KR102176086B1 - 중단열 콘크리트의 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판넬 커넥터를 이용한 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 단열재를 경계로 분할된 외벽과 내벽 간에 연결을 강화해서 일체성을 높이고 시공 중에도 단열재가 제 자세를 유지할 수 있으며 이를 위한 연결 구조에서도 중단열 벽체의 열교 현상을 방지할 수 있게 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법에 관한 것으로, 플랫타이가 삽탈 가능하도록 관통공이 형성되며, 단열재의 양측면에 각각 접합된 한 쌍의 스페이서; 중단열 벽체의 외벽과 내벽을 이루도록, 상기 단열재의 양측면을 각각 덮어 고정하는 콘크리트 벽체;를 포함하는 것으로, 서포터를 통해 단열재와 외벽과 내벽을 결속할 수 있고, 벽체 시공을 위한 시공 기간과 시공 단가를 감축할 수 있으며, 시공의 편의성 또한 높이는 효과가 있다.
Description
본 발명은 판넬 커넥터를 이용한 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 단열재를 경계로 분할된 외벽과 내벽 간에 연결을 강화해서 일체성을 높이고 시공 중에도 단열재가 제 자세를 유지할 수 있으며 이를 위한 연결 구조에서도 중단열 벽체의 열교 현상을 방지할 수 있게 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법에 관한 것이다.
단열 기능의 벽체 구조는, 벽체와 보(이하 '벽체') 등의 내면에 단열재를 구성한 내단열 벽체 구조와, 벽체의 외면에 단열재를 구성한 외단열 벽체 구조로 크게 구분된다.
우선, 내단열 벽체 구조는, 벽체의 실내측 면(이하 '벽체 내면')에 단열재가 위치하므로 냉각된 벽체가 실온에 주는 영향이 작고, 단열재의 적은 열용량에 의해서 벽체 내면을 비교적 빠른 시간에 실온에 도달하게 한다는 장점이 있다. 그러나, 내단열 벽체 구조는, 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 서식하며 벽체 콘크리트의 강도를 약화시킨다는 단점이 있었다. 더욱이 내단열 벽체 구조는, 화재가 발생하면 벽체 내면에 배치된 단열재로 화염이 쉽게 전이될 수 있고, 단열재가 연소하면서 유해한 매연과 유독가스 등이 실내에 다량으로 유입되어서 피신 중인 거주자에게 불리했다.
한편, 외단열 벽체 구조는, 단열재가 벽체 외면에 위치하므로 벽체 내면이 단열되어 내단열 구조 대비 에너지 효율이 우수했고, 벽체에 결로 및 곰팡이 등의 발생량을 절감할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 단열재가 외부에 노출되면서 벽체의 외벽 내구성이 약했고, 벽체 마감 등의 외부 작업을 위한 비게 설치와 보호 마감재 추가 시공이 불가피하다는 단점이 있었다. 더욱이 화재가 발생하면 단열재의 연소로 인한 매연과 유독가스 등이 실외로 다량 방출되어서, 화재 진압 중인 소방관은 물론 인근 통행자에게까지 악영향을 끼치는 위험성이 있었다.
그런데 내단열 벽체 구조와 외단열 벽체 구조는 서로 상반된 구조적 차이로 인해서 내,외단열 벽체 구조가 갖는 구조적 장,단점이 서로 엇갈렸고, 이로 인해서 내,외단열 벽체 구조가 각각 갖는 단점을 서로가 보완할 수 없다는 한계가 있었다.
이러한 내,외단열 벽체 구조가 갖는 구조적 한계를 최소로 하기 위해 중단열 벽체 구조에 관한 기술이 개발되었다.
종래 중단열 구조는 단열재가 벽체 사이에 위치하므로, 내단열 벽체와 외단열 벽체가 각각 갖는 단점을 해소할 수 있었다.
그러나 종래 중단열 구조의 벽체는, 단열재를 중심으로 외벽과 내벽이 서로 분리되므로, 벽체 자체가 일체를 이루지 못하면서 강도와 강성이 내,외단열 벽체 구조에 비해 감소할 수밖에 없었다. 더욱이 벽체를 시공하는 과정에서 단열재를 미리 입설한 이후에 외벽과 내벽 구축을 위한 콘크리트를 타설하므로, 중단열을 이루는 단열재는 타설 중인 콘크리트가 가하는 압에 의해서 자세를 유지하지 못하고 삐뚫어지거나 제 위치를 이탈하는 문제가 있었다.
