KR102214504B1 - 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 외단열 구조를 이루는 외벽 시스템과 건물의 외벽면 사이에 발생하는 공간을 용이하게 차폐하여 단열성을 향상시킴과 동시에 화재시 발생하는 고온의 열에 의해 팽창하여 건물 외벽면을 통해 수직 화재 확산을 효과적으로 방지할 수 있으며, 시공이 매우 용이한 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치는, 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과, 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과, 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템에 설치되어, 건물의 외벽면을 통해 화재가 확산되는 것을 방지하는 화재확산 방지장치로서, 상기 프레임의 후방면에 탄력적으로 밀착되도록 상기 프레임과 외벽면 사이에 삽입되어 설치되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포패드; 및, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질의 시트로 되어, 상기 발포패드와 프레임을 동시에 둘러싸도록 설치되는 발포시트;를 포함한다.

Description

외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치{Apparatus for Preventing from Vertical Fire Spreading on Exterior Wall System}

본 발명은 건물 외벽의 단열성 향상 및 화재확산 방지를 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템과, 건물의 외벽면 사이의 공간을 차폐하도록 설치되어, 단열성을 향상시킴과 동시에 건물의 외벽면을 통해 화재가 확산되는 것을 방지하는 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치에 관한 것이다.

건축물을 건축하고자 하는 경우에는 열류를 차단하여 에너지를 절약하고 실내를 쾌적하게 조성시키기 위한 외벽의 단열구조를 반드시 필요로 한다. 이러한 외벽의 단열구조는, 단열재의 설치위치에 따라 내단열, 중단열 및 외단열로 나뉘어지는데, 그 중 외단열 구조는 벽체의 외부에 단열재를 부착한 후 외장마감재를 부착하는 구조로서, 구조체의 외부를 단열재로 완전히 감싸기 때문에 열손실량을 최소화시킬 수 있는 가장 효과적인 단열 구조이다.

그러나, 최근의 건물은 단열성능 향상을 위하여 제천 화재 시에 밝혀진 것과 같이, 대부분 건물의 외벽 시스템은 가연성 유기질 단열재를 사용한 외단열 공법을 이용하여 주로 시공되는 바, 이러한 외단열 구조를 갖는 외벽 시스템은 화재에 취약한 문제가 있다.

또한 수십명의 사상자를 발생시켰던 영국의 그렌펠타워(Grenfell Tower) 화재에서 밝혀진 것과 같이, 실내에서 발생한 화재가 외벽면의 개구부를 통해서 외벽 시스템의 알루미늄 복합패널의 외피를 용융시키고, 가연성 단열재를 연소시키게 되는데, 이 때 도 1에 도시한 것과 같이 외벽면(W)과 외장마감재(E) 사이에 이격 공간이 존재하여 연돌효과에 의해 화염이 인접한 외장마감재(E)로 확산되면서 고층부로 급속하게 확산되는 문제가 있다.

상기와 같은 외벽 시스템의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 국내 등록특허 제10-1217257호와 제10-1729703호에는 건물의 외벽면과 외장마감재 사이의 공간에 불연재질의 차단부재를 설치하여 화재 발생시 차단부재에 의해 화재가 수직 방향으로 확산되는 것을 방지할 수 있도록 한 수직 화재확산 방지 구조가 개시되어 있다.

그러나, 종래의 수직 화재확산 방지 구조는 브라켓과 같은 별도의 고정부재를 사용하여 외벽면에 설치해야 하기 때문에 시공이 복잡하고, 단열재가 연소될 때까지의 짧은 시간 동안만 공간을 차단하여 확산 방지 효과를 제공하기 때문에 화재 발생시 건물 내의 사람들이 안전하게 대피할 수 있는 골든타임 확보에 실패하여 실제 적용이 되지 못하는 문제가 있다.

또한 종래의 수직 화재확산 방지 구조는 단순히 화재 확산 방지에만 촛점을 맞춰서 설치되고 있으므로, 외벽 시스템의 프레임과 외장마감재와 단열재와 건물의 외벽면 사이에 발생하는 공간을 통해 차가운 공기가 침투하여 단열 성능을 약화시키는 문제에는 대처할 수 없는 한계도 있다.

