KR200484287Y1 - 지오데식 돔 하우스 축조 구조 - Google Patents

Abstract

지오데식 돔 하우스 축조 구조에 관한 고안이다. 본 고안의 지오데식 돔 하우스 축조 구조는, 지오데식 돔 하우스의 단위구조를 이루는 다수의 삼각 단위모듈; 상기 삼각 단위모듈의 대면하는 양변에 배치되는 한 쌍의 내측 빔; 상기 한 쌍의 내측 빔 사이의 코너 영역에 배치되며, 제1 체결부재에 의해 상기 한 쌍의 내측 빔과 연결되는 커넥터; 및 상기 한 쌍의 내측 빔의 외면에 각각 배치되며, 제2 체결부재에 의해 상기 커넥터 및 상기 내측 빔과 연결되는 한 쌍의 외측 빔을 포함한다.

Description

지오데식 돔 하우스 축조 구조{Geodesic dome-shaped house structure}

본 고안은, 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 단순하면서도 콤팩트한 커넥터를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있는 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 관한 것이다.

축구공은 구처럼 보이지만 사실 정오각형과 정육각형의 가죽을 이어 붙인 것이다. 바람을 넣어 부풀리지 않는다면 이것은 다면체일 수밖에 없다.

면이 두 가지의 다각형으로 이루어졌기 때문에 정다면체는 아니지만 정이십면체로부터 만들 수 있다.

축구공을 만드는 방법을 살펴본다. 우선, 정이십면체의 각 모서리를 삼등분하고, 각 꼭짓점을 중심으로 잘라낸다.

그러면 각 꼭짓점에는 5개의 면이 모이므로 꼭짓점의 개수만큼 12개의 정오각형 면이 새로 생기고, 원래의 20개의 정삼각형 면은 정육각형이 된다.

이것이 바로 꼭짓점이 60개이고 모서리가 90개인 다시 말해, 끝이 잘린 정이십면체가 된다. 가죽으로 이런 다면체를 만들고 바람을 넣으면 축구공이 만들어질 수 있다.

위에서 설명한 것처럼 두 가지 이상의 정다각형 면으로 이루어지고 구에 내접하는 다면체를 준정다면체 또는 아르키메데스의 입체도형이라 한다. 끝이 잘린 정이십면체는 13가지의 준정다면체 중 하나이다.

지오데식 돔(geodesic dome) 역시 정이십면체에서 출발한다. 커다란 정삼각형을 각 면이 합동인 정삼각형으로 분할한 다음, 이것을 구 안에 내접시키고 각 꼭짓점을 구면에 투사시킨다.

그러면 모든 면이 거의 같고 거의 정삼각형이며, 구와 더욱 비슷한 다면체가 되는데 이것이 바로 지오데식 돔의 구조인 것이다.

이와 같은 지오데식 돔을 지붕으로 활용한 건축물이 지오데식 돔 하우스(geodesic dome-shaped house)이다.

지오데식 돔 하우스는 돔형 건축에서 벽이나 기둥을 필요로 하지 않기 때문에 자유로운 발상으로 인테리어 설계를 할 수 있고, 또 자연광을 채광시킬 수 있으며, 실내에서 하늘도 볼 수도 있어 근자에 들어 널리 시공되고 있다.

이와 같은 기술이 대한민국특허청 출원번호 제10-2000-0017361호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0048180호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0026999호, 대한민국특허청 출원번호 제20-2000-0033153호 등에 널리 공지되어 있다.

