KR102063550B1 - 강구조용 외단열시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 강구조용 외단열시스템은 건축물의 외면에 위치하는 금속패널과, 상기 금속패널과 건축물의 외면 사이에 구비되어 상기 금속패널과 건축물 사이에 이격공간을 형성하는 강구조물과, 상기 강구조물과 결합하고 상기 금속패널과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재와, 상기 금속패널의 외부에서 삽입되어 상기 금속패널을 상기 블록부재에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물을 구비할 수 있다.

Description

강구조용 외단열시스템{External insulation system for steel structure}
본 발명은 강구조용 외단열시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교 현상을 저감할 수 있는 강구조용 외단열시스템에 관한 것이다.
최근 석탄 및 석유 등의 화석연료비가 급속히 상승함에 따라 건축물의 설계 및 건축 시 에너지의 낭비를 최소화할 수 있는 패시브 하우스에 대한 관심이 증대되고 있다.
패시브 하우스란 건축물 내의 열이 외부로 방출되는 것을 최대한 차단함으로써 화석연료를 사용하지 않고도 실내온도를 적정하게 유지하는 건축물을 말한다.
이를 위하여 내부와 외부의 열교를 차단하기 위한 다양한 종류의 열 차단재에 대한 개발이 이루어지고 있으며, 그 열 차단재를 건축물의 외장재로 사용하려는 시도가 있어왔다.
그러나 이러한 열 차단 효율이 높아진 건축물의 외장재를 이용하여 건축을 하더라도 고정수단에 의한 외부로의 열 손실이 발생하여 소기의 목적을 달성할 수 없는 문제점이 제기되어 왔다.
특히, 강구조 건축물은 단열재를 내장하는 외장재를 고정수단에 의해 외장재 내부에 결로현상이 발생하게 되어 단열재의 형태에 변형이 일어나고 외장재에 얼룩이 생기는 등의 각종 하자가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1281490호(2013.06.27)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건축물의 내외부 간의 열교를 차단할 수 있는 강구조용 외단열시스템을 제공하는 것이다.
또한, 단열재의 내부에서 발생하는 결로현상을 방지할 수 있는 강구조용 외단열시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템은 건축물의 외면에 위치하는 금속패널과, 상기 금속패널과 건축물의 외면 사이에 구비되어 상기 금속패널과 건축물 사이에 이격공간을 형성하는 강구조물과, 상기 강구조물과 결합하고 상기 금속패널과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재와, 상기 금속패널의 외부에서 삽입되어 상기 금속패널을 상기 블록부재에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물을 구비할 수 있다.
상기 고정철물은 외면에 나사산이 형성된 몸체부와, 상기 이격공간에 위치하여 상기 몸체부에 체결되는 너트부와, 상기 고정철물이 상기 블록부재에 체결될 시 상기 금속패널의 내부에 위치하는 상기 몸체부를 감싸는 절연코팅부를 구비할 수 있다.
상기 블록부재는 상기 강구조물과 맞대어지는 제1면 및 상기 제1면에서 수직으로 연장되어 상기 금속패널과 맞대어지는 제2면을 구비하는 절연앵글과, 상기 절연앵글과 결합하여 상기 절연앵글의 구조적 강성을 보강하는 보강리브와, 상기 절연앵글의 내부에 구비되어 상기 절연앵글의 구조적 강성을 보강하는 보강철심을 구비할 수 있다.
상기 블록부재는 상기 강구조물과 맞대어지는 제1면, 상기 제1면에서 수직으로 연장되어 상기 금속패널과 맞대어지는 제2면 및 상기 제1면과 상기 제2면에서 각각 연장되어 절곡되는 제3면을 구비하는 절연앵글과, 상기 절연앵글에 얹혀져 상기 몸체부와 상기 너트부가 내부에 위치하는 단열부재와, 상기 절연앵글과 결합하여 상기 단열부재의 단열성능을 보강하는 보강캡을 구비할 수 있다.
