KR102052890B1 - 외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시공성능과 단열성능을 개선할 수 있는 외단열 지붕시스템 및 이를 이용한 시공방법에 관한 발명으로, 보다 자세하게는 블록형으로 상호 끼워맞춤 체결을 통해 손쉽게 단열 지붕층을 형성할 수 있는 단열블록과 커넥터를 이용하여 지붕구조물의 점형열교를 차단할 수 있는 동시에, 경사지붕의 평활도를 개선할 수 있는 구조와 시공방법 및 건축물의 미감과 시공성, 공기단축 등이 가능한 외단열 지붕시스템 및 이를 이용한 시공방법에 관한 발명이다.

Description

외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법 {Roof System with exterior Insulation finish system and Construction Method of this}
본 발명은 외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단열재와 콘크리트 구조체가 밀착되게 형성되어 공기 단축 및 자재비 절감, 단열성능 개선이 가능한 일체형 건식 외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
사람이 거주 및/또는 생활하는 공간을 형성하는 건축물은 외부의 열을 차단할 수 있는 동시에, 우천시 물이 내부로 스며들지 않도록 형성된 지붕 구조체를 상부에 형상하고 있다.
또한 콘크리트 건축물의 경우에도, 대한민국 등록실용 제20-0345725호에 기술된 바와 같이, 지반공사를 하고, 그 지반에 철근 구조물을 설치한 후, 그 철근 구조물과 소정거리 이격된 위치에 거푸집(형틀, 유로폼 등)을 설치한 다음, 그 거푸집 사이에 콘크리트를 넣어 굳힌 다음, 형틀을 제거하는 과정을 순차적으로 거쳐 벽면(경사 지붕 등 상부 구조물을 지지하는 벽체 포함)과 지붕을 완성하는 과정을 통상 거치게 되며, 이러한 거푸집을 사용하는 철근 콘크리트 건축물은 건축에 소요되는 시간이 많이 걸리며, 형틀에 콘크리트를 주입하는 과정에서 일부에는 콘크리트가 주입되지 않는 경우가 발생하여 벽면이나 지붕(특히 경사지붕)의 균일도가 저하되는 문제점이 있어 왔다.
또한, 거푸집에 주입된 콘크리트는 중력의 영향으로 위쪽에 비하여 아래쪽이 더 두껍게 되고, 전체적인 벽면 및 경사 지붕 등의 강도에 차이가 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1117804호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 건축물의 지붕을 형성하는 콘크리트와 모듈화된 단열블록을 커넥터를 통해 일체화되는 외단열 지붕 시스템 및 이를 이용하는 시공방법의 제공을 통해 건축물의 시공 기간 단축 및 제로에너지하우스(패시브하우스) 구현을 위한 최적의 단열 성능을 개선할 수 있도록 하는 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적 달성을 위해, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템은, 벽체에 일측이 연결되어 건축물의 지붕 구조체를 형성하는 데크플레이트; 상기 데크플레이트 상부의 설정된 위치에 하부가 고정 체결되는 브라켓; 상기 데크플레이트의 길이 방향에 따라 길게 형성되고, 상기 브라켓 상부에 거치되어 고정되는 하부 각상; 상기 데크플레이트를 하부 형틀로, 상기 하부 각상을 좌우측 형틀로 형성되는 공간에 타설되는 콘크리트가 양생 형성되는 타설 콘크리트층; 상기 타설 콘크리트층의 상면에 적층 체결 체결되는 단열 지붕층을 형성하는 단열블록; 상기 단열블록의 상부의 설정된 위치에 체결되어 상기 하부 각상과의 체결을 지원하는 커넥터; 상기 데크플레이트의 길이 방향에 따라 상기 커넥터의 상부에 체결 부착되는 상부 각상; 및 상기 상부 각상의 상부에 체결 부착되고 하부에는 통기층이 형성하는 지붕마감모듈;을 포함하되, 상기 통기층을 통해 건축물의 지붕 구조 내 공기 순환을 통해 내부 습기를 효과적으로 제거하는 동시에, 건축물 지붕 구조물의 시공성능과 단열성능을 강화할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템으로 형성 제공될 수 있다.
또한 상기 데크플레이트는 상부에 철근 트러스가 형성된 철근 트러스 데크플레이트이며, 상기 브라켓은, 상부수용부, 수용연결부 및 하부수용부를 포함하되, 상기 하부수용부는, 양 측과 상부가 벽체로 막히고 아래쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 아래쪽을 통해 삽입 수용되는 상기 철근 트러스 데크플레이트의 설정된 위치에 형성된 철근과 고정 체결되며, 상기 상부수용부는, 양 측과 하부가 벽체로 막히고 위쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 위쪽을 통해 삽입 거치되는 상기 하부 각상과 고정 체결되며, 상기 수용연결부는, 상기 하부수용부와 상기 상부수용부 간의 체결 길이, 체결 폭, 체결 각도 중 어느 하나 또는 하나 이상을 자유롭게 조절할 수 있도록 하여, 상기 데크플레이트에 상기 브라켓을 통해 체결된 상기 하부 각상의 체결 높이와 체결 폭, 체결 위치를 시공 건축물의 특성에 따라 변경할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템으로도 제공이 가능하게 된다.
또한 전술한 본 발명의 목적 달성을 위해, 레고(Lego)와 같은 상호 끼워 맞춤 형태(상하좌우)로 제공 가능한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단열블록은, 상면 및 하면에 상기 커넥터를 수용할 수 있도록 형성된 체결홈; 이웃하는 다른 단열블록과 끼워 맞춤할 수 있도록 상면과 하면, 그리고 양 측면에 형성되는 돌출부와 삽입부; 및 정면 및 후면에 상기 커넥터가 안착할 수 있도록 커넥터삽입면;을 포함하여, 제1단열블록과 위쪽으로 이웃하는 제2단열블록이 상기 커넥터와 상기 체결홈에 삽입된 상기 커넥터 및 상호 대응되는 위치에 형성된 제1단열블록의 돌출부와 제2단열블록의 삽입부가 서로 끼워 맞춤되어 체결되고, 제1단열블록과 측면으로 이웃하는 제3단열블록이 상기 양 측면에 대응되도록 각각 형성된 제1단열블록의 돌출부와 제3단열블록의 삽입부가 끼워 맞춤 체결되어, 순차적으로 상기 타설 콘크리트층의 상면에 상기 단열 지붕층을 형성되는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템으로도 구성 제공이 가능하다.
또한 본 발명의 주요 특징 중의 하나인 플라스틱과 같은 열 전도율이 낮은 소재로 형성되는 상기 커넥터는, 좌, 우측의 단부에 각각 형성되는 상부지지부 및 하부지지부; 및 상기 상부지지부와 하부지지부를 수평으로 연결하는 연결부를 포함하되, 상기 상부지지부는, 상기 단열블록의 정면에 형성된 상기 커넥터삽입면에 안착하고, 상기 하부지지부는, 상기 단열블록의 후면에 대응되는 위치에 형성된 상기 커넥터삽입면에 안착하며, 상기 연결부는, 상부에서 상기 상부지지부와 상기 하부지지부를 수평으로 연결하는 상부연결부; 및 상기 상부연결부와 분리되고, 하부에서 상기 상부지지부와 상기 하부지지부를 수평으로 연결하는 하부연결부를 포함하되, 결합체결재 상기 상부지지부의 설정된 위치에 형성된 관통홀을 통해 관통 수용되고, 다시 상기 상부연결부 및 하부연결부 사이를 지나, 최종적으로 상기 하부지지부의 대응되는 위치에 형성된 체결홈을 통해 상기 단열블록의 하면에 위치하는 상기 하부 각상에 직접 체결되도록 하여, 건축물의 지붕 내 점형열교를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템의 제공을 통해서도 전술한 본 발명의 목적 달성이 가능하게 된다.
또한 상기 상부 각상은, 설정된 간격에 따라 하면에 위치하는 상기 커넥터에 결합체결재를 통해 직접 체결되어, 건축물의 지붕 내 점형열교를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템으로도 제공 가능하며, 이와 별도로 혹시 함께, 상기 지붕마감모듈은, 상기 상부 각상에 결합체결재를 통해 체결 부착되고, 하부로 상기 통기층이 형성되는 지붕마감재; 상기 지붕마감재의 상면에 부착 형성되는 방수 기능을 가지는 방수마감재; 및 상기 방수마감재 상면에 부착 형성되는 장식마감재를 포함하도록 하여, 건축물 지붕 구조물의 단열성능 보강과 함께 지붕 구조물의 미감을 동시에 개선할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템의 제공도 가능하게 할 수 있다.
