KR102096772B1 - 중단열 벽체용 판넬 커넥터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 판넬 커넥터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 중단열 구조의 벽체가 구성하는 다수 개의 단열패널이 일체가 되도록 서로 연결하고 단열패널을 구성한 벽체의 열교현상을 최소화하며 벽체 시공의 편의성을 높인 중단열 벽체용 판넬 커넥터에 관한 것으로, 판상의 웨브;상기 웨브의 양측면에 단열패널이 끼워질 수 있도록 상기 웨브로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되는 한 쌍의 플랜지;상기 플랜지로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되며, 제1관통홀이 형성된 앵커 플레이트;를 포함한다.

Description

중단열 벽체용 판넬 커넥터{PANEL CONNECTOR USED FOR CONCRETE COMPOSITE WALL}
본 발명은 판넬 커넥터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 중단열 구조의 벽체가 구성하는 다수 개의 단열패널이 일체가 되도록 서로 연결하고 단열패널을 구성한 벽체의 열교현상을 최소화하며 벽체 시공의 편의성을 높인 중단열 벽체용 판넬 커넥터에 관한 것이다.
단열 기능의 벽체 구조는, 벽체 등의 내면에 단열패널을 구성한 내단열 벽체 구조와, 벽체 등의 외면에 단열패널을 구성하는 외단열 벽체 구조로 크게 구분된다.
우선 내단열 벽체 구조는 벽체의 실내측 면(이하 '벽체 내면')에 단열패널이 위치하므로, 냉각된 벽체가 실온에 주는 영향이 낮고, 단열패널이 열용량이 작으므로 실내측 벽면을 비교적 빠른 시간에 실온에 도달하게 한다는 장점이 있으나, 벽체 내면과 벽체의 실외측 면(이하 '벽체 외면')의 온도 차이가 상대적으로 크므로 벽체 자체에 결로가 쉽게 발생할 수 있고, 발생한 결로에 의해서 벽체에 곰팡이가 서식하여 벽체 콘크리트의 강도를 약화시키며, 실내 측에 단열패널이 보강되므로 실내 면적에 영향을 주는 한편, 화재시 단열패널의 연소로 인한 매연과 유독가스 등을 실내에 발생시키는 단점이 있다.
외단열 벽체 구조는 단열패널이 벽체 등의 외면에 위치하므로, 벽체 자체가 단열패널에 의해 단열되어서 내단열 구조 대비 에너지 효율이 좋고, 벽체에 결로 및 곰팡이 등의 발생을 줄일 수 있다는 장점이 있으나, 단열패널이 외부에 노출되면서 내구성이 쉽게 약화되고 벽체 마감 등의 외부 작업을 위한 비게 설치와 보호 마감재 추가 시공이 불가피하며, 화재시 단열패널의 연소로 인한 매연과 유독가스 등을 실외에 발생시키는 단점이 있다.
그런데 내단열 벽체 구조와 외단열 벽체 구조는 서로 상반된 구조적 차이에 의해서, 내,외단열 벽체 구조가 갖는 구조적 장단점이 서로 엇갈리는 한계가 있었다.
이러한 내,외단열 벽체 구조가 갖는 기능과 효과적 한계를 해소하기 위해 중단열 벽체 구조에 관한 기술이 개발되었다.
종래 중단열 구조는 단열패널이 벽체 사이에 위치하므로, 화재시 단열패널의 연소로 인한 매연과 유독가스 등의 발생 가능성을 크게 낮출 수 있고, 벽체의 내,외면 마감을 위한 추가 작업이 불필요한 장점이 있었다.
그러나 종래 중단열 구조는 벽체 강도와 강성이 내,외단열 구조에 비해 상대적으로 작고, 내측 벽체와 외측 벽체 시공을 위한 시간과 비용 소모가 크며, 내측 벽체와 외측 벽체를 서로 고정하기 위한 금속성 체결유닛이 외측 벽체의 냉기를 내측 벽체에 그대로 전달하여 상기 체결유닛과 내측 벽체의 접촉 부위에 높은 온도 차를 일으키므로, 결로와 곰팡이 발생의 원인이 되는 열교현상은 여전히 해소하지 못했다.
선행기술문헌 1. 일본 공개특허번호 제2002-322752호(2002.11.08 공개)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 벽체 내에 열교를 최소화하고, 시공 기간 단축과 시공 단가 절감 및 시공의 편의를 높이며, 벽체 강화를 위한 배근에 간섭을 주지 않는 중단열 벽체용 판넬 커넥터의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
판상의 웨브;상기 웨브의 양측면에 단열패널이 끼워질 수 있도록 상기 웨브로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되는 한 쌍의 플랜지;상기 플랜지로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되며, 제1관통홀이 형성된 앵커 플레이트;를 포함하는 중단열 벽체용 판넬 커넥터이다.
