KR102349119B1 - 난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조 - Google Patents

난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조 Download PDF

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Abstract

콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서, 몰탈 타설이 용이하고 견고한 구조를 가지면서도 작업성이 향상된 판넬 형태의 난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조가 개시된다. 본 발명은 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 상기 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서, 중앙에 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 사방으로 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어진 판넬 형태이고, 상기 이음부 상부 및 상기 관통구 사이에 상기 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공되는 난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조를 제공한다.

Description

난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조{floating fixing member for heating pipe and floor structure using the same}
본 발명은 난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄우기 위한 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조에 관한 것이다.
아파트 등 공동주택에서 바닥충격음으로 인한 층간소음을 저감하기 위한 층간바닥의 적층 구조는 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 천장(9) 상부의 콘크리트 슬래브(1), 완충재(2), 경량기포 콘크리트(5) 및 마감몰탈(4) 순으로 이루어진다. 이때 층간바닥 시공은 슬래브(1) 타설 및 측면완충재(6) 부착 후 슬래브(1) 상에 완충재(2)를 설치하고, 기포 콘크리트(5) 타설 후 마감몰탈(4) 타설이 이루어지는데, 마감몰탈(4) 타설 전 완충재(2) 상에 난방배관(3)을 설치한 후 마감몰탈(4)을 타설하고, 최종 바닥마감재(8)로 마감하게 된다. 참고로, 도 1에 층간바닥 구조의 층별 두께를 예시적으로 나타내었다.
한편, 최근 완충재 상부 구조의 면밀도 증가를 통한 중량충격음 저감을 위해 도 1(c)에 나타낸 바와 같이, 경량기포 콘크리트(5) 층을 제외하고 이를 마감몰탈(4) 층으로 대체하는 층간바닥 적층 구조가 적용되고 있다. 여기서, 경량기포 콘크리트 층(5) 제외에 따른 단열성능(열관류율) 기준 만족을 위해 완충재(2) 두께를 일부 증가시키고, 나머지 두께 증가분은 경량기포 콘크리트 층(5) 제외에 따른 마감몰탈 균열 방지를 위해 마감몰탈 층(4) 두께 증가에 적용된다.
이와 같이, 중량충격음 저감을 위한 층간바닥의 구조 변화에 따라 마감몰탈 층(4) 두께가 증가하게 되는데, 이에 따라 난방배관(3)은 기존과 같이 완충재(2) 상면에 설치한 후 마감몰탈(4) 타설이 이루어질 경우 배관심도 증가에 따라 난방 시 바닥 표면온도 상승 시간이 2배 수준으로 증가하게 되는 문제가 있고, 따라서 마감몰탈(4) 타설 전에 난방배관(3)을 완충재(2)로부터 소정 높이 이격시켜 고정시킨 후 마감몰탈(4) 타설 작업이 진행될 필요가 있다.
한국 등록특허 제10-2210028호는 난방 배관 패드의 고정부재에 의해 난방 배관의 고정 결합이 용이하고, 복수의 타설공에 의해 마감 몰탈의 타설이 용이한 난방 배관 패드를 이용한 바닥 충격음 저감 구조를 개시하고 있으나, 타설공이 무늬 형태로로서 패드의 구조상 작게 형성되어 패드 아래 부분에 몰탈이 충분히 침투되기 어려운 구조이고, 고정부재 사이의 간격이 넓어 몰탈 타설 작업 시 작업자의 이동 간에 설치된 난방 배관을 간섭하여 작업성이 좋지 않고, 난방 배관을 밟아 경우에 따라서는 난방 배관 파손의 우려도 큰 문제가 있다.
본 발명은 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서, 몰탈 타설이 용이하고 견고한 구조를 가지면서도 작업성이 향상된 판넬 형태의 난방배관 간격띄움 고정부재 및 이를 이용한 층간바닥 구조를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 상기 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서, 중앙에 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 사방으로 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어진 판넬 형태이고, 상기 이음부 상부 및 상기 관통구 사이에 상기 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공되는 난방배관 간격띄움 고정부재를 제공한다.
