KR102255185B1 - 내진성능과 단열성능이 향상된 결합어셈블리를 갖는 건축외장재 - Google Patents

내진성능과 단열성능이 향상된 결합어셈블리를 갖는 건축외장재 Download PDF

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Abstract

건축물 외부 벽면의 프레임(F)에 고정되고, 몸체(100)와 결합어셈블리(200)로 이루어지는 건축외장재로서, 상기 몸체는, 플레이트 형상의 상부부재(110)와 상부부재에서 수직하게 형성되는 측면부재(120)로 이루어지고, 상기 결합어셈블리는, 결합플레이트(210)와, 상기 측면부재(120)의 양측에 위치하여 측면부재에 결합되는 제1 및 제2결합부재(220, 230)와, 상기 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(221,230) 사이에 위치하여 열전달을 차단하는 단열부재(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축외장재를 제공한다.

Description

내진성능과 단열성능이 향상된 결합어셈블리를 갖는 건축외장재{BUILDING EXTERIOR PANEL WITH ASSEMBLY FOR IMPROVED EARTHQUAKE-PROOF AND THERMAL INSULATION}
본 발명은 열전달을 차단할 수 있으며 또한 지진에 대한 내진 성능이 우수한 건축외장재에 대한 것으로, 구체적으로는 건축물 구조체의 외벽을 마감하는 심미적인 구조를 구조를 제공함과 동시에 건축물의 내부와 외부의 열전달을 차단할 수 있는 구조를 제공하며 특히 건축물 내외부로의 전도열을 효과적으로 차단하면서 구조적으로 지진에 따른 진동에 저항할 수 있으면서도 시공성을 향상시킨 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, 종래의 외장재가 건축구조물의 외벽 상태가 평활도가 좋지 않은 상태에서 그대로 설치되는 경우, 외장재의 고정부위가 견고하게 결합되지 못함으로 인해서 이들 결합부위에 비틀림이나 틈이 있게 되고, 이러한 비틀림이나 틈은 지진과 같은 진동이 발생하면 진동이 확대되어 구조물이 파괴되는 결과를 초래할 수 있는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 외장재 구조물의 결합부위를 견고하게 결합하여 내진 성능을 높일 필요가 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 심미적인 구조를 구조를 제공함과 동시에 건축물의 내부와 외부의 전도열을 효과적으로 차단하고 또한 시공성능과 제작 성능을 향상시킨 건축외장재 구조를 제공하는 것이 목적이다.
건축물 외부 벽면의 프레임(F)에 고정되고, 몸체(100)와 결합어셈블리(200)로 이루어지는 건축외장재로서, 상기 몸체는, 플레이트 형상의 상부부재(110)와 상부부재에서 수직하게 형성되는 측면부재(120)로 이루어지고, 상기 결합어셈블리는, 결합플레이트(210)와, 상기 측면부재(120)의 양측에 위치하여 측면부재에 결합되는 제1 및 제2결합부재(220, 230)와, 상기 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(221,230) 사이에 위치하여 열전달을 차단하는 단열부재(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축외장재를 제공한다.
상기 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)의 각각의 내측면에는 횡방향을 따라 제2돌기(225) 및 제3돌기(235)가 형성되고, 상기 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)는 측면부재(120)와 리벳에 의해 결합된다.
상기 결합플레이트(210)의 일측면에는 길이방향을 따라 제1돌기(215)가 형성되고, 상기 제2결합부재(230)의 하단에서 수직하게 형성되어 상기 몸체(100)의 상부부재(110)에 접하는 연장부재(240); 및 상기 연장부재(240)의 하면에 구비되어 상기 연장부재와 몸체의 상면부재 사이의 충격을 흡수하는 충격흡수 가스켓(245);을 더 포함한다.
상기 단열부재는, 좌우 횡방향으로 서로 분리된 두 개의 구성으로 이루어져, 분리된 두 개의 구성 사이에 단열공간(S-1)을 갖거나, 단열부재 내부에 형성된 복수개의 공간인 단열공간(S-2)을 갖는다.