상기의 본 발명은, 내측 벽체와 외측 벽체 간에 단열성을 높여서 열교현상을 최소화하므로 벽체 내에 결로와 곰팡이 등의 발생을 억지하고, 판넬 커넥터 하나가 단열패널과 내,외측 벽체 간을 결속하므로 벽체 시공을 위한 시공 기간 단축과 시공 단가 절감 및 시공의 편의를 높이며, 판넬 커넥터에 배근 위한 관통 구멍을 다수 형성해서 설계 자유도를 확보할 수 있는 한편, 단열패널의 변형과 이물질 유입 등을 저지해서 벽체의 내구성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체를 일부 절개한 모습의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제1실시 예를 도시한 사시도이고,
도 3은 상기 제1실시 예의 판넬 커넥터에 단열패널이 결착하는 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 판넬 커넥터에 구성된 제1관통홀의 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 전면 모습을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제2실시 예를 도시한 사시도이고,
도 8은 상기 제2실시 예의 판넬 커넥터전면 모습을 도시한 도면이고,
도 9는 상기 제2실시 예의 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제3실시 예를 도시한 사시도이고,
도 11은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제4실시 예를 도시한 사시도이고,
도 12는 상기 제4실시 예의 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이고,
도 13은 도 12에 인출한 'A' 구간을 확대해서 단열패널에 대한 플랜지의 결착 모습을 순차로 보인 단면도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체를 일부 절개한 모습의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제1실시 예를 도시한 사시도이고, 도 3은 상기 제1실시 예의 판넬 커넥터에 단열패널이 결착하는 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 판넬 커넥터에 구성된 제1관통홀의 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 전면 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)는, 시공 벽체의 단열성을 위해 구성되는 단열패널(S, S')을 서로 연결하면서, 벽체를 지지하는 모르타르 또는 콘크리트(이하 '콘크리트') 재질의 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2) 사이에 단열패널(S, S')이 배치되도록 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)에 단열패널(S, S')을 고정시킨다.
이를 위해 본 실시의 판넬 커넥터(C)는, 판상의 웨브(10); 웨브(10)의 양측면에 단열패널(S, S')이 끼워질 수 있도록 웨브(10)로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되는 한 쌍의 플랜지(20, 20'); 플랜지(20, 20')로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되며, 제1관통홀(31)이 형성된 앵커 플레이트(30, 30');를 포함한다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 판상의 웨브(10)의 전면과 후면에는 각각 한 쌍의 플랜지(20, 20')가 돌출하게 형성되어서, 도 3에서와 같이 한 쌍의 플랜지(20, 20') 사이로 단열패널(S, S')이 끼워지도록 연결할 수 있다. 따라서 한 쌍의 플랜지(20, 20')의 배치 간격은 단열패널(S, S')의 두께에 상응한다. 시공 과정에서 작업자는 단열패널(S, S')을 판넬 커넥터(C)에 결착하기 위해 한 쌍의 플랜지(20, 20') 사이로 단열패널(S, S')을 압입해서, 단열패널(S, S')의 측면을 판상의 웨브(10)에 밀착시킨다.
전술한 바와 같이 웨브(10)의 전면과 후면에는 한 쌍의 플랜지(20, 20')가 각각 구성되므로, 2개의 단열패널(S, S')을 판넬 커넥터(C)를 매개로 긴밀하게 연결할 수 있다.
계속해서, 판넬 커넥터(C)의 앵커 플레이트(30, 30')는, 플랜지(20, 20')로부터 교차하는 방향으로 돌출된다. 따라서 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2) 사이에 단열패널(S, S')이 배치되는 중단열 벽체 구조에서, 앵커 플레이트(30, 30')는 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2)에 각각 결속하고, 이를 통해 판넬 커넥터(C) 1개로 2개의 단열패널(S, S')와 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)를 일체로 고정할 수 있다.
참고로, 판넬 커넥터(C)는 단열패널(S, S')과 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)을 일체로 연결하며 지탱할 수 있는 충분한 강도를 가져야 한다. 따라서 본 실시의 판넬 커넥터(C)는 유리 섬유나 탄소 섬유를 넣어 만든 섬유 강화 플라스틱 재질일 수 있고, 판넬 커넥터(C)를 성형하는 과정에서 매쉬 등의 보강재를 삽입하여 합성수지 간에 결속을 강화시킬 수도 있다. 하지만 본 발명에 따른 판넬 커넥터(C)는 해당 재질에 한정하지 않으며, 열전도도가 낮은 재질이면서도 단열패널(S, S')과 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)을 일체로 연결할 수 있는 강도를 갖는다면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
한편, 앵커 플레이트(30, 30')가 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)에 긴밀하게 결착하도록, 앵커 플레이트(30, 30')에는 각각 하나 이상의 제1관통홀(31)이 형성된다. 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)는 콘크리트 재질이므로, 콘크리트를 타설하고 양생함으로써 이루어진다. 따라서 앵커 플레이트(30, 30')는 타설되는 콘크리트에 매립되고 이 과정에서 앵커 플레이트(30, 30')에 형성된 제1관통홀(31)로 콘크리트가 유입되어 경화된다. 결국, 앵커 플레이트(30, 30')는 단순히 판 형상이어도 콘크리트와 긴밀하고 결착할 수 있고, 이를 통해 패널 커넥터(C)와 내,외측벽체(W1, W2)는 도 1과 같이 서로 긴밀하게 일체로 고정될 수 있다.
