KR102173559B1 - 건축용 단열패널 및 이 건축용 단열패널 제조방법 - Google Patents
건축용 단열패널 및 이 건축용 단열패널 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
건축용 단열패널 및 이 건축용 단열패널 제조방법이 개시된다. 개시된 건축용 단열패널은 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열 보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재; 각관이 사각틀 또는 격자틀 형태를 이루어지도록 구성되며, 상기 단열재의 폭방향 외면에 밀착배치되는 외부 구조틀; 복수의 구조봉으로 이루어지고, 상기 구조봉은 FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어지며, 상기 각각의 구조봉이 상기 단열재를 폭방향으로 관통시키며 일단은 상기 단열재의 외면에서 돌출되어 상기 외부 구조틀에 고정됨으로써 상기 외부구조틀과 상기 단열재를 결합시키고, 타단은 상기 단열재의 내면에서 돌출되어 외부에 노출되도록 구성되며, 상기 복수의 구조봉들이 트러스 구조를 이루도록 상기 단열재의 폭방향에 대해 수평 또는 경사지게 형성된 연결부; 및, 상기 외부구조틀의 외측에 고정설치되는 외측 마감보드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 건축물의 구조벽에 설치되는 건축용 단열패널 및 이 건축용 단열패널 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열손실을 최소화하면서도 구조적으로 강한 연결을 위하여 고강도이면서도 열전달율이 낮은 FRP봉이나 목재봉으로 된 구조봉을 사용하고, 구조적 안정성을 보다 확고히 하도록 구조봉을 트러스구조로 형성시킨 건축용 단열패널 및 이 건축용 단열패널 제조방법에 관한 것이다.
건물의 열차단을 하기 위한 단열공법에 있어 벽을 기준으로 외단열, 중단열, 내단열등의 방법이 있다. 또한 단열공법의 핵심은 단열성능과 더불어 구조물과 단열재 그리고 단열재를 마감하는 마감재를 서로 어떻게 고정, 연결하여 단열재를 외부의 화재, 지진등으로 부터 안전하게 보호하는가에 따라 각종 자재 및 공법이 개발되어 왔다.
그럼에도 불구하고 현재까지 지진등의 외력에 완벽히 대응하며 화재에 대한 안전성까지 확보된 자재 및 공법의 개발이 흡족히 진행되지 못해온 것이 현실이다.
건축물의 단열성능을 결정짓는 중요한 요소가 첫째는 단열재의 종류와 두께이며 둘째는 단열재를 고정하는 재료나 방식에 의해 열이 빠져나가는 열교현상이며 따라서 좋은 단열재와 열교 없는 시공이 중요한 요소이다.
또한, 단열공법 가운데에서는 내단열, 중단열, 외단열중 가장 효율이 높은 방법이 외단열 공법임은 이미 공인된 내용으로, 외단열공법을 장려하고 있으나 현재 시행되는 대부분의 외단열 시공법이 접착에 의한 단열재 부착방식으로 이 공법의 한계인 마감재의 중량문제로 단열재를 화재로부터 안전하게 보호하지 못하는데 많은 문제가 발생되고 있다.
즉, 외단열에 있어 접착력에 의한 부착방식으로는 단열재를 화재로부터 보호할 수 있는 마감이 어렵고 반대로 화재의 안전성을 확보하기 위해 두꺼운 불연재로 마감할경우 벽체에 이를 고정하기 위한 철물 등으로 인해 열교에 따른 단열성능의 저하문제가 발생하는 문제가 있었다.
단열공법에 있어 최상의 공법은 화재에도 강하며 마감재를 중량에 관계 없이 자유롭게 사용할 수 있고 또한 지진, 태풍 등에 강한 외단열 공법이 가장 좋은 단열방법이나, 이를 만족할 만한 단열패널이 개발되지 않고 있다.
