KR102517684B1 - 개선된 프레임구조를 통해 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 bipv 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BIPV시스템의 일부인 종래의 Z-bar프레임에 커버프레임과 날개부를 추가하여 화재 확산을 방지하고, 습기 유입을 방지하며, 경사부를 추가하여 보다 용이하게 시공 가능하고, 주름을 포함하는 접합부를 추가해 접착성을 증진시킨, 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템에 관한 것이다.

Description

개선된 프레임구조를 통해 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템{Building-Integrated Photovoltaics(BIPV) System with Improved Fire Resistance, Waterproofness and Durability through Improved Frame Structure}
본 발명은 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BIPV시스템의 Z-bar프레임에 커버프레임과 날개부를 이용하여 노턴테이프와 내화성실란트가 화재에 직접적으로 노출되지 않게 밀봉하여 화재 확산을 방지하고, 습기 유입을 방지하며, 경사부를 통하여 보다 용이하게 시공하고, 주름을 포함하는 접합부를 통하여 접착성을 증진시켜, 내화성, 내구성, 접착성, 경제성 및 방습성을 향상할 수 있는, 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템에 관한 것이다.
Building-Integrated Photovoltaics(이하, BIPV) 시스템은 건물 일체형 태양광 발전시스템으로, 태양광모듈이 벽, 창호, 및 지붕 등 건물의 외피를 이루어 친환경적으로 전기를 생산할 수 있다. 특히 BIPV 시스템이 건물의 외벽에 적용되는 외벽형 BIPV 시스템은 고가의 건축외장재를 대체할 수 있어 경제성 또한 확보할 수 있다.
BIPV는 건물 외벽뿐 아니라 옥상, 지붕, 창호 등 태양광을 받을 수 있는 장소라면 어디든 설치할 수 있다. 한편, (특허문헌 1)의 수리가 용이한 다기능성 BIPV커튼월 시스템과 같이, 종래에 건물 외벽에 쓰이는 BIPV는 커튼월 공법을 이용하여 형성하였다. 일반적으로 건물의 외벽은 단열을 위하여 차수벽을 형성하는 것이 바람직하다. 다만 종래의 커튼월 공법은 공간적 특성으로 인하여 차수벽을 형성하기가 어려운 문제가 있다.
이에 따라 최근에는 피스를 이용하여 태양광모듈을 부착하는 공법이 사용되고 있다. 이와 같은 방식은 대부분의 건물에 적용할 수 있으며, 건물의 외벽뿐 아니라 지붕, 옥상 등 건물 어디에나 적용할 수 있다. 또한, 작업자의 숙련도에 따라서 빠른 작업이 가능하므로 공기단축의 효과를 발휘할 수 있다.
하지만 이러한 방식은 화재발생시, Z-bar프레임과 태양광모듈을 결합하기위해 사용하는 실란트를 타고 빠르게 화재가 확산할 수 있다는 위험성을 가지고 있어 화재 방지를 위한 개선이 요구되고 있고, 또한, Z-bar와 태양광모듈을 접착시키는 실란트가 외부에 노출되었기 때문에, 설치 후 시간이 경과함에 따라서 실란트가 노후화되서 접착력이 하락하여 BIPV시스템의 내구성이 하락할 수 있고, 태양광모듈의 측면또한 외부로 노출되어 습기가 쉽게 유입되어 태양광모듈에 손상을 가할 수 있기 때문에 BIPV시스템의 내구성향상과 방습성을 위한 개선이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1162675호
본 발명은 건물 일체형 태양광발전용BIPV 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BIPV시스템의 일부인 종래의 Z-bar프레임에 커버프레임과 날개부를 추가하여 화재 확산을 방지하고, 습기 유입을 방지하며, 경사부를 추가하여 보다 용이하게 시공 가능하고, 주름을 포함하는 접합부를 추가해 접착성을 증진시킨, 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템에 관한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 건물일체형 태양광발전용 BIPV 시스템으로서, 건물의 각관구조체에 결합되는 복수의 Z-bar프레임; Z-bar프레임의 상측에 접합되는 태양광모듈; 및 상기 Z-bar프레임 사이에 배치되는 실란트부;를 포함하고, 상기 Z-bar프레임과 상기 태양광모듈 사이에 배치되는 노턴테이프; 및 상기 Z-bar프레임과 상기 태양광모듈 사이에 배치되는 내화성실란트;를 포함하고, 상기 Z-bar프레임은, 건물의 각관구조체에 결합될 수 있는 하측플랜지, 상기 하측플랜지의 상측에 상기 하측플랜지와 평행하는 상측플랜지, 상기 상측플랜지와 상기 하측플랜지 사이를 연결하는 제1프레임웹, 상기 하측플랜지의 상기 실란트부의 반대측 단부에서 상측으로 연장되는 제2프레임웹;을 포함하는 프레임부; 물결무늬의 오목홈이 상면에 형성되고, 상기 상측플랜지의 상기 실란트부의 반대측 단부에서 일단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 접합부; 상기 접합부의 타단에서 경사지는 각도로 연장되는 경사부; 상기 상측플랜지의 상기 실란트부측 단부에서 상측으로 연장되어 태양광모듈의 측면의 일부를 덮는 날개부; 상기 접합부와 상기 경사부가 연결되는 지점에서 상기 하측플랜지의 일 지점을 연결하여 Z-bar프레임의 내구성을 보강하기 위한 보강대;를 포함하고, 단일의 금속재질로 형성되는 메인프레임; 상기 제2프레임웹의 외측에 접합되는 수직부재, 및 상기 수직부재의 상측에서 상기 실란트부의 반대측으로 연장되고, 상기 태양광모듈의 하면의 일부와 접촉하는 수평부재를 포함하는, BIPV시스템을 제공한다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 노턴테이프는, 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 실란트부 측에 배치되고, 상기 내화성실란트는, 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 커버프레임 측에 배치될 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 내화성실란트는, 상기 접합부 및 경사부의 상면 위에 위치할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 접합부는, 상면에 형성된 물결무늬의 오목홈으로 인하여 표면적이 증가하여, 상기 내화성실란트와 상기 메인프레임 사이의 접합강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 경사부는, 상기 접합부의 타단이 수직으로 형성될 때와 비교하여, 표면적이 증가하여 상기 내화성실란트와 메인프레임사이의 접합강도를 향상시키고, 내화성실란트충진도구가 진입할 수 있는 공간을 확보하면서, 가이드 역할을 수행하여, 작업용이성을 향상시키고, 상기 내화성실란트의 충진률을 향상시켜 태양광모듈의 내구성을 향상할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 날개부는, 웨더용실란트측이 배치되는 공간과 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간을 구획하여, 웨더용실란트측에서 발생하는 화재가 내화성실란트 및 노턴테이프로 확산되는 것을 방지하고, 외부에서, 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간으로 