또한, 중단열 구조를 이루는 단열재가 외벽면 및 내벽면 간에 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 외벽 거푸집과 내벽 거푸집이 일정한 간격을 이루어야 한다. 이를 위해서 종래 중단열 구조는 외벽 거푸집과 내벽 거푸집을 스페이서와 연결심 등의 자재를 이용해 상호 체결하고, 상기 스페이서와 연결심을 매개로 외벽 거푸집과 내벽 거푸집 사이에 단열재를 고정 배치했다. 그런데, 이렇게 배치된 단열재는 스페이서와 연결심 등이 관통하므로, 천공된 단열재는 단열 기능이 약화할 수밖에 없었고, 특히 단열재를 관통한 스페이서와 연결심 등은 높은 열전도성을 갖는 강철이므로, 상기 스페이서와 연결심 등을 통해 외벽과 내벽 간에 열교 현상이 심화됐다.
결국, 종래 중단열 벽체 구조는 공사를 위해 상대적으로 많은 시간 및 비용을 소비함에도 불구하고, 외단열 벽체 구조 및 내단열 벽체 구조가 갖는 기존의 문제들은 물론, 종래 중단열 구조가 갖는 외벽과 내벽 간에 열교 현상과 일체성 약화 문제도 해결하지 못했다.
선행기술문헌 1. 일본 공개특허번호 제2002-322752호(2002.11.08 공개)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 단열재를 경계로 서로 분리된 외벽과 내벽 간에 일체도를 높이며, 중단열 벽체 시공 시 외벽 거푸집과 내벽 거푸집 및 단열재를 서로 안정하게 연결해서 단열재가 제 위치를 유지하며 이탈하거나 삐뚫어지지 않도록 할 수 있음은 물론 외벽 거푸집과 내벽 거푸집 간에 간격을 일정하게 유지시키고, 외벽과 내벽 간에 열교를 방지할 수 있는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물과 중단열 벽체 시공법의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
플랫타이가 삽탈 가능하도록 관통공이 형성되며, 단열재의 양측면에 각각 접합된 한 쌍의 스페이서; 및
중단열 벽체의 외벽과 내벽을 이루도록, 상기 단열재의 양측면을 각각 덮어 고정하는 콘크리트 벽체;
를 포함하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 다른 본 발명은,
단열재의 양측면과 각각 접하도록 한 쌍의 스페이서를 배치하고, 상기 스페이서와 콘과 거푸집이 일렬로 접합되도록 플랫타이를 관통하게 끼우는 제1단계;
상기 스페이서와 콘과 단열재가 매설되도록, 한 쌍의 상기 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 제2단계;
상기 콘크리트의 양생 이후에 거푸집과 콘과 플랫타이를 탈형하는 제3단계;
상기 콘의 탈형으로 형성된 공극에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 제4단계;
를 포함하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 시공법이다.
상기의 본 발명은, 단열재를 경계로 서로 분리된 외벽과 내벽 간에 일체도를 높이며, 중단열 벽체 시공 시 외벽 거푸집과 내벽 거푸집 및 단열재를 서로 안정하게 정합 연결해서 단열재가 제 위치를 유지하며 이탈하거나 삐뚫어지지 않도록 할 수 있음은 물론 외벽 거푸집과 내벽 거푸집 간에 간격을 일정하게 유지시키고, 외벽과 내벽 간에 열교를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 단열재와 외벽과 내벽을 연결하는 서포터를 통해서 단열재와 외벽 및 내벽 간에 일체성을 높일 수 있고, 중단열 벽체의 공기 단축과 공사 단가 절감을 실현할 수 있으며, 시공의 편의도를 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벽체 구조물 시공을 위한 자재를 분해 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 벽체 구조물의 횡단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 벽체 시공법의 개략적인 모습을 순차로 보인 단면도이고,
도 5는 상기 자재의 스페이서를 확대 도시한 단면도이고,
도 6은 상기 스페이서의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 벽체 구조물의 종단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 벽체 구조물 시공을 위한 서포터의 역학적 지지 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 상기 서포터의 구성요소에 대한 일실시 예를 분해 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 벽체 시공법에서 서포터의 설치 모습을 순차로 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 벽체 구조물의 횡단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 벽체 시공법의 개략적인 모습을 순차로 보인 단면도이고,
도 5는 상기 자재의 스페이서를 확대 도시한 단면도이고,
도 6은 상기 스페이서의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 벽체 구조물의 종단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 벽체 구조물 시공을 위한 서포터의 역학적 지지 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 상기 서포터의 구성요소에 대한 일실시 예를 분해 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 벽체 시공법에서 서포터의 설치 모습을 순차로 보인 단면도이다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 벽체 구조물 시공을 위한 자재를 분해 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 벽체 구조물의 횡단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 실시의 벽체 구조물(10)은, 플랫타이(130)가 삽탈 가능하도록 관통공(113, 113')이 형성되며, 단열재(13)의 양측면에 각각 접합된 한 쌍의 스페이서(110, 110'); 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 단열재(13)를 감싸 고정하는 콘크리트 벽체;를 포함한다. 여기서 콘크리트 벽체는 단열재(13)를 기준으로 분할된 외벽(11)과 내벽(12)을 포함한다.