또한 상기 관통구는 상부 테두리가 내측으로 절곡된 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재를 제공한다.
또한 상기 이음부는 내부에 공간이 마련되어 상기 관통구 사이를 연통하는 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재를 제공한다.
또한 상기 관통구의 하단과 상기 이음부의 하단은 판상으로 연결된 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재를 제공한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 콘크리트 슬래브, 완충재 및 마감몰탈이 순차로 적층된 층간바닥 구조에 있어서, 상기 고정부재를 이용하여 상기 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 상기 마감몰탈이 타설된 것을 특징으로 하는 층간바닥 구조를 제공한다.
본 발명은 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 난방배관을 고정시키는 판넬 형태의 간격띄움 고정부재로서, 관통구와 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어져 이음부 상부 및 관통구 사이에 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로를 제공함으로써, 너비가 큰 관통구와 이음부 내부 공간을 통해 타설되는 몰탈의 침투성이 우수하고, 관통구 자체로 판넬에 지지력을 부여하여 견고한 구조를 갖도록 하면서도, 관통구 사이의 간격이 난방 배관의 배열 통로에 대응되도록 하여 몰탈 타설 작업 시 작업자의 이동 간에 간섭되지 않아 작업성 또한 우수한 구조의 난방배관 간격띄움 고정부재를 제공할 수 있다.
또한 관통구의 하단과 이음부의 하단이 판상으로 연결되어 타설되는 몰탈의 일부는 관통공과 이음부 하부에 충진되고, 나머지는 판상인 하판 상부에 타설되어 마감몰탈이 완충재에 직접 접촉되는 면적을 감소시켜 충격음 전달을 최소화할 수 있다.
도 1은 일반 층간바닥의 적층 구조(a) 및 중량충격음 저감을 위한 층간바닥의 적층 구조(b)를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 난방배관 간격띄움 고정부재를 나타낸 사시도 및 하부사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 고정부재에 난방 배관이 설치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 적용례에 따른 층간바닥 구조를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 세부구성 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 난방배관 간격띄움 고정부재를 나타낸 사시도 및 하부사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 고정부재에 난방 배관이 설치된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 난방배관 간격띄움 고정부재(100)는 콘크리트 슬래브(1)의 상면에 구비되는 완충재(2) 상에 난방배관(3)을 띄운 상태에서 마감몰탈(4) 타설이 이루어지도록 상기 난방배관(3)을 이격 고정시키는 고정부재(100)로서, 중앙에 관통구(110)가 형성되고, 상기 관통구(110)의 사방으로 이음부(120)가 연결된 단위가 격자(G)로 이어진 판넬 형태이고, 상기 이음부(120) 상부 및 상기 관통구(110) 사이에 상기 난방배관(3)이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공된다.
상기 고정부재(100)의 재질은 특별히 한정하는 것은 아니나, 몰탈(4) 타설 작업 시 형상 유지가 가능한 수준의 강도 및 강성을 갖는 합성수지재인 것이 바람직하다.
상기 관통구(110)는 마감몰탈(4) 타설 시 몰탈이 충진되도록 하면서 전체적으로 판넬을 지지하는 역할을 한다. 관통구(110) 형상은 몰탈(4)이 충진될 수 있는 통 형상이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대, 원통형 또는 사각통형일 수 있고, 난방배관(3) 배열 설치의 용이성을 고려할 때 원통형인 것이 바람직하다.
상기 관통구(110)는 마감몰탈(4) 타설 시 작업자의 이동간 작업이 보다 용이하도록 상부 테두리가 내측으로 절곡된 절곡부(111)가 구비될 수 있다. 상기 절곡부(111)는 몰탈(4) 충진에 방해되지 않을 정도의 폭으로 형성되어 작업자가 안정적으로 이동할 수 있는 발판 역할을 할 수 있다.