습기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 하측플랜지는, 실란트부측 단부면에 제1관통홀이 형성되어 있고, 상기 제1관통홀 및 상기 각관구조체에 형성되는 제2관통홀을 관통하는 나사에 의해 상기 BIPV 시스템과 상기 각관구조체가 체결될 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 커버프레임은, 상기 커버프레임의 수평부재는 태양광모듈의 하측면 일부에 접하고, 수직부재의 일부가 상기 제2프레임웹의 외측면과 결합되어, 상기 커버프레임의 외측에서 발생하는 화재가 내화성실란트 및 노턴테이프로 확산되는 것을 방지하고, 상기 커버프레임과 상기 제2프레임웹의 일부 사이의 공간까지 내화성실란트가 충진되어, 상기 노턴테이프, 태양광모듈, 접합부, 경사부로 공간에 내화성실란트가 완전충진될 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 실란트부는, 각관구조체의 길이방향에 평행하게 연장되는 백업로드; 및 상기 백업로드의 일부면을 감싸면서, 날개부, 상기 태양광모듈의 측면 일부에 접하도록 배치되는 웨더용실란트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 건물외부에 Z-bar프레임을 설치하고, Z-bar프레임 위에 태양광모듈을 설치할 수 있어, 다양한 규격으로 생산된 태양광모듈을 사용할 수 있고, 건축물이 요구하는 설계의 필요에 의해 선택적으로 설치 가능하여 생산성, 경제성, 공기단축, 및 시공성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메인프레임과 커버프레임이 결합되어 내화성실란트를 밀봉하는 효과를 발휘하여, 화재가 커버프레임이 내화성 실란트에 확산되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Z-bar프레임과 커버프레임이 결합되어 외부로 흐르는 내화성 실란트를 단단하게 밀착시킴으로써 내구성과 접착력이 상승하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Z-bar프레임에 넓은 표면적을 가진 접합부를 추가함으로써, 기존의 실란트보다 접착력이 떨어지는 내화성실란트의 접착력을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
발명의 일 실시예에 따르면, Z-bar프레임의 날개부를 통하여 실란트부방향의 화재확산을 방지하고, 노턴테이프와 태양광모듈에 습기가 유입되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 접합부의 끝단에 경사부를 추가함으로써, 공구가 들어갈 공간을 확보하여 작업 효율이 상승하고, 이를 통해 더 정밀한 작업을 함으로써 태양광모듈의 내구성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Z-bar프레임에 격벽을 추가함으로써 Z-bar프레임의 강도가 높아지는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고가의 전자장비들을 추가하지 않고도 내화성을 향상시킴으로써, 원가를 절감하여 경제성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 종래의 BIPV시스템의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV시스템을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Z-bar프레임의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인프레임과 커버프레임의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화용실란트 충진작업을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 날개부(1130)와 방수실리콘(1131)의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV시스템의 시공 단계를 개략적으로 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Building-Integrated Photovoltaics(이하, BIPV)시스템은 건물 일체형 태양광 발전시스템으로, 태양광모듈이 벽, 창호, 및 지붕 등 건물의 외피를 이루어 친환경적으로 전기를 생산할 수 있다. 특히 BIPV시스템이 건물의 외벽에 적용되는 외벽형 BIPV시스템은 고가의 건축외장재를 대체할 수 있어 경제성 또한 확보할 수 있다.
건물의 외부에 설치되는 BIPV시스템의 특성상 건물에 화재 발생 시, 건물 외부의 불이 BIPV시스템의 실란트를 통해 빠르게 번지는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명은 이러한 위험성을 예방함과 동시에 태양광모듈과 Z-bar사이의 접합강도를 상승 시 킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 BIPV시스템의 일부를 개략적으로 도시한다.
종래의 BIPV시스템은 크게 태양광발전을 위한 태양광모듈(2000), Z-bar프레임(1000)과 상기 태양광모듈(2000)을 접착시키는 노턴테이프(1300), 상기 노턴테이프(1300)가 임시로 접착한 상기 Z-bar프레임(1000)과 상기 태양광모듈(2000)을 확실하게 접착시키는 실란트를 포함할 수 있다.
종래의 BIPV시스템은 다음과 같은 순서를 통해 제작되어진다.
먼저, 상기 Z-bar프레임(1000)의 하부측에 있는 개구부와 건물에 설치된 각관구조체(4000)의 개구부를 나사를 통하여 관통시켜 상기 Z-bar프레임(1000)을 건물에 고정한다.
고정된 상기 Z-bar프레임(1000)의 상측면에 상기 노턴테이프(1300)의 한쪽 면을 부착할 수있다.
한편, 상기 노턴테이프(1300)란, 양면 접착력이 뛰어나 구조용 실리콘이 완전히 경화될 때까지 형태를 유지하여 구조물을 고정해주는 역할을 하는 스페이서 테이프를 말하며, 일반적으로 고밀도 폴리우레탄폼으로 만들어져, 공기, 습기가 잘 통하는 오픈셀(Open Cell)구조로, 생산되는 대부분의 실란트와 호환성이 높고, 사용자가 원하는 형태로 생산할 수 있다. 또한, 소재를 변경하여 내화성을 가진 상기 노턴테이프(1300)를 생산할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 노턴테이프(1300)는, 바람직하게는 내화성을 가진 노턴테이프(1300)일 수 있다.
이때, 실란트는 바람직하게는 실리콘일 수 있으나, 상기 Z-bar프레임(1000), 상기 태양광모듈(2000)의 재질과 목적등에 따라 변경될 수 있다.
부착된 상기 노턴테이프(1300)의 상기 Z-bar프레임(1000)반대측면에 상기 태양광모듈(2000)을 올려서 부착시킨다.
그 후, 상기 Z-bar프레임(1000), 상기 노턴테이프(1300), 상기 태양광모듈(2000)로 둘러 쌓인 공간에 실란트를 주입하고, 경화가 되기를 기다리는 식으로 제조된다.
이렇게 만든 상기 BIPV시스템(1)는 제작이 간단하다는 장점이 있으나, 실란트를 주입할 때 상기 태양광모듈(2000)과 상기 Z-bar프레임(1000) 사이의 공간이 좁아 작업자가 숙련돼야 하고, 시간이 지나 노후화된 실란트와 상기 노턴테이프(1300)의 틈으로 습기 등 이물질이 침투하여 상기 태양광모듈(2000)에 손상을 입힐 수 있다는 단점이 있다.
또한, 웨더용실란트(3100), 혹은 건물 외부에서 발생한 불이 실란트와 상기 노턴테이프(1300)를 타고 빠르게 번질 위험성이 있다.
