KR20050096016A - 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실외에서 불어오는 바람의 풍압에 따라 창문이 닫힌 상태에서 실내·외의 환기가 자동적으로 이루어지는 창호에 관한 것이다.

본 발명 창호의 창문프레임은, 한 쌍의 수직프레임(31)과, 적어도 어느 일측에 하나 이상의 유닛결합공(H)이 형성된 한 쌍의 수평프레임(32)으로 이루어진 창문프레임(30)과; 상기 유닛결합공(H)에 삽입형합되며 실외측환기구(V_O)와 실내측환기구(V_I)가 각각 형성된 전·후방 부분 개방형의 사각 함체상 케이스(41)와, 케이스(41) 내부 천정 중앙부에 하단부가 원호를 따라 회동 가능하게 결합된 환기조절판(42)으로 이루어진 환기유닛(40)과; 로 구성되며, 풍압에 따라 상기 환기조절판(42)이 자동적으로 실내측환기구(V_I)를 개폐함에 구조적 특징이 있다.

본 발명의 창호는, 창호를 개방하지 않은 상태에서도 건축물의 실내·외 환기가 자동적으로 이루어져 열손실이 최소화 되며, 중앙집중방식의 공조 시스템이나 별도의 동력이 없이도 실·내외의 환기가 가능하기 때문에 공조 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호{System windows with the function of self-ventilation}

본 발명은 실외에서 불어오는 바람의 풍압에 따라 창문이 닫힌 상태에서 환기가 자동적으로 이루어지는 창호에 관한 것으로, 더 자세하게는 적정한 풍압 이하의 외풍에 대해서는 실내측환기구를 폐쇄하지 못하는 범위에서 상단부를 중심으로 하단부가 자유롭게 회동하나, 적정한 풍압을 초과하는 외풍에 대해서는 하단부가 충분히 회동하여 실내측환기구를 폐쇄할 수 있도록 천정부에 결합된 상단부를 중심축으로 하단부가 자유롭게 회전 가능한 판상의 환기조절판이 구비된 환기유닛을 창호의 일측 프레임에 결합시켜 풍압에 따라 실외의 공기가 실내로 유입되거나 유입되지 않도록 자동적으로 환기 조절이 가능토록 한 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호에 관한 것이다.

건축물에 있어 창호는 실내와 실외를 격리시키는 벽의 역할을 수행하는 동시에 태양광과 신선한 외부 공기의 공급 통로가 되며, 실내의 사람에게 조망감과 개방감을 느끼게 해주는 필수 구성 요소로서, 건축 자재의 발전과 함께 그 크기 역시 점차 커지고 있는 것이 일반적인 경향이며, 특히 아파트와 같은 공동 주택과 사무실용 고층 건물의 증가와 함께 그러한 경향은 더욱 두드러지고 있다.

상기와 같이, 박물관이나 전시관 등과 같은 특별한 경우를 제외한, 각종 건축물에 만들어지는 창호의 크기가 커지고 그 수가 증가함에 따라 건축물의 미관이 향상되고는 있으나, 다음과 같은 문제가 발생되고 있다.

일반적인 주거용 건물의 경우 햇빛이 들어오는 각 창호는 대부분의 경우 개폐가 가능한 창호로서, 각 창호의 실내측에는 커튼이나 블라인드와 같은 각종 햇빛차단수단이 구비되는 바, 실내의 환기를 위하여 창호를 개방하게 되면 상기의 햇빛차단수단이 바람에 날리게 되어 소음을 발생되는 동시에 실내 분위기를 어지럽히게 된다.

따라서, 실내를 환기시키고자 할 경우에는 상기 햇빛차단수단을 펼치지 않고 묶어 놓아야 하기 때문에 원치 않는 햇빛이 실내로 계속 조사되어 쾌적한 실내 분위기를 조성할 수 없게 된다.

또한, 창호가 크기 때문에 창호를 개방하는 경우 실내로 유입되는 바람이 필요 이상으로 강하여 실내에서 많은 미세 먼지를 다량 발생시킬 수도 있는 바, 창호가 열리는 개방정도를 손으로 필요에 따라 그 때 그때 직접 조절해 주어야 하기 때문에 불편할 뿐 아니라, 외풍이 강할 경우에는 창호가 개방된 틈이 좁아도 강한 바람이 실내로 유입되어 실내를 어지럽힐 수도 있으나, 창호를 개방하지 않고 실내 공기를 환기시킬 수 있는 수단으로서, 창호와 별개로 설치되는 환풍기 외에 특별한 수단이 없는 실정이다.

그리고, 사무실용 고층 건물이나 백화점, 호텔 등과 같이 많은 사람이 함께 사용하는 공공 건축물에 만들어지는 창호의 경우는 대부분이 개폐가 불가능한 고정식 창호로서, 실내의 환기는 주로 중앙집중식 공조 시스템에 의하여 이루어지고 있다.

상기와 같이 중앙집중식 공조 시스템의 경우 환기를 위한 비용이 많이 들 뿐 아니라, 건축물의 사용 년한이 증가할 수록 공조덕트 내에 축적되는 먼지나 미세 균 등에 의해 실내로 공급되는 공기가 깨끗치 못하게 되기 때문에 덕트 내부를 청결하게 유지하여야 하나, 현실적으로 덕트의 청소가 쉽지 않을 뿐 아니라, 청소를 실시한다고 하여도 완벽할 수 없는 바, 오히려 건물내의 사람들에게는 건강상 바람직하지 못할 수도 있다.