따라서 본 실시의 벽체 구조물(10)은, 도 2와 같이 외벽(11)과 내벽(12)을 물리적으로 서로 연결하는 연결 매체가 없이도 중단열 구조의 벽체 구조물(13)을 이루게 되고, 단열재(13) 또한 시공 과정에서 높은 자세 유지도를 가지며 뒤틀림이나 이탈 없이 내설될 수 있다.
이를 위한 본 실시의 스페이서(110, 110')는, 관통공(113, 113')이 형성되며, 단열재(13)의 일측과 접하는 고정판(111, 111'); 고정판(111, 111')에 관통된 플랫타이(130)를 감싸도록, 고정판(111, 111')의 일측에 돌출하게 배치되는 로드(112, 112');를 포함한다.
고정판(111, 111')은 단열재(13)의 일측과 타측에 각각 접하며, 단열재(13)의 위치가 이탈됨 없이 받칠 수 있는 넓은 판 형상을 이룬다. 따라서 단열재(13)는 고정판(111, 111')에 의해 일정한 입설 자세를 유지할 수 있고, 넓은 판 형상에 의해서 단열재(13)의 파손을 최소화할 수 있다.
로드(112, 112')는 고정판(111, 111')의 일측에 돌출하게 배치되어서, 고정판(111, 111')을 관통한 플랫타이(130)가 휨 없이 제 자세를 유지할 수 있게 한다. 이를 위해 로드(112, 112')는 고정판(111, 111')과 일체를 이루는 것이 바람직하다. 따라서 스페이서(110, 110')의 관통공(113, 113')은 고정판(111, 111')과 로드(112, 112')를 관통하도록 형성된다.
한편, 본 실시의 고정판(111, 111')의 단면은 로드(112, 112')의 단면에 비해 상대적으로 넓은 면적이므로, 고정판(111, 111')과 로드(112, 112')에 가해지는 압력에 의해서 고정판(111, 111') 자체가 휘거나 로드(112, 112')가 기울어질 수 있다. 따라서 고정판(111, 111')과 로드(112, 112')가 구조적으로 안정될 수 있도록 가새(114, 114')가 보강될 수 있다.
본 실시의 로드(112, 112')는 원 기둥 형태이나, 이외에도 다양한 각 기둥 형태일 수 있으며 그 형체는 이에 한정하지 않는다.
본 실시의 스페이서(110, 110')의 관통공(113, 113')은 판 형상의 플랫타이(130)가 삽탈 가능하게 형성되므로, 플랫타이(130)의 단면 형상에 대응하는 사각 단면 형상을 이룬다. 그런데 도 2와 같이 벽체 구조물(10)은 시공 과정에서 플랫타이(130)가 제거되므로, 외벽(11)과 내벽(12)을 이루기 위한 콘크리트가 타설 과정에서 관통공(113, 113') 안으로 유입될 수 있다. 그러나 관통공(113, 113')의 단면이 좁으면 콘크리트의 유입이 원활하지 못하고, 이로 인해서 스페이서(110, 110')와 내,외벽(11, 12') 간에 공극이 넓어질 수 있다.
따라서 본 실시의 스페이서(110, 110')의 관통공(113, 113')은 콘크리트가 원활히 유입되도록 상대적으로 넓은 확장공(113a)을 형성시켜서, 콘크리트가 스페이서(110, 110')를 치밀하게 매설할 수 있게 한다. 참고로, 관통공(113, 113')에 삽입된 플랫타이(130)가 관통공(113, 113') 안의 걸림에 의해 자체 롤링이나 위치가 이동하지 않도록, 도 1에 도시한 바와 같이 확장공(113a)의 일방향 폭은 관통공(113, 113')의 동일한 일방향 폭보다 상대적으로 좁게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시의 벽체 구조물(10)을 시공하기 위해서는 스페이서(110, 110')를 포함한 시공 자재(100)가 요구된다.
본 실시의 자재(100)는, 스페이서(110, 110')의 관통공(113, 113')과 연통하는 관통공(121, 121')이 형성되고, 스페이서(110, 110')에 각각 접하는 한 쌍의 콘(120, 120')과, 단열재(13)를 중심으로 서로 대칭하게 배치된 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')이 일렬 접합을 이루도록 관통공(113, 113', 121, 121')을 관통하는 플랫타이(130)를 더 포함한다.