따라서, 이러한 단점을 보안하기 위한 본 발명을 도 2에 개략적으로 도시하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV시스템(1)을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 BIPV시스템(1)는, 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 BIPV 시스템으로서, 건물의 상기 각관구조체(4000)에 결합되는 복수의 상기 Z-bar프레임(1000); 상기 Z-bar프레임(1000)의 상측에 접합되는 상기 태양광모듈(2000); 및 상기 Z-bar프레임(1000) 사이에 배치되는 실란트부(3000);를 포함하고, 상기 Z-bar프레임(1000)과 상기 태양광모듈(2000) 사이에 배치되는 상기 노턴테이프(1300); 및 상기 Z-bar프레임(1000)과 상기 태양광모듈(2000) 사이에 배치되는 내화성실란트(1400);를 포함하고, 상기 Z-bar프레임(1000)은, 건물의 상기 각관구조체(4000)에 결합될 수 있는 하측플랜지(1151), 상기 하측플랜지(1151)의 상측에 상기 하측플랜지(1151)와 평행하는 상측플랜지(1154), 상기 상측플랜지(1154)와 상기 하측플랜지(1151) 사이를 연결하는 제1프레임웹(1152), 상기 하측플랜지(1151)의 상기 실란트부(3000)의 반대측 단부에서 상측으로 연장되는 제2프레임웹(1153);을 포함하는 상기 프레임부(1150); 물결무늬의 오목홈이 상면에 형성되고, 상기 상측플랜지(1154)의 상기 실란트부(3000)의 반대측 단부에서 일단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 접합부(1120); 상기 접합부(1120)의 타단에서 경사지는 각도로 연장되는 경사부(1110); 상기 상측플랜지(1154)의 상기 실란트부(3000)측 단부에서 상측으로 연장되어 상기 태양광모듈(2000)의 측면의 일부를 덮는 날개부(1130); 상기 접합부(1120)와 상기 경사부(1110)가 연결되는 지점에서 상기 하측플랜지(1151)의 일 지점을 연결하여 상기 Z-bar프레임(1000)의 내구성을 보강하기 위한 보강대(1140);를 포함하고, 단일의 금속재질로 형성되는 메인프레임(1100); 상기 제2프레임웹(1153)의 외측에 접합되는 상기 수직부재(1210), 및 상기 수직부재(1210)의 상측에서 상기 실란트부(3000)의 반대측으로 연장되고, 상기 태양광모듈(2000)의 하면의 일부와 접촉하는 상기 수평부재(1220)를 포함하는, 커버프레임(1200);을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 노턴테이프(1300)는, 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 실란트부(3000) 측에 배치되고, 상기 내화성실란트(1400)는, 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 커버프레임(1200) 측에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 내화성실란트(1400)는, 상기 접합부(1120) 및 상기 경사부(1110)의 상면 위에 위치할 수 있다.
한편, 상기 내화성실란트(1400)란, 난연성물질을 소재로 사용한 실란트로써, 이때, 실란트란, 건축물의 각종 부재 간의 상기 접합부(1120)나 조인트(이음매)에 충진하여 이음매의 방수 기밀성을 부여하는 이 외에 유리등을 고정시키는 재료를 의미한다. 즉, 상기 내화성실란트(1400)란 이러한 실란트중에서도 불이 잘 붙지 않는 소재들로 만든 실란트를 의미할 수 있다. 이러한 상기 내화성실란트(1400)는 내화물질을 포함하고 있어, 일반적으로 쓰이는 실란트에 비하여 접착력이 낮기 때문에 접합강도가 떨어져 상기 BIPV시스템(1)의 내구성이 하락하고, 유동성이 커서 경화되기 전에 충진된 공간에서 이탈할 수 있다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 BIPV시스템(1)는, 종래의 상기 BIPV시스템(1)에서 상기 커버프레임(1200), 상기 날개부(1130), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110)가 형성된 구성일 수 있다.
상기 BIPV시스템(1)의 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)는 상기 커버프레임(1200), 상기 날개부(1130), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상부플랜지로 형성된 공간에 의해 밀폐되어 화재가 상기 내화성실란트(1400)나 상기 노턴테이프(1300)로 확산하는 것을 방지할 수 있다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 실란트부(3000)는, 상기 각관구조체(4000)의 길이방향에 평행하게 연장되는 백업로드(3200); 및 상기 백업로드(3200)의 일부면을 감싸면서, 상기 날개부(1130), 상기 태양광모듈(2000)의 측면 일부에 접하도록 배치되는 상기 웨더용실란트(3100);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 실란트부(3000)는, 상기 백업로드(3200) 및 상기 웨더용실란트(3100)를 포함할 수 있다. 상기 실란트부(3000)는 복수의 상기 태양광모듈(2000) 사이의 틈새를 메우기 위하여 형성되며, 상기 백업로드(3200)는 상기 태양광모듈(2000)과 상기 태양광모듈(2000) 사이의 공간에 삽입된 형태로 위치하고, 상기 웨더용실란트(3100)는 각각의 상기 태양광모듈(2000)의 사이에 존재하는 모든 공간에 주입되지 않고, 상기 태양광모듈(2000), 상기 날개부(1130), 상기 백업로드(3200)가 형성하는 공간에만 주입됨으로써 상기 BIPV시스템(1) 시공 시에 사용되는 웨더용실리콘의 양을 감소시켜 경제성을 증가시키고, 상기 웨더용실란트(3100)를 깔끔하게 시공할 수 있게 만들어 상기 BIPV시스템(1)의 심미성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실란트부는, 복수의 Z-bar프레임 사이에 위치할 수있다.
한편, 상기 백업로드(3200)는 단일 소재의 긴 원통형 관으로써, 바람직하게는 스펀지와 같은 소재일 수 있고, 더욱 바람직하게는 흰색의 스펀지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 각관구조체(4000)는, 건물의 외벽에 위치하고, 상기 BIPV시스템(1)을 건물 외벽에 결합하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 각관구조체(4000)의 일면에는 프레임부(1150)와 나사를 통해 결합되기 위한 관통홀이 존재할 수 있다.
한편, 상기 각관구조체(4000)는 건물의 건축들 담당하는 담당자에 의하여 건물에 시공되며, 바람직하게는 건설과정에서부터 빌트인 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 각관구조체(4000)은, 건물외부구조체(5000)에 위치하고, 상기 BIPV시스템(1)을 건물의 외부에 결합하는 역할을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 건물외부구조체(5000)는 콘크리트, AL sheet, 또는 지붕판넬일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 건물외부구조체(5000)은 건물의 외벽, 지붕, 옥상, 창호, 천창 혹은 다양한 형태의 Z-bar프레임을 지지하는 구조체에 해당될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 Z-bar프레임(1000)의 단면도를 개략적으로 도시한다.
상기 Z-bar프레임(1000)은 상기 각관구조체(4000)와 상기 태양광모듈(2000)을 결합하여, 최종적으로는 상기 건물외부구조체(5000)에 태양광발전을 위한 상기 태양광모듈(2000)을 부착시킬 때 사용하는 핵심 부품으로써, 충분한 강도와 경도, 내구성 등을 요구한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 Z-bar프레임(1000)은, 단일의 소재로 이루어질 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 Z-bar프레임(1000)은 단일의 금속소재일 수 있다.