하지만, 상기 문헌을 비롯한 종래기술의 경우, 다소 복잡한 허브 커넥터(hub connector)를 사용하는 등 구조적인 한계로 인해 공사가 어렵기 때문에 시공시간이 길어지고 이로 인해 시공비가 증가하는 등의 다양한 문제점이 있으므로 이를 보완하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2000-0017361호 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0048180호 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0026999호 대한민국특허청 출원번호 제20-2000-0033153호

본 고안의 목적은, 단순하면서도 콤팩트한 커넥터를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있는 지오데식 돔 하우스 축조 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 지오데식 돔 하우스의 단위구조를 이루는 다수의 삼각 단위모듈; 상기 삼각 단위모듈의 대면하는 양변에 배치되는 한 쌍의 내측 빔; 상기 한 쌍의 내측 빔 사이의 코너 영역에 배치되며, 제1 체결부재에 의해 상기 한 쌍의 내측 빔과 연결되는 커넥터; 및 상기 한 쌍의 내측 빔의 외면에 각각 배치되며, 제2 체결부재에 의해 상기 커넥터 및 상기 내측 빔과 연결되는 한 쌍의 외측 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 의해 달성된다.

상기 삼각 단위모듈의 외측에 배치되되 교체가 자유로운 외부마감재를 더 포함할 수 있다.

상기 커넥터는, 상기 한 쌍의 내측 빔 사이의 코너 영역에 배치되는 코너 머리부; 및 상기 코너 머리부에서 각각 경사지게 연결되며, 각각이 상기 한 쌍의 내측 빔의 내면에 배치되는 한 쌍의 경사 다리부를 포함할 수 있다.

상기 코너 머리부는 사각형 형상이거나 삼각형 형상이며, 상기 코너 머리부에는 상기 외부마감재와의 결합을 위한 제1 통공이 형성되며, 상기 경사 다리부에는 상기 제1 및 제2 체결부재의 결합을 위한 다수의 제2 통공이 형성될 수 있다.

상기 커넥터는, 합성수지로 사출성형되는 사출성형 몸체; 및 상기 사출성형 몸체의 외면에 코팅되는 코팅층을 포함할 수 있다.

본 고안에 따르면, 단순하면서도 콤팩트한 커넥터를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스의 일부분을 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 삼각 단위모듈과 외부마감재의 사시도이다.
도 3은 커넥터의 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.
도 5는 내지 도 11은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조의 시공 순서도이다.
도 12는 본 고안의 제2 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 적용되는 커넥터의 정면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 고안에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 고안의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

예컨대, 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 고안의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 고안에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 고안의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 고안이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

한편, 본 고안에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 고안에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스의 일부분을 상부에서 바라본 도면, 도 2는 삼각 단위모듈과 외부마감재의 사시도, 도 3은 커넥터의 사시도, 도 4는 도 3의 정면도, 그리고 도 5는 내지 도 11은 본 고안의 제1 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조의 시공 순서도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조는 단순하면서도 콤팩트한 커넥터(130)를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재(150)에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있도록 한 것이다.

이러한 지오데식 돔 하우스 축조 구조의 구현을 위하여 삼각 단위모듈(110), 한 쌍의 내측 빔(120), 커넥터(130), 한 쌍의 외측 빔(140), 그리고 외부마감재(150)가 사용된다.

삼각 단위모듈(110)은 지오데식 돔 하우스의 단위구조를 이루는 부재이다. 도 1을 통해 보면 총 5개의 삼각 단위모듈(110)이 적용된다. 삼각 단위모듈(110)에 외부마감재(150)가 결합되는 구조이다.

본 실시예처럼 삼각 단위모듈(110)을 사용하게 되면 돔 하우스의 하중을 빔(120,140) 전체에 골고루 분산할 수 있어 안정적인 구조가 가능해진다.

참고로, 삼각 단위모듈(110) 여러 개가 조립되면서 4각형, 5각형, 6각형으로 합쳐진 모양의 커넥터가 생겨날 수 있는데, 이처럼 삼각모듈 여러 개를 묶어서 4각형, 5각형, 6각형의 커넥터를 한 몸체로 적용한 것 역시 가능하다.

한 쌍의 내측 빔(120)은 삼각 단위모듈(110)의 대면하는 양변에 배치되는 빔이다. 본 실시예의 경우, 사각 단면의 빔이 적용되고 있으나 원형이나 타원형 빔이 적용되더라도 관계는 없다.

커넥터(130)는 한 쌍의 내측 빔(120) 사이의 코너 영역에 배치되며, 제1 체결부재(161)에 의해 한 쌍의 내측 빔(120)과 연결되는 부재이다.