콘(120, 120')은 거푸집과 접하는 단면이 상대적으로 넓은 뿔대 형상을 이루는 것이 바람직하다. 콘(120, 120')은 콘크리트가 양생되면 외벽(11)과 내벽(12)으로부터 각각 탈형해야 하는데, 거푸집과 접하는 단면이 상대적으로 넓은 뿔대 형상이므로, 작업자의 탈형 공정이 수월해진다. 또한 거푸집과의 접합시 거푸집이 가하는 압력을 스페이서(110, 110')에 집중시켜서 단열재(13)의 효율적인 가압이 가능해진다.
이외에도 스페이서(110, 110')와 단열재(13)와 콘(120, 120')과 거푸집을 관통한 플랫타이(130)가 제 위치를 유지하며 이탈하지 않도록 지지하는 고정핀을 더 포함할 수 있고, 이를 위해 플랫타이(130)는 상기 고정핀이 끼워지는 끼움공(131)이 형성된다.
본 실시의 플랫타이(130)는 중단열 벽체의 외벽과 내벽을 잇는 종래 심에 대응하는 것으로, 콘크리트 타설 및 양생 과정에서 집중되는 상하 방향의 외력에 저항해서 제 형상을 유지하고, 점유 체적을 최소화할 수 있는 구조와 형상을 이룬다. 이를 위해 플랫타이(130)는, 단열재(13)와 외벽(11)과 내벽(12)을 곧게 관통하는 평판형 패널 형태를 이루고, 횡폭이 종폭에 비해 상대적으로 좁게 배치된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 벽체 시공법의 개략적인 모습을 순차로 보인 단면도이다.
본 실시의 벽체 시공법은, 단열재(13)의 양측면과 각각 접하도록 한 쌍의 스페이서(110, 110')를 배치하고, 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')과 거푸집(20, 20')이 일렬로 접합되도록 플랫타이(130)를 관통하게 끼우는 제1단계; 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')과 단열재(13)가 매설되도록, 한 쌍의 거푸집(20, 20') 사이에 콘크리트(C)를 타설하고 양생시키는 제2단계; 콘크리트(C)의 양생 이후에 거푸집(20, 20')과 콘(120, 120')을 탈형하는 제3단계; 콘(120, 120')의 탈형으로 형성된 공극(S)에 콘크리트를 타설하고 양생시키는 제4단계;를 포함한다.
도면을 참조해서 각 단계에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 3의 (a)도면과 같이, 단열재(13)의 양측면과 각각 접하도록 한 쌍의 스페이서(110, 110')를 배치하고, 플랫타이(130)를 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 단열재(13)에 관통시켜 끼운다.
한 쌍의 스페이서(110, 110')는 단열재(13)를 중심으로 대칭하게 배치되므로, 각각의 관통공(113, 113') 또한 단열재(13)를 중심으로 마주하게 된다. 따라서 일측의 스페이서(110)의 관통공(113)에 삽입된 플랫타이(130)는 단열재(13)를 관통하여 다른 측의 스페이서(110')의 관통공(113)으로 삽입, 관통된다.
한 쌍의 스페이서(110, 110')와 단열재(13)를 관통한 플랫타이(130)는 양단부가 스페이서(110, 110')로부터 노출되게 한다.
도 3의 (b)도면과 같이, 한 쌍의 스페이서(110, 110')에 각각 접합하도록, 한 쌍의 콘(120, 120')을 플랫타이의 양단부에 각각 관통시켜 끼운다. 따라서 단열재(13)를 중심으로 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')이 양측으로 대칭하게 일렬 배치된다.
도 3의 (c)도면과 같이, 한 쌍의 콘(120, 120')에 각각 접합하도록 한 쌍의 거푸집(20, 20')을 플랫타이(130)의 양단부에 각각 관통시켜 끼우고, 거푸집(20, 20')을 관통해 노출된 플랫타이(130)의 양단부에 각각 고정핀(B)을 끼워서 거푸집(20, 20')을 고정시킨다. 따라서 거푸집(20, 20') 사이에 단열재(13)와 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')이 배치되고, 플랫타이(130)는 노출됨 없이 한 쌍의 거푸집(20, 20')을 잡아 지지할 수 있다.
콘크리트(C)와 직접 접하는 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')은 열전도도가 낮은 PCV, FRP, GRV 등으로 되어서, 본 실시의 벽체 구조물(10)의 외벽(11)과 내벽(12) 간에 열교 현상을 획기적으로 줄일 수 있다.
전술한 공정 순서는 도 3의 (c)도면과 같이, 거푸집(20, 20') 사이에 단열재(13)와 한 쌍의 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')을 배치하기 위한 일실시의 공정 순서로서, 이를 위한 공정 순서는 작업 현장과 설계 등에 따라 다양할 수 있다.
