KR19980030111A - 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조 - Google Patents

Abstract

본발명은 건축물의 실내와 외부를 효과적으로 차단하면서도, 계절변화에 따라 적정한 실내의 온도를 유지하는 데에 태양에너지를 선택적으로 이용할 수 있도록 하여서 건축물의 냉난방 효율을 배가 시켜 주도록 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조에 관한 것으로써, 본발명은, 건축물의 내부공간을 외부와 구획하여 주도록 콘크리트로서 성형되어 수직하게 세워지는 마감벽체부(10)와, 상기 마감벽체부(10) 외측에 맞대어지도록 배치되는 투과성 단열부재(21)와 그 투과성 단열부재(21) 전면의 투명유리(22)로서 태양에너지를 흡수할 수 있도록 하는 투과형의 단열층(20)으로서 구성되는 것에 있어서, 상기 투과형의 단열층(20)을 이루는 투명유리(22)와 투과성 단열부재(21) 사이에 개폐가능한 차양막(23)을 구비하고, 상기 마감벽체부(10) 외면으로 부터 소정의 간격을 두고 투과형의 단열층(20)을 배치하여서 그 투과형의 단열층(20)과 마감벽체부(10) 사이에 단열공간(A)을 확보하며, 상기 단열공간(A)과 연통되어질 수 있도록 마감벽체부(10) 상하부 일정위치에 소정의 크기로서 뚫어지는 공기통로(11)들을 형성하여서 된 것이다.

Description

[발명의 명칭]

태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래 건축물의 외벽 구성을 나타낸 요부발췌 단면도

제2도는 본발명 건축물의 외벽구조를 나타낸 일부절결 사시도

제3도는 본발명으로서 동절기에 유입된 태양에너지로서 생성된 더운공기를 실내에 순환공급하는 상태를 나타낸 측단면도

제4도는 본발명으로서 하절기에 태양에너지의 유입을 차단 하여주는 상태를 나타낸 측단면도

제5도는 본발명의 공기통로에 환풍기를 설치된 건축물 외벽을 나타낸 단면도

제6도는 본발명의 투과성 단열부재의 내측면에 보강유리를 일체로 고정한 건축물 외벽을 나타낸 일부분 단면도

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 마감벽체부, 11 : 공기통로, 13 : 환풍기, 20 : 투과형의 단열층, 20a : 지지틀, 21 : 투과성 단열부재, 22 : 투명유리, 23 : 차양막, 24 : 조작끈, 25 : 권취모터, 26 : 보강유리, A : 단열공간

[발명이 상세한 설명]

(산업상 이용분야)

본발명은 건축물의 실내와 외부를 효과적으로 차단하면서도, 계절변화에 따라 적정한 실내의 온도를 유지하는 데에 태양에너지를 선택적으로 이용할 수 있도록 하여서 건축물의 냉난방 효율을 배가 시켜 주도록 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조에 관한 것이다.

일반적인 건축물은 그 건축물의 뼈대를 둘러싸서 외부로부터 기온이나 눈, 바람, 비, 서리등 자연적환경이나 재해로부터 인체나 설계대상물을 보호할 수 있는 외벽과, 건축물내의 단위공간을 구획하는 실내간막이벽과 같이 내부공간에서 접할 수 있는 내벽으로서 대별된다.

상기한 바와 같은 건축물의 외벽은, 대부분이 외부와 실내공간을 구획하는 기능을 수행하도록 콘크리트로서 성형되어 수직하게 세워지는 마감벽체부와 그 마감벽체부의 내, 외측 또는 중간에 단열층을 형성하여서, 외기가 실내로 유입되거나 반대로 실내의 기온이 외부로 유출되는 것을 차단하여 주도록 시공되었다.

그러나, 이러한 이전의 건축물의 외벽은 단열 그 자체만이 강조되는 일차적인 기능에 국한되므로써, 계절변화에 따른 실내의 인위적인 냉난방 효율을 보다 적극적으로 개선하는 데에 역부족한 실정에 있었다.