한편, 열교현상을 최소화하기 위해 본 실시의 제1관통홀(31)은 플랜지(20, 20')와의 사이에 형성되어서, 내측벽체(W1)와 결속한 앵커 플레이트(30)와 플랜지(20) 간에 접촉면적을 최소화한다. 즉, 도 5와 같이 제1관통홀(31)을 플랜지(20, 20')와의 사이에 형성해서, 앵커 플레이트(30)와 플랜지(20) 간에 접촉면적(d1 내지 d9)을 줄인 것이다. 물론 외측벽체(W2)에 전신이 내설된 앵커 플레이트(30')의 제1관통홀 역시 플랜지(20')와의 사이에 형성되어서 앵커 플레이트(30')와 플랜지(20) 간에 접촉면적을 최소화한다.
결국, 웨브(10)를 매개로 연결되는 앵커 플레이트(30, 30') 간에 열교를 획기적으로 줄일 수 있고, 이를 통해 벽체 내에 결로와 곰팡이 등의 발생을 줄일 수 있다.
하지만 본 실시의 제1관통홀(31)은 전술한 구조에 한정하는 것은 아니며, 이외에도 도 5의 (a)도면과 같이 다수의 제1관통홀(31')이 플랜지(20, 20')와는 이격하게 형성될 수도 있고, 도 5의 (b)도면과 같이 1개의 제1관통홀(31")만이 앵커 플레이트(30, 30')에 형성될 수도 있다.
이상 설명한 본 실시의 판넬 커넥터(C)는 도 6의 (a)도면에서 보인 대로 서로 이웃하는 2개의 단열패널(S, S')을 일렬로 연결하면서 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2)에 각각 고정하여 벽체를 구성할 수 있고, 도 6의 (b)도면에서 보인 대로 다수의 단열패널(S, S', S")을 판넬 커넥터(C, C')를 매개로 일렬로 연결해서 벽체를 구성할 수도 있다. 후자의 경우, 2개의 판넬 커넥터(C, C')가 1개의 단열패널(S)의 양단을 각각 지지하며 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)에 고정되므로, 단열패널(S)의 휨이나 뒤틀림 등의 변형을 제한할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제2실시 예를 도시한 사시도이고, 도 8은 상기 제2실시 예의 판넬 커넥터전면 모습을 도시한 도면이고, 도 9는 상기 제2실시 예의 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)의 웨브(10)는 제2관통홀(11)이 형성된다.
웨브(10)는 내측벽체(W1) 및 외측벽체(W2)와 각각 접하는 앵커 플레이트(30, 30') 간에 열교를 중계하므로, 제1관통홀(31)과 같이 열교현상을 최소화하기 위한 제2관통홀(11)을 형성한다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)는 PVC 계열의 재질이므로, 열전도도가 금속에 비해 상대적으로 작아서 판넬 커넥터(C) 자체만으로도 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2) 간에 열교를 차단할 수 있다. 하지만 차단 효율을 보다 높이기 위해서 웨브(10)에 제2관통홀(11)을 형성하여 제1관통홀(31)과 같이 열교 면적을 최소화한다. 이때 도 9에서 보인 대로 단열패널(S, S')을 웨브(10)에 밀착시켜서 연성재질의 단열패널(S, S') 일부가 제2관통홀(11)에 삽입되므로, 제2관통홀(11)의 공간에서 이루어지는 열교를 단열패널(S, S')을 통해 차단할 수 있다.
더 나아가 본 실시의 판넬 커넥터(C)는 다수 개의 제1관통홀(31)과 제2관통홀(11)을 서로 엇갈리게 배치해서, 도 8에서 보인 대로 열기와 냉기의 열교 경로를 최대로 연장한다.
결국, 판넬 커넥터(C)는 외측벽체(W2)의 냉기와 내측벽체(W1)의 열기 간에 열교를 중간에서 차단시켜서, 단열패널(S, S')과 함께 열교현상을 최소화하고, 벽체의 결로와 곰팡이 등의 발생을 억지한다.
