KR19990083815A - 폐비행기를 절단 해체하는 방법과 폐비행기를 재활용한 건축물및 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐비행기를 재활용한 건축물 및 그 설치방법에 관한 것으로, 폐비행기를 절단 해체하고, 절단 해체한 조각들을 다시 조립하여 사람이 생활하는 주거공간을 형성하기 위하여 구조물을 보강하는 방법 및 폐비행기를 이용한 건축물에 관한 것이다.

본 발명은 기초, 기초 위에 기둥, 기둥 위에 설치된 철골 프레임, 철골 프레임에 의해 지지되는 폐비행기 동체로 구성된 폐비행기를 이용한 건축구조물이다. 철골 프레임은 폐비행기 동체와 같은 방향으로 설치된 2개의 주 빔, 주 빔 사이를 연결하기 위하여 주 빔에 직교하여 설치된 중간 빔, 주 빔의 바깥쪽에 설치되어 캔틸레버 상태로 설치되는 날개 빔, 그리고 날개 빔의 끝에 설치되고 상기 날개 빔의 끝을 연결해 주는 테두리 빔으로 구성된다.

Description

폐비행기를 절단 해체하는 방법과 폐비행기를 재활용한 건축물 및 그 설치방법{Disassembling Method of a waste airplane, Building structure and erection method of the same}

본 발명은 폐비행기를 재활용한 건축물 및 그 설치방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 폐비행기를 절단 해체하고, 절단 해체한 조각들을 다시 조립하여 사람이 생활하는 주거공간을 형성하기 위하여 구조물을 보강하는 방법 및 폐비행기를 이용한 건축물에 관한 것이다.

비행기는 첨단 산업기술이 적용되어 제작된다. 비행기를 제조하기 위하여 사용하는 재료는 가볍고, 고온과 저온에 견디고, 비행기의 구조는 고압과 저압에 견딜 수 있도록 제작된다. 이런 재료와 구조를 가진 비행기는 일정 기간 운행하고 나면 수명을 다하여 폐기 처리된다.

비행기는 하늘을 날기 때문에 내부 분위기는 일상 생활공간과 다른 독특한 분위기를 준다. 항공기를 타고 여행하는 것이 예전에 비해 보편화되어 가고 있지만 여전히 비행기를 탈 기회는 많지 않다. 비행기가 주는 분위기는 어른들 마음속에는 다시 느껴보고 싶은 욕구를 생기게 하고, 어린이들에게는 부러움의 대상이 되어 있다.

첨단기술이 적용되어 제작되어 수명이 다하여 폐기 처리되는 비행기, 여전히 사람들에게 동경의 대상이 되어 있는 비행기와 그 내부 분위기를 연결시켜 폐비행기를 재활용하여 주거공간을 만들 수 있다면 환경문제를 해결하는데 도움이 되고 사람의 감성을 감싸는데 기여할 수 있게 될 것이다.

비행기의 구조는 하늘을 날 때 작용되는 온갖 하중에 효율적으로 견딜 수 있도록 설계되어 있는 반면에 건축구조물은 지반에 정착되어 사람을 수용할 공간을 제공할 수 있는 구조를 지니고 있다. 근본적으로 하중의 종류와 작용 방향이 다르다.

발명자는 비행기가 갖고 있는 구조적 특징을 활용하면서 비행기를 건축물로 사용할 수 있도록 조립하고 보강하는 방법을 개발하였다.

비행기는 사용 수명이 다하면 폐기 처리된다. 비행기를 폐기 처리하기는 장소와 폐비행기를 재활용할 장소는 떨어져 있기 때문에 폐비행기를 절단 분해하여 재사용할 장소로 옮겨야 한다. 폐비행기를 절단하여 옮기기 위해서는 육상 및 해상 또는 화물항공기의 조건에 제약을 받는다.

발명자는 운반 조건을 고려하여 폐비행기를 절단 해체하는 방법을 개발하였다.

또한 발명자는 폐비행기의 구조를 적절하게 활용하여 거주 공간을 환기시키는 환기구조도 개발하였다.

본 발명은 폐비행기를 활용하여 건축물을 만들기 위한 구조 보강방법 및 폐비행기를 이용한 건축물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐비행기를 절단 해체하여 운반하고 조립하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폐비행기를 건축물로서 사용할 때 폐비행기를 구조를 활용하는 환기구조를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명에 의한 건축물의 평면도이다.

제2도는 본 발명에 의한 건축물의 입면도이다.

제3도는 본 발명에 의한 건축물의 우측면도이다.