바람직하게는 알루미늄, 합금, 혹은 철강 등의 소재 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 Z-bar프레임(1000)은 상기 각관구조체(4000)와 결합하고, 상기 노턴테이프(1300)와 상기 내화성실란트(1400)가 시공되는 상기 메인프레임(1100) 및 상기 수평부재(1220)가 상기 태양광모듈(2000)의 하측면 일부에 접하고, 상기 수직부재(1210)의 일부가 상기 제2프레임웹(1153)의 외측면과 결합되어 상기 내화성실란트(1400)가 경화되기 전에 흘러 유출되는 것을 방지하는 상기 커버프레임(1200)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 커버프레임(1200)은, 상기 커버프레임(1200)의 상기 수평부재(1220)는 상기 태양광모듈(2000)의 하측면 일부에 접하고, 상기 수직부재(1210)의 일부가 상기 제2프레임웹(1153)의 외측면과 결합되어, 상기 커버프레임(1200)의 외측에서 발생하는 화재가 상기 내화성실란트(1400) 및 상기 노턴테이프(1300)로 확산되는 것을 방지하고, 상기 커버프레임(1200)과 상기 제2프레임웹(1153)의 일부 사이의 공간까지 상기 내화성실란트(1400)가 충진되어, 상기 노턴테이프(1300), 상기 태양광모듈(2000), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110)로 공간에 상기 내화성실란트(1400)가 완전충진될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 커버프레임(1200)은, 도3에 도시된 바와 같이 커버용테이프(1230)를 사용해 상기 수직부재(1210)의 일부가 상기 제2프레임웹(1153)의 외측면과 결합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 커버프레임(1200)은, 나사를 사용하여 상기 수직부재(1210)의 일부가 상기 제2프레임웹(1153)의 외측면과 결합할 수 있으나, 나사를 사용한 결합은 상기 커버용테이프(1230)를 사용할때와 비교하여 작업성과 효율성이 낮기 때문에 바람직하게는 상기 커버용테이프(1230)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 상기 커버프레임(1200)은, 상기 커버용테이프(1230)와 나사 모두를 사용하여 결합될 수 있다. 이와 같은 결합 시, 상기 커버용테이프(1230)만을 사용했을때와 비교하여 작업성은 조금 하락하지만 상기 커버프레임(1200)의 밀폐성과 내구성 모두가 상승하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 상기 커버용테이프(1230)란, 금속과 금속을 접착시킬 수 있는 양면테이프일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 커버프레임(1200)은 상기 커버프레임(1200)의 외측에서부터 확산하는 화재로부터 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)를 보호한다. 상기 커버프레임(1200)이 없던 종래의 상기 BIPV시스템(1)에서 화재 발생시, 실란트와 상기 노턴테이프(1300)로 화재가 확산하여 실란트와 상기 노턴테이프(1300)가 도화선으로 작용하여 화재가 더욱 빠르게 확산할 수 있다. 본 발명과 같이 상기 내화성실란트(1400)와 내화성상기 노턴테이프(1300)를 사용한다면, 화재가 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)를 통하여 빠르게 확산하는 것은 방지할 수 있으나, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 강한화재로 인한 열에 의하여 손상될 시, 상기 태양광모듈(2000)이 상기 Z-bar프레임(1000)으로부터 탈락하여 낙하 시 2차피해가 발생할 수 있다. 상기 커버프레임(1200)은 금속소재로써, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 직접적으로 화재에 손상되는 것을 방지하고, 강한 화재시, 상기 커버프레임(1200)을 통과하여 유입되는 열에 의하여 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 손상되는 것을 온전하게 방지할 수는 없으나, 상기 커버프레임(1200)이 존재하지 않는 상기 BIPV시스템(1)와 비교하여 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 손상되는 시간을 늦춰 그 사이 화재진압, 대피 등의 행동으로 2차피해를 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 메인프레임(1100)과 상기 커버프레임(1200)의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4A는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 메인프레임(1100)의 단면도를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 메인프레임(1100)은, 건물의 상기 각관구조체(4000)에 결합될 수 있는 상기 하측플랜지(1151), 상기 하측플랜지(1151)의 상측에 상기 하측플랜지(1151)와 평행하는 상기 상측플랜지(1154), 상기 상측플랜지(1154)와 상기 하측플랜지(1151) 사이를 연결하는 상기 제1프레임웹(1152), 상기 하측플랜지(1151)의 상기 실란트부(3000)의 반대측 단부에서 상측으로 연장되는 상기 제2프레임웹(1153);을 포함하는 상기 프레임부(1150); 물결무늬의 오목홈이 상면에 형성되고, 상기 상측플랜지(1154)의 상기 실란트부(3000)의 반대측 단부에서 일단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 상기 접합부(1120); 상기 접합부(1120)의 타단에서 경사지는 각도로 연장되는 상기 경사부(1110); 상기 상측플랜지(1154)의 상기 실란트부(3000)측 단부에서 상측으로 연장되어 상기 태양광모듈(2000)의 측면의 일부를 덮는 상기 날개부(1130); 상기 접합부(1120)와 상기 경사부(1110)가 연결되는 지점에서 상기 하측플랜지(1151)의 일 지점을 연결하여 상기 Z-bar프레임(1000)의 내구성을 보강하기 위한 상기 보강대(1140);를 포함 하고, 단일의 금속재질로 형성 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 하측플랜지(1151)는, 상기 실란트부(3000)측 단부면에 제1관통홀이 형성되어 있고, 상기 제1관통홀 및 상기 각관구조체(4000)에 형성되는 제2관통홀을 관통하는 나사에 의해 상기 BIPV 시스템과 상기 각관구조체(4000)가 체결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 상측플랜지(1154)는, 상기 상측플랜지로부터 수직하게 위치한 상기 제1프레임웹(1152)을 통해 상기 하측플랜지(1151)와 평행하게 위치하며, 상기 상측플랜지(1154)의 상부표면에 상기 노턴테이프(1300)가 부착될 수 있으며, 상기 상측플랜지(1154)의 상기 실란트부(3000)측 단부로부터 수직방향으로 상기 날개부(1130)가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 보강대(1140)는, 상기 접합부(1120)와 상기 경사부(1110)가 접하는 지점으로부터 상기 하측플랜지(1151)까지 상기 하측플랜지로부터 수직한 각도로 연장되어 연결되는 형태로써, 상기 제2프레임웹(1153), 상기 경사부(1110), 상기 접합부(1120), 상기 상측플랜지(1154), 상기 제1프레임웹(1152), 상기 하측플랜지(1151)로 둘러 쌓인 공간을 나누는 격벽으로써, 상기 Z-bar프레임(1000)에 가해지는 하중을 분산시켜 상기 Z-bar프레임(1000)의 내구성을 강화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2프레임웹(1153)은, 상기 경사부(1110)의 끝단과 상기 하측플랜지(1151)의 외측부 끝단을 연결하고, 상기 커버프레임(1200)이 상기 메인프레임(1100)에 부착될 수 있게 하는 상기 커버용테이프(1230)가 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 접합부(1120)는, 상면에 형성된 물결무늬의 오목홈으로 인하여 표면적이 증가하여, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 메인프레임(1100) 사이의 접합강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 일시예에 따른, 상기 접합부(1120)는, 상기 상측플랜지(1154)와 동일한 면을 의미하지만, 종래의 금속표면 형태인 상기 상측플랜지(1154)와 다르게 표면에 복수의 오목홈이 물결무늬 형태로 존재하며, 상기 오목홈에 의하여 오목홈이 존재하지 않을 때와 비교해 더 넓은 표면적을 가질 수 있다. 