본 발명은 단열재의 일측에만 구조틀을 두고 FRP봉이나 목재봉으로 된 구조봉들을 트러스 구조가 되도록 단열재 내부를 관통하고 구조봉들의 일측단을 구조틀에 고정하고, 타측단은 단열재의 내면에서 돌출되어 노출되도록 구성하여, 구조적으로 안정화를 이루면서도, 건물의 구조용 콘크리트벽의 시공시, 거푸집역할을 하여 거푸집설치에 대한 작업을 간편화할 수 할 수 있도록 하며, 외측에 마감재의 무게에 구애받지 않고 다양한 마감재를 시공설치할 수 있는 건축용 단열패널을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 단열재 양측에 각각 구조틀을 두고 구조봉들을 트러스구조가 되도록 단열재 내부를 관통하고 구조봉들의 양단을 구조틀에 고정하여 구조적으로 최적의 안정화를 이루면서도 건축물의 벽체에 앵글을 통한 용이한 시공이 가능할 뿐 아니라, 외측에 마감재의 무게에 구애받지 않고 다양한 마감재를 시공설치할 수 있는 건축용 단열패널을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건축용 단열패널은 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열 보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재; 각관이 사각틀 또는 격자틀 형태를 이루어지도록 구성되며, 상기 단열재의 폭방향 외면에 밀착배치되는 외부 구조틀; 복수의 구조봉으로 이루어지고, 상기 구조봉은 FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어지며, 상기 각각의 구조봉이 상기 단열재를 폭방향으로 관통시키며 일단은 상기 단열재의 외면에서 돌출되어 상기 외부 구조틀에 고정됨으로써 상기 외부구조틀과 상기 단열재를 결합시키고, 타단은 상기 단열재의 내면에서 돌출되어 외부에 노출되도록 구성되며, 상기 복수의 구조봉들이 트러스 구조를 이루도록 상기 단열재의 폭방향에 대해 수평 또는 경사지게 형성된 연결부; 및, 상기 외부구조틀의 외측에 고정설치되는 외측 마감보드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
각관이 사각틀 또는 격자틀 형태로 이루어지도록 구성되며, 상기 단열재의 폭방향 내면에 밀착배치되고, 상기 단열재의 외측으로 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 타단이 고정되도록 구성되는 내부 구조틀;을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 단열재는 상기 유기계열 보온재의 양측면에 상기 무기계열 보온재가 각각 겹쳐진 형태로 이루어질 수 있다.
상기 내부 구조틀의 내측에 고정설치되는 내측 마감보드;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 무기계열 보온재는 암면 또는 유리섬유로 이루어지며,
상기 외측 마감보드 및 상기 내측 마감보드는 CRC보드로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 건축용 단열패널 제조방법은, a) 각관을 사각틀 또는 격자틀형태로 연결시켜 외부 구조틀을 제작하는 단계; b) 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재의 외면에 상기 외부 구조틀을 밀착배치시키는 단계; c) FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어진 복수의 구조봉들을 양단이 상기 단열재의 외면 및 내면에서 돌출되도록 상기 단열재에 관통시키며, 상기 단열재의 외면에서 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 일단은 상기 외부 구조틀에 고정시켜 상기 외부 구조틀과 상기 단열재를 결합하되, 상기 복수의 구조봉들이 트러스구조를 이루는 연결부를 형성시키는 단계; d) 상기 외부 구조틀의 외측에 외측 마감보드를 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 건축용 단열패널 제조방법은, a) 각관을 사각틀 또는 격자틀형태로 연결시켜 외부 구조틀 및 내부 구조틀을 각각 제작하는 단계; b) 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재의 외면에 상기 외부 구조틀을 밀착배치시키고, 상기 단열재의 내면에 상기 내부 구조틀을 밀착배치시키는 단계; c) FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어진 복수의 구조봉들을 양단이 상기 단열재의 외면 및 내면에서 돌출되도록 상기 단열재에 관통시키며, 상기 단열재의 외면에서 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 일단은 상기 외부 구조틀에 고정시키고, 상기 단열재의 내면에서 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 타단은 상기 내부 구조틀에 고정시켜, 상기 외부 구조틀과 상기 단열재와 상기 내부구조틀을 결합하되, 상기 복수의 구조봉들이 트러스구조를 이루는 연결부를 형성시키는 단계; d) 상기 외부 구조틀의 외측에 외측 마감보드를 고정하는 단계;를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 단열재는 외측에 배치된 무기계열 보온재와, 상기 무기계열 보온재의 내면에 겹쳐진 유기계열 보온재로 구성되거나, 유기계열 보온재의 내외측 양면에 각각 무기계열 보온재가 겹쳐진 형태로 구성될 수 있다.
상기 내부 구조틀의 내측에 내측 마감보드를 고정하는 단계;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 외측 마감보드와 상기 내측 마감보드는 CRC보드로 이루어질 수 있다.