대한민국 등록특허 제10-1217257호(2012.12.24. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1729703호(2017.04.18. 등록)

본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 단열성 및 내화성을 갖는 소재로 되어, 건물의 외단열 구조를 이루는 외벽 시스템과 건물의 외벽면 사이에 발생하는 공간을 용이하게 차폐하여 단열성을 향상시킴과 동시에 화재시 발생하는 고온의 열에 의해 팽창하여 건물 외벽면을 통해 수직 화재 확산을 효과적으로 방지할 수 있으며, 시공이 매우 용이한 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치는, 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과, 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과, 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템에 설치되어, 건물의 외벽면을 통해 화재가 확산되는 것을 방지하는 화재확산 방지장치로서, 상기 프레임의 후방면에 탄력적으로 밀착되도록 상기 프레임과 외벽면 사이에 삽입되어 설치되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포패드; 및, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질의 시트로 되어, 상기 발포패드와 프레임을 동시에 둘러싸도록 설치되는 발포시트;를 포함한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치는, 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템과, 건물의 외벽면 사이에 형성되는 공간을 채우도록 설치되어, 단열성을 증대시킴과 동시에 화재시 열에 의해 팽창하면서 화재 확산을 방지하는 열팽창성 수지 재질의 발포패드; 및, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질의 시트로 되어, 상기 발포패드와 프레임을 동시에 둘러싸도록 설치되는 발포시트;를 포함한다.

상기 발포패드는, 프레임의 후방면과 외벽면 사이에 탄력적으로 삽입되게 설치되는 패드본체와, 상기 패드본체의 후단부에 상측 및 하측으로 각각 연장되면서 프레임을 기준으로 상측에 배치되는 상측 단열재와 외벽면 사이의 공간 및 프레임을 기준으로 하측에 배치되는 하측 단열재와 외벽면 사이의 공간 내측으로 각각 삽입되는 패드날개부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 발포시트의 상부는 상기 발포패드의 패드날개부의 상측 전방면에 접착되어 고정되고 발포시트의 하부는 발포패드에 대해 분리된 상태로 포개어져 설치될 수 있다.

상기 발포패드는 수지에 발포제가 혼합되어 발포 성형된 단열층과, 상기 단열층의 후방면에 열에 의해 일체로 접합되며 수지에 발포제와 팽창흑연과 무기계 난연제가 혼합되어 화재시 열에 의해 발포하도록 된 내화층이 적층된 다층 구조로 되어, 상기 단열층은 프레임 및 단열재의 후방면에 탄력적으로 밀착되고 상기 내화층은 건물의 외벽면에 탄력적으로 밀착되면서 설치될 수 있다.

여기서 상기 단열층과 내화층의 계면에 메쉬(mesh) 형태의 보강시트가 추가로 설치될 수 있다.

상기 발포패드의 전단부에는 프레임의 후방면에 끼워지는 가이드홈이 형성될 수 있다.

또한 상기 발포패드의 전방부에 전후방향으로 일정한 간격으로 복수의 가로 절단홈을 형성하여 프레임의 후면과 건물의 외벽면 사이의 거리에 맞추어 복수의 가로 절단홈 중 어느 하나를 따라 커터로 절단하여 발포패드의 전후방향 길이를 조절할 수 있다.

상기 발포패드의 양측 단부에 복수의 세로절단홈을 일정 간격으로 형성하여 복수의 세로절단홈 중 어느 하나 이상을 따라 커터로 절단하여 발포패드의 좌우 폭을 조절할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 화재 발생시 발포패드 및 발포시트가 프레임의 후방면을 기점으로 팽창하여 건물의 외벽면과 외벽 시스템 사이의 공간을 효과적으로 차폐함과 동시에 차폐 상태를 장시간동안 유지할 수 있으므로 우수한 화재 확산 방지 효과를 가질 수 있다.

즉, 기존에는 차폐부재가 단열재와 외벽면 사이만을 차폐하므로 화재 발생시 화염이 차폐부재를 우회하여 단열재를 연소시키면서 상측으로 쉽게 확산될 수 있는 반면에, 본 발명의 발포패드 및 발포시트는 화재시 발포패드가 프레임의 바로 후방에서 열 팽창하여 공간을 차폐하므로 프레임과 발포패드와 발포시트가 일체로 화재 확산을 방지하는 효과가 있다.