또한 본 발명의 목적 달성은 상기 타설 콘크리트층은, 양생이 완료된 상기 타설 콘크리트층 상면에 방수시트 부착 또는 방수물질 도포에 의해 형성되는 제1 방수층을 포함하고, 상기 방수마감재가 제2 방수층으로 작용하도록 하여, 지붕 시스템의 방수를 보다 효과적으로 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템의 제공을 통해서도 달성 가능하게 된다.
또한 전술한 본 발명의 목적 달성을 위해 상기 타설 콘크리트층은, 상기 콘크리트 타설 이후(다만, 타설 콘크리트의 양생 이전에) 설정된 거리에 따라 이격하여 설치 형성된 상기 하부 각상의 상부면을 따라 판재를 이용하여 아래로 긁어내는 평활 작업을 진행하도록 하여, 경사지붕 슬라브의 평활도 개선을 체계적으로 수행할 수 있도록 하는 외단열 지붕 시스템의 제공으로도 가능하게 된다.
또한 본 발명에 따르는 외단열 지붕 시스템을 이용하는 외단열 지붕 시스템을 이용한 시공방법에 있어서, 미리 형성된 벽체에 일측이 연결되어 지붕 구조물을 형성하는 테크플레이트를 설치하는 데크플레이트 설치단계; 설치된 상기 테크플레이트의 설정된 위치에 브라켓의 하부를 고정 부착하는 브라켓 설치단계; 상기 데크플레이트에 고정 부착된 상기 브라켓의 상부에 상기 테크플레이트의 길이 방향에 따라 각상을 거치하여 설치하는 하부 각상 설치단계; 상기 테크플레이트와 이웃하는 상기 하부 각상들을 형태로 콘크리트를 타설하여 양생하는 타설 콘크리트층 형성단계; 상기 타설 콘크리트층에 복수개의 단열블록과 커넥터를 상호 끼워 맞춤하여 단열 지붕층을 형성하는 단열 지붕층 형성단계; 상기 커넥터의 상부에 상부 각상을 체결하여 통기층을 형성하는 상부 각상 설치단계; 및 상기 상부 각상의 상면에 지붕마감재, 방수마감재 및 장식마감재를 순차적으로 형성하는 지붕마감 형성단계를 포함하여, 상기 통기층을 통해 건축물의 지붕 구조 내 공기 순환을 통해 내부 습기를 효과적으로 제거하는 동시에, 건축물 지붕 구조물의 시공성능과 단열성능을 강화할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템 시공방법의 제공을 통해서도 전술한 본 발명의 목적 달성이 가능하게 된다.
또한 상기 타설 콘크리트층 형성단계는, 상기 콘크리트 타설 이후(양생 이전) 상기 타설된 콘크리트 슬라브의 평활도 확보를 위해 판재를 이용하여 설정된 간격으로 이격 형성되는 하부 각상의 상부면을 기준으로 아래로 긁어내는 타설 콘크리트 평활 작업단계를 더 포함하도록 하여, 경사지붕 슬라브의 평활도 개선을 체계적으로 수행할 수 있도록 하는 외단열 지붕 시스템 시공방법의 제공을 통해서도 전술한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.
또한 상기 타설 콘크리트층 형성단계는, 상기 타설 콘크리트의 양생이 완료된 이후, 방수시트 부착 또는 방수물질 도포를 통해 1차 방수층을 형성하는 단계를 더 포함하도록 하여, 상기 타설 콘크리트층 상면에 형성되는 1차 방수층과 상기 방수마감재를 통해 형성되는 2차 방수층을 통해 보다 방수 기능을 효과적으로 확보할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템 시공방법의 제공을 통해서도 본 발명의 목적 달성은 가능하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템 및 이를 이용한 시공방법은, 콘크리트 지붕에 단열 성능을 부가할 수 있는 단열블록(단열 지붕층)을 빠르고, 안정적으로 시공할 수 있도록 지원하는 동시에, 단연블록과 커넥터를 통해 형성되는 단열 지붕층을 통해 본 발명이 설치된 건축물의 단열 성능을 획기적으로 개선할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템의 전체적인 모습을 나타내고 있는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템의 단열블록과 커넥터의 결합 구조를 나타내고 있는 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템의 각 모듈별 결합 상태를 구체적으로 나타내고 있는 도면이다.
도 5 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템을 이용한 외단열 지붕 시스템의 시공방법을 단계별로 도시하고 있는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 전체적인 모습을 나타내고 있는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 단열 지붕층을 형성하는 단열블록과 커넥터의 체결 방식을 나타내고 있는 도면이며, 도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 각 구성별 결합 상태를 구체적으로 나타내고 있는 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템(10)은, 데크플레이트(11), 브라켓(12), 하부 각상(13), 타설 콘크리트층(14), 상부 각상(15), 지붕마감모듈(19), 단열블록(100) 및 커넥터(300)를 포함할 수 있다.
데크플레이트(11)는, 도 5 참조, 일측이 벽체 구조체(또는 보, 벽체)에 연결되고(이를 통해 지붕 구조체의 하중을 지반으로 전달), 상부에는 설정된 높이와 일정한 간격으로 형성된 복수개의 스틸 플레이트(Steel Plate)가 이웃하여 형성되는 지붕의 골조 구조를 형성하는 지붕 구조체를 지칭한다. 본 발명에 따른 데크플레이트(11)는 지붕 구조체의 일부로 형성되며, 이후 후술할 타설 콘크리트층(도 7 참조)와 일체로 건축물의 지붕을 지지하는 구조(따라서, 데크플레이트(11)는 타설되는 콘크리트의 거푸집의 기능도 수행 가능)를 형성하게 된다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 데크플레이트(11)는, 지붕 구조체의 강성 및 내진 성능 보강 등을 위해 스틸 플레이트와 함께 별도의 배근된 철근을 포함할 수 있으며, 별도의 배관 등도 함께 제공될 수 있다. 본 발명에 의한 데크플레이트(11)는 다양한 건축물 및 지붕 구조체의 형태, 모양 등에 대응할 수 있도록 홈피치, 홈밑 치수, 홈위 치수, 단면높이, 너비 등이 다양하게 제공되는 단부 압축 데크플레이트, 플랫 데크플레이트, 철근 트러스(철근 복합) 데크플레이트(도 5 참조), 일반 합성 데크플레이트, 내화 구조용 합성 데크플레이트 등이 이용될 수 있다. 또한 본 발명에 의한 데크플레이트(11)는 후술할 타설 콘크리트층의 부착 개선 등을 위해, 부속자재인 콘크리트 스토퍼(Concrete Stopper), 엔드 클로져(End Closer), 필러 플레이트(Filer Plate), 스터드(Stud) 등을 추가적으로 포함할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 스틸(Steel) 재질의 데크플레이트(11)의 일부 또는 전부는 콘크리트가 타설 될 지붕 구조체의 거푸집 기능을 수행할 수 있는 설정된 두께와 폭으로 형성된 합판이 대체(이에 의할 경우 합판의 상면에는 철근이나 별도의 커넥터(12) 체결 구조체가 포함될 수 있다)할 수 있다. 전술한 합판을 데크플레이트(11)로 사용하여 하부면을 형성할 경우, 이하 후술할 타설 콘크리트층(14)의 양생이 마쳐져 별도의 지지 거푸집이 필요 없게 된 경우에는, 필요에 따라 제거할 수도 있다. 이를 통해 다양한 소비자(또는 설계자) 니즈에 부합할 수 있도록 타설 콘크리트층(14)의 양생이 마쳐진 이후에는, 전술한 타설 콘크리트층(14)의 하부 거푸집의 기능으로 제공된 합판을 제거하여, 지붕 실내측에 노출된 콘크리트 질감을 인테리어 미감으로도 자연스럽게 활용할 수 있는 장점도 가질 수 있게 된다. 반면, 별도의 실내 마감을 원하는 경우에는, 전술한 스틸(Steel) 재질의 데크플레이트(11)을 기반으로, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)이 완성된 경우, 석고보드 등 실내 마감재를 통해 실내 지붕 마감을 할 수 있어, 다양한 건축 소비자(또는 설계자)의 니즈에 보다 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
