 공급되는 전압의 변화에 따라 효율이 저하되는 문제와 집진판에 적층되는 미세먼지의 양에 따라 방전 효율이 저하되는 문제가 있다.

더불어, 공기청정기는 사무실 또는 주택에 설치 시, 설치를 위한 별도의 공간이 요구되며 실내 인테리어나 주변 장식물과 자연스럽게 조화되지 못하는 경우가 있는 등 문제점이 발생된다.

등록특허공보 제10-0626193호

본 발명은 전술한 종래기술의 한계점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건축물의 실내외 벽면에 설치되고, 실내로 유입되는 공기 및 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내는 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 실내로 유입되는 공기 또는 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 식물에 의한 공기의 정화를 통하여 실내 공기의 청정도 향상이 가능하며, 특히, 벽면에 녹지가 조성되므로 건축물에 대한 심미감을 향상시킬 수 있는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 필터로서의 수명한계가 없으며, 따라서 필터 교체로 인한 번거로움을 해결하고, 수분 보충만으로 유지관리가 이루어지므로 비용발생을 최소화시킬 수 있는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 식물 성장에 비례하여 오염물질에 대한 여과효율을 배가시킬 수 있으며, 나아가 천연 가습기로서의 역할을 수행하여 실내 건조 피해를 예방할 수 있는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치 및 상기 공기 정화장치의 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 건축물의 실내 및 실외 중 선택되는 적어도 하나의 벽면에 설치되는 공기 정화장치로서, 식물을 기반하여 공기에 포함된 유해물질을 걸러내고, 브래킷을 통하여 벽면과의 사이에 유로가 형성되도록 벽면과 이격 설치되는 바이오필터; 일단이 상기 바이오필터와 연결되고, 타단을 기특정된 공간에 배치되거나, 공조기와 연결되어, 상기 바이오필터 전방의 공기가 타단으로 배기되도록 공기의 흐름을 유도하는 덕트; 및 벽면과 상기 바이오필터의 테두리 적어도 일면 사이에 기밀하게 배치되어, 적어도 유해물질이 걸러진 공기가 외부로 누출되는 것을 차단하는 마감재를;를 포함하며, 상기 바이오필터는, 전방 외부로 노출되는 적어도 일면에 식물이 식재되어, 식물을 통하여 유해물질이 걸러져 공기가 상기 유로를 통해 덕트에 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치를 개시한다.

상기 바이오필터는, 상기 벽면에 대응하여 평면, 곡면 및 적어도 하나의 굴절로 이루어진 절곡면 중 선택되는 어느 하나의 면으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 바이오필터는, 격자구조로서, 상기 바이오필터의 골조를 이루며, 식물의 활착을 위한 메시; 상기 메시 전방에 감싸며, 식물이 식재되는 식재매트; 폴리프로필렌(PP), 활성탄, 제오라이트, 코코넛화이버, 고흡수성폴리머 중 적어도 어느 하나가 전부 또는 일부 함침 또는 혼합 수지코팅 제조된 기능성 필터재 또는 수분을 머금는 흡음재로써, 벽면과 마주하는 메시의 후방을 감싸 식물에 수분을 공급하기 위한 워터커튼;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 메시는, 식물이 식재되는 영역에 돌출 형성되어, 식물 뿌리를 수용하며 활착을 유도하는 돌출부;를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 브래킷은, 벽면과 메시 사이 간격을 유지시키는 브래킷몸체; 일단이 벽면과 타단은 브래킷몸체와 자웅 결합하는 앵커; 및 상기 메시를 사이에 두고 상기 브래킷몸체와 자웅 결합하여 상기 메시를 고정하는 장식부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 브래킷몸체는, 상기 장식부가 결합되는 단부에 메시의 가로 및 세로 와이어 중 선택되는 적어도 하나가 수용되는 메시수용부;를 더 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 메시는, 기설정된 간격을 두고 적어도 한 쌍이 나란하게 배치되고, 그 사이에 간격 유지를 위한 스페이서가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 메시 사이에 기반재가 채워져 상기 기반재를 매개로 식물의 활착이 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 다른 목적을 달성하기 위하여, 공기 정화장치는, 상기 정화장치를 시공할 벽면에 방수, 방근 처리하는 제1단계; 상기 벽면에 상기 브래킷 몸체를 일정 간격으로 설치하고, 상기 브래킷 몸체에 상기 워터커튼을 고정하는 제2단계; 상기 메시 전면에 상기 식재매트가 부착되고, 상기 식재매트에 식물 식재를 위한 주머니가 배치된 상기 바이오필터를 제작하는 제3단계; 상기 장식부를 통하여 상기 바이오필터를 상기 브래킷 몸체에 체결시키고, 상기 바이오필터와 워터커튼을 결속시키는 제4단계; 및 상기 식물에 수분 공급을 위하여 관수 및 배수라인을 설치하는 제5단계;를 통해 시공된다.