이로 인해, 일반 실란트보다 접착력이 떨어지는 상기 내화성실란트(1400)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 메인프레임(1100)사이의 접합강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 경사부(1110)는, 상기 접합부(1120)의 타단이 수직으로 형성될 때와 비교하여, 표면적이 증가하여 상기 내화성실란트(1400)와 상기 메인프레임(1100)사이의 접합강도를 향상시키고, 내화성실란트충진도구(1410)가 진입할 수 있는 공간을 확보하면서, 가이드 역할을 수행하여, 작업용이성을 향상시키고, 상기 내화성실란트(1400)의 충진률을 향상시켜 상기 태양광모듈(2000)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이에 관한 보다 상세한 설명은 도 5에서 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 날개부(1130)는, 상기 웨더용실란트(3100)측이 배치되는 공간과 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간을 구획하여 상기 웨더용실란트(3100)측에서 발생하는 화재가 상기 내화성실란트(1400) 및 상기 노턴테이프(1300)로 확산되는 것을 방지하고, 외부에서, 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간으로 습기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이에 관한 보다 상세한 설명은 도 6에서 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 경사부(1110)와 상기 내화성실란트(1400) 충진작업을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 경사부(1110)는, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 메인프레임(1100)간의 접촉면적을 늘려 접합강도를 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 경사부(1110)가 존재하지 않고 상기 커버프레임(1200), 상기 태양광모듈(2000), 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154) 및 상기 접합부(1120)로 구성된 공간의 둘레보다 상기 커버프레임(1200), 상기 태양광모듈(2000), 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120) 및 상기 경사부(1110)로 구성된 공간의 둘레가 더 큰 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 경사부(1110)는, 바람직하게는 원추형인 상기 내화성실란트충진도구(1410)가 상기 접합부(1120), 상기 노턴테이프(1300), 상기 태양광모듈(2000)로 이루어진 공간에 용이하게 침투할 수 있는 공간을 제공하여 내화성실란트충진작업을 용이하게 한다. 상기 경사부(1110)가 없을 시, 상기 접합부(1120), 상기 노턴테이프(1300), 상기 태양광모듈(2000)로 이루어진 공간에 상기 내화성실란트(1400)를 충진하기 위해 상기 내화성실란트충진도구(1410)를 삽입 시, 상기 태양광모듈(2000)의 간섭으로 인하여 상기 내화성실란트(1400) 충진작업의 난이도가 상승하고, 따라서 작업자의 실수 등으로 상기 내화성실란트충진도구(1410)가 상기 태양광모듈(2000)의 하부표면에 손상을 입혀 상기 BIPV시스템(1)의 효율이 하락하거나 심하게는 고장날 수 있으며, 또한 상기 내화성실란트(1400)가 균일하게 충진 되지 않아 충진률이 하락하여 접합강도가 떨어질 수 있다.
한편, 상기 내화성실란트충진도구(1410)란, 원하는 공간에 상기 내화성실란트(1400)를 충진하기 위해 사용하는 도구로써, 본 발명에서는 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상기 커버프레임(1200) 및 상기 태양광모듈(2000)에 의하여 형성되는 공간에 상기 내화성실란트(1400)를 채우는 도구를 의미할 수 있다.
상세하게는, 상기 내화성실란트충진도구(1410)는 실란트건일 수 있다.
반면에 상기 경사부(1110)가 존재할 시, 일반적으로 원추형인 상기 내화성실란트충진도구(1410)가 상기 접합부(1120), 상기 노턴테이프(1300), 상기 태양광모듈(2000)로 이루어진 공간에 용이하게 침투할 수 있으므로, 작업자가 상기 태양광모듈(2000)에 손상을 입히는 일을 방지하여 상기 BIPV시스템(1)의 내구성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있고, 상기 내화성실란트충진도구(1410)를 금속재질인 상기 경사부(1110)에 붙여 상기 내화성실란트충진도구(1410)를 이동하며 충진함으로써, 상기 내화성실란트충진도구(1410)의 흔들림을 최소화하여 작업자의 숙련도가 낮아도 균일한 충진이 가능하게 하고, 균일하게 충진을 함으로써 상기 노턴테이프(1300), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상기 커버프레임(1200) 및 상기 태양광모듈(2000)에 의하여 형성되는 공간에 충진 되는 상기 내화성실란트(1400)의 충진률을 최대로 할 수 있다. 즉, 완성되는 상기 BIPV시스템(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 날개부(1130)와 방수실리콘(1131)의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6A는 상기 BIPV시스템(1)의 상기 노턴테이프(1300)의 측면, 상기 태양광모듈(2000)의 측면 및 상기 날개부(1130) 사이의 틈새에 상기 방수실리콘(1131)이 위치하는 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 날개부(1130)는, 상기 웨더용실란트(3100)측이 배치되는 공간과 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간을 구획하여, 상기 웨더용실란트(3100)측에서 발생하는 화재가 상기 내화성실란트(1400) 및 상기 노턴테이프(1300)로 확산되는 것을 방지하고, 외부에서, 상기 날개부(1130), 상기 상측플랜지(1154), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 및 상기 커버프레임(1200)에 의하여 형성되는 공간으로 습기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 날개부(1130)는 상기 실란트부(3000)측에서부터 확산하는 화재로부터 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)를 보호할 수 있다. 상기 날개부(1130)가 없던 종래의 상기 BIPV시스템(1)에서 화재 발생시, 실란트와 상기 노턴테이프(1300)로 화재가 확산될 경우, 실란트와 상기 노턴테이프(1300)가 도화선으로 작용하여 화재가 더욱 빠르게 확산할 수 있다.
본 발명과 같이 상기 내화성실란트(1400)와 내화성상기 노턴테이프(1300)를 사용한다면, 화재가 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)를 통하여 빠르게 확산하는 것은 방지할 수 있으나, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)의 손상에 의해 상기 태양광모듈(2000)이 상기 Z-bar프레임(1000)으로부터 탈락하여 낙하 시 2차피해가 발생할 수 있다.