(종래기술)

상기한 이전의 문제점을 해결하기 위하여 시도되고 있는 종래의 건축물의 외벽은 제1도에 도시되는 바와 같이, 건축물의 내부공간을 외부와 구획하여 주도록 콘크리트로서 성형되어 수직하게 세워지는 마감벽체부(1)와, 상기 마감벽체부(1) 외측에 맞대어지도록 배치되는 투과성 단열부재(1a)와 그 투과성 단열부재(1a) 전면의 투명유리(2a)로서 태양에너지을 흡수할 수 있도록 하는 투과형의 단열층(2)으로서 구성되었다.

따라서, 이러한 건축물의 외벽은 태양에너지를 흡수하면서도 단열 기능을 가지는 투과형의 단열층(2)으로서 동절기에 실내의 인위적인 난방을 측면 지원하도록 태양에너지를 적극 활용함으로써, 실내의 난방의 효율을 극대화하여 주는 장점을 가지는 것이 사실이다.

즉, 투과형의 단열층(2)을 이루는 투과성 단열부재(Transparent Insulation Materials)(2a)는 투명플라스틱들로 이루어지는 모세관이 동절기 태양광의 입사각과 일치하는 경사각을 갖도록 하여서, 태양에너지의 실내 유입을 가능하게 하는 동시에, 태양에너지가 유입 되어 변환된 열에너지는 외부로 유출됨이 없이 차단하여 주어서, 태양에너지를 활용하여 실내의 인위적인 난방에 따른 효율을 기대할 수 있게 되었다.

그러나, 이러한 종래의 건축물의 외벽은, 첫째, 실내의 인위적인 냉방이 요구되어 태양에너지의 유입을 효과적으로 차단할 필요가 있는 하절기에도 투과형의 단열층을 통하여 태양광의 입사각 변하에 따라 감소된 량으로 유입되는 태양에너지가 마감벽체부를 가열하게 되므로써, 하절기에 인위적인 실내 냉방 효율을 저해하는 요인으로 작용되는 문제점이 있었으며, 둘째, 마감벽체부와 투과형의 단열층이 밀착되게 부착되어있으므로 인하여, 그 투과형의 단열층을 통과한 태양에너지가 직접적으로 마감벽체부를 가열하게 됨에 따라 열전달이 가중되어서 하절기에 실내의 냉방 효율이 급격히 저하되는 문제점이 있었으며, 셋째, 마감벽체부의 외면은 유입되는 태양에너지에 의하여 직접 가열되는 반면에 그 마감벽체의 내면은 실내의 인위적인 냉방에 노출되는 관계로 자체의 온도 차이가 극심한 마감벽체부가 연화되면서 균열이 발생될 수 있는 문제점이 있었으며, 넷째, 투과형의 단열층을 통과하여 마감벽체부를 가열하여서 가열된 마감벽체부로 부터 실내에 복사열로서 열전달되도록 하므로써, 실질적으로는 실내의 난방 효율을 향상시키는 데에 별 다른 효과를 기대할 수 없는 문제점 등을 수반하게 되었다.

(발명의 목적)

본발명의 목적은 첫째, 차양막으로서 계절변화에 융통성있게 대응할 수 있도록 하여서 실내의 인위적인 냉난방부하를 최소화하여 주며, 둘째, 확보된 단열공간으로서 실내와 외부의 열교환을 적극 차단하여 주어 단열효과를 극대화하여 주며, 셋째, 단열공간에서 생성된 고온의 기류가 실내로 대류 순환되도록 하여서 동절기에 효율적인 난방에 의한 에너지 절감을 실현시켜 주어, 건축물 실내의 냉난방에 따른 경제성을 제고하여 주는 태양에너지의 이용이 가능한 건축물의 외벽구조를 제공하는 데에 있다.

(발명의 구성)

이하 본발명의 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본발명은, 건축물의 내부공간을 외부와 구획하여 주도록 콘크리트로서 성형되어 수직하게 세워지는 마감벽체부(10)와, 상기 마감벽체부(10) 외측에 맞대어지도록 배치되는 투과성 단열부재(21)와 그 투과성 단열부재(21) 전면의 투명유리(22)로서 태양에너지를 흡수할 수 있도록 하는 투과형의 단열층(20)으로서 구성되는 점에 있어서는 종래의 것과 기술적 개념을 같이 한다.