상기 이음부(120)는 상기 관통구(110) 사이를 연결하여 하나의 관통구(110)와 사방으로 연결된 이음부(120)가 연속되어 격자(G) 형태를 이루도록 한다. 상기 이음부(120)는 상기 관통구(110)의 하단으로부터 일정 높이(H)까지 형성되되, 이음부(120) 상부 및 관통구(110) 사이에 난방배관(3)이 끼워 고정될 수 있을 정도의 높이로 형성된다.
일 구체예에서 상기 이음부(120)는 내부에 공간(S)이 마련되어 상기 관통구(110) 사이를 연통하도록 형성될 수 있다. 따라서 상기 관통구(110)를 통해 주입된 몰탈(4)이 이음부(120) 내부 공간(S)까지 용이하게 충진되어, 타설된 몰탈(4)은 이음부(120) 내부와 관통구(110)에 모두 충진되도록 한다.
본 발명에서 상기 관통구(110)의 폭(W1)과, 관통구(110) 사이의 간격, 즉, 이음부의 폭(W2)은 몰탈 타설 작업 시 작업자의 이동 간에 배열된 난방배관(3)이 간섭되지 않고, 작업자가 편리하게 이동할 수 있도록 하는 범위에서 설계될 수 있다. 예컨대, 상기 관통구(110)가 원통형일 경우 폭(직경)(W1)은 80 내지 120 mm, 바람직하게는 90 내지 110 mm일 수 있고, 상기 이음부의 폭(W2)은 10 내지 40 mm, 바람직하게는 15 내지 25 mm일 수 있다.
본 발명에서는 상기 관통구(110)의 하단과 상기 이음부(120)의 하단이 판상으로 연결되도록 하는 하판(130)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 관통구(110) 하단의 외곽 및 상기 이음부(120) 하단의 외곽은 모두 하판(130)으로 연결되어, 고정부재(100)가 상기 하판(130)을 통해 상기 완충재(2) 상에 적층된다.
상기 하판(130)이 상기 완충재(2) 상에 접촉하여 적층됨에 따라 타설되는 몰탈(4)의 일부는 관통공(110)과 이음부(120) 하부에 충진되고, 나머지는 하판(130) 상부에 타설되는데, 이에 따라 수평 단면 기준으로 마감몰탈(4)이 완충재(2)에 직접 접촉되는 부분은 이음부(120) 내부와 관통구(110)가 되며, 그 이외의 부분은 마감몰탈(4)과 완충재(2) 사이에 하판(130)이 개재되는 적층 구조를 나타낸다. 따라서 마감몰탈 층(4)으로부터 전달되는 충격의 일부는 고정부재(100)의 하판(130)으로 분산됨으로써, 충격으로 인한 진동이 모두 동시에 완충재(2)로 전달되지 않고, 일부는 몰탈(4) 재질을 통해, 나머지는 하판(130)을 통해 전달되어 다소 감쇠되는 양상을 보여 층간 충격음 전달을 최소화할 수 있게 된다.
상기 고정부재(100) 하부에 배치되는 상기 완충재(2)는 통상의 단열 및 차음 소재로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 발포 폴리스티렌(Expandable Polystyrene; EPS) 소재의 완충재가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 고정부재(100)는 기존 층간바닥 구조에서 경량기포 콘크리트 층(5)을 제외한 구조에서 마감몰탈(4) 타설 전에 적용된다. 도 5에서는 본 발명의 일 적용례에 따른 층간바닥 구조를 나타낸 단면도를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 마감몰탈(4) 타설 전에, 콘크리트 슬래브(1) 타설 및 측면완충재(6) 부착 후 슬래브(1) 상에 완충재(2) 설치 작업이 수행된다. 이후, 난방배관(3) 설치에 앞서 고정부재(100)를 완충재(2) 상에 적층한 후 난방배관(3)을 관통공(110) 사이에 배열하여 고정시킨 후 설계된 두께로 마감몰탈(4)을 타설하는 과정을 포함하여 층간바닥을 시공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고정부재가 적용될 경우 층간바닥 구조의 난방 표면온도 상승에 소요되는 시간에 관한 성능 효과를 구체적인 시험예를 통해 설명한다.
시험예
층간바닥 구조에 따른 난방 표면온도 상승 소요시간에 관한 성능 효과 검증을 위해 해석 프로그램인 Physibel VOLTRA 8.0w(비정상상태 3차원 전열해석 프로그램)을 사용하여 하기 조건으로 전열해석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[해석 조건]
- 난방 공급수 온도 : 70℃ 설정(난방 시작 전 15℃, 10분 후 70℃ 도달)
- 난방 바닥의 쾌적 온도 범위 : 29-32℃(바닥 마감재 시공을 고려하여 몰탈 표면 35℃ 도달 시간 검토), 슬래브 하부 온도 25℃
- 해석 모델(하기 표 1 참조) : 1m × 1m 바닥, 배관 관경 20 mm PEX 재질, 배관 간격 200 mm(상부 공간 온도 조건 입력하지 않음)
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
해석모델
Figure 112021057433414-pat00001