상기 제2단계는, 상기 바이오필터와 덕트 사이 공기의 흐름을 유도하는 통기라인 시공단계;를 더 포함하며, 상기 통기라인은, 상기 벽면과 워터커튼 사이에 식재부 전면으로부터 고르게 공기를 흡입하는 구조의 상기 브래킷 몸체를 매개로 상기 워터커튼 이전에 시공되는 것이 바람직하다.

상기 제1단계 또는 제4단계 이후에, 상기 바이오필터와 벽면 사이가 기밀해지도록 하는 마감재 시공단계;를 더 포함하여 시공되는 것이 바람직하다.

상기 제3단계 이후, 또는 제4단계 이후, 상기 주머니에 식물을 식재하는 단계;를 더 포함하여 시공되는 것이 바람직하다.

상기 식물은, 토양 없이 식물의 뿌리가 직접 상기 주머니에 식재되거나, 공기흐름에 최적화된 5-20mm 규격의 인공토양이 채워진 망사형 포트를 통해 상기 주머니에 식재되며, 상기 바이어필터 전면에 적어도 60%의 피복율로 식재되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 건축물의 실내외 벽면에 설치되고, 실내로 유입되는 공기 및 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내는 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 실내로 유입되는 공기 또는 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 식물에 의한 공기의 정화를 통하여 실내 공기의 청정도 향상이 가능하며, 특히, 벽면에 녹지가 조성되므로 건축물에 대한 심미감과 가치 향상의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 필터로서의 수명한계가 없으며, 따라서 필터 교체로 인한 번거로움을 해결하고, 수분 보충만으로 유지관리가 이루어지므로 비용발생을 최소화시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 바이오필터가 식물을 기반으로 하므로, 식물 성장에 비례하여 오염물질에 대한 여과효율을 배가시킬 수 있으며, 나아가 천연 가습기로서의 역할을 수행하여 실내 건조 피해를 예방할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 통기라인의 시공을 통하여 공기의 고른 순환을 가능하게 하며, 더 나아가 바이오 필터를 통해 유입되는 공기를 누설없이 유도함으로써 정화된 공기가 원활히 공급되도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 정화장치를 설명하기 위해 나타낸 정화장치의 설치상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 정화장치에 의한 공기정화과정을 설명하기 위해 나타낸 정화장치의 횡단면을 나타낸 상세도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오필터를 설명하기 위하여, 도 2의 A-A선을 기준하여 절단한 상세도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메시를 설명하기 위해 나타낸 메시의 평면과 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 워터커튼을 설명하기 위해 나타낸 워터커튼의 평면과 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수조를 설명하기 위해 나타낸 상세도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 식생매트를 설명하기 위해 나타낸 식생패트의 평면과 사시도,
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브래킷을 설명하기 위해 나타낸 브래킷의 분리사시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 메시수용부를 설명하기 위해 나타낸 브래킷과 메시의 결합상태도,
도 10은 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이오필터의 일례를 설명하기 위해 나타낸 바이오필터의 평면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브래킷의 일례를 설명하기 위해 나타낸 브래킷의 분리사시도,
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스페이서를 설명하기 위해 나타낸 스페이서의 분리사시도, 그리고,
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정화장치의 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 정화장치가 설치되는 벽면은 건축물 고유의 실내외 벽면에 한정되지 않으며, 건축물의 실내외 벽면은 물론, 아트월(art wall) 및 정화장치를 위한 전용의 구조물 중 선택되는 적어도 하나의 벽면에 설치되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 정화장치를 설명하기 위해 나타낸 정화장치의 설치상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 정화장치에 의한 공기정화과정을 설명하기 위해 나타낸 정화장치의 횡단면을 나타낸 상세도이며, 도 3은 바이오필터를 설명하기 위하여, 도 2의 A-A선을 기준하여 절단한 상세도이다.