본 발명에 따른 건축외장재는 상기 구조에 의해서, 건축물 구조체의 외벽을 마감하는 심미적인 구조를 구조를 제공함과 동시에 제조공정상 시공상 편리성을 높이는 효과가 있고 또한 건축물의 내부와 외부의 전도열을 효과적으로 차단하는 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명에 따른 건축외장재의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 건축외장재의 측면도이며,
도 3는 본 발명 건축외장재의 상세 단면이 보이는 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 건축외장재의 결합어셈블리의 모습이며,
도 5는 본 발명에 따른 건축외장재가 리벳으로 결합된 모습이며,
도 6은 본 발명 건축외장재의 모서리 부착구조의 상세도이며,
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 건축외장재가 프레임에 부착되는 모습이며,
도 9는 본 발명에 따른 건축외장재의 다른 실시예의 구조이며,
도 10과 도 11은 본 발명의 건축외장재 구성 중 폴리아미드 단열부재의 다른 형상을 도시한 것이다.
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 3는 본 발명 건축외장재의 상세 단면이 보이는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 건축외장재의 결합어셈블리의 모습이며, 도 5는 본 발명에 따른 건축외장재가 리벳으로 결합된 모습이며, 도 6은 본 발명 건축외장재의 모서리 부착구조의 상세도이며, 도 7과 도 8은 본 발명에 따른 건축외장재가 프레임에 부착되는 모습이며, 도 9는 본 발명에 따른 건축외장재의 다른 실시예의 구조며, 도 10과 도 11은 본 발명의 건축외장재 구성 중 폴리아미드 단열부재의 다른 형상을 도시한 것이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건축 외장재(100, 200)는 건축물 외부 벽면에 부착되는 프레임(F)에 고정된다. 즉, 도 8을 보면, 콘크리트 등으로 이루어지는 건축물의 외벽에 먼저 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 프레임(F)을 격자형태로 배치하고, 이 프레임에 본 발명의 건축외장재가 부착된다. 본 발명의 건축외장재는, 개략적인 형상은 하단이 개방된 직육면체 형상의 몸체(100)와 상기 몸체에 결합되는 결합어셈블리(200)로 이루어진다.
상기 몸체(100)는 사각플레이트 형상의 상부부재(110)와 상기 상부부재에서 네 변에서 수직하게 하향 형성되는 측면부재(120)로 이루어지고, 상기 결합어셈블리(200)는 상기 측면부재에 결합되고 상기 프레임(F)에 결합되는 부재이다.
도 3 내지 도 5을 보면 본 발명의 결합어셈블리(200)에 대해 상세하게 도시되어 있다. 결합어셈블리(200)는 이하 설명할 모서리 고정부재(300)에 의해 간격이 균일하게 되면서 프레임(F)위에 배치되고 결합되는 부재이다.
결합어셈블리(200)는 상기 프레임에 놓여서 결합되는 결합플레이트(210)와, 상기 몸체(100)의 측면부재(120)의 양측에 위치하여 상기 측면부재(120)에 결합되는 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)와, 상기 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(221,230) 사이에 위치하여 열전달을 차단하는 단열부재(250)를 포함한다.
상기 결합어셈블리는 알루미늄을 압출하여 제조하는 압출부재이며, 상기 몸체의 측면부재(120)의 하단을 외측으로 절곡하여 형성하는 것보다 제조상 시공상 휠씬 편리한 구조이다. 즉, 몸체의 측면부재의 하단을 수직으로 절곡하여 결합을 위한 플레이트부를 형성하는 공정은 매우 어려운 고정이므로 미리 압출을 통해 결합플레이트(210)를 갖는 결합어셈블리를 제조하여 이를 리벳 등 결합수단을 통해 결합하는 것이 제조상 매우 편리하기 때문이다.
상기 결합플레이트(210)의 일측면(프레임과 접하는 면)에는 길이방향을 따라 제1돌기(215)가 형성되어 있어서, 프레임(F)과 결합된 상태에서 결합력을 증가시켜서 미끄러짐이나 이동을 방지하게 된다.
그리고, 상기 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)의 각각의 내측면에는 횡방향을 따라 제2돌기(225) 및 제3돌기(235)가 형성된다. 몸체(100)에 결합어셈블리(200)가 결합되는 과정을 보면, 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)의 사이에 측면부재(120)가 위치한 상태에서 리벳(도 5의 270)을 이용하여 이들을 결합하게 된다. 이 과정에서 리벳(270)의 결합력에 의해 제1결합부재(220) 및 제2결합부재(230) 각각이 측면부재(120)에 강하게 밀착되면서 결합되는데, 이때 제2 및 제3돌기(225,235)가 측면부재(120)에 약간의 홈을 형성하면서 파고 들게 되고, 그 결과 측면부재에 결합어셈블리가 강하게 결합되어 빠지지 않게 된다. 이렇게 결합된 상태에서 건축물 외벽에 시공되는 것이다.
