KR19980082149A - 경량단열패널을 이용한 온돌바닥구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축구조물에서 온수 파이프를 바닥에 배관하여 난방하는 온돌바닥구조에 관한 것이다.

본 발명은, 경량콘크리트판(11)과 상기 경량콘크리트판(11) 위에 단열재(12)가 일체로 결합된 경량단열패널(10); 경량단열패널(10) 위에 타설된 슬래브 콘크리트(1); 슬래브 콘크리트(1) 위에 설치된 온수배관 파이프(4); 그리고 온수배관파이프(4)를 덮으며 슬래브 콘크리트(1) 위에 바르는 바닥 모르타르(3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온돌 바닥 구조이다.

본 발명으로 온돌난방구조를 구성하는 구조의 두께가 얇아 층고를 줄일 수 있고, 구조가 간단한 온돌난방구조를 제공하여 난방성능이 우수하며 공사가 간단하여 공사비를 절감할 수 있고, 바닥의 하면에서 균열이 발생한 경우에 제어가 용이하여 하자보수비용을 줄일 수 있게 되었다.

Description

경량단열패널을 이용한 온돌바닥구조(Heat Radiating Floor Structure)

본 발명은 건축구조물에서 온돌바닥구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 온수 파이프를 바닥에 배관하여 난방하는 온돌바닥구조에 관한 것이다.

건물의 실내는 적정온도를 유지하기 위하여 전통적으로 온돌구조를 채택해 오고 있고, 현대에 와서는 전통적인 온돌구조를 바닥에 배관을 하고 배관된 파이프 속으로 열매(주로 온수를 사용한다)를 순환시켜 복사방식에 의한 난방을 하고 있다.

종래의 온돌바닥은 바닥슬래브에 단열층으로 단열재나 콩자갈을 깔고 배관하여, 배관 위에 축열 및 방열층으로 바닥 모르터를 까는 방식으로 구성된다. 단열층으로 최근에는 경량기포 콘크리트를 타설하여 공사단축과 열적 성능을 향상시키고 있다.

바닥 슬래브 하면은 곧 아래층의 천장이 되므로 하면을 면처리하여 벽지를 발라 마감하는 경우도 있지만 대개 콘크리트 면이 직접 노출되는 것을 피하기 위하여 졸대를 박고 석고판과 같은 천장재를 붙이고 이 위에 도배하여 마감하고 있다.

온돌난방방식은 주로 공동주택과 같이 주거용 건물의 난방에 채용되고 있는데, 종래의 온돌구조방식은 다음과 같은 문제점을 안고 있다.

첫째, 바닥 슬래브 구조체＋단열층＋배관 및 축열층을 구성하는데 상당히 두껍고 공정수가 많다. 따라서 공사비가 많이 든다.

둘째, 두꺼운 구조에 하면에 천장까지 설치해야하므로 단위층고가 높아진다. 따라서 도심지에서 효율적으로 토지이용을 할 수 있어야 사업성이 있는 재개발사업에서는 단위층고를 줄일 수 있는 방안이 절실히 요청된다.

셋째, 콘크리트는 양생됨에 따라 수축하므로 미세균열을 피할 수 없다. 콘크리트의 균열은 방지하는 것이 아니라 발생된 균열을 제어해야 한다. 공동주택의 천장에서 제멋대로 생겨 노출된 균열은 거주자에게 불안감을 주고, 이를 회피하기 위하여 슬래브 하면에 별도로 천장을 설치하여 은폐하는 방법을 채택하게 되어 공사비가 올라간다.

발명자는 종래 온돌난방구조가 안고 있는 문제점을 해결하는 새로운 온돌난방구조를 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 온돌난방구조를 구성하는 구조의 두께가 얇아 층고를 줄일 수 있고 구조가 간단한 온돌난방구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 난방성능이 우수하며 공사가 간단하여 공사비를 절감할 수 있는 온돌난방구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 바닥의 하면에서 균열이 발생한 경우에 제어가 용이하여 하자보수비용을 줄일 수 있는 온돌난방구조를 제공하는 것이다.

제1도는 종래 온돌바닥구조의 단면도이다.

제2도는 본 발명에서 사용하는 경량단열패널의 단면도이다.

제3도는 본 발명의 온돌바닥구조 단면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1: 슬래브 콘크리트 2: 기포 콘크리트

3: 바닥 모르타르 4: 온수배관 파이프

5: 각재 6: 천장판

7: 철근 10: 경량단열패널

11: 경량콘크리트판 12: 단열재

13: 철선 14: 메탈라스 또는 용접철망

20: 단열재

제1도는 종래 온돌난방구조 대표예의 단면도이다.