상기 블록부재는 상기 강구조물과 맞대어져 고정되는 몸체와, 상기 몸체에서 상 방향으로 연장되며 내부에 수평방향의 안착홈이 형성된 안착구와, 상기 안착홈에 구비되어 상기 몸체부의 나사산과 나사 결합하는 절연소켓을 구비할 수 있다.
상기 블록부재는 상기 강구조물과 맞대어져 고정되는 열교차단블록과, 상기 열교차단블록의 내부에 수평방향으로 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈에 구비되어 상기 몸체부의 나사산과 나사 결합하는 절연소켓을 구비할 수 있다.
상기 블록부재에는 상기 블록부재와 상기 강구조물을 결합하는 결합부재가 체결되는 체결홀이 구비될 수 있다.
상기 금속패널은 한 쌍의 패널부와, 상기 한 쌍의 패널부 사이에 구비되어 단열성능을 발휘하는 단열부를 구비할 수 있다.
본 발명의 따른 강구조용 외단열시스템에 의하면, 절연성능을 발휘하는 블록부재와 열교차단 성능을 발휘하는 고정출물을 구비함으로써 건축물의 내외부 간의 열교차단과 단열재 내부의 결로현상을 방지할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템의 단면도.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 강구조용 외단열시스템의 변형 예를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 금속패널(100), 강구조물(200), 블록부재(300) 및 고정철물(400)을 구비할 수 있다.
상기의 금속패널(100)은 건축물(20)의 외면에 위치하여 외장재 또는 마감재의 역할을 할 수 있다. 그리고 금속패널(100)은 한 쌍의 패널부(110)와 한 쌍의 패널부(110) 사이에 구비되어 단열성능을 발휘하는 단열부(120)를 구비할 수 있다. 따라서, 외부의 열이 내부에 유입되는 것을 차단할 수 있다.
상기의 강구조물(200)은 건축물(20)의 외면에 고정되어 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에 구비될 수 있다. 그리고 강구조물(200)은 도면에 도시된 바와 같은 각 파이프 형태가 바람직하며 금속패널(100)의 형태나 하중 등의 여러 가지 여건에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다. 또한, 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에는 강구조물(200)에 의해 이격공간(30)이 형성되며, 도면에는 도시하지 않았지만 상기의 이격공간(30)에 단열성능을 향상시키기 위한 별도의 단열재가 채워질 수 있다.
상기의 블록부재(300)는 강구조물(200)과 결합하고 금속패널(100)과 맞대어진 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 상기의 블록부재(300)는 절연성능을 발휘하여 금속패널(100)과 강구조물(200) 간의 열 전달이 일어나는 것을 차단함으로써 건축물(20) 내외부 간의 열교 현상을 차단할 수 있다.
상기의 고정철물(400)은 금속패널(100)의 외부에서 건축물(20) 방향으로 삽입되어 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정할 수 있다. 이를 위해, 상기의 고정철물(400)은 외면에 나사산(411)이 형성된 몸체부(410)와 몸체부(410)에 체결되는 너트부(420)를 구비할 수 있다. 삽입된 몸체부(410)에 너트부(420)를 체결함으로써 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정할 수 있다. 여기서, 고정철물(400)이 블록부재(300)에 체결될 시 금속패널(100)의 내부에 위치하는 몸체부(410)에는 절연코팅부(430)가 구비될 수 있다. 상기의 절연코팅부(430)는 외기가 몸체부(410)를 통해 금속패널(100)의 내부 즉, 단열부(120)에 전달되는 열교현상을 차단하여 결로현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 결로현상으로 인한 강구조의 부식, 단열재 변형 또는 금속패널(100)의 얼룩 발생 등의 각종 하자를 방지할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 절연성능을 발휘하는 블록부재(300)와 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물(400)을 통해 건축물(20)의 내외부 간의 열교차단과 단열부(120)의 결로현상을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 도 1에 도시된 강구조용 외단열시스템의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 건축물(20)의 외면에 위치하는 금속패널(100), 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에 구비되어 금속패널(100)과 건축물(20) 사이에 이격공간(30)을 형성하는 강구조물(200), 강구조물(200)과 결합하고 금속패널(100)과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재(300) 및 금속패널(100)의 외부에서 삽입되어 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물(400)을 구비할 수 있다.