또한 발포패드 및 발포시트가 외벽시스템과 외벽면 사이의 공간을 차폐하면서 외벽면을 덮기 때문에 외벽 시스템과 외벽면 사이로 침입한 차가운 공기에 의해 단열성이 저하되는 것을 방지하여 건물의 단열 성능을 극대화시킬 수 있는 효과도 있다.

그리고 본 발명의 발포패드 및 발포시트는 프레임과 외벽면 사이의 공간에 탄력적으로 끼워지면서 시공되므로 발포패드를 건물의 외벽면에 별도의 결합수단을 사용하지 않고도 고정할 수 있으므로 시공이 매우 용이한 효과도 있다.

도 1은 종래의 외벽 시스템에서 발생하는 수직 화재 확산 현상을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 단열 향상 및 화재확산 방지 장치가 외벽면에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시한 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 측면 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 시공 예를 순차적으로 나타낸 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 실제 시공 사례를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시한 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 변형 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 실제 시공 사례를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치를 구성하는 발포패드의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치를 구성하는 발포패드의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치의 구성을 나타낸 것으로, 건물의 외단열 구조를 형성하는 외벽 시스템은 건물의 외벽면(W)에 간격을 두고 설치되는 프레임(10), 상기 프레임(10)에 고정되면서 건물의 외벽면(W)을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널(20) 및, 상기 금속복합패널(20)과 외벽면(W) 사이에 배치되는 단열재(30)를 포함한다.

상기 프레임(10)은 앵커볼트와 같은 체결수단에 의해 건물의 외벽면(W)에 고정되며, 외벽 시스템의 외장마감재인 금속복합패널(20)을 고정하는 사각형의 금속 프레임 또는 'ㄷ'형 채널 프레임 등을 적용할 수 있다. 상기 프레임(10)은 건축물의 외벽면(W)에 가로방향과 세로방향으로 연장되게 설치되어 격자 형태로 배열된다. 상기 프레임(10)은 상하로 배치되는 프레임(10)이 지면(地面)에 대해 정확하게 연직방향으로 배열되어 복수의 금속복합패널(20)이 반듯한 평면을 이룰 수 있도록 레이저 등으로 그 위치가 정확하게 맞춰져서 시공되고 있다. 다시 말해서 건축물의 시공시 외벽면(W)은 완전히 반듯한 평면으로 시공되지 않고 약간의 구배(勾配)가 있을 수 있으나, 프레임(10)은 지면(地面)에 대해 정확하게 연직방향으로 배열되게 시공되므로 금속복합패널(20)은 건물의 외측에 완전히 편평한 평면으로 시공될 수 있게 된다.

상기 금속복합패널(20)은 건물의 외벽면(W)을 덮는 외장마감재로서, 통상의 알루미늄 복합패널을 적용하여 구성할 수 있으나, 이외에도 알루미늄 등으로 이루어진 2개의 금속시트 사이에 난연성을 갖는 난연 플라스틱시트가 접합된 구조로 되어 자체적으로 화재에 견디는 성질이 우수한 난연성 금속복합패널을 적용할 수도 있다.

상기 단열재(30)는 상기 금속복합패널(20)의 내측면에 고정되게 접합되어, 금속복합패널(20)이 프레임(10)에 고정되어 시공될 때 금속복합패널(20)과 함께 고정된다. 즉, 상기 단열재(30)와 금속복합패널(20)은 상호 접합되어 모듈화되어 프레임(10)에 시공된다.

한편, 상기 프레임(10)과 금속복합패널(20)과 단열재(30)로 이루어진 외벽 시스템과 건물의 외벽면(W) 사이에는 소정의 공간이 발생하게 되며, 이 공간은 단열성 및 내화성 소재로 된 발포패드(100) 및 발포시트(200)로 채워짐으로써 단열 성능의 저하 및 수직 화재 확산 방지 효과를 갖게 된다.

상기 발포패드(100)는 단열성을 가짐과 동시에 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 되어, 상기 프레임(10)의 후방면과 건물의 외벽면(W) 사이에 탄력적으로 끼워져 결합된다.