브라켓(12)은, 도 3 및 도 6참조, 데크플레이트(11)에 하부 각상(13)를 수용 고정하는 자재를 지칭한다. 이를 위해 본 발명에 따른 브라켓(12)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부에 하부 각상(13)를 수용하여 고정할 수 있는 상부수용부(12a), 하부에 데크플레이트(11)의 설정된 부위(일 예로 데크플레이트(11)를 형성하는 상부 철근 중 대응되는 위치 부위 등)를 수용하여 고정할 수 있는 하부수용부(12b) 및 상부수용부(12a) 및 하부수용부(12b)를 높이 조절 가능하도록 연결하는 수용연결부(12c)를 포함한다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상부수용부(12a)와 하부수용부(12b)는 내부에 수용된 하부 각상(13) 및 데크플레이트(11)를 고정할 수 있도록 양 측에 별도의 “체결홈” 및 “체결홈”을 관통하고, 내부에 각각 수용된 하부 각상(13)와 데크플레이트(11)를 고정할 수 있는 못, 볼트, 나사 등의 “결합체결재”를 더 포함할 수 있다. 수용연결부(12c)는 상부수용부(12a)와 하부수용부(12b)의 중간에서 상부수용부(12a)와 하부수용부(12b)를 연결할 수 있도록 부분을 지칭한다. 수용연결부(12c)는 상부수용부(12a) 및/또는 하부수용부(12b)와 일체형으로 형성될 수도 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 수용연결부(12c)는 높이 조절이 가능하도록 하여, 하부 각상(13)와 데크플레이트(11) 사이의 체결 간격을 필요에 따라 조절할 수 있게 할 수도 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 브라켓(12)은 상부수용부(12a)의 하부면에 아래 방향으로 길게 형성되고, 설정된 위치에 “결합체결재”의 일부가 관통 수용될 수 있는 제1수용홈을 포함하는 “아랫돌기”가 형성되고, 하부수용부(12b)는 상부면에 윗 방향으로 길게 형성되고, 설정된 위치에 “결합체결재”의 일부가 관통 수용될 수 있는 제2수용홈을 포함하는 “윗돌기”가 형성될 수 있다. 따라서 이 경우에 의할 경우, 데크플레이트(11)에 하부수용부(12b)를 체결한 상태에서 하부수용부(12b)의 상부면에 형성된 “윗돌기”와 상부수용부(12a)의 하부면에 형성된 “아랫돌기”를 상호 맞닿아 제1수용홈과 제2수용홈의 구멍 위치를 일치시킨 이후, 나사 등의 “결합체결재”를 관통하여 브라켓(12)의 구성을 형성하고, 이후 상부수용부(12a)에 하부 각상(13)를 수용 고정할 수 있게 된다. 다시 말해, 이에 의할 경우 “윗돌기”와 “아랫돌기”가 상호 맞댐 체결(“결합체결재”에 의해)되어 형성되는 부위가 수용연결부(12c)가 되며, “윗돌기”와 “아랫돌기”가 상호 맞댐 접촉하는 부위의 조절을 통해 상부수용부(12a)와 하부수용부(12b)의 체결 높이(간격)를 조절할 수 있는 동시에, 데크플레이트(11)와 하부 각상(13)의 높이도 필요에 따라 자유롭게 조절할 수 있게 된다. 브라켓(12)의 높이 조절을 통해, 이웃하는 하부 각상(13)의 수평이나 레벨을 작업 단계에서 보다 손쉽게 맞출 수 있는 동시에, 최종적으로는 데크플레이트(11) 상부에 타설되는 콘크리트의 두께(콘크리트 타설량 포함)를 조절할 수 있게 되며, 이는 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)을 구성하는 지붕 구조체의 두께, 폭, 자중 등에 대한 다양한 수요나 니즈에 대응할 수 있도록 지원하는 장점도 가지게 된다.
하부 각상(13)은 전술한 바와 같이, 브라켓(12)의 상부수용부(12a)에 삽입 수용되어 고정(도 7 참조)되며, 이웃하는 하부 각상(13)의 높이까지 콘크리트가 타설(도 8 참조)되는 콘크리트 타설 기준선 역할(슬라브 평탄용)을 수행하게 된다. 또한 후술할 커넥터(300)의 하부면이 체결 부착될 수 있는 지지대 역할(도 4 참조)도 수행하게 된다. 이러한 하부 각상(13)은 “결합체결재” 등과의 체결 용이성 등을 위해 목재 소재가 사용될 수 있으나, 이외에도 건축물의 용도나 형태, 구조, 그 밖에 설계자의 니즈 등에 따라 플라스틱, 섬유보강 플라스틱 등 다양한 소재가 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 하부 각상(13)은 이하 후술할 타설 콘크리트층(14)의 평활도를 확보할 수 있도록 일종의 가이드를 형성할 수 있다. 즉, 콘크리트가 타설될 거푸집 공간의 좌우 양측을 설정된 간격으로 상호 이격된 하부 각상(13)들이 형성(아래쪽 거푸집은 데크플레이트(11)가 형성하게 된단)하게 되는 바, 타설된 콘크리트 슬라브의 평활도 확보를 위해 판재(14a)를 이용하여 하부 각상(13)의 상부면을 기준으로 아래로 긁어내는 타설 콘크리트 평활 작업단계(도 8 참조)를 더 정확하고, 편리하게 수행할 수 있도록 하부 각상(13)이 지원하는 기능을 제공하는 장점 역시 존재하게 된다.
타설 콘크리트층(14)은 하부에 형성된 데크플레이트(11)와 하부 각상(13)을 일종의 거푸집(형틀)으로 이용하여 건축물의 지붕 구조체를 형성하도록 타설되는 콘크리트를 지칭한다. 다만, 본 발명에 따른 타설 콘크리트층(14)은 건축물의 구조나 형태 등에 따라 시멘트, 모래, 자갈 등의 골재 이외 다양한 혼합제가 사용될 수 있으며, 플라이 애시나 바텀 애쉬 등을 기반으로 하는 무시멘트로도 형성 가능하다. 또한 현장 타설 콘크리트에만 한정되지 않으며, 미리 설정된 형태와 모양으로 제작된 콘크리트 블록의 형태로 현장에 공급되고, 현장에서는 데크플레이트(11) 상부면을 따라 적층하여 지붕 구조체를 형성하는 방식으로도 제공될 수 있다.
또한 전술한 타설 콘크리트층(14)의 양생이 완료된 경우, 단열 지붕층 현성을 위한 작업단계 진행에 앞서, 타설 콘크리트층(14)의 상면에 방수시트나 우레탄과 같은 방수액(방수물질)을 도포하여 타설 콘크리트층(14) 상면에 방수층을 형성하도록 할 수 있으며, 이를 통해 단열 지붕층이나 이하 후술할 지붕마감모듈(19)의 방수층의 일부에 손상 등에 의한 누수가 발생하는 경우에도 이를 추가적으로 저지할 수 있는 가능을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
타설 콘크리트층(14)의 양생이 완료된 이후, 그 상부에는 커넥터(300)를 통해 체결되는 모듈화된 단열블록(100)이 본 발명의 외단열 지붕 시스템(10)을 구성하게 되며, 이에 대해서는 도 2를 기초로 보다 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 단열블록(100)과 커넥터(300)의 결합 형태를 나타내고 있는 도면이다.