도시된 바와 같이 정화장치(100)는 벽면(10)을 매개로 설치되는 장치로서, 실내외 벽면(10)에 설치되어 실내로 유입되는 공기 및 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 정화된 공기를 실내 기특정된 영역으로 배기하여 실내 공기의 청정도가 향상되도록 하기 위한 장치이다.

이러한 정화장치(100)는 벽면(10)에 브래킷(120)을 통해 설치되고 공기 중 유해물질을 걸러내는 바이오필터(110), 바이오필터(110)를 통해 정화된 공기를 기특정된 영역으로의 배기를 유도하는 덕트(130), 벽면(10)과 바이오필터(110)의 테두리 적어도 일면 사이에 기밀하게 배치되는 마감재(150)를 포함하여 구성된다.

바이오필터(110)는 식물을 기반으로 하며, 외부 공기가 유입되거나, 내부 공기의 순환이 이루어지는 유로 벽면(10)에 브래킷(120)을 통해 설치되어 유입되는 공기 내지는 순환공기로부터 유해물질을 걸러내기 위한 수단으로 존재하며, 식물을 기반으로 하므로 필터로서의 수명한계가 없으며, 따라서 필터 교체로 인한 번거로움을 해결하고 수분 보충만으로 필터를 유지관리할 수 있다.

또한, 식물을 기반으로 하므로 식물 성장에 비례하여 오염물질에 대한 여과효율을 배가시킬 수 있으며, 나아가 천연 가습기로서의 역할을 수행하여 실내 건조피해를 예방하는 것도 가능하다.

이러한 바이오필터(110)는 도시된 바와 같이 브래킷(120)을 통하여 벽면(10)과 이격 설치되며, 이는, 바이오필터(110)와 벽면(10) 사이에 유로(160)를 형성시키기 위한 것이다.

여기서, 유로(160)는 바이오필터(110)와 덕트(130) 사이에 형성된 공기의 이동통로이며, 이때, 유로(160)의 공기는 덕트(130)에 마련된 팬장치(131), 또는 덕트(130)와 직간접적으로 연결되는 공조기(미도시)에 의한 흡입력에 의해 덕트(130)로 유도된다.

덕트(130)는 유로(160)를 통해 공급되는 청정공기가 건축물의 실내 기특정된 영역으로 배기되도록 공기의 흐름을 유도하는 관체로서, 상세하게는 공기의 흐름을 유도하여 청정한 공기가 실내 기특정된 영역 내지는 다수의 영역으로 분배되도록 하는 유도관체이며, 배기영역에 대해서는 도시하지 않았으나, 하나 내지는 다수의 배기영역으로 이루어진 분배기를 통하여 다수의 기특정된 영역으로 배기되는 것이 바람직하다.

또한, 바이오필터(110)는 마감재(150)를 통하여 벽면(10)에 기밀하게 설치되어, 유로(160)의 공기가 외부로 누출되는 것이 차단되도록 설치되며, 이러한 마감재(150)는 도시된 바와 같이 벽면(10)과 바이오필터(110)에 대응하는 절곡된 판재인 것이 바람직하나, 이는 일례일 뿐, 따라서 도시된 구조에 한정되지 아니하며, 매우 바람직하게는 벽면(10)과 바이오필터(110)의 시공상태에 대응하는 형태의 판재가 사용되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 바이오필터(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 기반재(20)가 배제되거나, 채워져 식물의 안정된 생육환경을 조성하는 것이 가능하다.

즉, 도 3a와 3b에 도시된 바와 같이 식물 특성에 따라 기반재(20)가 배제되거나, 다양한 형태의 기반재(20)가 선택적으로 채워질 수 있으며, 도 3b와 같이 기반재()가 채워질 경우, 식재영역과 타영역의 분리를 위하여 메시(111)와 워터커튼(115) 사이에 격막(170)이 더 형성될 수 있다.

격막(170)은 통기성 소재이되, 기반재(20)의 누출이 제한되는 고밀도 소재일 것이 바람직하다.

한편, 도시하지 않았으나, 메시(111)와 워터커튼(115) 또는 격막(170)과 워터커튼(115) 사이에는 공기 정화효율 향상을 위하여 별도의 헤파필터(Hepa Filter) 등의 여과용 필터(미도시)가 더 부가될 수도 있다.