계속해서, 도 4의 (a)도면과 같이, 스페이서(110, 110')와 콘(120, 120')과 단열재(13)가 내설되도록, 한 쌍의 거푸집(20, 20') 사이에 콘크리트(C)를 타설하고 양생시킨다.
도 4의 (b)도면과 같이, 콘크리트(C)의 양생 이후에 거푸집(20, 20')과 콘(120, 120')과 플랫타이(130)를 탈형한다. 콘크리트(C)의 양생이 완료되면 거푸집(20, 20')과 접했던 콘(120, 120')의 일면이 노출되고, 작업자는 노출된 콘(120, 120')을 잡아 탈형할 수 있다. 콘(120, 120')의 탈형에 의해서 외벽(11)과 내벽(12)에는 각각 공극(S)이 형성된다.
도 4의 (c)도면과 같이, 콘(120, 120')의 탈형으로 형성된 공극(S)에 콘크리트를 타설하고 양생시킨다. 공극(S)에 새로 양생된 보강부(14)는 콘(120, 120') 및 플랫타이(130)의 탈형에 의해 스페이서(110, 110')가 노출된 부분을 매꿔서 폐구하고, 이를 통해 외벽(11)과 내벽(12)을 직접 연결시키지 않아도 높은 자세 유지도의 단열재(13) 시공을 가능하게 했다.
도 5는 상기 자재의 스페이서를 확대 도시한 단면도이고, 도 6은 상기 스페이서의 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.
본 실시의 스페이서(110)는 로드(112)의 둘레면과 관통공(113)의 내면 중 선택된 하나 이상에 요철을 형성시켜서, 스페이서(110)를 매설하는 콘크리트와의 접촉면적을 넓히고, 이를 통해 스페이서(110)와 콘크리트 간에 결속력을 높였다.
또한 본 실시의 스페이서(110)는 로드(112)의 관통공(113) 입구를 확장시킨 확장공(115)을 형성해서, 콘크리트(C) 타설 시 관통공(113)으로의 콘크리트(C) 유입량을 증가시키고, 이를 통해 스페이서(110)와 콘크리트 간에 결속력을 높였다.
도 7은 본 발명에 따른 벽체 구조물의 종단면 모습에 대한 일실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 벽체 구조물 시공을 위한 서포터의 역학적 지지 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
건축물은 도 7과 같이 벽체(31)와 슬라브(32)와 보(33)로 구성되고, 보(33)의 하층에는 출입구 또는 발코니 등의 공층(34)이 형성될 수 있다. 또한 벽체(31)와 슬라브(32)와 보(33)는 자체 강성을 위해서 다양한 배근 형태로 철근(41, 41', 42, 43)이 내설된다.
여기서 벽체(31)는 본 실시의 벽체 구조물(10)로 이루어지고, 벽체 구조물(10)은 꺽쇠 형태의 서포터(200)를 내설해서 외벽(11)과 내벽(12) 및 단열재(13) 간의 일체성을 높인다.
본 실시의 서포터(200)는, 단열재(13)를 관통해서 양단부가 각각 콘크리트 벽체의 외벽(11)과 내벽(12)에 매설되는 제1전단서포터(210); 제1전단서포터(210)와 교차하는 방향으로 단열재(13)를 관통해서 양단부가 각각 콘크리트 벽체의 외벽(11)과 내벽(12)에 내설되고, 일단부가 제1전단서포터(210)의 일단부와 연결되는 제2전단서포터(220);로 구성된다.
제1전단서포터(210)는 중력의 연직방향으로 수직하게 배치되도록 단열재(13)를 관통해서 양단부가 각각 외벽(11)과 내벽(12)에 연결된다. 따라서 제1전단서포터(210)는 외벽(11)과 내벽(12)을 일체로 연결한다.
한편, 제2전단서포터(220)는 중력의 연직방향에 경사지게 배치되도록 단열재(13)를 관통해서 양단부가 각각 외벽(11)과 내벽(12)에 연결된다. 따라서 제2전단서포터(220)는 외벽(11)이 내벽(12)을 지지하도록 일체로 연결한다.
이러한 연결 구조를 통해 벽체 구조물(10)은 외벽(11)과 내벽(12) 간에 결속을 위해 불충분한 스페이서(110, 110')의 결속력을 보완한다. 본 실시에서 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220) 간에 연결이 외벽(11)에서 이루어지고, 말단은 내벽(12)에서 이루어진 것으로 했으나, 이는 서포터(200)의 배치는 외벽(11)과 내벽(12)에 한정하지 않다. 따라서 아래의 청구항에서 서포터(200)의 배치를 외벽(11)과 내벽(12)으로 기재한 것은 균등론에 의해서 외벽(11)과 내벽(12)이 서로 대체된 구조도 본 권리에 포함됨이 상당하다.