단열블록(100)은 외단열 지붕 시스템(10)의 일부를 구성하는 것으로, 비드법보온판(EPS, 탄소보강EPS) 등의 소재로, 필요에 따라 다양한 높이와 형태로 제공될 수 있다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 단열블록(100)은 축열 성능을 가지는 가지도록 유기계(Butyl stearate, Paraffin C16~C18, Capric-Lauric acid 등) 또는 무기계(KF·4H2O, Mn(NO3)2·6H2O 등) 상변화물질이나 공융혼합물(66.6% CaCl2 6H2O+33.3% MgCl2 6H2O 등)을 일부 또는 전부에 포함(상변화물질의 잠열을 활용하여 외부의 열적 변화를 흡수하여 축열 기능을 제공)할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단열블록(100)의 경우, 상부면(하부면도 동일)과 측면이 일정한 높낮이가 형성된 패턴을 가지도록 할 수 있으며, 이를 통해 이웃하는 단열블록(100)간 상하, 좌우 상호 끼움 체결이 용이하게 된다. 즉 상하부에 이웃하는 제1 단열블록(100)의 하부면과 이에 대응하여 이웃하는(바로 밑에 위치하는 제2 단열블록의 상부면이 상호 끼움 체결(맞춤 체결)되고, 양 측면에서는 측면에 형성된 대응되는 높낮이 패턴을 통해 또 다른 단열블록(100)이 상호 끼움 체결(맞춤 체결)되어 복수개의 단열블록(100)들이 평탄한 평면으로 지붕면을 형성(“단열 지붕층”을 형성)할 수 있게 된다(도 9 참조). 이를 통해 별도의 평탄화 작업을 생략할 수 있는 동시에, 복수개의 단열블록(100)의 손쉬운 체결이 가능하게 되어, 지붕 공사에 대한 시공성 개선은 물론, 이를 통한 시공 기간 단축이 가능하게 된다. 또한 단열블록(100) 간의 안정적 체결을 통해 지붕 구조물의 내구성 개선은 물론, 지붕 구조체의 단열성을 크게 개선할 수 있는 장점도 가지게 된다.
단열블록(100)의 양 측 단부의 설정된 위치에는 이하 후술할 커넥터(300)의 상부 및 하부지지부(310 및 330)가 안정적으로 수용될 수 있는 커넥터삽입면(130)이 형성될 수 있다. 즉 단열블록(100)의 양 측 단부에는 후술할 커넥터(300)의 상부지지부(310)와 하부지지부(330)가 각각 안정적으로 안착될 수 있도록, 상, 하부지지부(310 및 330)와 대응되는 형태로 형성되는 삽입홈(커넥터삽입면(130))이 형성 제공될 수 있으며, 커넥터삽입면(130)에 수용되는 상, 하부지지부(310, 330)은 이를 통해 단열블록(100)의 외측으로 돌출되지 않고(지붕면을 형성하는 단열블록(100) 높이 이상으로 바깥으로 노출됨이 없이), 단열블록(100)의 높이로 지붕 구조체를 형성할 수 있게 되며, 이를 통해 후속 시공 작업의 편리성과 시공성, 그리고 구조체의 안정성을 추가적으로 도모할 수 있게 된다.
커넥터(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부지지부(310), 연결부(320) 및 하부지지부(330)를 포함하는 체결부재로, 상하로 이웃하는 단열블록(100)간의 체결을 지원하는 동시에, 단열블록(100)의 하부 각상(13) 체결을 지원(도 4 참조)하는 기능을 수행하게 된다. 본 발명에 따른 커넥터(300)는 열 전도율이 낮은 플라스틱과 같은 소재로 제공될 수 있다.
상부지지부(310)는 양생 등이 완료된 타설 콘크리트층(14) 상면(상부)에 지붕면을 따라 끼움 체결을 통해 단열 지붕층을 형성하는 단열블록(100)의 상부면에 노출되는 부분(도 2A 참조)으로, 볼트 등 “결합체결재”가 관통할 수 있도록 설정된 위치에 형성된 홈을 포함하는 판상의 부재를 지칭한다. 상부지지부(310)는, 전술한 바와 같이, 단열 지붕층을 형성하게 되는 단열블록(100)의 높이보다 더 외부로 돌출되지 않도록 단열블록(100)의 일 측에 형성된 커넥터삽입면(130)에 안정적으로 수용된다.
하부지지부(330)는 양생 등이 완료된 타설 콘크리트층(14) 상면(상부)에 지붕면을 따라 끼움 체결을 통해 단열 지붕층을 형성하는 단열블록(100)의 하부면에 위치하게 되며, 단열블록(100)의 타 측에 형성된 커넥터삽입면(130)에 추가 돌출없이 안정적으로 수용될 수 있는 판상의 부재를 지칭한다. 또한 하부지지부(330)는 커넥터(300)가 하부 각상(13)에 안정적으로 체결 지지(도 4 참조)될 수 있도록 상부지지부(310)를 통해 삽입된 볼트, 나사 등의 “결합체결재”가 관통할 수 있는 홈이 형성될 수 있다.
연결부(320)는 상부지지부(310) 및 하부지지부(330)와 일 단부가 각각 체결하여 지지하는 연결부재로, 도 2A에 도시된 바와 같이, 2개의 분리된 형태(상부연결부(321) 및 하부연결부(323))의 연결부재로 제공될 수 있다. 이 경우 상부지지부(310)의 설정된 위치에 형성된 홈을 통해 관통 삽입된 볼트 등의 “결합체결재”는 상부연결부(321)과 하부연결부(323) 사이로 관통되고, 다시 하부지지부(330)의 대응된 위치에 형성된 홈을 통해 다시 단열 지붕층 하부면에 위치하는 하부 각상(13)의 설정된 위치에 커넥터(300)가 체결 부착되도록 할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 단열블록(100)은 상부의 설정된 위치에 커넥터(300)의 연결부(320)의 일부를 내부에 수용할 수 있는 커넥터(300) 길이방향으로 형성된 “수용홈”을 포함할 수 있다. 이 경우 단열블록(100)의 상부면에 형성된 “수용홈”에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부연결부(323)의 전부와 상부연결부(321)의 일부가 삽입 수용될 수 있으며, 이를 통해 커넥터(300)는 보다 안정적으로 단열블록(100)과 체결되어 단열 지붕층을 형성할 수 있도록 지지할 수 있게 된다. 또한 외부로 일부가 노출되는 커넥터(300)의 상부연결부(321)는 이웃하는(보다 자세하게는 상부에 위치하는) 단열블록(100)의 하부면에 별도로 대응 형성되는 “제2수용홈”에 끼움 체결됨으로써, 단열블록(100)간의 체결도 보다 손쉽게 지원할 수 있는 동시에, 체결된 단열블록(100)이 보다 안정적으로 단열 지붕층을 형성할 수 있게 된다.
즉, 커넥터(300)를 통해 양생된 타설 콘크리트층(14)의 상면(상부)에 부착(보다 정확하게는 하부 각상(13)에 커넥터(300)를 관통하여 체결되는 “결합체결재”를 통해 고정) 형성되는 단열 지붕층, 보다 자세하게는 복수개의 단열블록(100)들이 상하좌우 맞닿아 형성되는 단열 지붕층이 타설 콘크리트층(14)의 상면에 형성되게 된다. 즉, 단열 지붕층이 열 전도율이 낮은 플라스틱 등의 소재로 형성되는 커넥터(300)를 통해, 타설 콘크리트층(14)이 아닌, 목재나 플라스틱, 섬유보강 플라스틱과 같은 열 전도율이 낮은 하부 각재(13)에 “결합체결재”를 통해 직접 고정 체결되는 바, 건축 부재간 체결수단 등에 의해 발생할 수 있는 “점형열교”나 “선형열교”를 보다 효과적으로 차단하여, 지붕 구조체 및/또는 단열 지붕층의 단열 성능을 보다 획기적으로 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한 추가적으로 단열블록(100)과 커넥터(300)를 통해 형성되는 단열 지붕층의 상면에는 방수 성능을 높이기 위해 별도의 투습 방수지나 방수시트를 부착하거나 우레탄 등을 방수액을 도포할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 단열블록(100)과 커넥터(300)를 통해 형성되는 단열 지붕층에 추가적으로 지붕의 내구성, 미감성 등을 부여할 수 있도록 지원하는 구성들을 설명하고자 한다. 다만, 이하 후술할 구성의 포함이 없이도, 전술한 단열 지붕층(및/또는 방수시트, 방수액 도포 포함)까지의 구성만으로도 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)을 구성할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 외단열 지붕 시스템(10)은 복수개의 단열블록(100)과 커넥터(300)를 통해 형성된 단열 지붕층에 지붕 마감재 지지 및 지붕 내 통기를 돕기 위한 상부 각상(15)이 더 포함(도 12 참조)할 수 있다.