상기 날개부(1130)는 금속소재로써, 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 직접적으로 화재에 손상되는 것을 방지하고, 강한 화재시, 상기 날개부(1130)를 통과하여 유입되는 열에 의하여 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 손상되는 것을 방지할 수는 없으나, 상기 날개부(1130)가 존재하지 않는 상기 BIPV시스템(1)와 비교하여 상기 내화성실란트(1400)와 상기 노턴테이프(1300)가 손상되는 시간을 늦춰 그 사이 화재진압, 대피 등의 행동으로 2차피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 날개부(1130)는, 상기 태양광모듈(2000)로 유입되는 습기를 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 BIPV시스템(1) 시공 초기엔 상기 태양광모듈(2000)과 상기 노턴테이프(1300)로 유입되는 습기를 상기 웨더용실란트(3100)가 방지할 수 있으나, 시간이 흐르며 상기 웨더용실란트(3100)가 경화될 시, 틈이 생길 수 있고, 그 틈으로 습기가 유입될 수 있다. 상기 날개부(1130)가 존재 시, 상기 웨더용실란트(3100)의 경화에 의한 습기 유입을 방지함으로써, 상기 BIPV시스템(1)의 내구성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 날개부(1130)는, 작업자가 상기 실란트부(3000) 시공 중, 작업자의 실수 등으로 공구가 상기 태양광모듈(2000)의 측면을 파손시키는 것을 방지할 수 있다.
도 6B는 상기 태양광모듈(2000)의 단면과 상기 방수실리콘(1131)이 위치하는 상기 날개부(1130)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 태양광모듈(2000)은, 표면을 보호하는 글라스(2100), 광에너지를 흡수하여 전기에너지를 생성하는 복수의 Cell(2300), 상기 복수의 Cell(2300)을 접착하고 보호하는 EVA(2200), 상기 EVA(2200)와 상기 Cell(2300)을 보호하는 백시트(2400)를 포함하고, 상기 노턴테이프(1300)와 상기 내화성실란트(1400)에 의하여 상기 Z-bar프레임(1000)에 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 날개부(1130)는, 상기 날개부(1130)와 상기 태양광모듈(2000)의 측면 사이 공간에 위치하는 상기 방수실리콘(1131)을 더 포함하고, 상기 날개부(1130)와 상기 방수실리콘(1131)은 상기 상측플랜지(1154)에서 상측으로 상기 글라스(2100) 측면의 일부까지 연장되어있고, 상기 방수실리콘(1131)은 상기 날개부(1130)와 상기 태양광모듈(2000)의 측면 사이의 공간으로 유입되는 습기를 막고, 습기에 취약한 상기 EVA(2200)를 보호할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 태양광모듈(2000)의 상기 EVA(2200)는, 습기에 취약하여 습기에 노출될 경우, 절연파괴가 일어나 상기 태양광모듈(2000)의 성능이 하락하거나 작동하지 않게 될 수 있다. 일반적으로 이러한 문제는 상기 태양광모듈(2000)과 상기 태양광모듈(2000) 사이에 설치되는 상기 웨더용실란트(3100)를 이용하여 방지할 수 있으나, 시공 후 삼 내지 십년 이상의 오랜 기간 야외에 노출돼도 견딜 수 있는 내구성을 가진 상기 웨더용실란트(3100) 제품들은 비교적 고가이기 때문에, 초기 설치비용이 커지는 문제점이 있다. 상기 BIPV시스템(1)의 경제성을 위하여 저가의 상기 웨더용실란트(3100)를 사용할 경우, 이 내지 삼년 이상의 기간이 경과할 시, 웨더용실리콘에 경화가 일어나 웨더용실리콘에 균열이 생길 수 있으며, 이 틈 사이로 빗물 등의 습기가 유입 될 경우 상기 EVA(2200)가 절연파괴되어 상기 태양광모듈(2000)이 고장 날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 날개부(1130)는, 상기 방수실리콘(1131)을 포함하고 있으며, 상기 방수실리콘(1131)이 상기 날개부(1130)와 상기 글라스(2100)의 사이에서 습기의 유입을 방지함으로써, 저가의 상기 웨더용실란트(3100)가 파괴되는 경우에도 상기 EVA(2200)에 방습을 제공할 수 있다.
또한, 상기 실란트부(3000)에 주입되는 상기 웨더용실란트(3100)의 양과 비교하여, 상기 날개부(1130)와 태양광패널 측면의 공간에 위치하는 상기 방수실리콘(1131)의 양은 소량이기 때문에 고가의 상기 방수실리콘(1131)을 사용하여 고가의 상기 웨더용실란트(3100)를 사용한것과 같이 오랜 기간 방수성을 유지할 수 있으며, 이때 소모되는 비용도 고가의 상기 웨더용실란트(3100)를 사용한 것에 비하여 저렴하여 경제적일 수 있다.
한편, 상기 방수실리콘(1131)은 상기 메인프레임(1100)을 제조하는 공정에서 기계에 의하여 일체형으로 제작될 수 있고, 작업자가 직접 작업하여 부착하는 것과 비교 시, 보다 균일한 부착이 가능하여 상기 BIPV시스템(1)의 내구성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내화성, 방수성 및 내구성을 향상시킨 상기 BIPV시스템(1)의 시공 단계를 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 BIPV시스템(1)는, 상기 Z-bar프레임(1000)을 건물 외피인 상기 건물외부구조체(5000) 위에 위치한 상기 각관구조체(4000)에 고정하는 Z-bar고정단계(S100), 상기 메인프레임(1100)의 상기 상측플랜지(1154)에 상기 노턴테이프(1300)를 부착하는 상기 노턴테이프부착단계(S200), 상기 노턴테이프(1300)에 상기 태양광모듈(2000)을 부착하여 임시로 고정시키는 상기 태양광모듈부착단계(S300), 상기 태양광모듈(2000)을 고정시키기 위한 상기 내화성실란트(1400)를 주입하는 실란트시공단계(S400), 상기 커버프레임(1200)을 고정시키기 위해 상기 제2프레임웹(1153)에 상기 커버용테이프(1230)를 부착하는 상기 커버용테이프부착단계(S500), 상기 내화성실란트(1400)를 밀착시키는 커버상기 프레임부착단계(S600) 및 상기 백업로드(3200)를 투입하고 상기 웨더용실란트(3100)로 상기 태양광모듈(2000)의 사이를 메우는 상기 웨더용실란트시공단계(S700)에 의하여 시공되어 질 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 Z-bar고정단계(S100)는, 상기 Z-bar프레임(1000) 중 상기 메인프레임(1100)을 건설사 등 건축업체에서 미리 건물 외부에 시공해둔 상기 각관구조체(4000)와 상기 하측플랜지(1151)에 각각 위치한 제2관통홀과 제1관통홀을 통해 나사를 관통시켜 고정시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 노턴테이프부착단계(S200)는, Z-bar고정단계에서 건물에 부착된 상기 메인프레임(1100)의 상기 상측플랜지(1154)에 상기 노턴테이프(1300)를 부착하는 단계일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 노턴테이프(1300)는 내화성을 가진 상기 노턴테이프(1300) 일 수 있다. 