참고로, 도 8과 같이 외벽(11)에 중력이 가해지면, 경사지게 배치된 제2전단서포터(220)는 하방으로 인장력(T)이 작용하고, 제1전단서포터(210)는 내벽(12) 방향으로 압축력(C)이 작용한다. 즉, 본 실시의 서포터(200)는 외벽(11)의 중력이 제2전단서포터(220)에 1차로 가해지고, 제1전단서포터(220)는 제1전단서포터(210)에 압축력으로 분산 전달해서, 외벽(11)의 중력을 제1전단서포터(210)의 단열재(13) 및 내벽(12) 방향으로 분산 전환하는 것이다.
결국, 사선 배치된 제1전단서포터(210)와 수평 배치된 제2전단서포터(220)가 서로 일체를 이루고 양측 단부가 각각 외벽(11)과 내벽(12)에 매설 체결되므로, 외벽(11) 또는 내벽(12)에서 가해지는 중력을 서포터(200)가 벽체의 압력을 전환할 수 있고, 이를 통해 서포터(200)가 매설된 중단열 벽체는 자체 응력이 증가하는 효과가 있다.
전술한 장점을 갖는 본 발명의 서포터(200)의 배치 공법은, 보(33)의 하층이 보(33)를 직접 지지할 수 없는 개방된 출입구 또는 발코니 등의 공층(34)인 경우에, 보(33)의 외벽에서 발생하는 침강력을 서포터(200)가 수평압으로 전환시켜서 보(33) 자체의 응력을 높이므로, 구조물의 안정성과 일체성을 높이고 견고한 벽체 구조물(10)을 완성할 수 있게 한다.
본 실시의 서포터(200)는 도 7과 같이 건축물의 벽체(31)는 물론 보(33)에도 내설될 수 있고, 특히 하층에 공층(34)으로 된 보(33)는 지지 기반의 소실로 인해 약화된 강성을 보강하도록 서포터(200)가 내설되는 것이 바람직하다. 이를 위해 서포터(200)는 보(33)에 위치한 외벽(11)과 내벽(12)을 연결하도록 전술한 바와 같이 설치되고, 이를 통해 외벽(11)과 내벽(12)은 일체성의 강화로 견고한 지지력을 갖추게 된다.
또한 본 실시의 서포터(200)는 벽체(31)에 내설된 철근(42)을 경유하도록 설치된다. 이를 위해 서포터(200)의 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220) 간의 연결부가 철근(42)을 감싸도록 되어서, 해당 철근(42)에 의해 서포터(200)가 걸려 지지되는 구조를 이룬다. 결국, 서포터(200)는 고정성이 보장되고, 이를 통해 외벽(11)과 내벽(12) 간에 결속력은 강화된다.
도 9는 상기 서포터의 구성요소에 대한 일실시 예를 분해 도시한 도면이다.
본 실시의 서포터(200)는, 제1전단서포터(210)의 타단부와 제2전단서포터의 타단부 중 선택된 하나 이상을 피복하는 피복부재(230, 230')를 더 포함한다.
본 실시의 벽체 구조물(10)은 열교가 방지되어야 하므로, 매체를 통한 외벽(11)과 내벽(12) 간에 직접적인 연결은 최소화해야 한다. 그런데 외벽(11)과 내벽(12) 및 단열재(13) 간에 일체성을 위해 보강된 서포터(200)는 자체 강성을 보장하기 위해서 높은 열전도도를 갖는 금속재로 제작된다. 그러므로, 외벽(11)과 내벽(12) 간에는 서포터(11)를 매개로 열교가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해소하기 위해서 본 실시의 서포터(200)는 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220) 중 선택된 하나 이상을 내벽(12)과 접하지 않도록 피복하며, 상기 피복에 활용되는 피복재는 단열성이 우수한 합성수지 재질인 것이 바람직하다. 이를 위해 본 실시는 내벽(12)과 직접 접하는 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220)의 타단부를 피복하는 피복부재(230, 230')가 각각 구성된다. 피복부재(230, 230')는 관 형태로 되어서 제1,2전단서포터(210, 220)를 직접 덮도록 될 수도 있고, 제1,2전단서포터(210, 220)와 연결되는 독립된 부재로 되어서 제1,2전단서포터(210, 220)를 대신해 내벽(12)과 접하는 타단부를 이룰 수 있다.
또한 본 실시의 서포터(200)는, 제1전단서포터(210)의 일단부와 제2전단서포터(220)의 일단부가 분리 가능한 연결구조를 이룬다.