이상과 같이 이러한 바이오필터(110)는 식물의 활착이 이루어지는 메시(111), 메시(111) 전방을 감싸고 식물이 식재되는 식재매트(117) 및 메시(111) 후방을 감싸고 식물에 수분이 공급되도록 하는 워터커튼(115)을 포함하며, 이러한 바이오필터(110)는 모듈로서 선제작과 모듈상태에서의 식물 재배가 가능하므로, 시공의 편의성 향상과 더불어 식물임에도 불구하고, 별도의 재배과정 없이 시공과 함께 정화장치로서의 역할을 수행하는 것도 가능하다.

이하, 바이오필터(110)를 이루는 각 구성에 대해 도면을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시를 설명하기 위해 나타낸 메시의 평면과 사시도이며, 도 5는 워터커튼을 설명하기 위해 나타낸 워터커튼의 평면과 사시도이고, 도 6은 식생매트를 설명하기 위해 나타낸 식생패트의 평면과 사시도이다.

메시(111)는 도 4에 도시된 바와 같이 기특정된 규격화된 크기의 다수의 가로(111-2)와 세로(111-1)와이어가 일정 간격을 두고 격자 구조로 배열되어 식물의 활착을 유도하고 바이오필터(110)의 골조로서의 역할 수행한다.

이러한 메시(111)는 식물이 식재되는 영역은 식재되는 식물 뿌리의 안정적 활착을 위하여 식물이 식재되는 영역에 돌출부(113)가 형성되며, 돌출부(113)는 도시된 바와 같이 양단 사이에 일정 간격을 두고 다수 마련된다.

또한, 메시(111)는 양단에 절곡부(112)가 더 형성되며, 이러한 절곡부(112)는 바이오필터(110)로서의 두께를 유지시키기 위한 수단으로, 이는 식물성장에 대응하여 뿌리의 활착 영역을 확보하기 위한 수단으로 존재한다.

한편, 메시(111)는 도시하지 않았으나, 벽면(10)에 대응하여 평면 곡면 및 적어도 하나의 굴절로 이루어진 절곡면 중 하나의 면체로 존재할 수 있으며, 따라서 바이오필터(110)는 골조에 대응하는 평면, 곡면 및 절곡면 중 선택되는 하나의 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 메시(111)는 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 한 쌍으로 이루어질 수 있으며, 이에 대하서는 후술하기로 한다.

워터커튼(115)은 도 4에 도시된 바와 같이 면체로 이루어진 흡음재로써 벽면(10)과 마주하는 메시(111)의 후방을 감싸되, 식물과 접촉 가능하게 감싸 접촉을 통하여 모세관련에 의하여 식물에 수분이 공급되도록 한다.

이러한 워터커튼(115)은 수분을 머금을 수 있는 부직재 이거나 폴리프로필렌(PP), 활성탄, 제오라이트, 코코넛화이버, 고흡수성폴리머 중 적어도 어느 하나가 전부 또는 일부 함침 또는 혼합 수지코팅 제조된 기능성 필터재인 것이 바람직하며, 바인더 내지는 봉제 등 통상의 고정수단에 의하여 메시(111) 후방에 고정된다.

한편, 워터커튼(115)은 도 1에 도시된 바와 같이 바이오필터(110) 하부에 배치된 수조(W)와 접촉되어 항시 수분을 머금고 있는 상태로 존재하거나, 또는 도 6과 같이 수조(W)로부터 수분을 직간접적으로 공급받을 수 있는데, 이하 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수조를 설명하기 위해 나타낸 상세도이다.

도시된 바와 같이 수조(W)는 도 6a와 같이 바이오필터(110) 하부에 배치되거나, 도 6b와 같이 바이오필터(110) 상부에 배치되어 워터커튼(115)에 직간접적으로 수분이 공급되도록 한다.

도 6a과 같이 바이오필터(110) 하부에 수조(W)가 배치될 경우, 워터커튼(115)의 적어도 밑단을 수조(W)에 침지시켜 항시 물을 머금토록 하거나, 수조(W)의 물이 바이오필터(110) 상부에서 하부로 낙수(cadcade)구조에 의해 워터커튼(115) 또는 식물에 공급되도록 할 수 있다.

낙수구조는 도시된 바와 같이 수조(W)의 물이 수관을 통하여 바이오필터(110) 상부에 마련된 각 노즐(N)을 통해 상부에서 하부로 공급되는 구조를 의미하며, 수조(W)의 물은 펌프(수중)를 통하여 수관을 지나 노즐(N)을 통하여 상부에서 하부로 분사된다.