단, 본발명의 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조는 제2도에 도시되는 바와 같이,

상기 투과형의 단열층(20)을 이루는 투명유리(22)와 투과성 단열부재(21) 사이에 개폐가능한 차양막(23)을 구비하고, 상기 마감벽체부(10) 외면으로 부터 소정의 간격을 두고 투과형의 단열층(20)을 배치하여서 그 투과형의 단열층(20)과 마감벽체부(10) 사이에 단열공간(A)을 확보하며, 상기 단열공간(A)과 연통되어질 수 있도록 마감벽체부(10) 상하부 일정위치에 소정의 크기로서 뚫어지는 공기통로(11)들을 형성하여서 됨을 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본발명은 제3도에 도시되는 바와 같이, 동절기에는 차양막(23)을 개방하여서 상기 투과형의 단열층(20)을 통하여 유입되는 태양에너지가 그 투과형의 단열층(20)과 마감벽체부(10) 사이의 단열공간(A)에서 열에너지로 변환되면서 고온의 기류가 생성되어지면, 생성된 고온의 기류가 마감벽체부(10)의 상하부에 형성된 공기통로(11)들을 통하여 자연적으로 대류 순환되도록 하여서 실내에 더운공기를 공급하게 되어 실내 난방의 보조적인 수단으로서 역할을 수행하게 되는 것이고,

이와 반대로 하절기에는 제4도에 도시되는 바와 같이, 차양막(23)를 펼쳐서 상기 투과형의 단열층(20)을 이루는 투명유리(22)를 통과한 태양에너지가 단열공간(A)내로의 유입을 적극 차단하게 되어 투과성 단열부재(21)와 함께 단열공간(A)에 생성된 공기층이 단열 기능을 수행하게 되므로써, 계절변화에 따른 단열 효과를 극대화하여 주는 동시에, 실내의 인위적인 냉난방부하를 최소화하여 주는 등의 장점을 가지게 되는 것이다.

이하 첨부된 도면에 도시되는 대표적인 실시예를 통하여 본발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 마감벽체부(10)는 층간슬라브 사이에서 콘크리트로서 수직하게 세워지는 형태로서 성형하여서 되며, 건축물의 실내와 외부를 구획하여 1차적인 단열 기능을 수행하게 된다.

이러한 마감벽체부(10) 상하부의 일정위치에는 공기통로(11)들을 형성하여서, 상기 단열공간(A)내에 생성된 더운공기가 실내로 자연적으로 대류 순환되도록 한다. 즉, 마감벽체부(10) 상부측에 위치하는 공기통로(11)들은 상기 단열공간(A) 내에서 유입된 태양에너지에 의하여 더워진 공기가 실내로 유입되도록 하는 역할을 수행하게 되고, 그 마감벽체부(10) 하부측에 위치하는 공기통로(11)는 상기 실내의 차가운 공기가 단열공간(A)측으로 배출되도록 역할의 상호작용으로 단열공간(A)내에서 생성된 더운공기가 실내로 대류 순환하게 되는 것이다.

여기에서 제5도에 도시되는 바와 같이, 상기 마감벽체부(10) 상하부에 형성된 공기통로(11)에는 각기 환풍기(12)가 설치되도록 하여서, 상기 단열공간(A)에서 생성된 더운공기를 실내에 강제 순환 공급되도록 할 수도 있음을 밝혀 둔다.

상기 투과형의 단열층(20)은 투명유리(22)와 투과성 단열부재(21)사이에 개폐가능한 차양막(23)을 설치하여서, 태양에너지를 선택적으로 단열공간(A)내에 유입되도록 하거나 차단할 수 있도록 구성하여서 된다.

이러헌 투과형의 단열층(20)을 이루는 투과성 단열부재(21), 투명유리(22), 차양막(23)은 각기 지지틀(20a)에 수용되는 형태로서 조립하여서 설치하게 된다.