제1전단서포터(210)는 벽체 구조물(10)에서 수평한 자세로 내설되고, 제2전단서포터(220)는 벽체 구조물(10)에서 경사진 자세로 내설되며, 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터는 서로 연결된 구조를 이루므로, 제1,2전단서포터(210, 220)가 단연재(13)를 관통해 설치하는 것은 작업 과정에서 쉽지 않는 공정이다. 따라서 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220)를 분리 가능하게 해서, 제1전단서포터(210) 또는 제2전단서포터(220)를 우선 설치하고 남은 하나를 후에 설치하되, 후에 설치되는 전단서포터는 이미 설치된 전단서포터의 위치에 맞춰 자세를 갖도록 하고, 제1,2전단서포터(210, 220)를 서로 연결한다.
이를 위해 본 실시의 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220)의 각 일단은 나사산(211, 221)이 형성되고, 제1전단서포터(210)의 볼트(211)와 제2전단서포터(220)의 나사산(221)은 양단너트(250)를 매개로 서로 결속된다.
계속해서, 본 실시의 서포터(200)는, 제1전단서포터(210)의 타단부와 제2전단서포터(220)의 타단부 중 선택된 하나 이상에 플랜지(240, 240')가 연결된다.
콘크리트에 매설되는 서포터(200)는 콘크리트와의 긴밀한 결속이 이루어져야 한다. 이를 위해 서포터(200)는 철근과 같이 외면에 무수한 요철이 형성될 수 있고, 특히 제1,2전단서포터(210, 220)가 서로 연결되어 일체를 이룬 서포터(200)의 말단(제1,2전단서포터의 타단부에 해당)은 내벽(12)에서 앵커 기능을 하도록 플랜지(240, 240')가 연결될 수 있다.
본 실시의 플랜지(240, 240')는 도 9와 같이 상대적으로 넓은 돌기가 형성되도록 제1,2전단서포터(210, 220)의 단면보다 넓은 단면을 형성하며, 특히 서포터(200)의 말단에 설치되므로, 서포터(200)가 제 위치를 유지하며 외벽(11)과 내벽(12)을 안정하게 결속한다. 제1전단서포터(210)와 제2전단서포터(220)의 각 타단부에는 나사산(212, 222)이 형성되고, 플랜지(240, 240')는 너트홈(미도시함)이 형성되어서, 나사산(212, 222)과 플랜지(240, 240')가 볼팅 체결된다.
참고로, 제1,2전단서포터(210, 210')가 서로 연결된 일단부는 외벽(11)의 일부를 감싸며 거는 구조를 이루고, 타단부는 플랜지(240, 240')에 의해 내벽(12)에 걸리는 구조를 이루므로, 서포터(200)와 외벽(11) 및 내벽(12) 간에 결속력은 더욱 증대되고, 이를 통해 외벽(11)과 내벽(12)과 단열재(13)의 일체성을 강화된다.
도 10은 본 발명에 따른 벽체 시공법에서 서포터의 설치 모습을 순차로 보인 단면도이다.
전술한 실시 예를 참고해서 서포터(200)의 설치 공정을 순차로 설명한다.
도 10의 (a)도면과 같이 벽체 구조물(10) 시공을 위해 단열재(13)와 철근(41, 41', 42)이 배근되면, 설계 지점에 제1전단서포터(210)를 단열재(13)에 수평하게 관통시킨다.
제1전단서포터(210)의 설치가 완료되면 도 10의 (b)도면과 같이 양단너트(250)를 제1전단서포터(210) 일단부의 나사산(211)에 설치한다.
계속해서, 도 10의 (c)도면과 같이 제2전단서포터(220)를 제1전단서포터(210)와 교차하도록 단열재(13)에 관통시킨다. 따라서 제2전단서포터(220)는 경사지게 배치되고, 제2전단서포터(220) 일단부의 나사산(221)은 양단너트(250)에 삽입되어서 조여진다. 결국 제1전단서포터의 일단부와 제2전단서포터(220)는 양단너트(250)를 매개로 일체로 연결된다. 본 실시에서 제1,2전단서포터(210, 220) 간에 연결부분은 철근(42)을 감싸 경유하도록 되어서, 제1,2전단서포터(210, 220)의 고정력은 강화된다.
제1,2전단서포터(210, 220)의 설치와 연결이 완료되면, 제1,2전단서포터(210, 220)의 타단부에 플랜지(240, 240')를 연결한다. 내벽(12)에 노출된 제1,2전단서포터(210, 220)의 타단부에는 나사산(212, 222)이 형성되므로, 플랜지(240, 240')는 나사산(212, 222)과 볼팅 체결되고, 이를 통해 제1,2전단서포터(210, 220')의 타단부는 플랜지(240, 240')에 의해 피복됨은 물론 내벽(12)과 긴밀하게 결속된다.