상기 노턴테이프(1300)는 상기 내화성실란트(1400)가 경화되기전까지 상기 태양광모듈(2000)과 상기 Z-bar프레임(1000)을 결합시키는 역할을 수행하지만, 상기 내화성실란트(1400)가 경화된 이후에도 상기 태양광모듈(2000)과 상기 Z-bar프레임(1000)을 결합시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 태양광모듈부착단계(S300)는, 상기 Z-bar프레임(1000)의 위치와 상기 태양광모듈(2000)의 위치가 알맞도록 주의하여 상기 노턴테이프(1300)에 상기 태양광모듈(2000)의 상기 백시트(2400)를 부착하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 날개부(1130)에 상기 방수실리콘(1131)이 위치해있으며, 상기 날개부(1130)와 상기 태양광모듈(2000) 측면 사이의 공간은 이때 상기 방수실리콘(1131)에 의하여 방습의 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 실란트시공단계(S400)는, 상기 노턴테이프(1300), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상기 태양광모듈(2000)로 둘러 쌓인 공간에 상기 내화성실란트충진도구(1410)를 삽입하여 상기 내화성실란트(1400)를 충진 하는 단계일 수 있다. 이때, 상기 경사부(1110)에 의하여 상기 내화성실란트충진도구(1410)가 상기 태양광모듈(2000)의 상기 백시트(2400)를 건드리지 않고 충진작업을 할 수 있으며, 상기 경사부(1110)에 상기 내화성실란트충진도구(1410)의 끝단 일부를 부착시켜 이동함으로써, 균일한 이동이 가능하고, 따라서 작업자의 숙련도가 높지 않아도 균일한 충진작업이 가능하고 완전한 충진을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 커버용테이프부착단계(S500)는, 상기 제2프레임웹(1153)에 상기 커버용테이프(1230)를 부착하는 단계 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 커버용테이프(1230)는 상기 커버프레임(1200)과 상기 메인프레임(1100)을 결합시키는 역할을 수행할 수 있고, 상기 제2프레임웹(1153)과 상기 커버프레임(1200) 사이 공간을 밀봉하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 상기 커버용테이프부착단계(S500)는 상기 커버용테이프(1230)가 아닌 나사를 통하여 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 제2프레임웹(1153)과 상기 커버프레임(1200)의 상기 수직부재(1210)에 관통홀을 뚫고 나사로 체결하여 상기 커버프레임(1200)과 상기 메인프레임(1100)을 결합함으로써 상기 커버용테이프부착단계(S500)를 나사를 통하여 수행할 수 있으며, 이때 상기 메인프레임(1100)과 상기 커버프레임(1200)의 결합강도를 더 향상시키는 효과를 발휘할 수 있으나, 작업자의 작업량이 늘어나 작업효율이 하락할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 커버용테이프부착단계(S500)은 상기 커버용테이프(1230)와 나사를 모두 사용하여 수행될 수 있다. 작업자의 작업량이 늘어나 작업효율은 낮아지지만, 상기 커버용테이프(1230)의 장점인 밀봉과 나사체결의 장점인 결합강도의 상승, 두가지 장점을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커버프레임부착단계(S600)는, 상기 커버용테이프부착단계(S500)에서 부착시킨 상기 커버용테이프(1230)에 상기 커버프레임(1200)의 상기 수직부재(1210) 하층부가 결합되도록 할 수 있고, 상기 커버프레임(1200)의 상기 수평부재(1220)는 상기 태양광모듈(2000)의 하측표면에 위치할 수 있다.
이때, 상기 커버프레임(1200)을 완전하게 밀착시킴으로써, 상기 실란트시공단계에서 상기 노턴테이프(1300), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상기 태양광모듈(2000)로 둘러 쌓인 공간에 상기 내화성실란트(1400)를 밀착시켜 충진률을 최대로 할 수 있고, 상기 커버프레임(1200)과 상기 제2프레임웹(1153)의 사이에 존재하는 공간에도 상기 내화성실란트(1400)가 일부 위치할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 커버프레임(1200)의 상기 수직부재(1210)와 상기 제2프레임웹(1153)을 완전하게 밀착시킴으로써, 상기 실란트시공단계(S400)에서 충분하게 충진해둔 상기 내화성실란트(1400)가 상기 태양광모듈(2000), 상기 노턴테이프(1300), 상기 접합부(1120), 상기 경사부(1110), 상기 수직부재(1210)로 이루어진 공간에서 충진율이 100%에 도달하게 할 수 있다. 상기 접합부(1120)는 물결무늬의 오목홈이 존재하는 구조로써, 이러한 밀착과정이 없을 경우, 상기 내화성실란트(1400)가 오목홈의 미세한 틈까지 도달하지 못할 수 있는데, 상기 실란트시공단계(S400)에서 충분한 양의 상기 내화성실란트(1400)를 충진했다면, 그것을 상기 커버프레임(1200)으로 밀착함으로써, 상기 접합부(1120)의 오목홈의 미세한 틈까지 상기 내화성실란트(1400)을 주입할 수 있고, 이는 곧 상기 BIPV(1)시스템의 내구성 향상을 의미할 수 있다.