이때, 수조(W) 수위는 부레(A)를 통하여 제한적으로 채워지며, 펌프(P)는 도시하지 않았으나 별도의 컨트롤러(controller)를 통하여 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 컨트롤러는 다수의 기 특정된 영역에서 측정되는 습도에 따라 전체 또는 습도가 낮은 영역에 제한적으로 수분이 공급되도록 하는 것이 가능하며, 따라서 식물의 건조피해를 예방할 수 있다.

바이오필터(110)에 대한 습도 측정은 통상의 습도측정센서(미도시)에 의해 측정되며, 배치는 대략 바이오필터(110) 전면을 기준으로 하여 상하좌우방향으로 일정 간격을 두고 배치되거나, 특정 영역에 선택적으로 배치할 수도 있다. 이러한 습도측정센서는 기성품이므로 이에 대한, 설명과 도면은 생략한다.

또한, 수조(W)는 도 6b에 도시된 바와 같이 바이오필터(110) 상부에 마련될 수 있으며, 이를 통하여, 수조(W)의 물이 워터커튼(115) 또는 식물에 직접 공급되도록 하는 것이 가능하다.

이때, 물은 수조(W) 밑면에 적어도 하나의 토출구(미도시)를 형성시켜, 토출구를 통해 물이 중력방향으로 배출되도록 하거나, 또는 오버플로우(over flow) 방식을 통하여 수조(W)의 물이 넘쳐 중력방향으로 배출되도록 하여, 워터커튼(115) 또는 식물에 수분이 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

식재매트(117)는 도 7에 도시된 바와 같이 면체로서 메시(111) 전방을 감싸 외부로 노출되며, 식물 식재를 위한 다수의 식재홈(118)이 마련된다.

이러한 식재매트(117)는 기밀재(예를 들어, 비닐류)인 것이 바람직한데, 이는, 식재매트를 통하여 정화된 공기가 누출되는 것을 방지하기 위한 것이며, 바인더 내지는 봉체 등 통상의 고정수단에 의하여 메시 전방에 고정되는 것이 바람직하다.

이때, 바이오필터(110)로 유입되는 공기는 도 2와 같이 식재홈(118)을 통해 유입되고, 식물과 더불어, 물기를 머금고 있는 워터커튼(115)을 지나는 과정에서 유해물질이 걸러지며, 이후, 청정공기는 유로(160)를 지나 덕트(130)를 통해여 기설정된 영역 내지는 공조기에 공급되는 것이다.

식재홈(118)은 돌출부(113)에 대응하는 영역에 일정 간격을 두고 절개된 영역인 것이며, 식물은 식재홈(118)을 통하여 돌출부(113)에 안착되어 뿌리의 활착이 이루어진다.

이상의 바이오필터(110)는 브래킷(120)을 통하여 벽면(10)과 이격 설치되며, 이러한 브래킷에 대해서는 도 8과 9을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 브래킷을 설명하기 위해 나타낸 브래킷의 분리사시도이고, 도 9는 메시수용부를 설명하기 위해 나타낸 브래킷과 메시의 결합상태도이다.

브래킷(120)은 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 벽면(10)에 바이오필터(110)를 설치하기 위한 지지체로서, 일단이 벽면(10)에 고정 설치되고, 타단은 바이오필터(110)의 골조를 이루는 메시(111)를 지지한다.

이러한 브래킷(120)은 벽면(10)과 메시(111) 사이에 배치되는 브래킷몸체(121), 벽면(10)에 설치되어 브래킷몸체(121)를 고정하는 앵커(125) 및 메시(111)를 사이에 두고 브래킷몸체(121)와 탈착 가능하게 결합되는 장식부(127)를 포함하여 구성된다.

브래킷몸체(121)는 유로(160)에 대응하는 길이를 가지며, 일단은 앵커(125)와 타단은 장식부(127)와 탈착 가능하게 체결되며, 일단에는 메시(111)의 안정된 지지가 이루어질 수 있도록 음각의 메시수용부(124)가 더 마련된다.