상기 발포패드(100)는 우수한 단열성 및 내화성을 갖도록 하기 위하여, 우레탄 37~43 중량%, 팽창흑연 22~32 중량%, 할로겐계 난연제로서 액상의 트리스(2 - 클로로프로필)포스페이트(TCPP) 난연제 12~18 중량%, 인계 난연제인 IPPA 4~6 중량% 및 MPP (Melamine Pyrophosphate) 4~6 중량%, MCA(Melamin Cyanurate) 난연제 4~6 중량%, 잔부의 첨가제(증점제 및 산도조절제 등)를 포함하여 만들어진다.

상기 발포패드(100)는 우레탄 수지를 주성분으로 하므로 탄력성 또한 우수하여 프레임(10)의 후방면과 건물의 외벽면(W)에 탄력적으로 끼워지면서 고정될 수 있으므로, 발포패드(100)를 프레임(10) 또는 건물 외벽면(W)에 고정하기 위한 별도의 브라켓 구조물이나 클램핑 구조물, 접착제, 볼트 등의 고정수단을 필요로 하지 않는다.

또한 발포패드(100)는 화재시 고온의 열에 노출될 경우 수십 ~ 수백배로 팽창하여 단열재(30)가 완전 연소되더라도 프레임(10)과 외벽면(W) 사이의 공간 및/또는 프레임(10)과 금속복합패널(20) 사이의 공간을 밀실하게 차단하여 화재 확산을 효과적으로 방지할 수 있다.

만약 상기 단열재(30)가 난연성 또는 준불연성을 갖는 것으로 만들어질 경우에는 상기 발포패드(100)의 부피 팽창이 저해될 수 있으므로 단열재(30)는 내화성은 거의 없지만 우수한 단열성을 갖는 통상의 유기 단열재를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 단열재(30)는 금속복합패널(20)의 후방면에 고정되어 모듈화된 상태로 건물의 외벽면(W)에 시공된다.

상기 발포패드(100)가 외벽 시스템과 건물 외벽면(W) 사이의 공간을 효과적으로 충전할 수 있도록 하기 위하여, 상기 발포패드(100)는, 프레임(10)의 후방면과 외벽면(W) 사이에 탄력적으로 삽입되게 설치되는 패드본체(110)와, 상기 패드본체(110)의 후단부에 상측 및 하측으로 각각 연장되면서 프레임(10)을 기준으로 상측에 배치되는 상측 단열재(30)와 외벽면(W) 사이의 공간 및 프레임(10)을 기준으로 하측에 배치되는 하측 단열재(30)와 외벽면(W) 사이의 공간 내측으로 각각 삽입되는 패드날개부(120)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 발포패드(100)는 측면에서 보았을 때 상기 패드본체(110)를 중심으로 패드날개부(120)가 상측 및 하측으로 연장되면서 'ㅏ'형 단면형태를 갖는다.

상기 발포시트(200)는 발포패드(100)의 외면과 프레임(10)의 외면을 동시에 둘러싸면서 발포패드(100)를 프레임(10)에 대해 견고하게 지지함과 동시에 공간을 효과적으로 차폐하여 단열성 및 화재 확산 방지 성능을 더욱 증대시키는 작용을 한다.

상기 발포시트(200)는 화재시 열에 의해 발포하면서 화재 차단 성능을 갖는 열팽창성 수지 재질의 시트로 이루어진다. 예를 들어 발포시트(200)는 아크릴수지 20~30 중량%, 인계 난연제 20~30%(APP 실란코팅 10~15%,　 MPP 10~15%), 250배 팽창 성능을 갖는 80메쉬의 팽창흑연 20~30%, 실리카 1~3%, 잔부의 기타 첨가제(증점제, 산도조절제 등)를 포함하여 만들어질 수 있다. 또한 발포시트(200)의 내부에는 얇은 섬유로 된 메쉬(mesh)가 매립되어 얇은 두께로 높은 인장력을 갖는다.