제4도는 본 발명에 의한 건축물의 횡단면도이다.

제5도는 본 발명에 의한 건축물의 구조 평면도이다.

제6도는 제5도의 A-A 단면도이다.

제7도는 제6도의 부분 확대 상세도이다.

제8도는 원형 테(former ring) 연결 상세도이다.

제9도는 가로살대(stringer) 연결 상세도이다.

제10도는 폐비행기 절단 계획도이다.

제11도는 덕트 배관 계획도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

1: 비행기 동체 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f: 기둥

3: 기초 10: 철골 프레임

11: 주 빔 12: 중간 빔

13: 날개 빔 14: 테두리 빔

15: 달대 16: 보조 가새

21: 원형 테 22: 가로살대

23: 하니콤 구조 31: 외기 흡입구

32: 흡기 덕트 33: 바닥 취출구

34: 배기구 35: 배기 덕트

36: 배기 송풍기 A, B, C: 절단 조각

본 발명을 첨부한 구체예의 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 건축물의 평면도, 제2도는 입면도, 제3도는 우측면도이다.

본 발명은 폐비행기 동체(1)를 기초(3) 위에 3곳에 세운 기둥(2a, 2b, 2c)으로 지지하여 만들어진 건축구조물이다.

비행기의 동체를 건축구조물로 이용하기 위해서는 원래 비행기가 땅에서 자립할 때와 같이 무게의 중심이 되는 날개위치와 동체의 앞쪽인 조종석 위치에 기둥(2a, 2b)을 설치한다. 구조 역학적인 면을 고려하여 동체의 뒤쪽인 꼬리날개 위치에 기둥(2c)을 더 세워 지지하는 것이 바람직하다. 각 기둥의 정확한 위치와 기둥의 규격은 하중을 고려한 구조해석에 따른다. 본 구체예에서는 각 위치에 2개씩 원형 기둥을 세워 지지하였다.

본 구체예에서 사용한 비행기는 맥도널드 더글라스 회사의 DC-10 기종으로 동체의 직경은 약 6m, 동체의 길이가 약 55.5m에 이른다.

비행기 날개는 또 다른 철골기둥 3개(2d, 2e, 2f)를 사용하여 지지한다. 비행기 날개는 원형대로 양 쪽 모두 사용하거나 본 구체예에서와 같이 한 쪽만 사용할 수 있다. 건축물의 배면에는 날개를 원형대로 복원하지 않더라도 충분히 비행기 효과를 가진다.

제4도는 본 발명에 의한 건축물의 횡단면도이다.

기초(3)를 설치하고 상기 기초 위에 원형기둥(2a, 2b, 2c)을 세우고 기둥(2) 위에 설치된 철골 프레임에 비행기 동체(1)를 지지하고 있다. 비행기의 객석 공간을 거주공간으로 사용하고, 비행기의 화물칸을 본 건축물의 창고공간으로 사용한다. 비행기의 외부면은 조합페인트로 도장한다.

제5도는 본 발명에 의한 건축물의 구조 평면도이고, 제6도는 제5도의 A-A 단면도이고, 제7도는 제6도의 부분 확대 상세도이다.

기둥(2) 위에 설치된 철골 프레임(10)에 의해 비행기 동체가 지지된다. 비행기 동체는 절단할 때 다음 제10도에서 설명하는 바와 같이 3조각(A, B, C)으로 절단하여 현장에 반입하고 재조립 설치된다. 원 비행기 구조에서는 원형을 유지하는 골격인 원형 테(21, former ring)와 원형 테 외부에 일정한 간격으로 설치된 가로살대(22, stringer)와 객석 바닥 하부에 있는 원 바닥 프레임인 하니콤구조(23)로 골격이 형성된다. 가로살대(22)의 외부에는 외피로서 두랄루민 재질의 판상재로 덮여 있다. 비행기 동체 외부에 걸리는 하중은 가로살대(22)에서 원형 테(21)로 전달되고 다시 하니콤구조(23)로 전달된다. 그러나 재조립할 때에는 원 비행기 구조와 같이 하중의 흐름을 유지할 수 없다.

본 발명에서는 중간 및 상부 조각(A, B)에 걸리는 하중은 하니콤구조(23)로 전달되어 철골 프레임(10)에 전달되고 하부 조각(C)에 걸리는 하중은 일부는 중간 조각(A)에 전달되지만 일부는 직접 철골 프레임(10)으로 전달된다.

재조립한 비행기 동체를 지지하기 위한 철골 프레임의 구조를 설명한다.

