KR102152849B1 - 연장된 결착부재의 모서리 고정부재로 시공성을 높인 건축외장재 구조체 - Google Patents

연장된 결착부재의 모서리 고정부재로 시공성을 높인 건축외장재 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 건축물 외벽에 설치되는 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 프레임(F); 상기 프레임에 결합되는 건축외장재(100); 및 상기 수평프레임과 수직프레임이 만나는 부위에서 상기 프레임과 건축외장재 사이에 구비되어 건축외장재의 간격을 유지하는 모서리 고정부재(200);로 이루어지고, 상기 모서리 고정부재는, 사각 플레이트 형상의 베이스부(210); 상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(220); 상기 베이스부의 네 모서리의 하면에서 아래쪽으로 수직하게 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 프레임과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(230);를 포함하고, 상기 결착부재(230)는, 상기 베이스부(210)의 네 모서리에서 아래쪽으로 수직하게 절곡되면서 서로 직각인 제1 및 제2결착부재(231,233); 및 상기 제1 및 제2결착부재(231,233) 각각의 끝단에서 일측으로 돌출된 제1 및 제2결착돌기(231a,233a);를 포함하고, 상기 제1결착부재(231)와 제2결착부재(233) 각각의 길이는 상기 프레임의 상하폭과 동일하게 형성되어 상기 결착부재가 상기 프레임에 결착되는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체를 제공한다.

Description

연장된 결착부재의 모서리 고정부재로 시공성을 높인 건축외장재 구조체{BUILDING EXTERIOR PANEL STRUCTURE WITH CORNER ATTACHING MEMBER WITH EXTENDED FIXTURE}
본 발명은 프레임에 고정되는 건축외장재의 시공성을 높인 우수한 건축외장재에 대한 것으로, 구체적으로는 건축물 구조체의 외벽을 마감하는 건축외장재의 시공효율을 높이고 그 간격 유지가 자동으로 이루어지며 건축외장재의 결속력을 높인 구조에 대한 기술을 제공하는 것이다.
일반적으로 대형 건축물은 철골을 이용하여 철골 구조물을 먼저 시공한 후에 콘크리트 타설을 통해 콘크리트 구조체를 시공하고, 콘크리트 구조체의 외벽에 마감재를 고정시켜서 건축물을 완성한다. 이러한 대형 건축물의 외관을 장식하는 외장재는 건축물의 시공 기술 발전과 더불어 다양한 구조가 개발되고 있으며, 대형 건축물의 외관 특히 콘크리트 구조체의 외벽을 마감하는 건축용 외장재의 경우 외관의 아름다움이라는 심미적인 측면과 건축외장재의 특정 기능의 발휘라는 기능적인 면에서 다양한 구조와 형상이 개발되고 있다.
상기 건축용 외장재는 벽돌이나 거푸집을 통한 콘크리트의 시공으로는 이루지 못하는 미려한 외관을 형성할 수 있다. 이러한 외장재는 미리 공장에서 제작한 외장 패널, 단열재 등을 건축물의 외벽에 고정시키는 방법이 많이 사용되고 있다. 외장재의 재료로는 유리, 석재, 금속, 합성섬유 등이 있고, 이러한 외장재를 건물의 프레임 등에 고정하는 수단으로는 앙카, 고정부 등의 고정장치를 건물 외벽에 고정시킨 후, 상기 고정부에 외장재를 장착하도록 구성된다.
이러한 건축외장재 설치에는 아래와 같은 문제점이 있다.
먼저, 외장재는 주로 고층의 건축구조물에 사용되므로, 각각의 외장재 설치를 위하여 각각의 앙카 및 고정부를 고층의 건물 외벽에 일일이 시공하는 것은 매우 번거로운 작업이며, 이에 따라 공기가 길어지고 공사 비용이 증가하는 문제점이 있다. 특히, 건축물의 외장재가 많은 개수로 상하좌우로 설치되는 외장재 간의 간격은 일정하게 유지되어야 하는데, 이렇게 외장재 간의 간격을 일정하게 유지하는 것은 작업자의 상당한 기술이 요구되어, 인건비를 상승시키고, 공기가 길어지게 되는 문제점이 있다.