발포시트(200)는 발포패드(100)와 완전히 분리된 상태에서 발포패드(100)가 프레임(10)과 외벽면(W) 사이에 시공된 후에 발포패드(100) 및 프레임(10)에 부착될 수 있지만, 도 5 및 도 6a에 도시한 것과 같이 발포시트(200)의 상부가 발포패드(100)의 패드날개부(120)의 상측 전방면에 접착되어 고정되고, 발포시트(200)의 하부는 발포패드(100)에 대해 분리된 상태로 포개어져 설치될 수 있다. 상기 발포패드(100)에서 분리되어 있는 발포시트(200)의 하부는 발포패드(100)와 발포시트(200)를 프레임(10)와 건물 외벽면(W) 사이에 끼워 넣은 후에 접착제 또는 타카(tacker)와 같은 고정수단을 사용하여 간단하게 발포패드(100)의 하면에 고정될 수 있다(도 6b 참조). 물론 발포시트(200)는 시공 과정에서 발포패드(100) 및 발포시트(200)의 설치 이후에 시공되는 단열재(30)에 의해 가압되면서 지지되므로 발포시트(200)를 발포패드(100)에 고정하는 별도의 고정 작업을 생략할 수도 있을 것이다.

이 경우 발포시트(200)의 일부가 발포패드(100)에 부착된 상태로 발포패드(100)와 발포시트(200)가 건물의 외벽면에 동시에 설치될 수 있으므로 시공성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한 구성으로 이루어진 외벽 시스템은 다음과 같이 시공된다.

먼저 건물의 외벽면(W)에 프레임(10)을 간격을 두고 설치한 다음, 도 6a에 도시한 것과 같이 상기 프레임(10)의 후방면에 상기 발포패드(100)가 탄력적으로 밀착되도록 상기 프레임(10)과 외벽면(W) 사이에 발포패드(100)를 삽입하여 부착한다. 이 때 발포패드(100)의 후방면에 별도의 접착제를 도포하여 발포패드(100)를 건물의 외벽면에 단단히 부착시킬 수도 있지만, 발포패드(100) 자체가 높은 탄성력을 갖기 때문에 별도의 고정수단을 사용하지 않고도 발포패드(100)를 프레임(10)과 건물의 외벽면(W) 사이에 단단히 고정할 수 있다.

또한 상기 발포패드(100)의 전방면 상부에는 발포시트(200)의 후방면 상부가 부착된 상태로 되어, 발포패드(100)와 발포시트(200)가 동시에 건물의 외벽면(W)에 설치된다.

이어서 도 6b에 도시한 것처럼, 상기 발포시트(200)의 하부가 상기 발포패드(100)와 프레임(10)을 동시에 둘러싸도록 한 다음, 발포시트(200)의 하부를 발포패드(100)의 하부에 접착제 또는 타카 등의 고정수단으로 고정시킨다.

상기 발포패드(100) 및 발포시트(200)를 프레임(10)과 건물 외벽면(W) 사이에 시공하는 과정이 종료되면, 도 6c에 도시한 것과 같이, 후방면에 단열재(30)가 부착된 금속복합패널(20)의 모듈을 상기 발포시트(200)가 둘러싸고 있는 프레임(10)의 전방면에 앵커볼트 또는 나사와 같은 고정수단을 사용하여 결합한다.

이와 같이 본 발명의 화재확산 방지 장치는 발포패드(100)를 외벽 시스템의 프레임(10)과 외벽면(W) 사이에 끼워 넣고 발포시트(200)의 하부를 발포패드(100)에 고정시키는 작업만으로 건물의 외벽면에 간단히 설치될 수 있으므로, 시공이 매우 용이하며, 확실한 단열성 및 화재확산 방지 성능을 얻을 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 화재확산 방지 장치의 발포패드(100)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 발포패드(100)는 단열층(101)과 내화층(102)의 2중층 구조로 이루어져, 전체가 내화층으로 이루어지는 경우에 비하여 더욱 향상된 단열 효과를 얻을 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 발포패드(100)는 수지에 발포제가 혼합되어 발포 성형된 단열층(101)과, 상기 단열층(101)의 후방면에 열에 의해 일체로 접합되며 수지에 발포제와 팽창흑연과 무기계 난연제가 혼합되어 화재시 열에 의해 발포하도록 된 내화층(102)이 적층된 다층 구조로 이루어진다.