메시수용부(124)는 도 9에 도시된 바와 같이 메시(111)의 가로(111-2) 및 세로(111-1) 와이어 중 선택되는 적어도 하나가 수용되도록 음각의 형태로 존재하며, 바람직하게는 교차하는 가로(111-2) 및 세로(111-1) 와이어를 함께 수용할 수 있도록 십자 형태의 홈인 것이 매우 바람직하고, 메시수용부(124)에 안착된 메시(111)는 도시된 바와 같이 장식부(127)의 결합에 의해 이탈이 방지되도록 수용된다.

한편, 브래킷몸체(121)는 도 1 내지 3과 같이 바이오필터(110)를 관통하여 설치되며, 따라서, 도 5와 7에 도시된 바와 같이 워터커튼(115)과 식재매트(117)에는 브래킷몸체(121)에 대응하는 천공(H)이 형성된다.

이러한 천공(H)은 기밀수단(예를 들어, 실리콘 내지는 접착제 등)에 의해 폐쇄되는 것이 바람직하나, 적어도 기밀이 요구되는 식재매트(117)의 천공에 대해서는 기밀수단을 사용하여 폐쇄해야할 것이다.

또한, 장식부(127)는 외부로 노출되는 요소로서, 식물을 연상시킬 수 있는 요소(예를 들어, 꽃잎 등)가 더 부가되는 것이 바람직하며, 이러한 요소로는 꽃잎은 물론, 식물의 부분 내지는 곤충 등과 같이 식물과 조화를 이룰 수 있는 요소가 적용되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 메시(111)는 도 10에 도시된 바와 같이 적어도 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 이에 대한, 설명은 도 10 내지 12를 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 10은 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 바이오필터의 일례를 설명하기 위해 나타낸 바이오필터의 평면도이고, 도 11은 브래킷의 일례를 설명하기 위해 나타낸 브래킷의 분리사시도이며, 도 12은 스페이서를 설명하기 위해 나타낸 스페이서의 분리사시도이다.

도 10a에 도시된 바와 같이 한 쌍의 메시(111)가 서로 대향하게 배치될 수 있으며, 이때, 메시(111) 사이에는 기반재(20)가 더 채워질 수 있다.

기반재(20)는 보습재와 직경이 대략 8 내지 20mm 크기의 석탄회, 점토, 황토 및 제오라이트 중 석태되는 적어도 하나가 기성정된 비율로 혼합된 것이거나, 보습재와 용적중량 500 내지 1000kg/m3, 0.15 내지 8mm 크기 및 함습비중 30 내지 1%의 인공경량토인 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 메시(111) 사이 전체 영역에 채워지거나, 식물의 활착이 이루어지는 돌출부(113)부 영역에만 채워질 수도 있다.

만약, 기반재(20)가 도 10b와 같이 돌출부(113)에만 채워질 경우, 기반재(20)의 유실 방지를 위하여, 도시된 바와 같이 격막(170)이 더 배치될 수 있으며, 이때, 격막(170)은 기반재(20) 유실을 방지하되, 공기의 흐름을 유지시킬 수 있는 통기성 소재가 적용되는 것이 바람직하다.

메시(111)는 도시된 바와 같이 적어도 하나의 마디로 이루어진 브래킷(120)을 통하여 지지된다.

브래킷(120)은 도 11에 도시된 바와 같이 한 쌍의 메시(111)를 각각 지지하는 제1몸체(122)와 제2몸체(123)로 이루어진 브래킷몸체(121), 제1몸체(122)와 벽면(10)사이에 설치되는 앵커(125), 제2몸체(123)와 메시(111)를 사이에 두로 결합되는 장식부(127)를 포함하며, 이때, 앵커(125)와 장식부(127)는 도 8과 9를 통하여 설명하였으므로, 이에 대한, 설명은 생략한다.

제1몸체(122)는 일단이 앵커(125)와 타단은 벽면(10)과 마주하는 하나의 메시(111)를 지지하기 위한 메시수용부(124)가 마련되고, 제2몸체(123)와 탈착 가능하게 결합된다.

제2몸체(123)는 단이 제1몸체(122)와 탈착 가능하게 결합되며, 타단은 다른 메시(111)를 지지하기 위한 메시수용부(124)가 마련되고, 장식부(127)가 탈착 가능하게 체결된다.

한편, 한 쌍의 메시(111)는 도 10c에 도시된 바와 같이 스페이서(140)를 통하여 일정 간격을 두고 나란하게 배치되며, 이러한 스페이서(140)는 도 12에 도시된 바와 같이 양단에는 하나의 메시(111)와 다른 메시(111)를 지지할 수 있도록 양단에 각각 메시수용부(124)가 마련되고, 메시수용부(124)에 안착되는 메시(111)는 장식부(127)에 의해 고정되어 한 쌍의 메시(111)를 안정적으로 지지하는 것이 가능하다.