특히, 본 실시예의 경우, 커넥터(130)라는 단순하지만 효율적인 모듈이 적용되기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있게 된다.

이러한 커넥터(130)는 한 쌍의 내측 빔(120) 사이의 코너 영역에 배치되는 코너 머리부(131)와, 코너 머리부(131)에서 각각 경사지게 연장되며, 각각이 한 쌍의 내측 빔(120)의 내면에 배치되는 한 쌍의 경사 다리부(132)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 코너 머리부(131)는 사각형 형상, 즉 마름모꼴 형상을 갖는다. 하지만, 이의 형상에 본 고안의 권리범위가 제한되지 않는다.

코너 머리부(131)에는 외부마감재(150)와의 결합을 위한 제1 통공(131a)이 형성된다. 제1 통공(131a)으로 돔의 내부에서 나사가 체결될 수 있다.

이처럼 본 실시예의 경우는 외부마감재(150)가 커넥터(130)에 연결되는 구조이기 때문에 돔 하우스의 건축 공정을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 외부마감재(150)의 교체가 쉽기 때문에 외부마감재(150)의 선택의 폭이 넓어질 수 있다.

경사 다리부(132)에는 제1 및 제2 체결부재(161,162)의 결합을 위한 다수의 제2 통공(132a)이 형성된다.

이와 같은 커넥터(130)는 도 3에 확대된 것처럼 합성수지로 사출성형되는 사출성형 몸체(130a)와, 사출성형 몸체(130a)의 외면에 코팅되는 코팅층(130b)을 포함할 수 있다. 이처럼 커넥터(130)가 전반적으로 합성수지로 사출되는 구조라서 취급이 쉽고 핸들링이 용이해지는 이점이 있다.

한편, 커넥터(130)의 외형은 도 3 및 도 4와 같을 수 있는데, 이때 코너 머리부(131)의 형상 또는 그 체적, 그리고 경사 다리부(132)들의 길이 및 그 사이의 각도 등은 얼마든지 변경될 수 있다. 따라서 도면의 형상에 본 고안의 권리범위가 제한되지 않는다.

한 쌍의 외측 빔(140)은 한 쌍의 내측 빔(120)의 외면에 각각 배치되며, 제2 체결부재(162)에 의해 커넥터(130) 및 내측 빔(120)과 연결되는 빔이다. 외측 빔(140) 역시, 내측 빔(120)과 마찬가지로 사각 단면의 빔이 적용되고 있으나 원형이나 타원형 빔이 적용되더라도 관계는 없다.

외부마감재(150)는 삼각 단위모듈(110)의 외측에 배치되되 커넥터(130)를 통해 삼각 단위모듈(110)의 외측에서 고정되는 마감패널이다. 본 실시예처럼 외부마감재(150)가 커넥터(130)를 통해 삼각 단위모듈(110)의 외측에서 고정될 경우, 외부마감재(150)의 교체가 용이해진다.

따라서 외부마감재(150)가 파손될 경우에 교체도 쉬울 뿐만 아니라 다른 마감재로의 교체가 용이해서 돔 하우스의 외관의 미를 향상시킬 수 있다.

특히, 본 실시예의 경우 기존의 일반적인 커넥터 연결 방식과는 다르게 유리섬유, FRP수지, 시멘트몰탈, 평철 등을 재료로 하여 금형으로 성형하여 제작한 커넥터로 조립이 쉽고 간편하게 지오데식 돔 하우스 축조를 할 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 지오데식 돔 하우스 축조 구조의 시공 방법을 살펴본다.

우선, 도 5처럼 삼각 단위모듈(110)을 준비하고, 도 6처럼 그 양변에 한 쌍의 내측 빔(120)을 배치한다. 그리고는 도 7처럼 한 쌍의 내측 빔(120) 사이의 코너 영역에 커넥터(130)를 배치하고 도 8처럼 제1 체결부재(161)를 체결한다. 이때, 제1 체결부재(161)의 단부에는 너트가 아직 체결되지 않은 상태이다.