상부 각상(15)은 단열블록(100)과 커넥터(300)로 형성된 단열 지붕층의 상면에 추가로 부착되는 부재이다. 보다 자세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 상부 각상(15)은 커넥터(300)의 길이 방향에 따라 위치하고, 커넥터(300)의 상부지지부(310)에 형성된 홈까지 수용될 수 있는 볼트, 피스 등의 “결합체결재”를 관통 삽입하여 커넥터(300)에 체결 부착되는 부재이다. 즉, 상부 각상(15)은 커넥터(300)에 직접 체결되는 바, 단열블록(100)의 형태나 모양에 압력을 가하지 않으며, 이에 따른 단열블록(100)의 구조적, 형태적 변형 없이도 커넥터(300)를 통해 다시 하부 각상(13)으로 하중을 안정적으로 전달할 수 있게 되며, 이를 통해 본 발명에 따른 단열 지붕층의 형태와 구조, 기능을 최대한 보호할 수 있게 된다. 또한 이와 함께 플라스틱 소재의 커넥터(300)와 목재(또는 플라스틱)와 같은 상부 및 하부 각상(13 및 15)를 사용하게 될 경우, 소재 자체의 낮은 열 전도율에 의해 “점형열교” 및/또는 “선형열교”를 보다 효과적으로 방지하여, 보다 단열 성능이 우수한 단열 지붕층을 형성할 수 있도록 하는 장점 역시 가지게 된다.
지붕마감모듈(19)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 다시 지붕마감재(16), 방수마감재(17) 및/또는 장식재(18) 중 하나 또는 하나 이상을 포함할 수 있다.
지붕마감재(16)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 각상(15)의 설정된 위치에 못, 나사 등의 “결합체결재”를 이용해 체결(고정) 부착되어 건축물의 지붕을 형성하게 된다. 또한, 지붕을 형성하는 지붕마감재(16)는 하부면에 설정된 간격을 두고 형성 제공되는 상부 각상(15)의 상부면에만 부착 형성되는 바, 지붕마감재(16)과 인접한 상부 각상(15)들이 상호 이격된 공간에는 공기가 순환할 수 있는 별도의 하나 이상의 “통기층”이 형성(보다 구체적으로 “통기층”은 상부는 지붕마감재(16), 하부는 단열블록(100), 양 측면은 인접한 상부 각재(15)를 통해 형성되는 공기 순환 통로를 지칭한다)된다. “통기층”은 필요시 외부 공기의 지붕 내 순환을 통한 건축물의 단열성능 개선은 물론, 외부의 열이나 냉기의 지붕을 통한 건축물 실내 유입 차단이나 내부의 열 또는 냉기의 외부 유출 등을 방지할 수 있는 별도의 단열층으로도 역할을 수행할 수 있게 된다. 이러한 지붕마감재(16)는 합성목재 판넬의 일종인 OSB(Oriented strand board)의 소재로 제공될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 지붕마감재(16)는 다양한 건축물의 지붕 구조 및 형태, 모양 등에 대응할 수 있도록 다양하게 형성된 두께와 넓이로 형성되어, 필요에 따라 하나 또는 하나 이상이 제공될 수 있다.
방수마감재(17)는 지붕마감재(16) 상부에 부착 형성되는 방수목적의 자재로, 건축물의 지붕을 통해 실내로 유입될 수 있는 빗물 등을 효과적으로 차단할 수 있는 기능을 수행하게 된다. 본 발명에 따른 방수마감재(17)는 친환경소재인 폴리올레핀을 기본으로 하는 방수시트(TPO, Thermoplastic polyolefin) 등이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수마감재(17)는 별도의 시트와 같은 자재가 아닌, 우레탄과 같은 방수물질을 지붕마감재(16) 상면에 도포하는 방식을 취할 수도 있다. 다만, 이와 별도로 또는 방수마감재(17)와 함께, 본 발명에 따른 지붕마감재(16)는 상면 및/또는 내부에 별도의 방수물질을 도포하여 제공되거나, 지붕마감재(16)가 방수물질 등에 함침시키는 등의 방식을 통해, 자체적으로 방수 기능을 가지도록 형성 제공(이 경우 별도의 방수마감재(17)는 불필요하게 된다)될 수도 있다.
다만, 본 발명에 의한 외단열 지붕 시스템(10)의 방수를 최적화하기 위해서는, 양생이 완료된 타설 콘크리트층(14)의 상면에 1차적으로 방수시트를 부착하거나 방수물질을 도포하여, “1차 방수층”을 형성하고, 단열지붕층 및/또는 지붕마감모듈(19, 보다 자세하게는 지붕마감재(16)의 상면에 형성되는 방수마감재(17))을 통해 추가적으로 방수시트 부착이나 도포된 방수물질을 제공하여 형성되는 “2차 방수층”을 형성하도록 하여, 본 발명에 의한 외단열 지붕 시스템(10)의 방수 기능을 보다 원천적으로 확보할 수 있게 된다. 즉, 어느 하나의 방수층의 일부가 시간의 경과나 외부 충격 등에 의해 깨지거나 탈락 등 손상이 있는 경우에도 다른 방수층에 의해 효과적인 방수 기능을 안정적으로 확보 가능하게 되며, 이를 통해 건축물 이용자의 불편함이 최소화될 수 게 된다.
장식마감재(18)는 외부로 노출되는 지붕마감모듈(19)의 구성으로, 방수마감재(17)의 상면에 형성된다. 이러한 장식마감재(18)는 징크(Zinc) 또는 동판과 같이 지붕의 마감, 장식면을 형성할 수 있으며, 이를 통해 건축물의 지붕면에 고급 장식미를 추가적으로 부여할 수 있도록 한다. 장식마감재(18)는 건축물의 지붕 구조물의 외관을 최종적으로 형성하게 되는 바, 건축물의 지붕 구조물 형태, 모양이나 하부면에 설치 형성되는 지붕마감재(16) 및/또는 방수마감재(17)의 설치 형태와 모양 등에 대응될 수 있도록 형성 제공되어야 한다. 본 발명에 따른 장식마감재(18)는 별도의 이격부재(고정클립, 델타클립 등) 및/또는 멤버레인(델타 멤브레인 등)을 추가적으로 포함하여, 하부에 형성 제공되는 방수마감재(17)와 일정 간격으로 이격되고, 이격된 하부면의 공간에 공기가 통할 수 있도록 하는 “환기층”이 형성될 수도 있다. 전술한 “환기층”을 통해 본 발명에 따른 장식마감재(18)의, 특히 징크(Zinc) 등 장기적인 습기에 취약한 소재로 형성될 경우, 빗물 등에 의한 장식마감재(18)의 부식을 보다 효과적으로 예방할 수 있게 된다.
다만, 본 발명에 의한 지붕마감모듈(19)은 전술한 지붕마감재(16), 방수마감재(17) 및/또는 장식마감재(18)가 각각 별개로 제공되고, 단계별로 부착 형성되어 지붕마감모듈(19)을 형성할 수도 있으나, 하나의 부재가 전술한 지붕마감재(16), 방수마감재(17) 및/또는 장식마감재(18)의 하나 이상의 기능을 수행할 수 있도록 형성된 하나의 부재(자재)로 제공 형성될 수 있다.