상기한 바에 따르면, 본 발명의 건축용 단열패널은 단열재의 일측에 구조틀을 두고 구조봉들을 트러스 구조가 되도록 단열재 내부를 관통하고 구조봉들의 일측단을 구조틀에 고정하고, 타측단은 단열재의 내면에서 돌출되어 노출되도록 구성하여, 구조적으로 안정화를 이루면서도, 건물의 구조용 콘크리트벽의 시공시, 거푸집역할을 하여 거푸집설치에 대한 작업을 간편화할 수 할 수 있으며, 외측에 마감재의 무게에 구애받지 않고 다양한 마감재를 시공설치할 수 있으므로, 공사기간을 매우 줄일 수 있어 공사비용을 절감할 수 있고, 내진성이 매우 향상되어 지진이나 태풍등에 의해서도 매우 안전하며 화재의 위험성도 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 건축용 단열패널은 단열재 양측에 각각 구조틀을 두고 구조봉들을 트러스구조가 되도록 단열재 내부를 관통하고 구조봉들의 양단을 구조틀에 고정하여 구조적으로 최적의 안정화를 이루면서도 건축물의 벽체에 앵글을 통한 용이한 시공이 가능하며, 외측에 마감재의 무게에 구애받지 않고 다양한 마감재를 시공설치할 수 있어, 공사기간 단축에 따른 공사비용의 절감을 이룰수 있고, 지진에 의한 건물의 안전성을 확보하고 화재에 대한 안정성도 매우 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 건축용 단열패널을 나타낸 횡단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 건축용 단열패널의 주요구성을 나타낸 종단면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 건축용 단열패널의 사용예시도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널을 나타낸 횡단면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널의 사용예시도이고,
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 건축용 단열패널을 나타낸 횡단면도이고,
도 9는 도 8에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드 및 내측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
도 10은 도 9에 도시된 건축용 단열패널에서 목재로 된 보강재가 추가 구성된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 건축용 단열패널의 주요구성을 나타낸 종단면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
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도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널을 나타낸 횡단면도이고,
도 6은 도 5에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널의 사용예시도이고,
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 건축용 단열패널을 나타낸 횡단면도이고,
도 9는 도 8에 도시된 건축용 단열패널에서 외측 마감보드 및 내측 마감보드를 삭제하여 나타낸 사시도이고,
도 10은 도 9에 도시된 건축용 단열패널에서 목재로 된 보강재가 추가 구성된 상태를 나타낸 사시도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건축용 단열패널(1) 및 이 건축용 단열패널 제조방법에 대해 설명한다.
본 발명의 건축용 단열패널(1)은 건축물의 구조벽 외측에 시공되어 외단열 벽체구조를 형성시키기 위한 것으로, 모듈형 단열패널로 구성된다.
건축용 단열패널(1)은 외부 구조틀(10), 단열재(30), 연결부(41,42,46), 외측 마감보드(60)를 포함하도록 구성된다.
외부 구조틀(10)은 단열재(30)의 외면에 밀착설치되는 것으로, 철, 알루미늄 등의 철재각관이 사각틀 또는 격자틀 형태로 이루어지도록 구성된다.
구체적으로, 외부 구조틀(10)은 좌우 이격되게 배치되는 한 쌍의 수직각관(11)과, 상기 한 쌍의 수직각관(11)의 상단과 하단을 연결하도록 상하 이격되게 설치되는 수평각관(13)과, 한 쌍의 수직각관(11)과 한 쌍의 수평각관(13) 내에 배열 설치되는 보강수평각관(16)과 보강수직각관(17)으로 이루어진 보강각관(15)을 포함하도록 구성된다. 한 쌍의 수직각관(11), 한 쌍의 수평각과(13), 보강수평각관(16)과 보강수직각판(17)은 용접 또는 결합편등에 의해 서로 결합되어 외부 구조틀(10)이 제작될 수 있다.
외부구조틀(10)은 제작되는 사이즈에 따라 한 쌍의 수직각관(11)과 한 쌍의 수평각관(13)으로만 구성되어 사각틀 형태로 이루어질 수 있고, 한 쌍의 수직각관(11) 및 한 쌍의 수평각관(13)과 더불어 보강각관(15)을 추가 구성되어 격자틀형태를 이루도록 구성될 수 있다.
아울러, 외부구조틀(10)의 제작되는 사이즈에 따라 한 쌍의 수직각관(11) 및 한 쌍의 수평각관(13) 내에 설치되는 보강수평각관(16)과 보강수직각관(17)의 갯수 는 다양하게 구성될 수 있다.
단열재(30)는 단열성능이 우수한 발포형태의 유기계열 보온재(31)와, 이 유기계열 보온재(31)의 외면측에 화재에 강한 불연성의 유리섬유면, 암면 등과 같은 무기계열 보온재(33)가 겹쳐지도록 구성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 단열재(30)는 유기계열 보온재(31) 만으로도 구성될 수 있고, 무기계열 보온재(33) 만으로도 구성될 수 있다.
단열재(30) 전체가 무기계열 보온재(33)로 구성되는 경우, 화재에 대한 확실한 안전성이 확보되며, 외부 마감보드(60)를 중량에 관계 없이 자유롭게 설치할 수 있다.
단열재(30)의 외면에는 외부구조틀(10)이 밀착되도록 설치되며, 구조봉들로 이루어진 연결부(41,42,46)에 의해 단열재(30)와 외부구조틀(10)이 결합되도록 구성된다.
