KR102640047B1

KR102640047B1 - 면진 및 단열기능 강화구조 지붕시스템

Info

Publication number: KR102640047B1
Application number: KR1020210033669A
Authority: KR
Inventors: 이태범
Original assignee: 이태범
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2024-02-22
Also published as: KR20220129156A

Abstract

면진 및 단열기능을 강화한 구조의 지붕시스템에 관한 것으로,
보다 상세하게는 건축물 지붕시스템이 지붕퍼린(700), 유공데크판넬(500), 단열재(400), Z-bar(300), Z바고정새들(350), 흡음시트(600), 방수시트(200), 지붕재고정클립(150), 지붕재(100)로 구성함에 있어서, 지붕 외부의 열을 차단 또는 전달 저감하기 위해 1차로 Z바(300) 상단과 지붕재(100) 하단면에 지붕재고정클립(150)과 클립고무판(170)을 배치하고, Z바(300) 수직면에 일정모양의 공간을 유공라인으로 형성하여 열전달과정을 길게 형성하여 통풍과 더불어 2차 단열효과를 구현하고, Z바(300) 하부고정에 기존의 한쪽방향고정에서 양쪽방향고정형태로 제작하여 구조적인 안정감과 3차 면진 및 단열효과로 새들고무판(370)을 삽입한 Z바고정새들(350)을 구현하여 단열성능을 높여 결로 방지, 저에너지 친환경의 괘적한 주거환경을 경제적으로 달성하고 풍수해의 자중 풍압에 견디는 견고한 건축적 구조안정성을 갖춘 면진 및 단열기능이 강화된 구조의 지붕시스템에 관한 것이다.

Description

면진 및 단열기능 강화구조 지붕시스템{Enhanced anti-seismic and insulation structural roof system }

본 발명은 면진 및 단열기능을 강화한 구조의 지붕시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물 지붕시스템을 배치함에 있어서 지붕 외부의 열을 차단 또는 전달 저감, 지진이나 외부충격에 의한 진동에 대한 대비를 위해 Z바(300) 상단과 지붕재(100) 하단면에 적당한 완충재를 배치하여 1차 면진 및 단열효과 장치를 설치하고, Z바(300) 수직면에 일정모양의 공간을 형성하여 열전달과정을 길게 형성하여 통풍과 더불어 2차 단열효과를 구현하여 단열성능을 높이면 결로 방지, 저에너지 친환경의 괘적한 주거환경을 경제적으로 달성하는 효과가 있다.

또한 Z바(300) 하부는 유공데크판넬(500)에 고정함에 기존의 한쪽방향고정에서 양쪽방향고정형태로 제작하여 구조적인 안정감과 3차 면진 및 단열효과를 위한 적절한 완충재를 삽입한 Z바고정새들(350)을 구현하여 풍수해의 자중 풍압에 견디는 견고한 건축적 구조안정성으로 면진 및 단열기능이 강화된 구조의 지붕시스템에 관한 것이다.

일반 건축물의 다양한 지붕형태 가운데 경제적 측면, 시공의 용이성을 고려하여 최근에 많이 채택하는 철구조 지붕시스템은 빗물이나 눈에 대한 방수문제, 외기에 대한 단열문제, 온도차에 의한 결로발생문제, 바람에 의한 구조적 지지력문제 등을 고려하여 구성하게 된다.

특히 지붕재(100), Z바(300), 유공데크판넬(500), 지붕퍼린(700) 등 열전도율이 높은 철재류로 체결되어 단열문제 해결에 한계가 있었다.

자세하게는 건축물 천정 구조물인 형강류의 지붕퍼린(700) 위에 유공데크판넬(500)을 얹고

단열재(400)와 Z바(300)를 배치한 후 Z바(300) 하단과 유공데크판넬(500)을 거치고 지붕퍼린(700)까지 볼트를 관통 체결하게 된다.

단열재(400)와 Z바(300) 상부에는 방수시트(200)를, 방수시트(200) 위에는 거멀접기형태의 지붕재(100)를 얹어 배치하고 Z바(300) 상부에 지붕재고정클립(150) 하부를 볼트로 고정시킨 후 지붕재(100)끼리 연결되는 부위에 지붕재고정클립(150) 상부를 끼워 넣어 풍압에 견디는 지붕재(100)를 고정하여 주는 역할을 하게 된다.