또한, 외장재가 설치되는 건축구조물의 외벽은 평활도가 좋지 않아, 고정부의 길이 조절을 통하여 외벽과 외장재 간의 간격을 조절하여 미세 수평을 맞추어야 하는데, 종래 고정부는 임의로 길이조절을 할 수 없으므로, 서로 다른 길이를 가지는 고정부를 여러 개 구비하여야 하며, 이는 작업을 더욱 복잡하게 하는 문제점이 있다.
또한, 건축물의 외장 시공시에는 건축외장재를 사용하여 냉기,열기,복사열을 반사 차단하면서 건축물의 내부온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 하여야 한다. 이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1584941호에는 '조립식 단열 내외장재'가 개시되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 내외장재는 프레임의 내부에 배치되는 단열재가 프레임에 안정적으로 고정되지 못하면서 시공시 외력 등에 의해 프레임의 외부로 돌출되거나, 이탈되는 등 단열 기능을 충분히 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 건축물 구조체의 외벽을 마감하는 건축외장재의 시공 성능을 높이는 구조를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명은, 건축물 외벽에 설치되는 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 프레임(F); 상기 프레임에 결합되는 건축외장재(100); 및 상기 수평프레임과 수직프레임이 만나는 부위에서 상기 프레임과 건축외장재 사이에 구비되어 건축외장재의 간격을 유지하는 모서리 고정부재(200);로 이루어지고,
상기 모서리 고정부재는, 사각 플레이트 형상의 베이스부(210); 상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(220); 상기 베이스부의 네 모서리의 하면에서 아래쪽으로 수직하게 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 프레임과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(230);를 포함하고, 상기 결착부재(230)는, 상기 베이스부(210)의 네 모서리에서 아래쪽으로 수직하게 절곡되면서 서로 직각인 제1 및 제2결착부재(231,233); 및 상기 제1 및 제2결착부재(231,233) 각각의 끝단에서 일측으로 돌출된 제1 및 제2결착돌기(231a,233a);를 포함하고, 상기 제1결착부재(231)와 제2결착부재(233) 각각의 길이는 상기 프레임의 상하폭과 동일하게 형성되어 상기 결착부재가 상기 프레임에 결착되는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체를 제공한다.
상기 간격유지부재(220)는, 서로 직각인 수평간격유지부재(221)와 수직간격유지부재(223)으로 이루어지고, 상기 수평간격유지부재(221)의 일측면에는 돌출되어 그 길이방향 횡방향으로 연장되어 상기 건축외장재의 일단을 누르는 제1누름돌기(250); 및 상기 제1누름돌기(250)의 끝단에서 제1누름돌기에 수직하게 형성되어 상기 건축외장재의 일단을 결속하는 제2누름부재(255);를 더 포함한다.
상기 건축외장재는, 사각플레이트 형상의 상부부재(110); 상기 상부부재에서 네 변에서 수직하게 하향 형성되는 측면부재(120); 상기 측면부재의 하단에서 외측으로 수직하게 형성되는 하부부재(150); 상기 측면부재의 전체에 형성되고, 상기 하부부재와 나란하게 외측방향으로 돌출되면서 끝단부는 라운드 형상을 가지는 돌출부(130); 및 상기 측면부재에서 상기 돌출부의 아래쪽에 형성되고, 횡방향으로 서로 소정간격 이격되어 형성된 복수 개의 슬릿 형상의 단열홈(125);을 포함하고, 상기 단열홈에 의해 상기 상부부재에서 상기 하부부재로 전달되는 전도열이 감소되는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 건축물 외장재는 상기 모서리 고정부재의 구조에 의해서, 건축물 구조체의 외벽 시공시 외장재를 보다 간편하면서도 정확한 간격 및 치수를 유지하게 시공할 수 있는 우수한 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명에 따른 건축외장재의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 건축외장재의 측면도이며,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 건축외장재의 모서리를 프레임에 고정하는 고정부재의 형상이며,
도 5는 본 발명에 따른 건축외장재가 프레임에 부착되는 모습이며,
도 6a 및 도 6b는 도 5의 건축외장재의 측면 부착구조의 상세도이며,
도 7과 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 모서리 부착구조의 상세도이며,
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 건축외장재의 다른 실시예의 구조이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이며 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 건축외장재의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 건축외장재의 측면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 건축외장재의 모서리를 프레임에 고정하는 고정부재의 형상이며, 도 5는 본 발명에 따른 건축외장재가 프레임에 부착되는 모습이며, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 건축외장재의 측면 부착구조의 상세도이며, 도 7과 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 모서리 부착구조의 상세도이며, 도 9와 도 10은 본 발명에 따른 건축외장재의 다른 실시예의 구조이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건축 외장재(100)는 건축물 외부 벽면에 부착되는 프레임(F)에 고정된다. 즉, 도 5를 보면, 콘크리트 등으로 이루어지는 건축물의 외벽에 먼저 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 프레임(F)을 격자형태로 배치하고, 이 프레임에 본 발명의 건축외장재가 부착된다. 본 발명의 건축외장재(100)는, 개략적인 형상은 하단이 개방된 직육면체 형상이며, 구체적으로는 사각플레이트 형상의 상부부재(110)와 상기 상부부재에서 네 변에서 수직하게 하향 형성되는 측면부재(120)와 상기 측면부재의 하단에서 외측으로 수직하게 형성되는 하부부재(150)로 이루어진다.