상기 단열층(101)은 프레임(10) 및 단열재(30)의 후방면에 탄력적으로 밀착되고 상기 내화층(102)은 건물의 외벽면에 탄력적으로 밀착되면서 설치될 수 있지만, 이와 반대로 내화층(102)이 프레임(10) 및 단열재(30)의 후방면에 탄력적으로 밀착되고 단열층(101)은 건물의 외벽면(W)에 탄력적으로 밀착되게 설치될 수도 있을 것이다.

상기 단열층(101)은 상기 내화층(102)의 표면에 단열층(101)의 원료 수지를 공급하고 열을 가하여 발포시킴으로써 일체화되어 만들어진다.

이 때 상기 단열층(101)과 내화층(102) 간의 접합 강도를 증대시키고, 발포패드(100)의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여 단열층(101)과 내화층(102)의 계면에 메쉬(mesh) 형태의 보강시트(103)가 설치될 수 있다. 상기 보강시트(103)는 단열층(101)과 내화층(102)의 계면에서 단열층(101)의 수지와 내화층(102)의 수지에 의해 접합되어 2개의 층을 서로 견고하게 잡아주는 작용을 하여 접합 강도를 증대시킨다.

상기 발포패드(100)는 프레임(10)의 후방면과 건물의 외벽면 사이에 탄력적으로 끼워져 시공되기 때문에 발포패드(100)를 시공하는 과정에서 발포패드(100)에 전단력(shear force)이 가해지게 되는데, 이 때 단열층(101)과 내화층(102) 간의 계면의 접합력이 약하면 단열층(101)과 내화층(102)이 서로 분리되는 현상이 발생할 수 있지만, 단열층(101)과 내화층(102) 간의 계면이 메쉬(mesh) 형태의 보강시트(103)가 개재되면 큰 전단력이 가해지더라도 단열층(101)과 내화층(102) 간의 계면이 분리되지 않게 되어 양호한 시공성을 얻을 수 있다.

또한 상기 내화층(102)은 탄성력이 우수하기 때문에 도 8에 도시한 것과 같이 건물의 외벽면(W)에 밀착될 때 외벽면(W)의 구배에 효과적으로 대응할 수 있다. 다시 말해서, 건물의 외벽면(W)을 시공할 때 건물의 외벽면(W)이 완전히 편평하지 못하고 어느 정도 구배가 발생하는 경우가 종종 있는데, 상기 내화층(102)은 탄성력이 우수하기 때문에 건물의 구배에 용이하게 대처할수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발포패드(100)를 나타낸 것으로, 이 실시예의 발포패드(100)는 프레임(10)의 후방면에 끼워지는 중앙부 전단부에 프레임(10)의 후방면에 끼워지는 가이드홈(105)이 형성된 구조를 갖는다. 따라서, 발포패드(100)를 프레임(10)과 외벽면(W) 사이에 끼워서 설치할 때 상기 가이드홈(105) 부분을 프레임(10)의 후방면에 끼우면서 발포패드(100)를 프레임(10)과 건물의 외벽면(W) 사이로 밀어 넣어 설치하게 되면, 가이드홈(105)의 상단부와 하단부가 프레임(10)에 대해 지지되어 발포패드(100)의 지지 강도를 더욱 증대시킬 수 있고, 시공이 더 용이해지는 효과를 얻을 수 있다.

이러한 본 발명의 발포패드(100) 및 발포시트(300)는 외벽 시스템의 프레임(10) 중 가로 방향으로 연장된 프레임(10)에만 설치될 수도 있지만, 도 11에 도시한 것과 같이 외벽 시스템의 세로 방향으로 연장된 프레임(10)에도 설치되어 측방향으로의 화재 확산도 방지함과 더불어 단열성능도 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 전술한 것처럼 발포패드(100)는 프레임(10)의 후면과 건물의 외벽면(W) 사이에 탄력적으로 끼워져 설치되기 때문에 발포패드(100)의 중앙부의 전후방향 길이는 프레임(10)의 후면과 건물의 외벽면(W) 사이의 거리보다 약간 큰 것이 바람직하다. 또한 발포패드(10)가 외벽 시스템의 세로 방향으로 연장된 프레임(10)에도 설치되는 경우에 좌우 폭방향 길이는 가로방향 프레임(10)의 간격과 대응하는 것이 바람직하다.