이와 같이 최상부 지붕재(100)부터 천정 구조물인 지붕퍼린(700)까지 비교적 높은 열전도율이 32-52(W/mk)인 철재류와 볼트로 직접 체결되어 외기열기가 실내까지 쉽게 전달되어 단열성능저하와 결로발생 등 문제점이 발생 할 수 있다. 이의 개선을 위해선 지붕재(100)를 고정시키는 지붕재고정클립(150)의 지지강도, 열팽창, 열전달저하를 고려한 자재고급화, Z바(300)와의 체결에서 진동 및 열전달에 대비한 방법 개선이 요구되고, Z바(300)에서 열의 흐름을 저하시킬 수 있는 방안, Z바(300) 하단과 유공데크판넬(500)을 거치고 지붕퍼린(700)까지 볼트를 관통 체결하는 Z바고정새들(350)의 지지강도, 열팽창, 열전달저하, 진동을 고려한 고급화와 체결방법 개선이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 지붕시스템에 있어서 상기에 서술한 문제점을 해결하고자 지붕시스템의 중추적인 부분을 차지하는 Z바(300)의 구조, 지붕재(100)와 지붕퍼린(700)과의 체결구조의 개선으로 구조안정성과 면진 및 단열기능을 갖는 지붕시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 지붕시스템에서 건물구조기둥에 연결되고 천정구조물로 철재형강재로 구성된 지붕퍼린(700) 위에 지붕퍼린(700)과 직각교차방향으로 구조적 강화 측면에서 사각 또는 사다리모양의 골이 형성되고 공기순환과 흡음효과를 위해 원형 유공의 철재 유공데크판넬(500)을 나열하여 천정을 구성하고, 유공데크판넬(500)위에 외부나 내부로부터의 소음전달을 억제하기 위한 일정두께의 흡음시트(600)를 깔고, 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가는 열 차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울 등의 단열재(400)를 설치하고, 지붕재(100)를 고정하고 단열재를 나누기위한 단열재두께만한 높이의 수직 철재의 Z바(300)를 배치하고, Z바(300) 하단과 유공데크판넬(500), Z바고정새들(350)을 거치고 지붕퍼린(700)까지 볼트로 관통 체결하게 된다. 이때 Z바고정새들(350)는 2개로 분리가능한 구조로 상부는 ‘ㄴ’자 모양과 하부는 ‘ㅁ’자 모양으로 사이에는 열전달계수가 0.1-0.2(W/mk)인 고무판을 넣어 진동 감쇄와 단열의 효과를 살린 형태로 구성하여 볼트관통체결 토록하고, Z바(300) 하부는 수직면에서 한쪽방향고정으로 불안한 형태를 수직일부판을 절단 절곡하여 유공데크판넬(500)과 좌우 수평평행 접촉하여 안정감을 도모하고, Z바(300) 수직의 넓은 부분의 열전도를 지연시키기 위해 Z바유공라인(330)을 구현하여 단열문제를 해결하는 것을 특징으로 한다.

상기 단열재(400) 위에 단열재에 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위한 수mm 두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품이나 기타의 방수시트(200)를 시공하고, 방수시트(200) 위에는 거멀접기 형태의 지붕재(100)를 연이어 얹어 배치하고 Z바(300) 상부에 ‘ㅗ'자모양 지붕재고정클립(150) 하부를 볼트로 고정시킨 후 지붕재(100)끼리 연결되는 부위에 지붕재고정클립(150) 상부를 끼워 넣어 풍압에 견디는 지붕재(100)를 고정하여 주는 역할을 하게 된다. Z바(300)와 같이 지붕재고정클립(150)도 한쪽방향고정으로 불안한 형태를 수직일부판을 절단 절곡하여 Z바(300) 상부와 수평평행 접촉하여 안정감을 도모하고, 지붕재고정클립(150) 하부도 Z바(300) 상부와 체결시 열전도를 지연시키기 위해 열전달계수가 0.1-0.2(W/mk)인 고무판을 삽입하여 체결하여 구조적 안정감과 면진 및 단열성능향상을 도모할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은, 대형전시장 체육관 공장 물류창고 등 경제적 측면과 시공의 용이성을 고려하여 최근에 많이 채택하는 철재구조물의 지붕시스템으로 보다 상세하게는 Z바(300) 상단과 지붕재(100) 사이에 ‘ㅗ'자모양 지붕재고정클립(150) 고정시 하부에 고정고무판을 배치하여 진동저감, 지붕외부의 열 차단 또는 저감하기 위한 1차 면진 및 단열효과와 Z바(300) 수직면에 일정모양의 공간을 유공라인으로 형성하여 열전달과정을 길게 형성하여 통풍과 더불어 2차 단열효과를 구현하여 단열성능을 높여 결로 방지, 저에너지 친환경의 괘적한 주거환경을 경제적으로 달성하는 효과가 있다.