그리고, 상기 측면부재에는 횡방향으로 전체에 걸쳐서 돌출부(130)가 형성된다. 상기 돌출부(130)는 상기 하부부재와 나란하게 수평방향으로 형성되되 건축외장재의 외측방향으로 돌출되는 구조이면서 그 끝단부는 라운드 형상을 가지는 것이 좋다.
또한, 본 발명은, 건축외장재가 건축물 외벽에 설치된 상태에서 가장 열을 많이 받아서 온도가 올라가는 부위인 상면부재의 열이 하부부재를 통해 건축물 내부로 전달되는 것을 방지하기 위해, 전도열을 차단하는 구조인 단열홈(125) 구조를 갖는다. 상기 단열홈(125)은 건축외장재 측면부재에서 상기 돌출부(130)의 아래쪽에 형성되면서, 서로 인접하여 복수 개가 형성된다. 그리고, 단열홈(125)은 횡방향으로 서로 소정간격 이격되어 배치되는 슬릿 형상을 이룬다. 이러한 단열홈 구조에 의해 상기 상부부재의 열이 상기 하부부재로 전달되는 전도열을 차단하거나 감소시키는 효과가 발휘된다.
도 6a을 보면 건축물 외벽에 서로 인접하여 본 발명의 건축외장재가 설치된 모습이며, 서로 인접한 건축외장재가 서로 마주 보는 부분의 단면 모습이다(도 5의 A-A). 상기 돌출부(130)는 서로 인접한 건축외장재의 측면에서 마주보는 위치에 형성되어 측면부재와 측면부재 사이의 공간을 위쪽에서 간격이 좁아지도록 하는 역할을 한다.
건축물의 외벽에 프레임(F)을 격자형태로 배치하고, 이 프레임에 건축외장재가 부착되며 프레임(F)의 상면에 건축외장재(100)의 하부부재(150)의 하면이 위치한다. 그리고, 인접하는 건축외장재의 측면부재(120)와 측면부재(120)의 사이 공간(S)에는 백업재(300)가 채워지게 된다. 그런데, 건축외장재 사이에 채워진 백업재(300)는 시간이 경과함에 따라 위로 부풀어 오르는 경향이 있고, 그 결과 건축외장재의 보다 더 높게 돌출되는 경우도 발생하게 된다. 백업재가 이렇게 위로 과도하게 돌출하는 경우 백업재의 기능을 제대로 수행하지 못할 뿐 아니라 외관상 좋지 않은 인상을 주는 문제가 발생한다.
본 발명은 측면부재의 상기 돌출부(130)로 인해 백업재가 부풀어 오르는 것을 차단함으로써, 백업재가 위치하는 곳에서 건축물 외관상의 미감을 해치지 않고 백업재의 기능을 유지할 수 있도록 하게 된다. 도 6b에는 백업재(300)가 채워진 모습을 도시하고 있으며, 상기 백업재의 상면이 상기 돌출부(130)로 인해 부풀어오르는 현상이 방지되는 모습니다. 이때 상기 돌출부가 횡방향으로 돌출되는 정도는, 다수의 반복 실험 결과 상기 하부부재(150) 보다 더 돌출되도록 하는 것이 바람직하다는 것을 도출하였다. 즉, 서로 인접하여 건축물 외부 벽면에 설치된 건축외장재에서 상기 돌출부(130)가 횡방향으로 돌출되어 끝단부가 이루는 제1간격(d)은 상기 하부부재(150)의 양단부가 이루는 제2간격(D)보다 작도록 형성되는 것이 좋다.