연결부(41,42,46)는 구조봉으로 이루어지며, 단열재(30)를 폭방향으로 관통시키고 외측단이 외부구조틀(10)에 고정되도록 설치됨으로써, 단열재(30)와 외부 구조틀(10)이 결합되도록 구성된다. 아울러, 연결부(41,42,46)는 내측단은 단열재(30)의 내면에서 돌출된 형태가 되도록 구성된다. 본 발명에서 구조봉은 FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉 또는 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어질 수 있다.
연결부(41,42,46)는 복수의 제1구조봉(41), 복수의 제2구조봉(42), 복수의 제3구조봉(46)을 포함하도록 구성된다.
복수의 제1구조봉(41)은 단열재(30)를 폭방향으로 관통시키되, 수평방향에 대해 경사지도록 관통시키고, 외측단은 제1고정철물(51)에 의해 외부구조틀(10)에 고정되도록 설치된다.
여기서, 제1고정철물(51)은 사각금속편형태로 이루어지며, 단열재(30)를 경사지게 관통한 제1구조봉(41)의 외측단이 삽입되는 경사진 제1끼움홈(51a)이 형성되도록 구성된다.
제1고정철물(51)의 제1끼움홈(51a) 내면에 접착제를 바른 후, 제1끼움홈(51a)에 제1구조봉(41)의 외측단을 삽입하여 접착시킨 다음, 제1고정철물(51)을 나사(s)와 같은 체결부재로 외부 구조틀(10)에 결합시킬 수 있다.
복수의 제2구조봉(42)은 단열재(30)를 폭방향으로 관통시키되, 마주하고 있는 제1구조봉(41)이 대향되는 즉, 반대방향으로 경사지도록 관통시키고, 외측단은 제2고정철물(52)에 의해 외부구조틀(10)에 고정되도록 설치된다.
여기서, 제2고정철물(52)은 사각금속편형태로 이루어지며, 제1고정철물(51)과 반대방향으로 경사진 제2끼움홈(52a)이 형성되도록 구성된다.
제1구조봉(41)의 설치법과 마찬가지로, 제2고정철물(52)의 제2끼움홈(52a) 내면에 접착제를 바른 후, 제2끼움홈(52a)에 제2구조봉(42)의 외측단을 삽입하여 접착시킨 다음, 제2고정철물(52)을 나사와 같은 체결부재로 외부 구조틀(10)에 결합시킬 수 있다.
복수의 제1구조봉(41)과 복수의 제2구조봉(42)들은 좌우 방향을 따라 경사진 방향이 서로 교번하게 설치됨으로써 도 1에서 보는 바와 같이 측면에서 볼때 제1구조봉(41)과 복수의 제2구조봉(42)들이 서로 "X"자 형으로 교차된 형태로 배치되도록 구성되며, 또한, 복수의 제1구조봉(41)과 복수의 제2구조봉(42)들은 상하 방향을 따라 경사진 방향이 서로 교번하게 설치됨으로써 도 2에서 보는 바와 같이 상부에서 볼때 제1구조봉(41)과 복수의 제2구조봉(42)들이 서로 "X"자 형으로 교차된 형태로 배치되도록 구성될 수 있다.
복수의 제3구조봉(46)은 단열재(30)를 폭방향으로 관통시키되, 수평방향으로 관통시키고, 외측단은 제3고정철물(56)에 의해 외부구조틀(10)에 고정되도록 설치된다.
여기서, 제3고정철물(56)은 사각금속편형태로 이루어지며, 단열재(30)를 수평하게 관통시킨 제3구조봉(46)의 외측단이 삽입되는 수평된 제3끼움홈(56a)이 형성되도록 구성된다.
제1구조봉(41)의 설치법과 마찬가지로, 제3끼움홈(56) 내면에 접착제를 바른 후, 제3끼움홈(56a)에 제3구조봉(46)의 외측단을 삽입하여 접착시킨 다음, 제3고정철물(56)을 나사와 같은 체결부재로 외부구조틀(10)에 결합시킬 수 있다.
이와 같이, 복수의 제1구조봉(41)들과, 복수의 제2구조봉(42)들과 복수의 제3구조봉(46)들을 각도를 다양하게 하여 단열재(30)를 관통시키고, 각각의 외측단을 외부 구조틀(10)에 고정시킴으로써 외부 구조틀(10)과 단열재(30)가 각각의 구조봉(41,42,46)들에 의해 일체형으로 결합된 형태가 되며, 복수의 제1구조봉(41)들과, 복수의 제2구조봉(42)들과 복수의 제3구조봉(46)로 이루어진 연결부(41,42,46)들은 트러스구조를 이루도록 형성되어 구조적으로 최적의 안정화를 이루게 된다.