철골 프레임(10)은 폐비행기 동체와 같은 방향으로 설치된 2개의 주 빔(11), 주 빔(11) 사이를 연결하기 위하여 주 빔(11)에 직교하여 설치된 중간 빔(12), 주 빔(11)의 바깥쪽에 설치되어 캔틸레버 상태로 설치되는 날개 빔(13), 날개 빔(13)의 끝에 설치되고 날개 빔(13)의 끝을 연결해 주는 테두리 빔(14)으로 구성된다. 각 빔끼리 연결은 본 구체예에서는 볼트 접합을 사용하였지만 통상 사용하는 용접접합이나 고장력볼트 접합 또는 리벳접합도 채용할 수 있다. 본 구체예에서는 주 빔을 H-600X200X11X17, 중간 빔과 날개 빔 그리고 테두리 빔을 H-194X150X6X9를 사용하였다.

비행기 동체의 자중과 적재하중을 원 비행기의 바닥 프레임인 하니콤구조(23)가 받고 하니콤구조(23)를 철골 프레임(10)이 받는다.

주 빔(11)의 하부에는 소정의 간격으로 주 빔(11)에 용접된 달대(15)가 설치된다. 달대(15)의 하단에는 비행기 동체의 원형 테(21)가 볼트 접합되어 연결되어 하부 조각(C)의 하중을 주 빔(11)으로 전달한다. 주 빔(11)에는 달대 외에 원형 테(21)의 형태를 유지하고 하중을 일부 처리하기 위하여 보조 가새(16)를 소정 간격으로 더 설치할 수 있다. 주 빔(11)의 하부에는 기둥(2a, 2b, 2c)이 설치되어 주 빔에 전달된 하중을 기초(3)를 통하여 지반에 전달한다.

본 구체예에서는 달대를 L-65X65X6을 150mm 간격으로 설치하고, 보조 가새는 L-65X65X6을 1020mm 간격으로 설치하였다.

제10도는 폐비행기 절단 계획도이다.

비행기는 폐기할 곳과 폐비행기를 활용할 곳이 서로 다르기 때문에 육상 해상 또는 항공 운송을 고려하여 절단 분해 계획을 세워야 한다. 대개 운송에는 컨테이너나 트레일러의 규격을 고려하고 육상도로 조건 즉 도로 폭, 도로 시설물(특히 육교나 지하도)의 높이에 따른 통과 높이의 제한이 문제된다. 그리고 구조적인 측면에서 재조립했을 때 무리없이 하중을 전달할 수 있도록 절단 분해해야 한다.

제10도의 절단 방법은 위 조건들을 고려하여 고안한 방법이다. DC-10 기종의 경우 폐비행기 횡단면에서 수평 방향으로 상부 조각(B), 중간 조각(A), 하부 조각(C)의 3조각으로 절단한다. 3조각의 각각의 높이는 개략 2m 정도로 서로 높이가 비슷하게 절단한다. 폐비행기 동체의 횡단면에서 보면 하니콤구조(23)의 하단에서 위로 약 1.4m 위치와 아래로 0.6m 위치에서 자르면 개략 2m 정도 높이로 잘린다. 자르는 폭은 2-3m 정도가 적당하다. 이렇게 자르면 중간 조각의 상단은 비행기 창의 위쪽에 절단이 생겨 비행기 창을 그대로 건축물 창으로 활용할 수 있다.

제8도는 원형 테(21, former ring) 연결 상세도이고, 제9도는 가로살대(22, stringer) 연결 상세도이다.

제5도, 제8도, 제9도에 따라 비행기 동체를 재조립하여 설치하는 방법을 설명한다.

절단 해체된 비행기 동체는 다시 설치하기 위하여 각 조각을 연결해야 한다. 각 조각은 운송을 위해 작은 크기로 잘라져 있으므로 현장에 설치하기 위해서는 우선 일정한 크기로 조립한 다음에 양중기계로 설치하면 편리하다.

중간 조각(A)을 2-3개를 횡으로 연결한다. 중간 조각(A)을 횡으로 연결하기 위해서는 각 조각에 있는 가로살대(22)를 연결해야 하는데 가로살대는 ??자 형상에 양끝에 날개가 연장되어 있다. 용접으로 연결하기는 불가능하므로 가로살대 연결철물(26)을 사용한다. 연결철물(26)은 아연도 철판으로 제작하고 단면 형상이 가로살대의 형상과 같고 가로살대 이음부에 덧대고 양단에서 블라인드 리벳으로 고정시킨다.