슬래브 하면에 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설한 뒤 콘크리트가 양생되면 거푸집을 해체한다. 슬래브 콘크리트(1) 표면을 정리하고 기포 콘크리트(2)를 타설하고 온수배관 파이프(3)를 설치한다. 온수배관 파이프(3)를 고정·보호하고 온수배관에서 발생하는 열을 축열·방사하기 위한 축열층으로 시멘트 모르타르를 발라 마감한다.

온돌의 설치기준은 건설교통부령으로 제정 공포된 '건축물의 설비기준 등에 관한 규칙'(이하 '설비기준령'이라 한다)을 따르는데 제1도는 이 기준을 따른 대표적인 예로서 슬라브 콘크리트는 135mm, 기포 콘크리트는 70mm, 온돌미장은 50mm, 그리고 슬래브 콘크리트 하단의 각재 천장틀은 50mm 정도로 구성되어 바닥의 두께는 개략 305mm에 이른다.

제2도는 본 발명에서 채택하는 경량단열패널(10)의 단면도이다. 경량단열패널(10)은 경량콘크리트판(11)과 단열재(12)로 구성된다.

경량콘크리트판(11)은 주로 BST 경량콘크리트로 제조된다. BST 경량콘크리트는 오스트레일리아 BST Holdings PTY, Ltd.가 개발한 BST 경량골재를 사용한 콘크리트이다. BST 경량골재는 폐스치로폴 알갱이(granule) 표면을 시멘트풀과 친화성을 높이기 위하여 특수수지로 코팅 처리한 것이다. 이에 따라 BST 경량골재를 콘크리트와 혼합할 때 보통 골재를 섞는 경우와 별 차이 없이 잘 섞인다.

BST 경량콘크리트는 밀도에 따라 휨강도, 인장강도, 열 저항값을 조절할 수 있다. 참고로 밀도가 1500㎏/㎥일 때 영계수 11,500MPa, 휨강도 2.55MPa, 인장강제1도.20MPa, 두께 150mm의 열 저항값은 0.27㎡K/W로 강도특성과 열저항 특성이 우수하다. 한편 표면은 아주 깨끗하여 조인트 부위만 정리하면 별다른 면처리 없이도 도배마감을 할 수 있다.

경량콘크리트판(11)을 제조할 때 콘크리트와 부착시키기 위한 수단으로 내부에 메탈라스(14) 또는 용접철망을 넣고 중간 중간에 철선(13)을 인출해 둔다. 경량콘크리트판(19)의 두께는 10mm 정도이고 설치할 때 하부 지지틀(도시하지 않음)의 살대 간격에 따라 조정된다.

경량콘크리트판은 본 발명의 목적에 맞게 여러 가지 균등물로 대체할 수 있다. 예를 들면 하면에 보강섬유(유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등)로 추가 보강을 하면 두께를 더욱 줄이거나 하부 지지틀의 살대간격이 큰 것을 사용할 수 있다. 또한 경량콘크리트판은 섬유보강 콘크리트판으로 대체할 수 있다. 섬유보강 콘크리트판은 콘크리트의 보강재로서 유리섬유를 사용한 것(통상 GRC라 불린다), 탄소섬유, 강섬유, 기타 건축구조용 사용되는 섬유류로서 보강한 것을 사용할 수 있다. 이러한 섬유보강 콘크리트판은 휨강도가 우수하여 두께를 얇게 할 수 있는 특징이 있다. 하면에 섬유로 보강하거나 섬유보강 콘크리트판을 사용하여 설계하중 700㎏/㎡을 견딜 수 있는 정도가 되면 동바리 위에 지지틀을 설치하고 별도로 거푸집을 깔지 않더라도 구조체 일체형 영구거푸집으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

경량콘크리트판(11) 위에는 단열재(12)가 설치된다. 이 단열재(12)는 설비기준령에서 규정한 기준을 만족시키면 되므로 경질 스티로폴, 경질 폴리우레탄, 또는 저밀도의 BST 경량콘크리트층으로 구성될 수 있다. 경량콘크리트판(11)과 단열재(12)는 공장에서 일체 생산하여 현장에 반입된다.

경량단열패널(10)은 거푸집, 실내마감, 단열기능 등 다기능 재료이다. 본 경량단열패널(10)은 슬래브 콘크리트 타설 후 해체하지 않고 슬래브 콘크리트와 일체가 되고, 표면은 깨끗하므로 별도로 면처리가 필요없다. 그리고 단열재(12)는 경량콘크리트판(11)과 공장에서 일체로 제조·가공되므로 품질의 신뢰도가 높다.

제3도는 본 발명의 경량단열패널을 이용한 온돌난방바닥구조 구체예의 단면도이다.