다시 요약하자면(본 발명이 종래 기술과 차이를 가지는, 이에 따른 장점을 중심으로 설명하자면), 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)은 벽체에 일측이 연결되어 건축물의 지붕 구조체를 형성하는 데크플레이트(11), 데크플레이트(11) 상부의 설정된 위치(철근 트러스 데크플레이트의 경우, 트러스 구조로 형성된 철근의 설정된 위치)에 하부(하부수용부(12c))가 고정 체결되는 브라켓(12), 데크플레이트(11)의 길이 방향에 따라 길게 형성되고, 브라켓(12) 상부(상부수용부(12a))에 거치되어 고정되는 하부 각상(13), 데크플레이트(11)를 하부 형틀로, 하부 각상(13)을 좌우측 형틀로 형성되는 공간(즉, 하부의 데크플레이트(11)와 좌우측에 이격하여 설치된 하부 각상(13)들에 의해 구획되는 공간)에 타설되는 콘크리트가 양생 형성되는 타설 콘크리트층(14), 타설 콘크리트층(14)의 상면에 하나씩 적층 체결(보다 손쉬운 끼워 맞춤 체결을 위해, 개별 단열블록(100)에는 레고와 유사한 형태로, 상면 및 하면에 상기 커넥터를 수용할 수 있도록 형성된 체결홈, 이웃하는 다른 단열블록과 끼워 맞춤할 수 있도록 상면과 하면, 그리고 양 측면에 형성되는 돌출부와 삽입부 및 정면 및 후면에 상기 커넥터가 안착할 수 있도록 커넥터삽입면;을 포함하여 형성될 수 있음, 도 2 참조)되는 단열 지붕층을 형성하는 단열블록(100)이 제공될 수 있다. 이러한 단열블록(100)의 체결 원리를 보다 구체적으로 설명하지면, 제1단열블록의 상면에 형성된 체결홈에 수용 체결된 커넥터(300) 및 상면 돌출부(또는 삽입부)에 위쪽으로부터 이웃하는 제2단열블록의 하면의 삽입부(또는 돌출부)가 끼워 맞춤되어, 제1단열블록과 제2단열블록이 서로 순차적으로 체결될 수 있으며, 이를 통해 상하 방향으로의 단열 지붕층 형성이 가능하게 된다. 또한 제1단열블록의 양 측면에 형성된 돌기부(또는 삽입부)와 측면으로부터 이웃하는 제3단열블록이 대응되는 측면에 형성된 삽입부(또는 돌출부)가 끼워 맞춤되어 순차적으로 좌우로의 단열 지붕층의 형성이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 브라켓(12) 역시 다양한 건축물의 지붕 구조물 형성 및 시공상의 지원을 위해 아래와 같은 특징을 가지도록 제공된다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 브라켓(12)은, 상부수용부, 수용연결부 및 하부수용부를 포함하되, 하부수용부(12b)는, 양 측과 상부가 벽체로 막히고 아래쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 아래쪽을 통해 삽입 수용되는 철근 트러스 데크플레이트(11)의 설정된 위치에 형성된 철근과 고정 체결되며, 상부수용부(12a)는, 양 측과 하부가 벽체로 막히고 위쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 위쪽을 통해 삽입 거치되는 하부 각상(13)과 고정 체결되며, 수용연결부(12c)는, 하부수용부(12b)와 상부수용부(12a) 간의 체결 길이, 체결 폭, 체결 각도 중 어느 하나또는 하나 이상을 자유롭게 조절할 수 있도록 하여, 데크플레이트(11)에 브라켓(12)을 통해 체결된 하부 각상(13)의 체결 높이와 체결 폭, 체결 위치를 시공 건축물의 특성에 따라 변경할 수 있도록 할 수 있는 장점을 가지게 된다.
또한 단열블록(100)의 상부의 설정된 위치에 체결되어 하부 각상(13)과의 체결을 지원하는 커넥터(300)는 좌, 우측의 단부에 각각 형성되는 상부지지부(310) 및 하부지지부(330) 및 상부지지부(310)와 하부지지부(330)를 수평으로 연결하는 연결부(320)를 포함하되, 상부지지부(310)는, 단열블록(100)의 정면에 형성된 커넥터삽입면(130)에 안착하고, 하부지지부(330)는, 단열블록(100)의 후면에 대응되는 위치에 형성된 커넥터삽입면(130)에 안착하며, 연결부(320)는, 상부에서 상부지지부(310)와 하부지지부(330)를 수평으로 연결하는 상부연결부(321) 및 상부연결부(321)와 물리적으로 이격되어 분리되고, 하부에서 상부지지부(310)와 하부지지부(330)를 수평으로 연결하는 하부연결부(323)를 포함하되, 볼트, 나사 등과 같은 “결합체결재”를 통해 상부지지부(310)의 설정된 위치에 형성된 관통홀을 통해 관통 수용되고, 다시 상부연결부(321) 및 하부연결부(323) 사이를 지나, 최종적으로 하부지지부(330)의 대응되는 위치에 형성된 체결홈을 통해 단열블록(100)의 하면에 위치하는 하부 각상(13)에 직접 체결되도록 하여, 건축물의 지붕 내 점형열교를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템을 구성할 수 있게 되는 특징이 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 14를 참조하여, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 시공방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 시공방법은 데크플레이트 설치단계(S100), 브라켓 설치단계(S200), 하부 각상 설치단계(S300), 타설 콘크리트층 형성단계(S400), 단열 지붕층 형성단계(S500)를 포함할 수 있다. 또한 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 시공방법은 전술한 단열 지붕층 형성단계(S500) 이후, 추가적으로 상부 각상의 설치단계(S600) 및 지붕마감 형성단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 외단열 지붕 시스템(10)을 이용한 RC조 경사지붕 형성의 첫 단계인 데크플레이트) 설치단계(S100)를 묘사하고 있는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 데크플레이트 설치단계(S100)는 외단열 벽체(500) 형성 이후, 지붕 구조체 형성을 위한 지붕용 데크(Deck)를 형성하는 단계로, 보다 자세하게는 데크플레이트(11)의 일측이 벽체 구조체(또는 보)에 연결되고(이를 통해 지붕 구조체의 하중을 지반으로 전달), 상부에는 설정된 높이와 일정한 간격으로 형성된 복수개의 스틸 플레이트(Steel Plate)가 이웃하여 형성되는 지붕의 골조 구조를 형성하는 지붕 구조체를 형성되는 단계이다. 또한 본 발명에 따른 데크플레이트 설치단계(S100)는 데크(Deck) 상단에 별도의 철근을 배근하는 데크 철근 배근 단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 또한 별도의 설비 배관을 추가 배치하는 설비 배관 배치 단계(S120)를 더 포함할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓(12)을 데크플레이트(11) 상부의 설정된 위치에 체결 부착하는 브라켓 설치단계(S200)를 나타내고 있는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 브라켓(12)의 일단부가 데크플레이트(11)에 부착되며, 특히 데크플레이트(11)에 철근 배근이 된 경우에는 브라켓(12)의 하부수용부(12b)에 데크플레이트(11)를 구성하는 철근의 일부가 삽입 수용(고정)되는 단계를 포함할 수 있다.
도 7은 하부의 데크플레이트(11)에 고정 부착된 브라켓(12)의 상부에 하부 각상(13)가 체결되는 하부 각상 설치단계(S300)를 나타내고 있는 도면이다.
하부 각상 설치단계(S300)에서는 데크플레이트(11) 상부에 설정된 거리와 위치에 대응되도록 설치된 브라켓(12)에 하부 각상(13)이 체결 설치되는 단계이다. 이러한 하부 각상 설치단계(S300)는, 전술한 바와 같이, 브라켓(12)의 체결 높이 조절을 통해, 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 경우, 지붕 구조체의 벽체 두께, 수평면 설정 및 이를 통한 타설 콘크리트 양이나 단열 지붕체의 두께 등을 건축주나 시공기술자 등의 필요에 따라 조절할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따른 상부에 수용 체결되는 하부 각상(13)과 하부에 고정 체결되는 데크플레이트(11) 및/또는 테크 철근을 체결하는 브라켓(12)의 높이나 레벨 조절을 통해 하부 각상(13)과 데크플레이트(11) 사이의 간격이나 이웃하는 하부 각상(13)들간의 수평이나 레벨을 보다 손쉽게 맞출 수 있게 된다.
도 8은 타설 콘크리트층 형성단계(S400)를 나타내고 있는 도면이다.
타설 콘크리트층 형성단계(S400)는 하부에 형성된 데크플레이트(11)와, 일정한 간격으로 측면을 형성하고 있는 브라켓(12)에 의해 지지되는, 하부 각상(13)에 의해 형성되는 내부 공간(일종의 거푸집과 같은 형틀을 형성)에 콘크리트가 타설(양생 단계 포함)되는 단계를 지칭한다. 본 발명에 따른 타설 콘크리트층 형성단계(S400)는 콘크리트 타설 이후, 타설된 콘크리트 슬라브의 평활도 확보를 위해 판재(14a)를 이용하여 하부 각상(13)의 상부면을 기준으로 아래로 긁어내는 타설 콘크리트 평활 작업단계(S410)를 더 포함할 수 있다. 또한 추가적으로 미장칼을 이용하여 평활 작업이 완료된 타설 콘크리트(14)의 미장을 진행하는 타설 콘크리트 미장 작업단계(S420)를 더 포함할 수도 있다. 또한 타설 콘크리트층의 양생이 완료된 경우, 이하 후술할 단열 지붕층 설치단계(S500)에 앞서, 타설 콘크리트층(14)의 방수를 위해 타설 콘크리트층(14)의 상면에 방수시트나 우레탄과 같은 방수물질을 도포하는 타설 콘크리트 방수 작업단계(S430)를 더 포함할 수도 있다(1차 “방수층” 형성단계).