그리고 상기의 블록부재(300)는 절연앵글(310), 보강리브(320) 및 보강철심(330)을 구비할 수 있다.
상기의 절연앵글(310)은 엔지니어링 플라스틱이나 탄소복합소재 등으로 제작될 수 있으며, 강구조물(200)과 맞대어지는 제1면(311)과 금속패널(100)과 맞대어지는 제2면(312)을 구비할 수 있다. 상기의 제1면(311)과 제2면(312)은 서로 수직을 이루도록 구비되어 'ㄴ'자 형태로 구비될 수 있다. 그리고 제1면(311)에는 고정철물(400)이 관통하는 관통홈(미부호)이 구비되며, 제2면(312)에는 블록부재(300)와 강구조물(200)을 결합하는 결합부재(40)가 체결되는 체결홀(302)이 구비될 수 있다.
상기의 보강리브(320)는 도면에 도시된 바와 같이 수직을 이루는 제1면(311)과 제2면(312)을 동시에 접하도록 구비되어 절연앵글(310)의 구조적 강성을 보강하는 역할을 할 수 있다. 본 실시 예에서는 보강리브(320)가 한 쌍으로 구비된 것을 보였으나, 상기의 보강리브(320)는 금속패널(100)의 하중 등의 여건에 따라 다수개가 구비될 수 있다.
상기의 보강철심(330)은 절연앵글(310)의 내부에 구비될 수 있으며, 절연앵글(310)의 형상과 동일한 형상으로 구비될 수 있다. 보강철심(330)은 보강리브(320)와 마찬가지로 절연앵글(310)의 구조적 강성을 보강하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이, 블록부재(300)가 절연앵글(310), 보강리브(320) 및 보강철심(330)을 구비함에 따라 절연성능을 발휘함과 동시에 블록부재(300)의 구조적 강성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)의 또 다른 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 도 1에 도시된 강구조용 외단열시스템의 또 다른 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 건축물(20)의 외면에 위치하는 금속패널(100), 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에 구비되어 금속패널(100)과 건축물(20) 사이에 이격공간(30)을 형성하는 강구조물(200), 강구조물(200)과 결합하고 금속패널(100)과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재(300) 및 금속패널(100)의 외부에서 삽입되어 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물(400)을 구비할 수 있다.
그리고 상기의 블록부재(300)는 절연앵글(310), 단열부재(340) 및 보강캡(350)을 구비할 수 있다.
상기의 절연앵글(310)은 엔지니어링 플라스틱이나 탄소복합소재 등으로 제작될 수 있으며, 강구조물(200)과 맞대어지는 제1면(311)과 금속패널(100)과 맞대어지는 제2면(312)을 구비할 수 있다. 상기의 제1면(311)과 제2면(312)은 서로 수직을 이루도록 구비되어 'ㄴ'자 형태로 구비될 수 있다. 그리고 제1면(311)과 제2면(312)에는 각각 제3면(313)을 구비할 수 있다. 상기의 제3면(313)은 제1면(311)과 제2면(312)에의 일단에서 각각 연장되며 제1면(311)과 제1면(311)에서 연장된 제3면(313), 제2면(312)과 제2면(312)에서 연장된 제3면(313)의 내각이 서로 수직을 이루도록 구비될 수 있다. 또한, 제1면(311)에는 고정철물(400)이 관통하는 관통홈(미부호)이 구비되며, 제2면(312)에는 블록부재(300)와 강구조물(200)을 결합하는 결합부재(40)가 체결되는 체결홀(302)이 구비될 수 있다.