상부 조각(B)과 하부 조각(C) 역시 2-3개를 횡으로 가로살대 연결철물(26)을 이용하여 연결시킨다. 횡으로 우선 연결하는 조각 수는 현장에서 사용하는 기중기의 용량 및 작업 편의에 따라 적절히 결정하면 된다.

기초와 기둥, 그리고 기둥 위에 설치된 철골 프레임(10) 위에 2-3개가 연결된 중간 조각(A)을 얹어 고정 설치한다. 중간 조각에 포함된 하니콤구조(11)는 단면 크기가 일정하지 않으므로 높이를 조절하기 위하여 굄재를 넣어 높이를 맞추고 하니콤구조(10)의 측면에 철판을 덧대어 하니콤구조와 철골 프레임(10)을 연결한다.

중간 조각(A)이 설치되고 나면 상부 조각(B)을 설치한다. 상부 조각(B)과 중간 조각(B)을 연결하기 위해서는 상부 조각과 중간 조각의 원형 테(21)를 연결해야 한다. 상부 조각의 원형 테 단면과 중간 조각의 원형 테 단면을 직접 연결할 수 없으므로 제8도와 같이 보조 철판을 사용한다. 보조 철판의 상하에 구멍을 뚫고 블라인드 리벳으로 조여 서로 연결시킨다.

중간 조각(A)과 하부 조각(C)의 연결은 역시 원형 테(21)끼리는 제8도와 같이 보조 철판을 사용하여 연결하지만 하중을 지탱하기에 부족하거나 연결부의 변위가 일정 이상이 되면 누수문제가 생길 수 있으므로 제5도와 같이 달대(15)로서 매단다.

작업의 편의를 고려하여 각 조각을 2-3개씩 조립한 것을 설치하였지만 각 조각을 하나씩 중간 조각(A), 상부 조각(B), 하부 조각(C) 순서로 설치하여도 무방하다.

각 조각끼리 사이에 생긴 틈은 코킹재로 메워 누수되지 않도록 처리하고 외부는 도장 처리한다.

제11도는 덕트 배관 계획도이다.

폐비행기를 건축물로 사용할 때 환기설비는 특이하게 고안하였다. 비행기에서는 구조체인 비행기 동체에 송풍기를 설치할 공간을 찾기 힘든 점, 또한 사용자가 비행기의 분위기를 최대한 느끼게 만들어야 한다는 점을 고려하여 고안한 것이다.

하부 조각(C)에 설치된 외기 흡입구(31)와 외기 흡입구에 연결되고 하부 조각의 공간에서 설치된 흡기 덕트(32), 흡기 덕트에 연결되고 바닥에 설치된 바닥 취출구(33), 거주 공간의 천장에 설치된 배기구(34) 배기구에 연결되고 천장 속에 설치된 배기 덕트(35), 배기 덕트에 연결되고 폐비행기의 프로펠러가 설치된 자리에 설치된 배기 송풍기(36)로 구성된다.

환기를 위하여 송풍기(36)를 가동할 때에는 마치 비행기가 운행할 때 프로펠러가 도는 것과 같은 효과를 낸다. 송풍기를 가동하지 않을 때에도 프로펠러 자리에 송풍기 날개가 보이기 때문에 비행기의 외양을 하고 있다.

본 발명은 하늘을 나는 구조체인 비행기가 수명을 다하고 난 뒤 재활용하는 방법에 관한 것으로 첨단 기술로 제작된 비행기의 특징을 건축물로 이용한다. 비행기는 혹독한 환경에 견딜 수 있도록 설계 제작된다.

비행기 구조체를 주거공간인 건축물로 활용한다는 발상도 매우 특이하고 아직 비행기가 주는 분위기에 향수를 느끼고 동경하는 마음이 많으므로 건축물로 사용하기 위하여 구조적인 해결이 이루어진다면 매우 유용한 기술이 된다.

본 발명은 폐비행기의 절단 해체기술에서 건축구조적인 보강 문제를 해결함으로서 전인미답의 한 분야를 개척하는 기술을 여는 단서가 된다. 본 발명으로 폐기 처리해야 할 비행기를 재사용하여 환경 부하가 줄어들고 비행기가 주는 분위기를 쉽게 느낄 수 있는 공간을 제공할 수 있게 되었다.