이상의 바이오필터를 이용한 공기 정화장치는 아래 방법에 의하여 시공되며, 이하, 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정화장치의 시공방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이 정화장치는 시공될 벽면에 방수, 방근 처리하는 제1단계, 벽면에 브래킷몸체를 설치하고, 브래킷 몸체에 워터커튼을 고정한 제2단계, 바이오필터를 제작하는 제3단계, 바이오필터를 벽면에 설치하는 제4단계 및 수분공급을 위하여 관수 및 배수라인을 설치하는 제5단계를 통해 시공된다.

제1단계는 물과 식물 뿌리에 의한 훼손 예방을 위하여 정화장치가 시공될 위치에 방수, 방근 작업을 수행하는 단계이다.

이때, 방수작업은 도료를 도포하거나 시트를 부착함으로써 수행되며, 방근작업은 전용의 시트를 부착함으로써 수행되는 것이 바람직하다.

제2단계는 바이오필터 고정을 위한 사전 작업단계로서, 브래킷 몸체를 일정 간격으로 설치한 후, 브래킷 몸체를 매개로 워터커튼을 설치하는 단계이다.

이때, 바이오필터와 덕트 사이 공기의 흐름을 유도하는 통기라인 시공단계를 더 포함할 수 있으며, 통기라인은 벽면과 워터커튼 사이에 식재부 전면으로부터 고르게 공기를 흡입하는 구조의 브래킷 몸체를 매개로 워터커튼 이전에 시공되는 것이 바람직하다.

여기서 통기라인은 바이오필터와 덕트 사이에 배치되는 관체이거나, 덕트의 연장체로서, 바이오필터를 통해 유입되는 공기를 누설 없이 유도하여 정화공기의 원활한 공급이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

제3단계는 바이오필터를 제작하는 단계로서, 바이오필터는 메시 전면 즉, 외부로 노출되는 면에 식재매트를 부착하고, 그 외면에 식물 식재를 위한 주머니의 배치를 통하여 제작된다.

식재매트는 공기정화를 위하여 흡습용 재질의 필터인 것이 바람직하며, 주머니는 식물의 뿌리가 수용되는 수납체로서, 식물의 뿌리만이 수납되거나, 또는 기반재를 통해여 식물의 뿌리가 수납될 수도 있다.

또한, 주머니는 식재매트에 부착되는 적어도 일면에 하나 이상의 타공이 형성되는 것이 바람직하며, 이는, 주머니의 통기성 향상을 위한 것이다.

한편, 식재매트 메시에 봉제 내지는 타이에 의해 고정되며, 주머니 또한 봉제 내지는 타이에 의해 식재매트에 고정된다.

제4단계는 바이오필터를 벽면에 설치하는 단계로서, 장식부를 통하여 바이오필터를 브래킷 몸체에 체결시키고, 바이오필터와 워터커튼을 결속시키는 단계를 통하여 정화장치가 시공된다.

그리고 바이오필터와 벽면 사이 누기 예방을 위하여 마감재 시공단계를 더 포함하며, 마감재 시공단계는 제1단계 이후, 또는 제4단계 이후에 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 바이오필터에 식재되는 식물은 제3단계 이후 또는 제4단계 이후에 수행하는 것이 바람직하다.

제3단계 이후일 경우, 바이오필터의 제작과 함께 미리 식재하고 재배하는 것이 가능하므로, 씨앗을 심어 성장시켜 공기 정화수단으로서의 역할 수행이 가능한 정도일 때, 제4단계를 통하여 바이오필터를 벽면에 시공한다.

제4단계 이후일 경우에는 공기 정화수단으로서의 역할 수행이 가능한 정도의 식물을 현장에서 식재하는 것이다.

한편, 식물은 토양 없이 식물의 뿌리가 직접 주머니에 식재되거나, 공기흐름에 최적화된 5-20mm 규격의 인공토양이 채워진 망사형 포트를 통해 주머니에 식재될 수 있으며, 이때, 식물은 바이오필터 전면에 적어도 60%의 피복율로 식재되는 것이 바람직하다.