본 구체예는 제2도의 경량단열패널(10)이 맨 아래에 위치하고 그 위에 슬래브 콘크리트(1)가 있으며, 슬래브 콘크리트(1) 위에 온수난방배관용 파이프(4)가 깔리고, 다시 축열층(3)으로 모르타르 미장층이 있다. 슬래브 콘크리트(1)와 파이프(4) 사이에 열 효율을 높이기 위하여 단열재(20)를 더 넣을 수 있다. 단열재는 파이프(4)에서 발산되는 열이 우선 상부를 향하도록 유도하고 설비기준령에서 규정하는 단열성능을 확보하는 역할을 한다. 단열재(20)로는 통상 아티론 보온재를 사용한다.

본 구체예로 공동주택 등의 온돌바닥에 채용하면 경량단열패널 소정두께, 슬래브 콘크리트 135㎜, 단열재 및 축열층 50㎜로 구성되므로 전체 두께는 220㎜ 정도로 줄여진다. 따라서 본 발명을 15층이하의 공동주택에 적용할 경우 제1도의 종래 온돌구조에 비해 80~90㎜ 정도 단위 층고를 줄일 수 있는 효과가 있다.

다음에는 본 발명의 온돌바닥구조를 공사하는 방법을 설명한다.

바닥이 설치될 층의 아래층 바닥에 동바리를 세우고, 동바리 위에 철제 지지틀 또는 유니트 거푸집 또는 합판 거푸집을 설치한다. 대개 철제 지지틀로서 지지함으로서 충분하다. 철제 지지틀 위에 제2도의 경량단열패널(10)을 설치하고 철근(7)을 배근한다.

경량단열패널(10)에 심어져 있는 철선(13)으로 철근(7) 주위를 묶어 경량단열패널(10)을 나중에 타설될 슬래브와 일체로 결합시킨다.

슬래브 콘크리트를 타설하고 양생된 다음 표면정리를 하고 온수난방배관용 파이프(4)를 배관한다. 이 때 슬래브 콘크리트(1)와 파이프(4) 사이에 단열재를 넣으면 열 효율을 높일 수 있다.

배관 후 시멘트 모르타르를 발라 바닥마감하면 온돌구조가 완성된다.

본 발명으로 온돌난방구조를 구성하는 구조의 두께가 얇아 층고를 줄일 수 있고, 구조가 간단한 온돌난방구조를 제공하여 난방성능이 우수하며 공사가 간단하여 공사비를 절감할 수 있고, 바닥의 하면에서 균열이 발생한 경우에 제어가 용이하여 하수보수비용을 줄일 수 있게 되었다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 해석될 것이다.

Claims (7)

1. 경량콘크리트판(11)과 상기 경량콘크리트판(11) 위에 단열재(12)가 일체로 결합된 경량단열패널(10);

   상기 경량단열패널(10) 위에 타설된 슬래브 콘크리트(1);

   상기 슬래브 콘크리트(1) 위에 설치된 온수배관 파이프(4); 그리고

   상기 온수배관파이프(4)를 덮으며 상기 슬래브 콘크리트(1) 위에 바르는 바닥 모르타르(3);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 온돌 바닥 구조.
2. 제1항에서, 상기 경량콘크리트판(11)은 BST경량콘크리트에 메탈라스 또는 용접철망 등 보강재로 보강한 것을 특징으로 하는 온돌바닥구조.
3. 제1항에서, 상기 경량콘크리트판(11)의 하면에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등 보강섬유로 표면을 더 보강한 경량콘크리트판인 것을 특징으로 하는 온돌바닥구조.
4. 제1항에서, 상기 경량콘크르트판(11)은 보통 콘크리트에 보강재로서 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 강섬유 등 구조용 보강섬유로 보강한 경량콘크리트판인 것을 특징으로 하는 온돌바닥구조.
5. 제1항에서, 상기 슬래브 콘크리트(1) 위 그리고 상기 온수배관 파이프(4) 아래에 아티론과 같은 재료의 단열재(20)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 온돌 바닥구조.
6. 경량콘크리트판(11)과 상기 경량콘크리트판(11) 위에 단열재(12)가 일체로 결합된 경량단열패널(10)을 동바리 위에 설치된 지지틀 위에 설치하고;

   상기 경량단열패널(10) 위에 슬래브 콘크리트(1)를 타설하고;

   상기 슬래브 콘크리트(1) 위에 온수배관 파이프(4)를 설치하고; 그리고

   상기 온수배관 파이프(4)를 덮으며 상기 슬래브 콘크리트(1) 위에 바닥 모르타르(3)를 바르는 단계;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 온돌 바닥의 공사방법.
7. 제6항에서, 상기 슬래브 콘크리트(1) 위 그리고 상기 온수배관 파이프(4) 아래에 아티론과 같은 재료의 단열재(20)를 설치하는 단계를 더 가진 것을 특징으로 하는 온돌 바닥 공사방법.