- 하부부터 순서대로, 콘크리트 슬래브(210mm), 완충재(40mm), 몰탈(70mm), 난방배관을 마감몰탈 표면 하부 20mm 위치에 이격 설치
Figure 112021057433414-pat00002

- 하부부터 순서대로, 콘크리트 슬래브(210mm), 완충재(30mm), 기포콘크리트(40mm), 몰탈(40mm), 난방배관을 완충재 상면에 설치
Figure 112021057433414-pat00003

- 하부부터 순서대로, 콘크리트 슬래브(210mm), 완충재(40mm), 몰탈(70mm), 난방배관을 완충재 상면에 설치
전열해석
결과
Figure 112021057433414-pat00004
Figure 112021057433414-pat00005
Figure 112021057433414-pat00006
표면35℃
도달
시간		 - 배관 상부(청색) : 30분
- 배관 직상부와 배관 간 중간의 상부 평균(적색) : 1시간 5분		 - 배관 직상부(청색) : 27분
- 배관 직상부와 배관 간 중간의 상부 평균(적색) : 58분		 - 배관 직상부(청색) : 1시간 30분
- 배관 직상부와 배관 간 중간의 상부 평균(적색) : 1시간 52분
표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 난방배관 간격띄움 고정부재를 사용하여 기존 기포콘크리트 층을 제외하고 이를 마감몰탈 층으로 대체하면서 난방배관을 완충재 층으로부터 소정 높이 이격 시켜 고정시킨 후 마감몰탈 타설을 진행할 경우 완충재 상부 구조의 면밀도 증가를 통한 중량충격음 저감을 구현할 수 있으면서도 난방 시 바닥 표면온도 상승 시간에 있어 기존 층간바닥 구조 대비 동등 이상의 성능이 구현됨을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 콘크리트 슬래브 2 : 완충재
3 : 난방배관 4 : 마감몰탈
5 : 경량기포 콘크리트 6 : 측면완충재
100 : 고정부재 110 : 관통구
111 : 절곡부 120 : 이음부
130 : 하판

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 상기 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서,
    중앙에 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 사방으로 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어진 판넬 형태이고,
    상기 이음부 상부 및 상기 관통구 사이에 상기 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공되고,
    상기 관통구는 상부 테두리가 내측으로 절곡된 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재.
  3. 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 상기 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서,
    중앙에 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 사방으로 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어진 판넬 형태이고,
    상기 이음부 상부 및 상기 관통구 사이에 상기 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공되고,
    상기 이음부는 내부에 공간이 마련되어 상기 관통구 사이를 연통하는 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재.
  4. 콘크리트 슬래브의 상면에 구비되는 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 마감몰탈 타설이 이루어지도록 상기 난방배관을 이격 고정시키는 간격띄움 고정부재로서,
    중앙에 관통구가 형성되고, 상기 관통구의 사방으로 이음부가 연결된 단위가 격자 형태로 이어진 판넬 형태이고,
    상기 이음부 상부 및 상기 관통구 사이에 상기 난방배관이 끼움 고정되도록 배열 통로가 제공되고,
    상기 관통구의 하단과 상기 이음부의 하단은 판상으로 연결된 것을 특징으로 하는 난방배관 간격띄움 고정부재.
  5. 콘크리트 슬래브, 완충재 및 마감몰탈이 순차로 적층된 층간바닥 구조에 있어서,
    제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 고정부재를 이용하여 상기 완충재 상에 난방배관을 띄운 상태에서 상기 마감몰탈이 타설된 것을 특징으로 하는 층간바닥 구조.
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