그리고, 몸체(100) 내측에 위치하는 상기 제2결합부재(230)의 하단에는 수직하게 형성되어 상기 몸체(100)의 상부부재(110)에 접하는 연장부재(240)가 구비되어 몸체와 결합어셈블리의 결합시 결합 모양이 어긋남이 없이 결합 형태가 유지되도록 한다. 그리고, 상기 연장부재(240)의 하면에는 충격흡수를 위한 충격흡수 가스켓(245)이 결합되어서, 몸체와 연장부재 사이에 발생할 수 있는 충격을 완충하는 역할을 한다.
상기 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(221,230) 사이에 위치하여 열전달을 차단하는 단열부재(250)를 배치하여 전도열을 차단하는 구조를 갖는다. 이것은, 건축외장재가 건축물 외벽에 설치된 상태에서 가장 열을 많이 받아서 온도가 올라가는 부위인 상면부재의 열이 측면부재를 통해 건축물 내부로 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 단열부재(250)는 폴리아미드 재질로 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프레임(F)에 건축외장재가 부착되는 모습을 보면, 먼저 도 3 내지 도 5에 도시된 건축외장재(100, 200)를 상기 프레임(F)에 고정부재(300)를 사용하여 부착한다.
도 6에 도시된 본 발명에 따른 건축외장재 모서리 고정부재(300)를 보면, 사각 플레이트 형상의 베이스부(310)와, 상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(320)와, 베이스부의 네 모서리에서 아래쪽으로 절곡된 형상으로 이루어지고 상기 프레임(F)과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(330)를 포함한다.
상기 모서리 고정부재(300)의 베이스부(310)의 상면은, 상기 간격유지부재(320)에 의해 4개의 부분으로 나누어지고, 각각의 부분에는 건축외장재의 결합어셈블리의 결합플레이트(210)가 위치한다. 시공과정에서 모서리 고정부재를 프레임에 먼저 설치한 후, 모서리 고정부재에 건축외장재는 끼우기만 하면 건축외장재의 상하좌우 설치 간격이, 상기 모서리 고정부재의 간격유지부재(320)의 폭 만큼 자동으로 균일하게 유지되기 때문에 시공상 매우 편리하게 된다(도 9).
그런데, 시공과정에서의 순서상 프레임(F)에 먼저 모서리 고정부재(300)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(330)를 도출하였다.
상기 결착부재(330)는, 베이스부(310)의 네 모서리에서 아래쪽으로 절곡된 형상이면서 서로 직각인 두 개의 제1결착부재(331)와 제2결착부재(333)로 이루어진다. 즉, 두 개의 제1결착부재(331)와 제2결착부재(333)로 서로 직각이면서, 동시에 상기 베이스부(310)와 직각을 이루면서 베이스부의 네 모서리에서 아래쪽으로 연설된 부재이다. 시공과정상 상기 프레임(F)과 프레임(F)이 벽체 외벽에 설치되며, 이들은 서로 직각을 이루면서 격자형태로 설치된다. 그리고, 상기 모서리 고정부재(300)의 결착부재(330)를 이들 수평방향 프레임과 수직방향 프레임이 만나서 이루는 곳의 모서리에 끼우면 모서리 고정부재는 프레임(F)에 용이하게 고정된다.
도 9는 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, 도 10과 도 11에서 본 발명에 따른 건축외장재의 구성 중 폴리아미드 단열부재의 다른 형상을 도시한 것이다. 도 10과 도 11에서 도시된 결합어셈블리의 구조를 보면, 도 4에서 설명한 결합어셈블리(200)에서 단열부재(250)의 형상만이 변경된 것이고, 나머지 구성들은 동일하다. 따라서 이하에서는 단열부재의 구조에 대해서만 설명하도록 한다.
도 10에 도시된 결합어셈블리의 단열부재(250-1)는 좌우로 분리된 형상이다. 즉, 상기 단열부재(250-1)는 두개의 분리된 구성이며 두개의 분리된 구성 각각이 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(220, 230) 사이에서 이들에 결합된 모습니다. 그리고 분리된 단열부재에 의해 이 둘 사이에는 단열공간(S-1)을 갖는다.