외측 마감보드(60)는 무석면 고밀도 섬유강화 시멘트보드(cellulose Reinforced Cenment Board, 이하, 'CRC보드'라함) 등의 난연성 보드로 구성되어, 피스(나사) 등의 체결수단을 이용하여 외부 구조틀(10)에 결합설치되도록 구성된다.
이하, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 건축용 단열패널(1)의 제조과정에 대해 설명한다.
한 쌍의 수직각관(11), 한 쌍의 수평각과(13), 보강수평각관(16)과 보강수직각판(17)을 용접 또는 결합편등에 의해 서로 결합하여 외부 구조틀(10)을 제작한다.
유기계열 보온재(31)와 무기계열 보온재(33)를 서로 겹쳐지도록 접착제로 결합하여 단열재(30)를 형성시키고, 이 단열재(30)의 외측면에 외부 구조틀(10)을 밀착배치시킨다.
이후, 각각의 구조봉(41,42,46)들을 단열재(30)의 폭방향으로 관통시키고, 그 각각의 각각의 구조봉(41,42,46)들의 외측단을 각각의 고정철물(51,52,56)을 이용하여 외부 구조틀(10)에 고정시키며, 이때, 각각의 구조봉(41,42,46)로 이루어진 연결부는 트러스구조를 이루도록 한다. 아울러, 구조봉(41,42,46)들의 내측단은 단열재(30)의 내면에서 외부로 돌출된 형태가 되도록 한다.
이렇게 구조봉(41,42,46)으로 단열재(30)와 외부 구조틀(10)을 일체화 시킨 다음, CRC보드로 이루어진 외측 마감보드(60)을 피스 등의 체결수단을 통해 외부 구조틀(10)의 외측에 고정결합시킴으로써, 본 발명의 건축용 단열패널(1)의 제조가 완성된다.
이와 같이, 본 발명의 건축용 단열패널(1)은 외부 구조틀(10)과 밀착된 단열재(30)에 구조봉(41,42,46)들로 이루어진 연결부가 트러스 구조를 이루도록 관통되며, 구조봉(41,42,46)들의 외측단이 외부 구조틀(10)에 고정된 형태로 구성되어 있으므로, 단열패널(10)이 구조적으로 최적의 안정화를 이룰 수 있으며, 특히, 외부 구조틀(10) 외측에 CRC보드로 이루어진 외측 마감보드(60)가 구성되어 있어, 외측마감보드(60)의 외면에 석판 등의 장식마감재를 용이하게 부착할 수 있다. 이러한 석판 등의 장식마감재는 외측마감보드(60)에 고정설치될 수도 있고, 외부 구조틀(10)에 고정되도록 설치될 수도 있다.
한편, 이러한 본 발명의 건축용 단열패널(1)은 건축물의 시공시, 구조용 벽을 형성하기 위한 외부 거푸집 기능을 겸할 수 있다.
즉, 건축물의 시공시, 본 발명의 건축용 단열패널(1)을 콘크리트 타설을 위한 외부 거푸집으로 활용하여 콘크리트를 타설하면, 단열재(30)의 내면에서 돌출된 구조봉(41,42,46)의 내측단이 시공된 콘크리트 구조벽(w1)에 매설되어 단열패널(1)이 콘크리트 구조벽(w1)에 일체화되어 시공이 용이해 질 수 있다.
즉, 본 발명의 건축용 단열패널(1)을 이용하게 되면, 외부 거푸집을 생략할 수 있고, 콘크리트의 타설과 동시에 단열마감공사가 마무리되어 건축물의 공사기간을 대폭 감축시킬 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널(2)에 대해 설명한다.
제 2 실시 예의 단열패널(2)은 제 1 실시 예의 단열패널(1)에 비해 내부 구조틀(20)이 더 구성된다는 점에서만 차이가 있을 뿐, 나머지 구성에 대해서는 제 1 실시 예와 동일하므로 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 설명은 생략하도록 하며, 차이가 있는 구성에 대해서만 중점적으로 설명하도록 한다.
내부 구조틀(20)은 외부 구조틀(10)과 동일한 구성으로서, 동일한 방법에 의해 제작될 수 있다.
내부 구조틀(20)은 단열재(30)의 내면에 밀착되며, 단열재(30)를 관통하여 단열재(30)의 내면에서 돌출된 구조봉(41,42,46)들의 내측단이 고정되도록 구성된다.
즉, 제 1 실시 예의 단열패널(1)에서는 구조봉(41,42,46)들의 내측단은 단열재(30)의 내면에서 돌출되어져 외부에 노출된 상태로 구성되는 것이었으나, 제 2 실시 예의 단열패널(2)은 구조봉(41,42,46)들의 내측단이 단열재(30)의 내면에서 돌출되어지고, 이 돌출된 구조봉(41,42,46)들의 내측단이 단열재(30)의 내면에 밀착된 내부 구조틀(20)에 각각의 고정철물(51,52,56)들에 의해 고정되도록 구성되는 것이다.