또한 Z바(300) 하부는 유공데크판넬(500)에 고정함에 기존의 한쪽방향고정에서 양쪽방향고정형태로 제작하여 구조적인 안정감과 열전달계수가 낮은 고무판을 삽입한 Z바고정새들(350)을 구현하여 풍수해의 자중 풍압에 견디는 견고한 건축적 구조안정성과 3차의 면진 및 단열효과로 지진대비, 결로방지, 곰팡이 방지로 쾌적한 실내환경 개선효과와 에너지 절감에 의한 건축물의 내구성 향상효과를 거둘 수 있으며 더 나아가 건축물사용자의 건강증진과 건축물의 재산가치 향상에도 효과가 있다.

도1은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 면진 및 단열기능강화 지붕시스템 정면도 및 측면도
도2는 도1의 경우 정면도 및 상세도
도3은 도1의 경우 정면도 및 상세도
도4는 도1의 경우 부품 상세도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 아울러, 본 발명의 실시 예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 면진 및 단열기능강화 지붕시스템의 정면도 측면도로 그림 제일 아래에 건축물 지붕구조물이며 건물구조기둥에 연결된 C형강 모양의 지붕퍼린(700)이 위치하고, 지붕퍼린(700) 위에 구조적인 구성을 위해 지붕퍼린(700) 방향과 직각방향의 사각 또는 마름모 모양의 골을 형성하고 공기순환을 위해 철판에 다수의 일정크기 구멍을 지지력에 영향이 없는 범위 내에서 형성한 철판재 유공데크판넬(500)을 나열하여 천정을 구성하고, 상기 유공데크판넬(500)위에 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가는 열 차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울 등의 일정두께의 단열재(400)를 설치하고, 단열재(400)고정과 지붕재(100)고정을 위한 구조체로써 단열재두께 높이 만한 Z모양의 철재 Z-bar(300)를 복수로 지붕퍼린(700)과 평행방향으로 지붕퍼린(700)과 유공데크판넬(500)에 Z바고정새들(350)로 고정설치하고, Z-bar(300)와 Z바고정새들(350) 사이에 진동이나 열전달 감쇄를 위한 새들고무판(370)을 끼워 시공한다. 상기 단열재(400)와 유공데크판넬(500) 사이에는 지붕자체 또는 외부 소음이나 실내소음의 전달감쇄기능의 얇은 섬유질 또는 기타재질의 흡음시트(600)를 삽입하고, 상기 단열재(400)위 부분은 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위한 수mm 두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품이나 기타 재료의 방수시트(200)를 지붕재(100) 아래에 포설하고 지붕재(100)는 얇은 철판을 설치편리성을 위해 일정크기의 직사각형 형태로 긴방향에 우수흐름이 쉽도록 약간의 골을 형성하고, 연이은 방수 연접시공을 위해 지붕재(100) 양측에 서로 맞물리고 방수가 가능한 모양틀로 구성하고 좌 우 지붕재(100)가 맞물리는 부분 안쪽에 지붕재(100)를 지붕구조와 고정하기 위한 지붕재고정클립(150) 삽입하여 시공하고, 지붕재고정클립(150)은 진동이나 열전달 감쇄를 위한 클립고무판(170)을 Z-bar(300)와 지붕재고정클립(150) 사이에 끼워 Z-bar(300) 상부측에 볼트로 고정시켜 진동과 단열기능이 강화된 지붕시스템을 구성한 도면이다.