도 11에 도시된 결합어셈블리의 단열부재(250-2)는 몸체 내부에 분할된 복수개의 단열공간(S-2)을 갖는 형상이다. 즉, 상기 단열부재(250-2)는 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(220, 230) 사이에서 이들에 결합되는 것은 동일하나 내부에 단열공간(S-2)를 갖는 모습니다.
이들 단열공간(S-1,S-2)은 각각은 폴리아미드 재질의 단열부재 내부에서 열을 저장하는 공간으로 기능을 함으로써, 결합플레이트와 결합부재 사이의 열전달을 차단하는 역할을 함으로써 실내외 열전달을 차단하게 된다.
그리고, 상기 결합어셈블리의 결합플레이트(210)의 하면에는 노턴 테이프와 같은 양면 테이프 구비하여 시공의 편리성을 높이고 건축외장재의 방수 및 내진 성능을 발휘하게 하였다. 구체적으로 보면, 노턴 테이프는 기존 압출 가스켓(EPDM,실리콘)을 대체 가능 하며 테이프 부착방식으로 가스켓 삽입 홈에 대한 별도의 구조설계가 필요없으므로, 별도 설계에 따른 비용이 절감되고 또한 부착 위치를 변경하는 것이 자유로운 프로파일이기 때문에 다양한 설계에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 가스켓 삽입 공정 대비 시간 감소하고 간단한 테이프 부착 방식이므로 꼬임 현상이 없을 뿐 아니라, 내구성 면에서 40년이상 점착에도 이상이 없는 성능을 발휘하고 있으며, 지진에 대항하여 진동 저항을 발휘함으로써 내진기능도 발휘하는 효과가 발생한다.
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 (5)

  1. 건축물 외부 벽면의 프레임(F)에 고정되고, 몸체(100)와 결합어셈블리(200)와 모서리 고정부재(300)를 포함하는 건축외장재로서,
    상기 몸체(100)는, 플레이트 형상의 상부부재(110)와 상부부재에서 수직하게 형성되는 측면부재(120)로 이루어지고,
    상기 결합어셈블리(200)는 알루미늄을 압출하여 제조되며, 결합플레이트(210)와, 상기 측면부재(120)의 양측에 위치하여 측면부재에 결합되는 제1 및 제2결합부재(220, 230)와, 상기 결합플레이트(210)와 제1 및 제2결합부재(221,230) 사이에 위치하여 열전달을 차단하는 단열부재(250)를 포함하고,
    상기 모서리 고정부재(300)는, 사각 플레이트 형상의 베이스부(310); 상기 베이스부의 상면에 십자 형상으로 돌출되고 사각 기둥의 형상을 이루는 간격유지부재(320); 및 상기 베이스부의 네 모서리에서 아래쪽으로 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 프레임과 프레임이 이루는 모서리에 끼워지는 결착부재(330);를 포함하고,
    상기 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)의 각각의 내측면에는 횡방향을 따라 제2돌기(225) 및 제3돌기(235)가 형성되고, 상기 제1결합부재(220)와 제2결합부재(230)는 측면부재(120)와 리벳에 의해 결합되고, 상기 결합플레이트(210)의 일측면에는 길이방향을 따라 제1돌기(215)가 형성되며,
    상기 모서리 고정부재(300)의 베이스부(310)의 상면은, 상기 간격유지부재(320)에 의해 4개의 부분으로 나누어지고,
    상기 결착부재(330)는, 베이스부(310)의 네 모서리에서 아래쪽으로 수직으로 절곡되고, 서로 직각인 두 개의 제1결착부재(331)와 제2결착부재(333)로 이루어지고, 상기 제1결착부재와 제2결착부재 각각은 상기 프레임의 측면에 접하여 결착되는 것을 특징으로 하는 건축외장재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2결합부재(230)의 하단에서 수직하게 형성되어 상기 몸체(100)의 상부부재(110)에 접하는 연장부재(240); 및
    상기 연장부재(240)의 하면에 구비되어 상기 연장부재와 몸체의 상면부재 사이의 충격을 흡수하는 충격흡수 가스켓(245);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축외장재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단열부재는,
    좌우 횡방향으로 서로 분리된 두 개의 구성으로 이루어져, 분리된 두 개의 구성 사이에 단열공간(S-1)을 갖거나,
    단열부재 내부에 형성된 복수개의 공간인 단열공간(S-2)을 갖는 것을 특징으로 하는 건축외장재.
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