도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(F)에 건축외장재가 부착되는 모습을 보면, 먼저 도 3 및 도 4에 도시된 건축외장재의 모서리를 프레임에 고정하는 고정부재를 사용하여 부착한다.
도 3과 도 4에 도시된 본 발명에 따른 건축외장재 모서리 고정부재(200)를 보면, 사각 플레이트 형상의 베이스부(210)와, 상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(220)와, 베이스부의 네 모서리에서 아래쪽으로 절곡된 형상으로 이루어지고 상기 프레임(F)과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(230)를 포함한다.
상기 모서리 고정부재(200)의 베이스부(210)의 상면은, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 간격유지부재(220)에 의해 4개의 부분으로 나누어지고, 각각의 부분에는 건축외장재의 하부부재(150)가 위치한다(도 5). 시공과정에서 모서리 고정부재를 프레임에 먼저 설치한 후, 모서리 고정부재에 건축외장재는 끼우기만 하면 건축외장재의 상하좌우 설치 간격이, 상기 모서리 고정부재의 간격유지부재(220)의 폭 만큼 자동으로 균일하게 유지되기 때문에 시공상 매우 편리하게 된다.
그런데, 시공과정에서의 순서상 프레임(F)에 먼저 모서리 고정부재(200)를 부착하고 건축외장재를 설치하게 되므로, 먼저 모서리 고정부재가 상기 프레임의 모서리에 용이하게 부착될 수 있어야 하고 건축외장재가 시공되는 동안 프레임에 끼워져 있어야 한다. 이를 위해 본 발명은 결착부재(230)를 도출하였다.
상기 결착부재(230)는, 상기 베이스부(210)의 네 모서리에서 아래쪽으로 수직하게 절곡되면서 서로 직각인 제1 및 제2결착부재(231,233)로 이루어진다. 본 발명에서 상기 제1결착부재(231)와 제2결착부재(233) 각각의 길이는 상기 프레임(F)의 상하폭(건축물에 설치되는 프레임이 건축물 벽체와 수직한 방향을 편의상 상하방향이라고 함)과 동일하게 형성되도록 하여 상기 결착부재가 상기 프레임에 결착되면 서로 결합되어 떨어지지 않도록 하였다.
이를 위해, 본 발명에서는 상기 제1 및 제2결착부재(231,233) 각각의 끝단에서 일측으로 돌출된 제1 및 제2결착돌기(231a,233a)를 구비하도록 하였다. 상기 제1 및 제2결착돌기(231a,233a)는, 도 8c에서 도시된 것처럼, 그 돌출부위로 인해 상기 프레임의 후면 모서리 부위에 끼워져서 이탈이 방지되는 구조이다.
그리고, 상기 간격유지부재(220)는, 서로 직각인 수평간격유지부재(221)와 수직간격유지부재(223)으로 이루어지고, 상기 수평간격유지부재(221)의 일측면에는 돌출되어 그 길이방향 횡방향으로 연장되어 상기 건축외장재의 일단을 누르는 제1누름돌기(250) 및 상기 제1누름돌기(250)의 끝단에서 제1누름돌기에 수직하게 형성되어 상기 건축외장재의 일단을 결속하는 제2누름부재(255)를 더 포함한다.
이것은 건축외장재가 시공되는 과정에서 건축외장재의 아래쪽 부분(즉, 아래쪽에 놓여지는 하부부재(150))는 중력에 의해 상기 모서리 고정부재(200)에 부착이 용이하게 유지되지만, 건축외장재의 상측 부분(즉, 위쪽에 놓여지는 하부부재(150))는 중력 작용에 의해 모서리 고정부재(200)와 약간의 유격이 있을 수 있고, 그 결과 건축외장재 상측 부분이 위도 들떠는 형상이 생길 수 있다. 제1누름돌기(250) 및 제2누름부재(255)는 이를 방지하기 위한 것으로, 시공 과정에서 건축외장재의 상측부분을 누르는 역할을 하게 되어 시공이 편리하게 된다.
시공과정상 상기 프레임(F)과 프레임(F)이 벽체 외벽에 설치되며, 이들은 서로 직각을 이루면서 격자형태로 설치된다. 그리고, 상기 모서리 고정부재(200)의 결착부재(230)를 이들 수평방향 프레임과 수직방향 프레임이 만나서 이루는 곳의 모서리에 끼우면 모서리 고정부재는 프레임(F)에 용이하게 고정되어 이탈이 방지된다.