도 10은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제3실시 예를 도시한 사시도이다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)의 앵커 플레이트(30, 30')에는 철근(F)이 끼워질 수 있도록 철근 수용홈(32)이 형성된다.
내측벽체(W1)와 외측벽체(W2)는 강도와 경도를 강화하기 위해 철근(F)이 보강될 수 있으므로, 철근(F)이 앵커 플레이트(30, 30')에 간섭없이 배근되며 앵커 플레이트(30, 30') 역시 철근(F)과 함께 내측벽체(W1)와 외측벽체(W2)에 각각 일체로 결합하도록, 앵커 플레이트(30, 30')는 철근(F) 끼움을 위한 철근 수용홈(32)을 구성한다.
철근 수용홈(32)은 설계 자유도를 확보하기 위해서 앵커 플레이트(30, 30')에 다수 개가 형성될 수 있고, 철근(F)은 설계에 따라 다양한 위치의 철근 수용홈(32)에 끼워져 고정될 수 있다.
본 실시의 철근 수용홈(32)은 다수 개가 앵커 플레이트(30, 30')의 선단을 따라 일렬로 배치되어서, 철근 수용홈(32)에 대한 철근(F)의 설치가 용이하도록 했으나, 앵커 플레이트(30, 30')의 내측에도 배치될 수 있다.
참고로, 철근(F)이 끼워지지 않은 철근 수용홈(32)은, 타설되는 콘크리트가 제1관통공(31)과 같이 유입 및 양생되어서 앵커 플레이트(30, 30')와 내,외측벽체(W1, W2) 간에 결속을 견고히 함은 물론, 앵커 플레이트(30, 30')에서 이루어지는 열교를 차단한다.
도 11은 본 발명에 따른 판넬 커넥터의 제4실시 예를 도시한 사시도이고, 도 12는 상기 제4실시 예의 판넬 커넥터가 구성된 중단열 벽체의 횡단면 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 도 12에 인출한 'A' 구간을 확대해서 단열패널에 대한 플랜지의 결착 모습을 순차로 보인 단면도이다.
본 실시의 판넬 커넥터(C)의 플랜지(20, 20')는 그 단부가 예각을 이루도록 절곡된다. 절곡 구간인 후크(21)는 플랜지(20, 20') 사이로 삽입된 단열패널(S, S', S"; 이하 S)의 일면으로 강제 삽입되며 걸게 되므로, 플랜지(20, 20') 사이로 삽입된 단열패널(S)은 후크(21)에 걸려서 인출할 수 없게 되고, 판넬 커넥터(C)와 결합한 현 위치를 고수하게 된다.
참고로 후크(21)는 플랜지(20, 20')의 단부가 예각으로 절곡되므로, 도 13의 (a)도면에서 보인 대로 플랜지(20') 사이로 단열패널(S)이 삽입될 때에는 플랜지(20')가 단열패널(20')에 의해 밀리면서 후크(21)의 간섭 없이 플랜지(20') 사이로 삽입된다. 그런데, 도 13의 (b)도면에서 보인 대로 단열패널(S)을 이탈하면, 후크(21)는 단열패널(S)에 강제로 삽입되며 걸게 되고, 이 과정에서 플랜지(20') 역시 단열패널(S)을 조이면서 이탈을 저지하게 된다. 결국, 단열패널(20')은 삽입시에는 후크(21)의 걸림 없이 원활히 삽입될 수 있지만, 인출 시에는 후크(21)의 걸림은 물론 플랜지(20')의 조임을 통해 저지된다.
플랜지(20, 20')의 전술한 결착 구조를 통해 판넬 커넥터(C)에 고정된 단열패널(S, S')은 분리됨 없이 결착 상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 이를 통해 단열패널(S, S')의 휨과 뒤틀림 등의 변형을 제한할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 웨브 11; 제2관통홀 20, 20'; 플랜지
21; 후크 30, 30'; 앵커 플레이트 31, 31', 31"; 제1관통홀
32; 수용홈 C; 판넬 커넥터 S, S', S"; 단열패널
W1; 내측벽체 W2; 외측벽체

Claims (5)

  1. 판상의 웨브;
    상기 웨브의 양측면에 단열패널이 끼워질 수 있도록 상기 웨브로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되고, 단부가 예각을 이루도록 절곡된 한 쌍의 플랜지; 및
    상기 플랜지로부터 교차하는 방향으로 돌출 연장되며, 제1관통홀이 형성된 앵커 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중단열 벽체용 판넬 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨브는 제2관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 중단열 벽체용 판넬 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 앵커 플레이트에는 철근이 끼워질 수 있도록 철근 수용홈이 형성된 것을 특징으로 하는 중단열 벽체용 판넬 커넥터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1관통홀은, 상기 플랜지와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 중단열 벽체용 판넬 커넥터.
  5. 삭제
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