다음, 도 9처럼 한 쌍의 외측 빔(140)을 한 쌍의 내측 빔(120)의 외면에 각각 배치시킨 후, 도 10처럼 제2 체결부재(162)를 체결해서 커넥터(130), 한 쌍의 내측 빔(120), 그리고 한 쌍의 외측 빔(140)이 고정되도록 한다.

그런 다음, 도 11처럼 삼각 단위모듈(110)의 외면에 외부마감재(150)를 배치하고 커넥터(130)를 통해 연결하는 방식으로 지오데식 돔 하우스를 축조하면 된다.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 단순하면서도 콤팩트한 커넥터(130)를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재(150)에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있게 된다.

도 12는 본 고안의 제2 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 적용되는 커넥터의 정면도이다.

이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 지오데식 돔 하우스 축조 구조에 적용되는 커넥터(230) 역시, 한 쌍의 내측 빔(120, 도 8 참조) 사이의 코너 영역에 배치되는 코너 머리부(231)와, 코너 머리부(231)에서 각각 경사지게 연결되며, 각각이 한 쌍의 내측 빔(120)의 내면에 배치되는 한 쌍의 경사 다리부(232)를 포함할 수 있다.

이와 같은 구조의 본 실시예에서 코너 머리부(231)는 전술한 사각형 형상, 즉 마름모꼴 형상이 아닌 삼각형 형상을 이루는데 이와 같은 구조의 커넥터(230)가 적용되더라도 본 고안의 효과를 제공할 수 있다.

본 실시예가 적용되더라도 단순하면서도 콤팩트한 커넥터(230)를 사용하기 때문에 건축 공정을 줄일 수 있어 시공시간을 줄이고 시공비를 낮출 수 있으며, 나아가 외부마감재(150, 도 1 참조)에 대한 선택의 폭이 넓힐 수 있다.

이와 같이 본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 고안의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110 : 삼각 단위모듈 120 : 내측 빔
130 : 커넥터 130a : 사출성형 몸체
130b : 코팅층 131 : 코너 머리부
131a : 제1 통공 132 : 경사 다리부
132a : 제2 통공 140 : 외측 빔
150 : 외부마감재 161 : 제1 체결부재
162 : 제2 체결부재

Claims (6)

1. 지오데식 돔 하우스의 단위구조를 이루는 다수의 삼각 단위모듈(110);
   상기 삼각 단위모듈(110)의 대면하는 양변에 배치되는 한 쌍의 내측 빔(120);
   상기 한 쌍의 내측 빔(120) 사이의 코너 영역에 배치되는 코너 머리부(131)가 구비되고, 상기 코너 머리부(131)에서 각각 경사지게 연장되어 각각이 상기 한 쌍의 내측 빔(120)의 내면에 배치되고, 제1 체결부재(161)에 의해 한 쌍의 내측 빔(120)과 연결되는 한 쌍의 경사 다리부(132)가 구비된 커넥터(130);
   상기 한 쌍의 내측 빔(120)의 외면에 각각 배치되며, 제2 체결부재(162)에 의해 상기 커넥터(130) 및 상기 내측 빔(120)과 연결되는 한 쌍의 외측 빔(140);
   상기 삼각 단위모듈(110)의 외측에 배치되되 교체가 자유롭고, 커넥터(130)를 통해 삼각 단위모듈(110)의 외측에 고정되는 외부마감재(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 하우스 축조 구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 커넥터(130)의 코너 머리부(131)는 사각형 형상이거나 삼각형 형상이며, 상기 외부마감재(150)와의 결합을 위한 제1 통공(131a)이 형성되며,
   상기 경사 다리부(132)에는 상기 제1 및 제2 체결부재(161, 162)의 결합을 위한 다수의 제2 통공(132a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 하우스 축조 구조.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 커넥터(130)는,
   합성수지로 사출성형되는 사출성형 몸체(130a); 및
   상기 사출성형 몸체(130a)의 외면에 코팅되는 코팅층(130b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지오데식 돔 하우스 축조 구조.
6. 삭제

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