상기의 단열부재(340)는 제1면(311)과 제2면(312)에 맞대어지도록 절연앵글(310)에 얹혀지는 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 단열부재(340)에는 금속패널(100)과 블록부재(300)를 연결하는 고정철물(400)의 몸체부(410) 일단과 너트부(420)가 삽입되어 몸체부(410)의 일단 또는 너트부(420)가 외부와 접촉되는 것을 차단할 수 있다.
상기의 보강캡(350)은 절연앵글(310)과 결합하여 단열부재(340)의 단열성능을 보강하는 역할을 할 수 있다. 그리고 보강캡(350)은 'ㄱ'자 형상으로 제작되어 수직방향의 일단은 제1면(311)과 제1면(311)에서 연장된 제3면(313)에 의해 형성된 모서리 내측에 끼워지고 수평방향의 일단은 제2면(312)과 제2면(312)에서 연장된 제3면(313)에 의해 형성된 모서리 내측에 끼워질 수 있다. 이와 같이, 보강캡(350)을 끼움 방식을 통해 절연앵글(310)에 결합함으로써 보강캡(350)을 절연앵글(310)에 결합하기 위한 별도의 부재가 필요하지 않으며, 절연앵글(310)로부터 용이하게 탈착할 수 있다. 또한, 상기의 단열부재(340)와 보강캡(350)은 각각 구비되거나 일체형으로 구비되어 절연앵글(310)과 결합할 수 있다.
이와 같이, 블록부재(300)가 절연앵글(310), 단열부재(340) 및 보강캡(350)을 구비함에 따라 절연성능은 물론 단열성능을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)의 또 다른 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 도 1에 도시된 강구조용 외단열시스템의 또 다른 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 건축물(20)의 외면에 위치하는 금속패널(100), 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에 구비되어 금속패널(100)과 건축물(20) 사이에 이격공간(30)을 형성하는 강구조물(200), 강구조물(200)과 결합하고 금속패널(100)과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재(300) 및 금속패널(100)의 외부에서 삽입되어 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물(400)을 구비할 수 있다.
그리고 상기의 블록부재(300)는 몸체(360), 안착구(370) 및 절연소켓(380)을 구비할 수 있다.
상기의 몸체(360)는 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 구비되며 강구조물(200)과 맞대어질 수 있다. 그리고 체결홀(302)을 구비하여 결합부재(40)에 의해 강구조물(200)에 고정될 수 있다.
상기의 안착구(370)는 상기의 몸체(360)에서 상 방향으로 연장되어 몸체(360)와 일체형으로 구비될 수 있다. 그리고 안착구(370)의 내부에는 지면과 수평을 이루는 수평방향의 안착홈(371)이 형성되며, 안착홈(371)의 금속패널(100) 측 일단은 개방되고 건축물(20) 측 일단은 폐쇄된 형태로 구비될 수 있다.
상기의 절연소켓(380)은 PVC, 엔지니어링 플라스틱 또는 탄소복합소재 등으로 제작되어 안착구(370)의 안착홈(371)에 구비될 수 있다. 안착홈(371)에 구비된 절연소켓(380)에는 고정철물(400)의 몸체부(410)가 삽입될 수 있으며 몸체부(410)의 나사산(411)과 나사 결합할 수 있다.
상기와 같이, 블록부재(300)가 절연소켓(380)을 구비함에 따라 고정철물(400)과 블록부재(300)가 더욱 긴결하게 체결되도록 함과 동시에 고정철물(400)의 몸체부(410)가 외부에 노출되는 것을 방지하여 고정철물(400)을 통한 열교현상이 일어나는 것을 차단하는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)의 또 다른 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 도 1에 도시된 강구조용 외단열시스템의 또 다른 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템(10)은 건축물(20)의 외면에 위치하는 금속패널(100), 금속패널(100)과 건축물(20)의 외면 사이에 구비되어 금속패널(100)과 건축물(20) 사이에 이격공간(30)을 형성하는 강구조물(200), 강구조물(200)과 결합하고 금속패널(100)과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재(300) 및 금속패널(100)의 외부에서 삽입되어 금속패널(100)을 블록부재(300)에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물(400)을 구비할 수 있다.