상기 차양막(23)은 그 중앙부를 따라 지그재그로 관통되어 연결된 조작끈(24)이 상기 단열공간(A)의 상부측 층간슬라브 저면에 설치되어 실내에서 원격조작 가능한 권취모터(25)와 연결되도록 하여서, 실내에서 상기 권취모터(25)를 동작시키는 것으로 상하로 개폐될 수 있도록 구성된다.

여기에서 제6도에 도시되는 바와 같이, 상기 투과성 단열부재(21)의 내측면에는 보강유리(26)를 일체로서 접합되도록 하여서, 자체의 지탱력이 취약한 투과성 단열부재(21)를 지지하여 주도록 할 수도 있음을 밝혀 둔다.

(발명의 효과)

이와 같이 구성되고 실시되는 본발명의 효과를 종합하여 보면,

첫째, 동절기에는 차양막을 개방하여서 태양에너지가 효과적으로 유입될 수 있도록 하는 동시에 하절기에는 차양막을 펼쳐서 태양에너지가 유입되는 것을 차단하도록 하여서, 계절변화에 융통성있게 대응하여 실내의 인위적인 냉난방부하를 최소화하여 주며, 둘째, 단열공간내에 유입된 태양에너지로서 더워진 공기층을 형성하여서 일차적인 단열효과를 극대화 하여 주며, 또한, 단열공간이 존재함으로 인하여 마감벽체부가 외기에 직접 노출되어지지 않도록 하여서 마감벽체부 자체의 극심한 온도 차이를 완화시켜 그 마감벽체부가 균열이 발생되는 것을 방지하며 주며, 셋째, 단열공간내에 유입된 태양에너지에 의하여 생성된 더운 공기가 실내로 순환 공급되도록 하여서 동절기의 난방 에너지를 절감을 실현시켜 주며, 넷째, 부수적으로 단열공간의 공기층이 불투과성 벽체부가 직접 외기에 노출되지 않도록 하므로써 불투과성벽체부 내측에 대한 결로방지에도 기여할 수 있는 등의 효과를 가지는 유용한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본발명은 계절변화에 따라 단열기능을 선택적으로 운용할 수 있도록 하여서, 실내의 냉난방효율을 향상시켜 주는 매우 유용한 것이다.

Claims (4)

1. 건축물의 내부공간을 외부와 구획하여 주도록 콘크리트로서 성형되어 수직하게 세워지는 마감벽체부(10)와, 상기 마감벽체부(10) 외측에 맞대어지도록 배치되는 투과성 단열부재(21)와 그 투과성 단열부재(21) 전면의 투명유리(22)로서 태양에너지를 흡수할 수 있도록 하는 투과형의 단열층(20)으로서 구성되는 것에 있어서, 상기 투과형의 단열층(20)을 이루는 투명유리(22)와 투과성 단열부재(21) 사이에 개폐가능한 차양막(23)을 구비하고, 상기 마감벽체부(10) 외면으로 부터 소정의 간격을 두고 투과형의 단열층(20)을 배치하여서 그 투과형의 단열층(20)과 마감벽체부(10) 사이에 단열공간(A)을 확보하며, 상기 단열공간(A)과 연통되어질 수 있도록 마감벽체부(10) 상하부 일정위치에 소정의 크기로서 뚫어지는 공기통로(11)들을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 마감벽체부(10) 상하부에 형성된 공기통로(11)에는 각기 환풍기(12)가 설치되도록 하여서, 상기 단열공간(A)에서 생성된 더운공기를 실내에 강제 순환 공급되도록 함을 특징으로 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 투과성 단열부재(21)의 내측면에는 보강유리(26)를 일체로서 접합되도록 하여서, 자체의 지탱력이 취약한 투과성 단열부재(21)를 지지하여 주도록 함을 특징으로 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 차양막(23)은 그 중앙부를 따라 지그재그로 관통되어 연결된 조작끈(24)이 상기 단열공간(A)의 상부측 층간슬라브 저면에 설치되어 실내에서 원격조작 가능한 권취모터(25)와 연결되도록 하여서, 실내에서 상기 권취모터(25)를 동작시키는 것으로 상하로 개폐될 수 있도록 함을 특징으로 하는 태양에너지 이용이 가능한 건축물의 외벽구조.