도 9 및 도 10은 타설 콘크리트층(14)의 양생 이후, 커넥터(300)을 이용하여 단열블록(100)을 타설 콘크리트층(14) 상면(상부)에 부착 형성하는 단열 지붕층 설치단계(S500)를 나타내고 있는 도면들이다. 단열 지붕층 형성단계(S500)는, 전술한 바와 같이, 상하좌우 끼움(맞춤) 체결이 용이하도록 형성된 복수개의 단열블록(100)을 커넥터(300)를 이용하여 하부 각상(13)에 “결합체결재”를 이용하여 고정 체결하는 과정을 통해 단열 지붕층을 형성하는 단계를 지칭한다. 본 발명에 따른 단열 지붕층 형성단계(S500)는 커넥터(300)를 통해 양생된 타설 콘크리트층(14)의 상면에 단열블록(100)을 하나씩 부착하면서 단열 지붕층을 형성하는 단계로, 단열블록(100)의 체결은 하부 각상(13)의 설정된 위치에 커넥터(300)를 관통하여 체결되는 “결합체결재”를 통해 진행되게 된다. 또한 이 경우 단열 지붕층을 형성하는 복수개의 단열블록(100)들이 상하좌우 맞닿아 형성되는 단열 지붕층이 타설 콘크리트층(14)의 상면에 형성되게 된다. 또한 전술한 바와 같이, 단열 지붕층이 열 전도율이 낮은 플라스틱 등의 소재로 형성되는 커넥터(300)를 통해, 타설 콘크리트층(14)이 아닌, 목재(또는 플라스틱)와 같은 열 전도율이 낮은 하부 각재(13)에 “결합체결재”를 통해 직접 고정 체결되는 바, 건축 부재간 체결수단 등에 의해 발생할 수 있는 “점형열교”나 “선형열교”를 보다 효과적으로 차단하여, 지붕 구조체 및/또는 단열 지붕층의 단열 성능을 보다 획기적으로 개선할 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 단열 지붕층 형성단계(S500)는 타설 콘크리트(14) 상면에 고정 부착되어 형성되는 단열블록(100)들의 집합체인 단열 지붕층에 투습 방수지나 방수시트 및/또는 우레탄과 같은 방수액을 도포하는 단열 지붕층 방수단계(S510)를 더 포함할 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 외단열 지붕 시스템(10)의 시공방법 중, 통기용 상부 각상의 설치단계(S600)를 나타내고 있는 도면이다.
상부 각상의 설치단계(S600)는 전술한 S500 단계까지의 시공 과정을 통해 형성된 단열 지붕층의 단열블록(100) 상면의 설정된 위치(보다 정확하게는 커넥터삽입면(130)에 수용 삽입되어 있는 커넥터(300)의 상부지지부(310)를 따라 상부 각상(15)을 위치시키고, “결합체결재”를 이용하여 상부 각상(15)과 커넥터(300)를 고정 체결하는 단계를 지칭한다. 이 때 전술한 바와 같이, 상부 각상(15)은 단열블록(100)과 커넥터(300)로 형성된 단열 지붕층의 상면에 추가로 부착되는 부재로, 상부 각상(15)은 커넥터(300)에 직접 체결되는 바, 단열블록(100)의 형태나 모양에 압력을 가하지 않으며, 이에 따른 단열블록(100)의 구조적, 형태적 변형 없이도 커넥터(300)를 통해 다시 하부 각상(13)으로 하중을 안정적으로 전달할 수 있게 되며, 이를 통해 본 발명에 따른 단열 지붕층의 형태와 구조, 기능을 최대한 보호할 수 있게 된다. 또한 이와 함께 플라스틱 소재의 커넥터(300)와 목재(또는 플라스틱)와 같은 상부 및 하부 각상(13 및 15)를 사용하게 될 경우, 소재 자체의 낮은 열 전도율에 의해 “점형열교” 및/또는 “선형열교”를 보다 효과적으로 방지하여, 보다 단열 성능이 우수한 단열 지붕층을 형성할 수 있도록 하는 장점 역시 가지게 되는 장점이 있다. 또한 상부 각상(15)을 통해, 단열 지붕층의 위쪽으로 설정된 높이의 “통기층”이 형성(즉, “통기층”이루는 공간의 지붕은 지붕마감재(16)가 되고, 공간의 바닥은 단열블록(100)로 형성되는 단열 지붕층이 되며, 공간을 구획하게 되는 양 측의 벽체는 상부 각재(15)가 됨)되는 바, 지붕 내부의 습기 증발이나 공기 순환 등에 보다 유리한 장점을 가져올 수 있게 된다.
도 12 내지 도 14는 상부 각상(15)의 상면에 지붕마감모듈(19)을 설치하는 지붕마감 형성단계(S700)를 묘사하고 있는 도면들이다.
도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지붕마감 형성단계(S700)는 다시 지붕마감재(16) 형성단계(S710, 도 13), 방수마감재(17) 형성단계(S720, 도 14) 및 장식마감재(18) 형성단계(S730, 도 15)로 보다 순차적으로 세분화될 수 있다.
지붕마감재 형성단계(S710)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 각상(15)의 상면에 넓게 형성된 지붕마감재(16)를 위치시킨 이후, 설정된 위치에 못, 나사 등의 “결합체결재”를 이용해 지붕마감재(16)를 상부 각상(15)에 체결(고정) 부착하여 건축물의 지붕을 형성하는 단계를 지칭한다.
방수마감재 형성단계(S720)는 지붕마감재(16)의 상면에 방수 기능을 가지는 방수시트를 부착하거나, 방수액을 도포하는 단계를 지칭하는 것으로, 건축물의 지붕을 통해 실내로 유입될 수 있는 빗물 등을 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 것을 주 목적으로 한다.
장식마감재 형성단계(S730)는 건축물의 외부로 노출되는 지붕마감모듈(19) 중 최외곽부를 형성하는 단계로, 방수마감재(17)의 상면에 추가적으로 장식마감재(18)를 부착 형성하는 단계를 지칭한다. 장식마감재(18)는 징크(Zinc) 또는 동판과 같이 지붕의 마감, 장식면을 형성할 수 있으며, 이를 통해 건축물의 지붕면에 고급 장식미를 추가적으로 부여할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 장식마감재(18)는 별도의 이격부재(고정클립, 델타클립 등) 및/또는 멤버레인(델타 멤브레인 등)을 추가적으로 포함하여, 하부에 형성 제공되는 방수마감재(17)와 일정 간격으로 이격되고, 이격된 하부면의 공간에 공기가 통할 수 있도록 하는 “환기층”이 형성하도록 하는 장식마감재 환기층 형성단계(S731)를 더 포함할 수도 있으며, 이를 통해 형성되는 “환기층”을 통해 본 발명에 따른 장식마감재(18)의, 특히 징크(Zinc) 등 장기적인 습기에 취약한 소재로 형성될 경우, 빗물 등에 의한 장식마감재(18)의 부식을 보다 효과적으로 예방할 수 있게 되는 특징이 있게 된다.