그리고 상기의 블록부재(300)는 열교차단블록(390), 삽임홉(301) 및 절연소켓(380)을 구비할 수 있다.
상기의 열교차단블록(390)은 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 구비되며 강구조물(200)과 맞대어질 수 있다. 그리고 체결홀(302)을 구비하여 결합부재(40)에 의해 강구조물(200)에 고정될 수 있다.
상기의 삽임홉(301)은 열교차단블록(390)의 내부에 형성되며 지면과 수평을 이루도록 구비될 수 있다. 삽임홉(301)의 금속패널(100) 측 일단은 개방되고 건축물(20) 측 일단은 폐쇄된 형태로 구비될 수 있다.
상기의 절연소켓(380)은 PVC, 엔지니어링 플라스틱 또는 탄소복합소재 등으로 제작되어 삽임홉(301)에 구비될 수 있다. 삽임홉(301)에 구비된 절연소켓(380)에는 고정철물(400)의 몸체부(410)가 삽입될 수 있으며 몸체부(410)의 나사산(411)과 나사 결합할 수 있다.
상기와 같이, 블록부재(300)가 절연소켓(380)을 구비함에 따라 고정철물(400)과 블록부재(300)가 더욱 긴결하게 체결되도록 함과 동시에 고정철물(400)의 몸체부(410)가 외부에 노출되는 것을 방지하여 고정철물(400)을 통한 열교현상이 일어나는 것을 차단하는 효과를 발휘할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강구조용 외단열시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 강구조용 외단열시스템
20: 건축물 30: 이격공간
40: 결합부재 100: 금속패널
110: 패널부 120: 단열부
200: 강구조물 300: 블록부재
310: 절연앵글 311: 제1면
312: 제2면 313: 제3면
320: 보강리브 330: 보강철심
340: 단열부재 350: 보강캡
360: 몸체 370: 안착구
371: 안착홈 380: 절연소켓
390: 열교차단블록 301: 삽입홈
302: 체결홀 400: 고정철물
410: 몸체부 411: 나사산
420: 너트부 430: 절연코팅부

Claims (8)

  1. 건축물의 외면에 위치하는 금속패널과,
    상기 금속패널과 건축물의 외면 사이에 구비되어 상기 금속패널과 건축물 사이에 이격공간을 형성하는 강구조물과,
    상기 강구조물과 결합하고 상기 금속패널과 맞대어져 절연성능을 발휘하는 블록부재와,
    상기 금속패널의 외부에서 삽입되어 상기 금속패널을 상기 블록부재에 고정하며 열교차단 성능을 발휘하는 고정철물을 구비하고,
    상기 고정철물은 외면에 나사산이 형성된 몸체부와, 상기 이격공간에 위치하여 상기 몸체부에 체결되는 너트부와, 상기 고정철물이 상기 블록부재에 체결될 시 상기 금속패널의 내부에 위치하는 상기 몸체부를 감싸는 절연코팅부를 구비하고,
    상기 블록부재는 상기 강구조물과 맞대어지는 제1면, 상기 제1면에서 수직으로 연장되어 상기 금속패널과 맞대어지는 제2면 및 상기 제1면과 상기 제2면에서 각각 연장되어 절곡되는 제3면을 구비하는 절연앵글과, 상기 절연앵글에 얹혀져 상기 몸체부와 상기 너트부가 내부에 위치하는 단열부재와, 상기 절연앵글과 탈착 가능하도록 결합하여 상기 단열부재의 단열성능을 보강하는 보강캡을 구비하는 것을 특징으로 하는 강구조용 외단열시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 블록부재에는 상기 블록부재와 상기 강구조물을 결합하는 결합부재가 체결되는 체결홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 강구조용 외단열시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속패널은 한 쌍의 패널부와,
    상기 한 쌍의 패널부 사이에 구비되어 단열성능을 발휘하는 단열부를 구비하는 것을 특징으로 하는 강구조용 외단열시스템.
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