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; 벽체 구조물 11; 외벽 12; 내벽
13; 단열재 14; 보강부 20, 20'; 거푸집
31; 벽체 32; 슬라브 33; 보
34; 공층 41, 41', 42'; 철근 100; 시공 자재
110, 110'; 스페이서 111, 111'; 고정판 112, 112'; 로드
113, 113'; 관통공 114, 114'; 가새 120, 120'; 콘
121, 121'; 관통공 130; 플랫타이 131, 131'; 끼움공
200; 서포터 210; 제1전단서포터 211, 212; 나사산
220; 제2전단서포터 221, 222; 나사산 230, 230'; 피복부재
240, 240'; 플랜지
13; 단열재 14; 보강부 20, 20'; 거푸집
31; 벽체 32; 슬라브 33; 보
34; 공층 41, 41', 42'; 철근 100; 시공 자재
110, 110'; 스페이서 111, 111'; 고정판 112, 112'; 로드
113, 113'; 관통공 114, 114'; 가새 120, 120'; 콘
121, 121'; 관통공 130; 플랫타이 131, 131'; 끼움공
200; 서포터 210; 제1전단서포터 211, 212; 나사산
220; 제2전단서포터 221, 222; 나사산 230, 230'; 피복부재
240, 240'; 플랜지
Claims (5)
- 플랫타이가 삽탈 가능하도록 관통공이 형성되며, 단열재의 양측면에 각각 접합된 한 쌍의 스페이서,
중단열 벽체의 외벽과 내벽을 이루도록, 상기 단열재의 양측면을 각각 덮어 고정하는 콘크리트 벽체, 및
상기 단열재를 수평하게 관통해서 제1일단부와 제1타단부가 외벽 콘크리트 벽체와 내벽 콘크리트 벽체에 내설되고, 상기 제1일단부는 제1나사산이 형성된 제1전단서포터; 상기 제1전단서포터와 교차하도록 단열재를 사선 방향으로 관통해서 제2일단부와 제2타단부가 외벽 콘크리트 벽체와 내벽 콘크리트 벽체에 내설되고, 상기 제1일단부와의 연결을 위한 형체로 된 제2일단부는 제2나사산이 형성된 제2전단서포터; 상기 제1일단부와 제2일단부가 양단에 각각 삽입해서 제1나사산과 제2나사산에 의해 제1일단부와 제2일단부를 결속하는 양단너트;로 구성된 서포터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물. - 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서는,
상기 관통공이 형성되며, 상기 단열재의 일측과 접하는 고정판;
상기 고정판에 관통된 플랫타이를 감싸도록, 상기 고정판의 일측에 돌출하게 배치되는 로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물. - 제 1 항에 있어서,
상기 플랫타이는, 상기 단열재와 콘크리트 벽체를 곧게 관통하는 평판형 패널 형태를 이루고, 횡폭이 종폭에 비해 상대적으로 좁게 배치되는 것;을 특징으로 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 구조물. - 제1전단서포터의 제1일단부와 제1타단부가 돌출되도록 제1전단서포터를 단열재에 수평하게 관통시키고, 상기 제1전단서포터와 교차하도록 제2전단서포터를 제2일단부와 제2타단부가 돌출되도록 단열재에 사선 방향으로 관통시키는 제1단계;
상기 제1일단부와의 연결을 위한 형체로 된 제2일단부와, 제1일단부를 양단너트의 양단에 각각 삽입하고, 상기 제1일단부와 제2일단부에 각각 형성된 제1나사산과 제2나사산으로 양단너트에 결속시켜서 제1전단서포터와 제2전단서포터를 연결하는 제2단계;
상기 단열재의 양측면과 각각 접하도록 한 쌍의 스페이서를 배치하고, 상기 스페이서와 콘이 일렬로 접합하도록 플랫타이를 단열재에 관통하게 끼우는 제3단계;
상기 스페이서와 콘을 일렬로 접합하며 단열재에 끼워진 플랫타이의 양단부에 한 쌍의 거푸집을 각각 관통해 끼워서, 한 쌍의 상기 거푸집이 단열재의 양면과 각각 이격하도록 설치하는 제4단계;
상기 스페이서와 콘과 단열재가 매설되도록, 한 쌍의 상기 거푸집 사이에 콘크리트를 타설하고 양생하는 제5단계;
콘크리트 양생 후, 상기 거푸집과 콘과 플랫타이를 탈형하는 제6단계;
상기 콘의 탈형으로 형성된 공극에 콘크리트를 타설하고 양생하는 제7계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 중단열 콘크리트 일체화와 단열재의 자세 유지도를 높인 중단열 벽체 시공법. - 삭제
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| KR20230046520A (ko) | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 박명숙 | 중단열 콘크리트 벽체의 단열재 고정장치 |
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2018
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