다만, 전술한 바와 같이, 지붕마감재(16), 방수마감재(17) 및/또는 장식마감재(18)가 각각 별도의 부재가 아닌 전술한 기능을 복합적으로 가지는 하나의 단일부재를 제공되고, 이를 기반으로 단계(전술한 S710 내지 S730의 전부 또는 일부)를 감축한 지붕마감 형성단계(S700)가 이루어지도록 시공될 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 외단열 지붕 시스템
11: 데크플레이트
12: 브라켓
12a: 상부수용부
12b: 수용연결부
12c: 하부수용부
13: 하부 각상
14: 타설 콘크리트층
15: 상부 각상
19: 지붕마감모듈
16: 지붕마감재
17: 방수마감재
18: 장식마감재
100: 단열블록
130: 커넥터삽입면
300: 커넥터
310: 상부지지부
320: 연결부 321: 상부연결부 323: 하부연결부 330: 하부지지부

Claims (10)

  1. 벽체에 일측이 연결되어 건축물의 지붕 구조체를 형성하는 데크플레이트;
    상기 데크플레이트 상부의 설정된 위치에 하부가 고정 체결되는 브라켓;
    상기 데크플레이트의 길이 방향에 따라 길게 형성되고, 상기 브라켓 상부에 거치되어 고정되는 하부 각상;
    상기 데크플레이트를 하부 형틀로, 상기 하부 각상을 좌우측 형틀로 형성되는 공간에 타설되는 콘크리트가 양생 형성되는 타설 콘크리트층;
    상기 타설 콘크리트층의 상면에 적층 체결 체결되는 단열 지붕층을 형성하는 단열블록;
    상기 단열블록의 상부의 설정된 위치에 체결되어 상기 하부 각상과의 체결을 지원하는 커넥터;
    상기 데크플레이트의 길이 방향에 따라 상기 커넥터의 상부에 체결 부착되는 상부 각상; 및
    상기 상부 각상의 상부에 체결 부착되고 하부에는 통기층이 형성하는 지붕마감모듈;을 포함하되,
    상기 통기층을 통해 건축물의 지붕 구조 내 공기 순환을 통해 내부 습기를 효과적으로 제거하는 동시에, 건축물 지붕 구조물의 시공성능과 단열성능을 강화할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데크플레이트는
    상부에 철근 트러스가 형성된 철근 트러스 데크플레이트이며,
    상기 브라켓은,
    상부수용부, 수용연결부 및 하부수용부를 포함하되,
    상기 하부수용부는,
    양 측과 상부가 벽체로 막히고 아래쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 아래쪽을 통해 삽입 수용되는 상기 철근 트러스 데크플레이트의 설정된 위치에 형성된 철근과 고정 체결되며,
    상기 상부수용부는,
    양 측과 하부가 벽체로 막히고 위쪽은 개방되는 구조로 형성되고, 개방된 위쪽을 통해 삽입 거치되는 상기 하부 각상과 고정 체결되며,
    상기 수용연결부는,
    상기 하부수용부와 상기 상부수용부 간의 체결 길이, 체결 폭, 체결 각도 중 어느 하나 또는 하나 이상을 자유롭게 조절할 수 있도록 하여,
    상기 데크플레이트에 상기 브라켓을 통해 체결된 상기 하부 각상의 체결 높이와 체결 폭, 체결 위치를 시공 건축물의 특성에 따라 변경할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열블록은,
    상면 및 하면에 상기 커넥터를 수용할 수 있도록 형성된 체결홈;
    이웃하는 다른 단열블록과 끼워 맞춤할 수 있도록 상면과 하면, 그리고 양 측면에 형성되는 돌출부와 삽입부; 및
    정면 및 후면에 상기 커넥터가 안착할 수 있도록 커넥터삽입면;을 포함하여,
    제1단열블록과 위쪽으로 이웃하는 제2단열블록이 상기 커넥터와 상기 체결홈에 삽입된 상기 커넥터 및 상호 대응되는 위치에 형성된 제1단열블록의 돌출부와 제2단열블록의 삽입부가 서로 끼워 맞춤되어 체결되고,
    제1단열블록과 측면으로 이웃하는 제3단열블록이 상기 양 측면에 대응되도록 각각 형성된 제1단열블록의 돌출부와 제3단열블록의 삽입부가 끼워 맞춤 체결되어,
    순차적으로 상기 타설 콘크리트층의 상면에 상기 단열 지붕층을 형성되는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 커넥터는,
    좌, 우측의 단부에 각각 형성되는 상부지지부 및 하부지지부; 및
    상기 상부지지부와 하부지지부를 수평으로 연결하는 연결부를 포함하되,
    상기 상부지지부는,
    상기 단열블록의 정면에 형성된 상기 커넥터삽입면에 안착하고,
    상기 하부지지부는,
    상기 단열블록의 후면에 대응되는 위치에 형성된 상기 커넥터삽입면에 안착하며,
    상기 연결부는,
    상부에서 상기 상부지지부와 상기 하부지지부를 수평으로 연결하는 상부연결부; 및
    상기 상부연결부와 분리되고, 하부에서 상기 상부지지부와 상기 하부지지부를 수평으로 연결하는 하부연결부를 포함하되,
    결합체결재 상기 상부지지부의 설정된 위치에 형성된 관통홀을 통해 관통 수용되고, 다시 상기 상부연결부 및 하부연결부 사이를 지나, 최종적으로 상기 하부지지부의 대응되는 위치에 형성된 체결홈을 통해 상기 단열블록의 하면에 위치하는 상기 하부 각상에 직접 체결되도록 하여,
    건축물의 지붕 내 점형열교를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 각상은,
    설정된 간격에 따라 하면에 위치하는 상기 커넥터에 결합체결재를 통해 직접 체결되어,
    건축물의 지붕 내 점형열교를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 지붕마감모듈은,
    상기 상부 각상에 결합체결재를 통해 체결 부착되고, 하부로 상기 통기층이 형성되는 지붕마감재;
    상기 지붕마감재의 상면에 부착 형성되는 방수 기능을 가지는 방수마감재; 및
    상기 방수마감재 상면에 부착 형성되는 장식마감재를 포함하도록 하여,
    건축물 지붕 구조물의 단열성능 보강과 함께 지붕 구조물의 미감을 동시에 개선할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 타설 콘크리트층은,
    양생이 완료된 상기 타설 콘크리트층 상면에 방수시트 부착 또는 방수물질 도포에 의해 형성되는 제1 방수층을 포함하고,
    상기 방수마감재가 제2 방수층으로 작용하도록 하여,
    지붕 시스템의 방수를 보다 효과적으로 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 타설 콘크리트층은,
    상기 콘크리트 타설 이후,
    설정된 거리에 따라 이격하여 설치 형성된 상기 하부 각상의 상부면을 따라 판재를 이용하여 아래로 긁어내는 평활 작업을 진행하도록 하여,
    경사지붕 슬라브의 평활도 개선을 체계적으로 수행할 수 있도록 하는 외단열 지붕 시스템.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따르는 외단열 지붕 시스템을 이용하는 외단열 지붕 시스템을 이용한 시공방법에 있어서,
    미리 형성된 벽체에 일측이 연결되어 지붕 구조물을 형성하는 테크플레이트를 설치하는 데크플레이트 설치단계;
    설치된 상기 테크플레이트의 설정된 위치에 브라켓의 하부를 고정 부착하는 브라켓 설치단계;
    상기 데크플레이트에 고정 부착된 상기 브라켓의 상부에 상기 테크플레이트의 길이 방향에 따라 각상을 거치하여 설치하는 하부 각상 설치단계;
    상기 테크플레이트와 이웃하는 상기 하부 각상들을 형태로 콘크리트를 타설하여 양생하는 타설 콘크리트층 형성단계;
    상기 타설 콘크리트층에 복수개의 단열블록과 커넥터를 상호 끼워 맞춤하여 단열 지붕층을 형성하는 단열 지붕층 형성단계;
    상기 커넥터의 상부에 상부 각상을 체결하여 통기층을 형성하는 상부 각상 설치단계; 및
    상기 상부 각상의 상면에 지붕마감재, 방수마감재 및 장식마감재를 순차적으로 형성하는 지붕마감 형성단계를 포함하여,
    상기 통기층을 통해 건축물의 지붕 구조 내 공기 순환을 통해 내부 습기를 효과적으로 제거하는 동시에, 건축물 지붕 구조물의 시공성능과 단열성능을 강화할 수 있는 것을 특징으로 하는 외단열 지붕 시스템 시공방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 타설 콘크리트층 형성단계는,
    상기 콘크리트 타설 이후
    상기 타설된 콘크리트 슬라브의 평활도 확보를 위해 판재를 이용하여 설정된 간격으로 이격 형성되는 하부 각상의 상부면을 기준으로 아래로 긁어내는 타설 콘크리트 평활 작업단계를 더 포함하도록 하여,
    경사지붕 슬라브의 평활도 개선을 체계적으로 수행할 수 있도록 하는 외단열 지붕 시스템 시공방법.
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