이에 도 12에 도시한 것과 같이, 발포패드(100)의 전방부에 전후방향으로 일정한 간격(예를 들어 1㎝)으로 복수의 가로 절단홈(105)을 형성하여 프레임(10)의 후면과 건물의 외벽면(W) 사이의 거리에 맞추어 복수의 가로 절단홈(105) 중 어느 하나를 따라 커터로 절단하여 발포패드(100)의 전후방향 길이를 조절할 수 있다. 혹은 도 13에 도시한 것과 같이 발포패드(100)의 양측 단부에 복수의 세로 절단홈(106)을 일정 간격으로 형성하여 복수의 세로 절단홈(106) 중 어느 하나 이상을 따라 커터로 절단하여 발포패드(100)의 좌우 폭을 적절하게 조절할 수도 있을 것이다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

W : 외벽면 10 : 프레임
20 : 금속복합패널 30 : 단열재
100 : 발포패드 101 : 단열층
102 : 내화층 105 : 가이드홈
107 : 가로 절단홈 108 : 세로 절단홈
110 : 패드본체 120 : 패드날개부
200 : 발포시트

Claims (14)

1. 건물의 외벽면에 간격을 두고 설치되는 프레임과, 상기 프레임에 고정되면서 건물의 외벽면을 덮도록 설치되는 복수의 금속복합패널과, 상기 금속복합패널의 후면에 결합되는 단열재를 포함하는 외벽 시스템에 설치되어, 건물의 외벽면을 통해 화재가 확산되는 것을 방지하는 화재확산 방지장치로서,
   상기 프레임의 후방면에 탄력적으로 밀착되도록 상기 프레임과 외벽면 사이에 삽입되어 설치되며, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질로 된 발포패드; 및,
   화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지 재질의 시트로 되어, 상기 발포패드와 프레임을 동시에 둘러싸도록 설치되는 발포시트;
   를 포함하며,
   상기 발포패드는, 전후방향 길이가 프레임의 후방면과 건물의 외벽면 사이의 거리보다 크게 형성되어 상기 프레임의 후방면과 외벽면 사이에 탄력적으로 삽입되게 설치되는 패드본체와, 상기 패드본체의 후단부에 상측 및 하측으로 각각 연장되면서 프레임을 기준으로 상측에 배치되는 상측 단열재와 외벽면 사이의 공간 및 프레임을 기준으로 하측에 배치되는 하측 단열재와 외벽면 사이의 공간 내측으로 각각 삽입되면서 공간을 차폐하는 패드날개부를 포함하고,
   상기 발포시트의 상부는 상기 발포패드의 패드날개부의 상측 전방면에 접착되어 고정되고 발포시트의 하부는 분리된 상태로 패드날개부의 하측 전방면에 포개어져 설치되며,
   상기 발포패드의 전방부에 전후방향으로 일정한 간격으로 복수의 가로 절단홈을 형성하여 프레임의 후방면과 건물의 외벽면 사이의 거리에 맞추어 복수의 가로 절단홈 중 어느 하나를 따라 커터로 절단하여 발포패드의 전후방향 길이를 조절할 수 있으며, 상기 발포패드의 양측 단부에 복수의 세로절단홈을 일정 간격으로 형성하여 복수의 세로절단홈 중 어느 하나 이상을 따라 커터로 절단하여 발포패드의 좌우 폭을 조절할 수 있도록 한 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치.
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4. 제1항에 있어서, 상기 발포패드는 수지에 발포제가 혼합되어 발포 성형된 단열층과, 상기 단열층의 후방면에 열에 의해 일체로 접합되며 수지에 발포제와 팽창흑연과 무기계 난연제가 혼합되어 화재시 열에 의해 발포하도록 된 내화층이 적층된 다층 구조로 되어, 상기 단열층은 프레임 및 단열재의 후방면에 탄력적으로 밀착되고 상기 내화층은 건물의 외벽면에 탄력적으로 밀착되면서 설치되는 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 단열층과 내화층의 계면에 메쉬(mesh) 형태의 보강시트가 설치된 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지용 발포패드.
6. 제1항에 있어서, 상기 발포패드의 전단부에 프레임의 후방면에 끼워지는 가이드홈이 형성된 외벽 시스템의 단열 향상 및 화재확산 방지 장치.
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