돌출된 구조봉(41,42,46)들의 내측단이 고정철물(51,52,56)에 의해 내부 구조틀(20)에 고정결합되는 것은 상기에서 설명한 구조봉(41,42,46)들의 외측단이 고정철물(51,52,56)에 의해 외부구조틀(10)에 고정결합되는 구조 및 설치법과 동일하다.
이러한 제 2 실시 예의 단열패널(2)의 제조방법은 제 1 실시 예의 단열패널(1)의 제조방법과 거의 유사하며, 단열재(30)의 내면에서 돌출된 구조봉(41,42,46)들의 내측단을 고정철물(51,52,56)로 내부 구조틀(20)에 고정시키는 과정이 더 포함되는 차이만 있을 뿐이다.
구체적으로, 외부구조틀(10)의 제작시, 동일하게 내부 구조틀(20)도 제작하여 준비해 두고, 단열재(30)의 외면 및 내면에 외부구조틀(10)과 내부구조틀(20)을 밀착배치시킨다.
다음으로, 각각의 구조봉(41,42,46)들을 트러스 구조가 되도록 단열재(30)의 폭방향으로 관통시키고, 그 각각의 구조봉(41,42,46)들의 외측단을 각각의 고정철물(51,52,56)을 이용하여 외부 구조틀(10)에 고정시키며, 구조봉(41,42,46)들의 내측단을 각각의 고정철물(51,52,56)을 이용하여 내부 구조틀(20)에 고정시킴으로써, 복수의 구조봉(41,42,46)에 의해 외부 구조틀(10)과 단열재(30)와 내부 구조틀(20)이 일체화시킨다.
다음으로, CRC보드로 이루어진 외측 마감보드(60)을 피스 등의 체결수단을 통해 외부 구조틀(10)의 외측에 고정결합시킴으로써, 제 2 실시 예에 따른 건축용 단열패널(2)의 제조가 완성된다.
이러한 본 발명의 단열패널(2)은 구조용 콘크리트 벽(w2)에 앙카볼트(b)를 정착시키고, 앙카볼트(b)에 앵글(70)의 수직부(71)를 너트(n)로 고정시킨 다음, 앵글(70)의 수평부(s)를 나사(s)로 내부 구조틀(10)과 결합시킴으로써, 건축물의 구조용 콘크리트 벽(w2)에 본 발명의 단열패널(2)을 용이하게 시공하여 외단열 구조를 형성시킬 수 있다.
한편, 앵글(70)의 수평부(72)에는 길이방향으로 소정간격 나사관통홀(72a)이 형성되어 있어, 단열패널(2)이 구조용 콘크리트 벽(w2)에서 이격설치되는 위치를 용이하게 조절하여 시공할 수 있다.
이처럼, 제 2 실시 예의 단열패널(2)은 단열재(30)의 양측에 각각 외부 구조틀(10)과 내부 구조틀(20)을 두고, 이 각각의 구조틀(10,20)을 복수의 구조봉(41,42,46)으로 트러스구조를 이루도록 관통하여 각각의 구조틀(10,20)에 고정한 형태로서, 단열재(30)는 어떠한 외력도 받지 않고 순수한 단열기능만 갖게 되며 지진, 태풍 등 외력에 대한 모든 저항은 양측의 구조틀(10,20)과 이를 연결하는 트러스구조의 구조봉(41,42,46)들이 부담하게 됨으로써 구조적으로 최적의 안정화를 이룰 수 있게 된다.
또한, 구조봉(41,42,46)들이 이루는 트러스 구조의 강도가 매우 높아 단열재(30)의 외측 즉 단열패널(2)의 외측에 석판등의 장식마감재를 외부 구조틀(10)에 견고하게 설치시공할 수 있게 한다.
또한, 단열재(30)가 보온성이 강한 유기계열 보온재(31)와 내열성 즉 불연성의 무기계열 보온재(33)로 구성되어 있으므로, 화재로부의 안전성과 단열성능의 확보할 수 있고, 가격대비 성능이 우수하면서도 안전한 단열재의 구성이 가능해진다.
이하, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 건축용 단열패널(3)에 대해 설명한다.J
제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)은 제 2 실시 예의 건축용 단열패널(3)에 비해, 단열재(30')가 3겹 구조로 이루어진다는 점, 내부 구조틀(20)의 내측에 내측 마감보드(62)가 더 구성된다는 점에서만 차이가 있을 뿐 나머지 구성에 대해서는 동일하며, 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하도록 한다.