이후, 제5단계를 통하여 식물에 원활한 수분공급을 위하여 관수 및 배수라인을 설치하는 단계를 수행함으로써, 정화장치의 시공이 완료된다.

시공이 완료된 다음에는 덕트에 마련된 팬장치 내지는 덕트와 연결되는 공조기를 가동을 통한 공기 순환에 의하여 정화장치는 공기정화작용을 수행하게 되는 것이다.

이로써, 실내로 유입되는 공기 또는 실내 순환공기로부터 유해물질을 걸러내고, 식물에 의한 공기의 정화를 통하여 실내 공기의 청정도 향상이 가능하며, 특히, 벽면에 녹지가 조성되므로 건축물에 대한 심미감과 가치 향상의 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 벽면 20 : 기반재
100 : 정화장치 110 : 바이오필터
111 : 메시 112 : 절곡부
113 : 돌출부 115 : 워터커튼
117 : 식재매트 118 : 식재홈
120 : 브래킷 121 : 브래킷몸체
122 : 제1몸체 123 : 제2몸체
124 : 메시수용부 125 : 앵커
127 : 장식부 130 : 덕트
131 : 팬장치 140 : 스페이서
150 : 마감재 160 : 유로
170 : 격막

Claims (13)

1. 건축물의 실내 및 실외 중 선택되는 적어도 하나의 벽면에 설치되는 공기 정화장치로서,
   식물을 기반하여 공기에 포함된 유해물질을 걸러내고, 브래킷을 통하여 벽면과의 사이에 유로가 형성되도록 벽면과 이격 설치되는 바이오필터;
   일단이 상기 바이오필터와 연결되고, 타단을 기특정된 공간에 배치되거나, 공조기와 연결되어, 상기 바이오필터 전방의 공기가 타단으로 배기되도록 공기의 흐름을 유도하는 덕트; 및
   벽면과 상기 바이오필터의 테두리 적어도 일면 사이에 기밀하게 배치되어, 적어도 유해물질이 걸러진 공기가 외부로 누출되는 것을 차단하는 마감재를;를 포함하며,
   상기 바이오필터는,
   전방 외부로 노출되는 적어도 일면에 식물이 식재되어, 식물을 통하여 유해물질이 걸러져 공기가 상기 유로를 통해 덕트에 공급되고,
   격자구조로서, 복수의 식물이 식재될 수 있고, 상기 바이오필터의 골조를 이루며, 식물의 활착을 위한 것이고, 식재되는 식물 뿌리의 안정적 활착을 위하여 식물이 식재되는 영역에 돌출부가 형성되며, 바이오필터로서의 두께를 유지시키기 위하여 양단에 절곡부가 마련되는 메시;
   상기 메시 전방에 감싸며, 상기 돌출부 영역에 식물이 식재되도록 식재홈이 절개되어 마련되는 식재매트;
   폴리프로필렌(PP), 활성탄, 제오라이트, 코코넛화이버, 고흡수성폴리머 중 적어도 어느 하나가 전부 또는 일부 함침 또는 혼합 수지코팅 제조된 기능성 필터재 또는 수분을 머금는 흡음재로써, 벽면과 마주하는 메시의 후방을 감싸 식물에 수분을 공급하기 위한 워터커튼; 및
   상기 메시와 워터커튼 사이에 마련되며, 식재영역과 타영역의 분리를 위한 통기성 소재의 격막;이 더 포함되어
   바이오필터가 모듈로서 식물재배가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바이오필터는,
   상기 벽면에 대응하여 평면, 곡면 및 적어도 하나의 굴절로 이루어진 절곡면 중 선택되는 어느 하나의 면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 브래킷은,
   벽면과 메시 사이 간격을 유지시키는 브래킷몸체;
   일단이 벽면과 타단은 브래킷몸체와 자웅 결합하는 앵커; 및
   상기 메시를 사이에 두고 상기 브래킷몸체와 자웅 결합하여 상기 메시를 고정하는 장식부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 브래킷몸체는,
   상기 장식부가 결합되는 단부에 메시의 가로 및 세로 와이어 중 선택되는 적어도 하나가 수용되는 메시수용부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 메시는,
   기설정된 간격을 두고 적어도 한 쌍이 나란하게 배치되고, 그 사이에 간격 유지를 위한 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 메시 사이에 기반재가 채워져 상기 기반재를 매개로 식물의 활착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오필터를 이용한 공기 정화장치.
9. 삭제
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