도2는 도1의 경우 면진 및 단열기능강화 지붕시스템의 정면도 상세도 예로서 좌상의 상세도면은 지붕재(100)와 지붕재고정클립(150)에 대한 상세도로서 Z-bar(300) 상부측에 볼트로 클립고무판(170)을 끼워 고정된 지붕재고정클립(150)을 중앙에 두고 좌측의 지붕재(100)감싼 후에 우측 지붕재(100)로 감싼 후 좌우에서 일정 압력으로 철판의 구부림을 형성하여 지붕재(100)의 방수와 구조적 연결성을 나타내는 도면이고, 우측의 상세도면은 Z-bar(300)의 고정함에 있어 Z-bar(300), 유공데크판넬(500)과 지붕퍼린(700)의 구조적 결합하는 상세도로서 Z-bar(300)하부와 유공데크판넬(500)의 네모꼴의 골이 파여진 부분에 Z바고정새들(350)을 진동이나 열전달 감쇄를 위한 새들고무판(370)을 끼워 장착하고 볼트로써 지붕퍼린(700)까지 체결하는 상세도이다. 또한 정면에서 본 Z-bar(300)에는 일정곡선모양의 라인공간을 서로 엇갈리게 구성하여 지붕재(100)의 차갑고 뜨거운 외기열전달을 좁고 길게 구성하여 감쇄되도록 디자인 한 것을 특징으로 구성했고 열전달계수가 35-52(W/mk)인 철재의 Z-bar(300) 상 하부에 열전달계수가 175-520배 적은 열전달계수가 0.1-0.2(W/mk)인 고무재질의 클립고무판(170)과 새들고무판(370)을 장착한 것을 알 수 있다.

도3는 도1의 경우 면진 및 단열기능강화 지붕시스템의 측면도 상세도 예로서 Z모양의 철판 의 Z-bar(300) 하부고정에 한쪽 방향만 고정하여 불안정함을 막기 위하여 Z-bar(300)와 유공데크판넬(500)이 양쪽에서 수평부분이 면하도록 Z-bar(300) 하부 일부를 사각으로 3방 절단 절곡하여 수평 지지토록하고, Z바고정새들(350)도 ㅁㄴ의 2가지부속으로 결합하여 상부의 ㄴ부속이 Z-bar(300)의 고정시 수직부분을 받쳐주는 역할을 하도록 구성된 상세도이다.

도4는 도1의 경우 면진 및 단열기능강화 지붕시스템의 부품상세도로서 얇은 철판을 설치편리성을 위해 일정크기의 직사각형 형태로 긴방향으로 우수흐름이 쉽도록 약간의 골을 형성하고 연이은 방수 연접시공을 위해 지붕재(100) 양측에 서로 맞물리고 방수가 가능한 모양틀로 구성한 지붕재(100), 좌 우 지붕재(100)가 맞물리는 부분 안쪽에 지붕재(100)를 지붕구조와 고정하기 위해 삽입 시공하는 지붕재고정클립(150)와 Z-bar(300)와 연결부분에 삽입되는 면진과 단열을 위한 클립고무판(170),일정곡선모양의 라인공간을 서로 엇갈리게 구성하여 지붕재(100)의 차갑고 뜨거운 외기열전달을 좁고 길게 구성하여 감쇄되도록 하고 유공데크판넬(500) 수평부분에 면하도록 하부 일부를 사각으로 3방 절단 절곡하여 수평지지 토록 만들어진 Z-bar(300), ㅁㄴ의 2가지부속으로 결합하여 하부는 유공데크판넬(500)의 골진 부분에 장착하는 ㅁ형의 철재부속이고 상부는 ㄴ형 부속이 상하로 결합하고 상하부 사이에 새들고무판(370)을 끼워 Z-bar(300)의 하부를 받쳐주어 중앙에 볼트로 수직고정 역할를 하는 Z바고정새들(350), 지붕퍼린(700) 방향과 직각방향의 사각 또는 마름모 모양의 골을 형성하고 공기순환을 위해 철판에 다수의 일정크기 구멍을 지지력에 영향이 없는 범위 내에서 형성한 철판재 유공데크판넬(500)과 건축물 지붕구조물이며 건물구조기둥에 연결된 C형강 모양의 지붕퍼린(700)의 상세도이다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 게시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

지붕재 (100)
지붕재고정클립(150)
클립고무판(170)
방수시트(200)
Z바(300)
Z바유공라인(330)
Z바고정새들(350)
새들고무판(370)
단열재(400)
유공데크판넬(500)
흡음시트(600)
지붕퍼린(700)