Claims (9)

1. 기초(3);

   상기 기초 위에 기둥(2a, 2b, 2c);

   상기 기둥 위에 설치된 철골 프레임(10); 그리고

   상기 철골 프레임(10)에 의해 지지되는 폐비행기 동체(1);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축구조물.
2. 제1항에서, 상기 철골 프레임(10)은,

   폐비행기 동체(1)와 같은 방향으로 설치된 2개의 주 빔(11);

   상기 주 빔(11) 사이를 연결하기 위하여 상기 주 빔(11)에 직교하여 설치된 중간 빔(12);

   상기 주 빔(11)의 바깥쪽에 설치되어 캔틸레버 상태로 설치되는 날개 빔(13); 그리고

   상기 날개 빔(13)의 끝에 설치되고 상기 날개 빔(13)의 끝을 연결해 주는 테두리 빔(14);

   으로 구성된 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물.
3. 제2항에서, 상기 철골 프레임(10)의 상기 주 빔(11)의 하부에 소정의 간격으로 상기 주 빔(11)에 용접되고 폐비행기 동체의 원형 테(21)에 접합된 달대(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물.
4. 제3항에서, 상기 철골 프레임(10)의 상기 주 빔(11)에 용접되고 상기 폐비행기의 원형 테(21)에 사선으로 접합된 보조 가새(16)가 소정 간격으로 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물.
5. 폐비행기를 상기 폐비행기의 횡단면에서 수평 방향으로 상부 조각(B), 중간 조각(A), 하부 조각(C)의 3조각으로 절단하되, 상기 각 조각의 높이는 개략 2m 정도이고 각 조각의 폭은 2-3m 폭으로 절단하는 것을 특징으로 하는 폐비행기의 절단방법.
6. 기초(3)와 기둥(2), 그리고 상기 기둥(2) 위에 설치된 철골 프레임(10) 위에 중간 조각(A)을 얹어 고정 설치하고;

   상부 조각(B)을 설치하고;

   상기 중간 조각(A)과 상기 상부 조각(B)을 상기 중간 조각(A)의 원형 테(21)와 상기 상부 조각(A)의 원형 테(21)를 보조 철판(26)을 사용하여 연결하고;

   상기 중간 조각(A)과 상기 하부 조각(C)을 상기 중간 조각(A)의 원형 테(21)와 상기 하부 조각(C)의 원형 테(21)를 보조 철판(26)을 사용하여 연결하는 단계;

   로 설치하는 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물의 설치방법.
7. 중간 조각(A)의 가로살대(22)끼리 ??자 형상에 양끝에 날개가 연장된 연결철물(26)을 이용하여 상기 중간 조각(A)을 2-3개를 횡으로 연결하고;

   상부 조각(B)의 가로살대(22)끼리 ??자 형상에 양끝에 날개가 연장된 연결철물(26)을 이용하여 상기 상부 조각(B)을 2-3개를 횡으로 연결하고;

   하부 조각(C)의 가로살대(22)끼리 ??자 형상에 양끝에 날개가 연장된 연결철물(26)을 이용하여 상기 하부 조각(C)을 2-3개를 횡으로 연결하고;

   기초(3)와 기둥(2), 그리고 상기 기둥(2) 위에 설치된 철골 프레임(10) 위에 상기 중간 조각(A)이 2-3개 연결된 것을 얹어 고정 설치하고;

   상기 상부 조각(B)이 2-3개 연결된 것을 설치하고;

   상기 중간 조각(A)과 상기 상부 조각(B)을 상기 중간 조각(A)의 원형 테(21)와 상기 상부 조각(A)의 원형 테(21)를 보조 철판(26)을 사용하여 연결하고;

   상기 중간 조각(A)과 상기 하부 조각(C)을 상기 중간 조각(A)의 원형 테(21)와 상기 하부 조각(C)의 원형 테(21)를 보조 철판(26)을 사용하여 연결하는 단계;

   로 설치하는 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물의 설치방법.
8. 제6항 또는 제7항에서, 상기 하부 조각(C)에 접합되고 상기 철골 프레임(10)의 주 빔(11)에 용접 접합되는 달대(15)를 소정의 간격으로 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물의 설치방법.
9. 하부 조각(C)에 설치된 외기 흡입구(31);

   상기 외기 흡입구(31)에 연결되고 하부 조각(C)의 공간에서 설치된 흡기 덕트(32);

   상기 흡기 덕트(32)에 연결되고 주거공간 바닥에 설치된 바닥 취출구(33);

   상기 거주 공간의 천장에 설치된 배기구(34);

   상기 배기구(34)에 연결되고 천장 속에 설치된 배기 덕트(35); 그리고

   상기 배기 덕트(35)에 연결되고 폐비행기의 프로펠러가 설치된 자리에 설치된 배기 송풍기(36);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 폐비행기를 이용한 건축물의 환기구조.