또한, 충분하게 충진된 상기 내화성실란트(1400)은, 상기 커버프레임(1200)의 상기 수직부재(1210)의 일부, 상기 제2프레임웹(1153) 및 상기 커버용테이프(1230)로 둘러 쌓인 공간까지 충진될 수 있다. 이를 통하여 상기 수직부재(1210)의 일부와 상기 제2프레임웹(1153)을 접합시켜 상기 커버프레임(1200)과 상기 메인프레임(1100)의 접합강도를 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 웨더용실란트시공단계(S700)는, 각각의 상기 태양광모듈(2000) 사이의 공간에 상기 백업로드(3200)를 삽입하고, 상기 웨더용실란트(3100)를 주입하여 각각의 상기 태양광모듈(2000) 사이 공간을 채울 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 웨더용실란트(3100)는, 종래의 상기 BIPV시스템(1)에서 쓰이는 고가의 상기 웨더용실란트(3100)와 비교하여, 상기 날개부(1130)에 위치한 상기 방수실리콘(1131)의 존재로 인하여 상대적으로 더 저가의 상기 웨더용실란트(3100)를 사용할 수 있고, 저가의 상기 웨더용실란트(3100)를 사용함으로써 상기 BIPV시스템(1)의 경제성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 BIPV시스템(1)는, 종래에 고시된 내화성을 갖는 상기 BIPV시스템(1)들이 각종 전자적인 장비를 부착시키는 것과 비교해, 상대적으로 간단하고 저렴하게 내화성과 내구성, 방습성 등의 특성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 태양광모듈(2000)에 상기 Z-bar프레임(1000)을 부착하여 건물에 설치될 수 있어, 다양한 규격으로 생산된 상기 태양광모듈(2000)을 사용할 수 있고, 건축물이 요구하는 설계의 필요에 의해 선택적으로 설치 가능하여 생산성, 경제성, 공기단축, 및 시공성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메인프레임(1100)과 상기 커버프레임(1200)이 결합되어 화재발생시 상기 커버프레임(1200)이 상기 내화성실란트(1400)에 화재가 확산되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z-bar프레임(1000)과 상기 커버프레임(1200)이 결합되어 외부로 흐르는 내화성 실란트를 단단하게 밀착시킴으로써 내구성과 접착력이 상승하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z-bar프레임(1000)에 넓은 표면적을 가진 상기 접합부(1120)를 추가함으로써, 기존의 실란트보다 접착력이 떨어지는 상기 내화성실란트(1400)의 접착력을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z-bar프레임(1000)에 상기 날개부(1130)를 추가하여, 상기 실란트부(3000)방향의 화재확산을 방지하고, 상기 노턴테이프(1300)와 상기 태양광모듈(2000)에 습기가 유입되는 것을 방지하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접합부(1120)의 끝단에 상기 경사부(1110)를 추가함으로써, 공구가 들어갈 공간을 확보하여 작업 효율이 상승하고, 이를 통해 더 정밀한 작업을 함으로써 상기 태양광모듈(2000)의 내구성이 향상되는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Z-bar프레임(1000)에 격벽을 추가함으로써 상기 Z-bar프레임(1000)의 강도가 높아지는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고가의 전자장비들을 추가하지 않고도 내화성을 향상시킴으로써, 원가를 절감하여 경제성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 시스템, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: BIPV 시스템
1000: Z-bar프레임
1100: 메인프레임
1110: 경사부 1120: 접합부
1130: 날개부 1131: 방수실리콘
1140: 보강대 1150: 메인프레임
1151: 하측플랜지 1152: 제1프레임웹
1153: 제2프레임웹 1154: 상측플랜지
1200: 커버프레임
1210: 수직부재 1220: 수평부재
1230: 커버용테이프
1300: 노턴테이프
1400: 내화성실란트 1410: 내화성실란트충진도구
2000: 태양광모듈
2100: 글라스 2200: EVA
2300: Cell 2400: 백시트
3000: 실란트부
3100: 웨더용실란트 3200: 백업로드
4000: 각관구조체
5000: 건물외부구조체

Claims (9)

  1. 건물 일체형 태양광발전용 BIPV 시스템으로서,
    건물의 각관구조체에 결합되는 복수의 Z-bar프레임;
    Z-bar프레임의 상측에 접합되는 태양광모듈; 및
    상기 Z-bar프레임 사이에 배치되는 실란트부;를 포함하고,
    상기 Z-bar프레임과 상기 태양광모듈 사이에 배치되는 노턴테이프; 및
    상기 Z-bar프레임과 상기 태양광모듈 사이에 배치되는 내화성실란트;를 포함하고,
    상기 Z-bar프레임은,
    건물의 각관구조체에 결합될 수 있는 하측플랜지, 상기 하측플랜지의 상측에 상기 하측플랜지와 평행하는 상측플랜지, 상기 상측플랜지와 상기 하측플랜지 사이를 연결하는 제1프레임웹, 상기 하측플랜지의 상기 실란트부의 반대측 단부에서 상측으로 연장되는 제2프레임웹;을 포함하는 프레임부; 물결무늬의 오목홈이 상면에 형성되고, 상기 상측플랜지의 상기 실란트부의 반대측 단부에서 일단이 결합되어 수평방향으로 연장되는 접합부; 상기 접합부의 타단에서 경사지는 각도로 연장되는 경사부; 상기 상측플랜지의 상기 실란트부측 단부에서 상측으로 연장되어 태양광모듈의 측면의 일부를 덮는 날개부; 상기 접합부와 상기 경사부가 연결되는 지점에서 상기 하측플랜지의 일 지점을 연결하여 Z-bar프레임의 내구성을 보강하기 위한 보강대;를 포함하고, 단일의 금속재질로 형성되는 메인프레임;
    상기 제2프레임웹의 외측에 접합되는 수직부재, 및 상기 수직부재의 상측에서 상기 실란트부의 반대측으로 연장되고, 상기 태양광모듈의 하면의 일부와 접촉하는 수평부재를 포함하는, 커버프레임;을 포함하는, BIPV 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노턴테이프는,
    상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 실란트부 측에 배치되고,
    상기 내화성실란트는,
    상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간에서, 상기 커버프레임 측에 배치되는, BIPV 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 내화성실란트는, 상기 접합부 및 경사부의 상면 위에 위치하는, BIPV 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 접합부는,
    상면에 형성된 물결무늬의 오목홈으로 인하여 표면적이 증가하여, 상기 내화성실란트와 상기 메인프레임 사이의 접합강도를 향상시키는, BIPV 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사부는,
    상기 접합부의 타단이 수직으로 형성될 때와 비교하여, 표면적이 증가하여 상기 내화성실란트와 메인프레임사이의 접합강도를 향상시키고,
    실란트충진도구가 진입할 수 있는 공간을 확보하면서, 가이드 역할을 수행하여, 작업용이성을 향상시키고, 상기 내화성실란트의 충진률을 향상시켜 태양광모듈의 내구성을 향상하는, BIPV 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 날개부는,
    웨더용실란트측이 배치되는 공간과 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간을 구획하여,
    웨더용실란트측에서 발생하는 화재가 내화성실란트 및 노턴테이프로 확산되는 것을 방지하고,
    외부에서 상기 날개부, 상측플랜지, 접합부, 경사부, 및 상기 커버프레임에 의하여 형성되는 공간으로 습기가 유입되는 것을 방지하는, BIPV 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하측플랜지는, 실란트부측 단부면에 제1관통홀이 형성되어 있고,
    상기 제1관통홀 및 상기 각관구조체에 형성되는 제2관통홀을 관통하는 나사에 의해 상기 BIPV 시스템과 상기 각관구조체가 체결되는, BIPV 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버프레임은,
    상기 커버프레임의 수평부재는 태양광모듈의 하측면 일부에 접하고, 수직부재의 일부가 상기 제2프레임웹의 외측면과 결합되어,
    상기 커버프레임의 외측에서 발생하는 화재가 내화성실란트 및 노턴테이프로 확산되는 것을 방지하고,
    상기 커버프레임과 상기 제2프레임웹의 일부 사이의 공간까지 내화성실란트가 충진되어, 상기 노턴테이프, 태양광모듈, 접합부, 경사부로 공간에 내화성실란트가 완전충진되는, BIPV 시스템.
  9. 청구항1에 있어서,
    상기 실란트부는,
    각관구조체의 길이방향에 평행하게 연장되는 백업로드; 및 상기 백업로드의 일부면을 감싸면서, 날개부, 상기 태양광모듈의 측면 일부에 접하도록 배치되는 웨더용실란트;를 포함하는, BIPV 시스템.


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