Claims

건축물 지붕구조물의 기초로 건물구조기둥 상부에 구조적으로 연결된 C형강 등의 철강재 모양의 지붕퍼린(700);
지붕퍼린(700) 위에 구조적 연결과 천정 구성을 위해 지붕퍼린(700) 방향과 직각방향의 사각 또는 마름모 모양의 골을 형성하고 공기순환과 단열재(400)을 얹거나 천정역할의 철판으로 지지력에 영향이 없는 범위 내에서 형성한 일정크기의 다수구멍을 배치한 철판재 유공데크판넬(500);
상기 유공데크판넬(500)위에 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가거나 들어오는 열의 차단효과와 일정수준의 소음차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울의 일정두께의 단열재(400);
단열재(400)고정과 지붕재(100)고정을 위한 구조체로써 단열재두께만한 높이의 Z모양의 철강재로 지붕퍼린(700)과 평행방향으로 일정간격 배치되는 Z-bar(300);
Z-bar(300)를 설치함에 있어 하부에 지붕퍼린(700)과 유공데크판넬(500)에 고정설치하는 철재부속 Z바(300) 하단과 유공데크판넬(500), Z바고정새들(350)을 거치고 지붕퍼린(700)까지 볼트를 관통 체결하는 Z바(300)를 고정하는데 있어, 2개로 분리가 가능한 구조로 상부는 ‘ㄴ’자 모양과 하부는 ‘ㅁ’자 모양으로 사이에는 새들고무판(370)을 넣어 진동대비와 단열의 효과를 살린 철재류 부속재인 Z바 고정새들(350);
상기 단열재(400)와 유공데크판넬(500) 사이에 설치되는 빗소리 등 지붕자체에서 발생하는 소음 또는 외부 소음이나 실내소음의 외부 발산 등 소음전달감쇄기능의 얇은 섬유질 또는 기타재질의 흡음시트(600);
상기 단열재(400)상부에 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위해 지붕재(100) 아래에 포설하는 일정두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품 재료의 방수시트(200);
본 지붕시스템 최상부에 위치하고 얇은 철판을 설치편리성을 위해 일정크기의 직사각형 형태로 제작되고 긴방향으로 우수흐름이 쉽도록 약간의 골을 형성하고 연이은 방수 연접시공을 위해 양측이 서로 맞물리고 방수가 가능한 모양틀로 구성된 지붕재(100);
좌 우 지붕재(100)가 맞물리는 부분 안쪽에 삽입하여 시공하고 지붕재(100)의 구조적 결합 하기 위한 철재부속재로 지붕재(100)를 고정하기 위해 좌우지붕재(100) 연결부위 안쪽에 ‘ㄴ'자모양의 철재 부속재로 Z바(300) 상부에 볼트로 고정시키며, ‘ㄴ'자모양의 한쪽방향고정으로 불안한 하부형태를 수직의 일부 판하부를 절단 절곡하여 Z바(300) 상부와 수평평행접촉하여 안정감을 도모하는 'ㅗ'모양으로 만들고, 하부와 Z바(300) 상부와 체결시 열전도를 지연시키기 위해 열전달계수가 낮고 방진기능을 갖는 클립고무판(170)을 Z-bar(300)와 지붕재고정클립(150) 사이에 끼워 Z-bar(300) 상부측에 볼트로 고정시키는 지붕재고정클립(150);으로 구성하고,
본 발명의 지붕시스템의 중추적이며 지붕재(100)와 유공데크판넬(500)의 구조적인 연결고리인 Z바(300)의 하부고정이 한쪽방향고정으로 불안한 형태에서 수직판 하부일부를 절단 절곡하여 유공데크판넬(500)과 수평평행접촉하여 안정감을 도모하고, 열전도가 잘되는 철재류의 Z바(300) 수직부분의 열전도를 지연시키기 위해 일정곡선모양의 라인공간을 서로 엇갈리게 구성하여 지붕재(100)의 차갑고 뜨거운 외기열전달을 좁고 길게 구성하여 감쇄되도록 Z바유공라인(330)을 디자인 한 것을 특징으로 하는 면진 및 단열기능 강화구조 지붕시스템.
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