단열재(30')는 유기계열보온재(31)의 내외측 양면에 각각 무기계열보온재(33)가 겹쳐지도록 구성되어, 양호한 보온성을 유지할 뿐 아니라, 유기계열 보온재(31)의 양면에 불연성의 무기계열보온재(33)가 구성되어, 유기계열 보온재(31)에 대한 화재위험성을 더욱 낮출 수 있다.
내측 마감보드(62)는 외측 마감보드(60)와 동일하게 CRC 보드 등의 불연성 마감보드로 이루어질 수 있으며, 피스 등의 나사체결부재를 통해 내부 구조틀(20)에 고정설치될 수 있다.
제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)의 제조방법은 단열재(30')를 준비할 때, 유기계열보온재(31)의 양면에 각각 무기계열보온재(33)가 겹쳐진 3겹 구조의 단열재(30')를 준비하고, 단열재(30')의 외면 및 내면에 외부 구조틀(10)과 내부 구조틀(20)을 밀착배치시킨 상태에서, 제 2 실시 예와 동일하게 복수의 구조봉(41,42,46)들을 트러스구조가 되도록 단열재(30')를 관통시키고, 외측단 및 내측단을 외부 구조틀(10)과 내부 구조틀(20)에 고정결합하여 외부 구조틀(10), 단열재(30') 및 내부 구조틀(30)를 일체화 시킨 다음, 외부 구조틀(10)과 내부 구조틀(20)에 각각 CRC보드로 이루어진 외측 마감보드(60)와 내측 마감보드(62)를 고정설치하여 건축용 단열패널(3)를 완성할 수 있다.
제 1 실시 예의 건축용 단열패널(1) 및 제 2 실시 예의 건축용 단열패널(2)은 건축물의 콘크리트 구조벽(w1,w2) 외측에 시공되어 외단열 구조를 형성시키는 용도로 사용되는 것이었으나, 제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)은 주택 및 저층용 건물의 시공시, 그 자체가 복합단열벽체로서의 용도로 사용될 수 있다.
즉, 제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)들을 서로 연결하여 주택의 벽체를 시공할 수 있다. 건축용 단열패널(3)들을 공장에서 제작한 후, 현장으로 운반하여 현장조립을 통해 주택 및 건축물 공사기간을 대폭 절감할 수 있으며, 일체형 벽체시공으로 개별적 공정이 불필요하고 비용절감요화가 우수한 복합단열벽체로서 이용될 수 있다.
한편, 제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)은 주택시공시 벽체로서 사용될 수 있을 뿐 아니라, 지붕벽체로도 적용될 수 있다. 건축용 단열패널(3)이 지붕벽체로 적용될 경우, 외부 구조틀(10), 내부구조틀(20) 및 이를 연결하는 복수의 구조봉들로 이루어진 트러스 구조의 연결부(41,42,46)에 의한 구조강성을 보강하기 위하여 외부구조틀(10)과 내부구조틀(20) 단열재(30')의 테두리를 따라 소정간격으로 목재나 합성수지 등으로 이루어진 보강재(80)를 외부구조틀(10)과 내부구조틀(20)을 연결하도록 형성시킬 수 있다.
즉, 도 8 및 9에서 설명한 제 3 실시 예의 건축용 단열패널(3)의 제조가 완성된 후, 단열재(30')의 테두리면을 따라 홈파기 가공을 통해 끼움홈(g)을 형성시키고, 이 끼움홈(g)에 보강재(8)를 끼운 다음, 외부 구조틀(10)에서 보강재(80)의 전단으로 나사를 체결하고, 내부 구조틀(20)에서 보강재(90) 후단으로 나사를 체결하여 보강재(80)가 외부 구조틀(10)과 내부 구조틀(20)을 연결하도록 결합시키는 방식으로 보강재(80)를 설치할 수 있다.