도 5에서는 모서리 고정부재가 사용된 형상을 예시적으로 도시하고 있으며, 이들을 확대한 모습이 도 7과 8a 내지 도 8c로 도시되어 있다.
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 건축외장재의 다른 실시예의 구조로서, 상기 상부부재와 측면부재로 이루어지는 내부공간에 단열재를 배치하여 건축물 내외부 단열효과를 더욱 발휘하도록 한 것이다. 상기 단열재는 두가지 층으로 이루어지도록 하였으며, 구체적으로는 상기 상부부재의 내측면에 부착되는 세라믹보드로 이루어지는 제1레이어(160)와 상기 제1레이어에 접하면서 상기 내부공간을 충진하는 글라스울로 이루어진 제2레이어(180)로 이루어진다. 상기 글라스울은 상기 하부부재의 하면 깊이까지 충진되는 것이 좋다. 이렇게 글라스울을 충진하게 되면, 건축외장재의 크기가 상대적 큰 경우 내부에 단열재를 채우지 않게 되면 얇은 플레이트 판재 구조로 인해 건축외장재가 비틀어지는 문제가 생기는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 내부공간에 제1레이어 및 제2레이어로 충진하되 글라스울로 내부공간을 전체적으로 충진함으로써, 단열효과에 더하여 큰 형태의 건축외장재의 경우에도 비틀림을 막는 효과가 발휘되는 유리한 점이 있다.
그리고, 상기 하부부재의 하면에는 노턴 테이프와 같은 양면 테이프 구비하여 시공의 편리성을 높일 뿐 아니라, 건축외장재의 방수 및 내진 성능을 발휘하게 하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (4)

  1. 건축물 외벽에 설치되는 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 프레임(F); 상기 프레임에 결합되는 건축외장재(100); 및 상기 수평프레임과 수직프레임이 만나는 부위에서 상기 프레임과 건축외장재 사이에 구비되어 건축외장재의 간격을 유지하는 모서리 고정부재(200);로 이루어지고,
    상기 모서리 고정부재는,
    사각 플레이트 형상의 베이스부(210);
    상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(220);
    상기 베이스부의 네 모서리의 하면에서 아래쪽으로 수직하게 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 프레임과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(230);를 포함하고,
    상기 결착부재(230)는,
    상기 베이스부(210)의 네 모서리에서 아래쪽으로 수직하게 절곡되면서 서로 직각인 제1 및 제2결착부재(231,233); 및 상기 제1 및 제2결착부재(231,233) 각각의 끝단에서 일측으로 돌출된 제1 및 제2결착돌기(231a,233a);를 포함하고,
    상기 제1결착부재(231)와 제2결착부재(233) 각각의 길이는 상기 프레임의 상하폭과 동일하게 형성되어 상기 결착부재가 상기 프레임에 결착되는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간격유지부재(220)는, 서로 직각인 수평간격유지부재(221)와 수직간격유지부재(223)으로 이루어지고,
    상기 수평간격유지부재(221)의 일측면에는 돌출되어 그 길이방향 횡방향으로 연장되어 상기 건축외장재의 일단을 누르는 제1누름돌기(250);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간격유지부재(220)는,
    상기 제1누름돌기(250)의 끝단에서 제1누름돌기에 수직하게 형성되어 상기 건축외장재의 일단을 결속하는 제2누름부재(255);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 건축외장재는,
    사각플레이트 형상의 상부부재(110);
    상기 상부부재에서 네 변에서 수직하게 하향 형성되는 측면부재(120);
    상기 측면부재의 하단에서 외측으로 수직하게 형성되는 하부부재(150);
    상기 측면부재의 전체에 형성되고, 상기 하부부재와 나란하게 외측방향으로 돌출되면서 끝단부는 라운드 형상을 가지는 돌출부(130); 및
    상기 측면부재에서 상기 돌출부의 아래쪽에 형성되고, 횡방향으로 서로 소정간격 이격되어 형성된 복수 개의 슬릿 형상의 단열홈(125);을 포함하고,
    상기 단열홈에 의해 상기 상부부재에서 상기 하부부재로 전달되는 전도열이 감소되는 것을 특징으로 하는 건축외장재 구조체.
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