이렇게 보강재(80)들이 외부구조틀(10)과 내부구조틀(20)을 연결하도록 단열재(30')의 테두리를 따라 소정간격으로 형성됨으로써, 단열패널(3')의 구조적 강성이 더욱 향상될 수 있고, 이에 따라 주택의 지붕부재로서 만족할 수 있는 강성을 가질 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10...외부 구조틀
20...내부 구조틀
30...단열재
31...유기계열 보온재
33...무기계열 보온재
41,42,46...연결부
51,52,56...고정철물
60...외측 마감보드
62...내측 마감보드
70...앵글
80...보강재
20...내부 구조틀
30...단열재
31...유기계열 보온재
33...무기계열 보온재
41,42,46...연결부
51,52,56...고정철물
60...외측 마감보드
62...내측 마감보드
70...앵글
80...보강재
Claims (10)
- 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열 보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재;
각관이 사각틀 또는 격자틀 형태를 이루어지도록 구성되며, 상기 단열재의 폭방향 외면에 밀착배치되는 외부 구조틀;
각관이 사각틀 또는 격자틀 형태로 이루어지도록 구성되며, 상기 단열재의 폭방향 내면에 밀착배치되는 내부 구조틀;
복수의 구조봉으로 이루어지고, 상기 구조봉은 FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어지며, 상기 각각의 구조봉이 상기 단열재를 폭방향으로 관통시키며 일단은 상기 단열재의 외면에서 돌출되어 상기 외부 구조틀에 고정되고, 타단은 상기 단열재의 내면에서 돌출되어 상기 내부 구조틀에 고정됨으로써, 상기 외부구조틀과 상기 단열재를 결합시키고, 상기 내부구조틀과 상기 단열재를 결합시키도록 구성되며, 상기 복수의 구조봉들이 트러스 구조를 이루도록 상기 단열재의 폭방향에 대해 수평 또는 경사지게 형성된 연결부;
상기 외부구조틀의 외측에 고정설치되는 외측 마감보드; 및,
상기 내부구조틀의 내측에 고정설치되는 내측 마감보드;를 포함하며,
상기 연결부는,
상기 단열재를 폭방향으로 관통시키되 수평방향에 대해 경사지게 관통되는 복수의 제1구조봉;
상기 단열재를 폭방향으로 관통시키되 상기 제1구조봉에 대해 반대방향으로 경사지게 관통되는 복수의 제2구조봉; 및,
상기 단열재를 관통시키되 수평방향으로 관통되는 복수의 제3구조봉;을 포함하도록 구성되며,
상기 복수의 제1구조봉과 상기 복수의 제2구조봉은 좌우방향으로 경사져 "X"자 형으로 교차되도록 설치되고, 상하방향으로 경사져 "X"자 형으로 교차되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 단열재는 상기 유기계열 보온재의 양측면에 상기 무기계열 보온재가 각각 겹쳐진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 무기계열 보온재는 암면 또는 유리섬유로 이루어지며,
상기 외측 마감보드 및 상기 내측 마감보드는 CRC보드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널.
- 삭제
- a) 각관을 사각틀 또는 격자틀형태로 연결시켜 외부 구조틀 및 내부 구조틀을 각각 제작하a) 각관을 사각틀 또는 격자틀형태로 연결시켜 외부 구조틀 및 내부 구조틀을 각각 제작하는 단계;
b) 유기계열 보온재 또는 무기계열 보온재로 이루어지거나, 유기계열보온재와 무기계열보온재가 겹쳐지도록 구성된 단열재의 외면에 상기 외부 구조틀을 밀착배치시키고, 상기 단열재의 내면에 상기 내부 구조틀을 밀착배치시키는 단계;
c) FRP(Fiber-reinforced plastic)재질로 이루어진 FRP봉이나, 목재로 이루어진 목재봉으로 이루어진 복수의 구조봉들을 양단이 상기 단열재의 외면 및 내면에서 돌출되도록 상기 단열재에 관통시키며, 상기 단열재의 외면에서 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 일단은 상기 외부 구조틀에 고정시키고, 상기 단열재의 내면에서 돌출된 상기 복수의 구조봉들의 타단은 상기 내부 구조틀에 고정시켜, 상기 외부 구조틀과 상기 단열재와 상기 내부구조틀을 결합하되, 상기 복수의 구조봉들이 트러스구조를 이루는 연결부를 형성시키는 단계;
d) 상기 외부 구조틀의 외측에 외측 마감보드를 고정하는 단계;
e) 상기 내부 구조틀의 내측에 내측 마감보드를 고정하는 단계;를 포함하며,
상기 연결부는,
상기 단열재를 폭방향으로 관통시키되 수평방향에 대해 경사지게 관통되는 복수의 제1구조봉;
상기 단열재를 폭방향으로 관통시키되 상기 제1구조봉에 대해 반대방향으로 경사지게 관통되는 복수의 제2구조봉; 및,
상기 단열재를 관통시키되 수평방향으로 관통되는 복수의 제3구조봉을 포함하도록 구성되며,
상기 복수의 제1구조봉과 상기 복수의 제2구조봉은 좌우방향으로 경사져 "X"자 형으로 교차되도록 설치되고, 상하방향으로 경사져 "X"자 형으로 교차되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 단열재는 외측에 배치된 무기계열 보온재와, 상기 무기계열 보온재의 내면에 겹쳐진 유기계열 보온재로 구성되거나, 유기계열 보온재의 내외측 양면에 각각 무기계열 보온재가 겹쳐진 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널 제조방법.
- 삭제
- 제 7 항에 있어서,
상기 외측 마감보드와 상기 내측 마감보드는 CRC보드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 단열패널 제조방법.
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| KR20220084620A (ko) | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 이정복 | 건축용 고단열 벽체패널 |
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2019
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