또한, 냉난방이 필요 없는 계절에도 실내의 환기를 위하여 공조 시스템을 가동시켜야 하기 때문에 경제적인 낭비를 초래하게 된다.

따라서, 고층의 공공 건축물에도 상기와 같은 고정식 창호와 함께 개폐가 가능한 소형 창호가 병행되어 함께 설치되기도 하나, 소형 창호임에도 불구하고 고층인 관계로 개방된 소형 창호를 통하여 실내로 유입되는 바람이 매우 강하여 실내의 환기용으로는 적합치 못한 경우가 많다.

상기와 같은 종래 고정식 창호의 문제점을 해결하기 위하여 창호를 실내창과 실외창으로 구성하고, 두 창의 내부 공간에 블라인드를 설치하는 동시에 실내창과 실외창 사이에 형성되는 내부 공간의 상부가 공조덕트에 연결되는 2중 구조의 창호 시스템이 개발되었으며, 그 개략적인 단면도를 도 1에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 상기 2중 구조의 종래 창호(1)는 건물 외부와 접하는 단층 내지는 복층 실외창(11)과 건물 내부측의 실내창(12)으로 이루어진 구조로서, 실내창과 실외층 사이에 형성된 내부 공간에는 태양 직사광 차단을 위한 블라인드(13)가 설치되고, 실외창의 상부에는 실외 공기의 흡기를 위해 제1개폐댐퍼(D)가 구비된 환기구(V)가 구비되고 실내창의 하부에는 단순 개방형 환기구(V')가 형성되며, 상기 실내창과 실외층 사이의 내부 공간 상부는 공조덕트(V")로 연결되어 중앙 집중식 공조 시스템에 의해 공조된다.

이때, 상기 내부 공간과 공조덕트와의 연결과 차단은 제2개폐댐퍼(D')에 의해 제어된다.

상기와 같이 구성되는 2중 구조의 창호는 실내 천정으로 연결되는 일반적인 공조덕트와 달리 창의 상부로 덕트가 연결되어 실내 환경 미화에 이점이 있고, 실내 공기와 함께 개폐댐퍼를 조절하여 실외 공기를 혼합시켜 순환시킬 수 있을 뿐 아니라, 실내창과 실외창 사이의 블라인드가 실내로 유입되는 직사광을 차단시킴과 동시에 실내창 하부 환기구를 통해 유입되는 실내 공기를 가열시켜 주는 바, 가열된 실내 공기를 공조 시스템으로 유입시키거나 실외로 배출시킴으로써 냉난방 비용을 절감할 수 있게 된다.

그러나, 상기 2중 구조의 창호는 건물의 중앙 집중식 공조 시스템과 연계되어야만 공조가 가능하기 때문에, 창호의 개별적인 환기가 어려운 단점이 있으며, 공조 시스템이 없는 일반 주택용으로는 적용이 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기에서 살펴본 종래 창호의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 중앙 집중식 공조 시스템과 연계되지 않으면서 별도의 동력이 없이 창호를 개방하지 않은 상태에서 자체적으로 건축물의 실내·외 환기가 가능하며, 외부에서 부는 바람의 풍압에 따라 자동적으로 외기를 실내로 유입시키거나 차단할 수 있는 창호를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 실내에서 실외로 관통되는 유닛결합공이 형성된 창호 프레임과, 상기 유닛결합공에 결합되는 환기유닛에 의하여 달성된다.

본 발명의 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호는, 창호가 열리지 않은 상태에서 외부로부터 창호측으로 부는 바람의 풍압에 따라 창호에 결합된 상기 환기유닛 내부에 장착된 환기조절판에 의해 실내측환기구가 자동적으로 개폐되는 구조로서, 상기 환기조절판이 풍압에 의해 무동력으로 작동됨에 그 기술적 특징이 있으며, 환기조절판의 회동에 따라 실내·외의 환기되는 정도가 가변적으로 조절된다.

본 발명의 창호를 구성하는 창호 프레임은, 건축물의 벽체에 고정되는 창문틀프레임과, 상기 창문틀프레임 내부에 고정 또는 유동 가능하게 결합되는 창문프레임으로 구성되며, 상기 환기유닛은 창문프레임에 결합되는 바, 창문프레임과 환기유닛을 각각 살펴 보면 다음과 같다.

일반적으로 창문프레임은 상·하 및 좌·우 방향으로 각각 평행한 한 쌍씩의 수직 및 수평프레임으로 구성되어 사각 형상을 이루며, 환기유닛이 결합될 유닛결합공은 수직 및 수평프레임 중의 어느 프레임에 형성시켜도 관계 없으나, 한 쌍의 창문으로 구성되는 미닫이 창호의 경우 창문을 닫을 경우 수직프레임 중의 하나가 서로 중복되고, 타측 각 수직프레임은 창문틀프레임의 수직프레임과 부분적으로 중첩되면서 그 좌·우 폭이 좁아지기 때문에 수평프레임에 환기유닛을 결합시키는 것이 바람직하다.

즉, 수직프레임에 환기유닛을 결합시킬 경우 충분한 환기를 위해서는 상·하 방향 환기구 길이를 길게 하여야 하는 바, 그에 따라 환기유닛에 장착되는 환기조절판의 길이도 길어지게 되어 그 회전 반경이 증가함으로써 프레임의 전·후 방향 두께를 충분히 두껍게 하지 않으면 효율적인 환기 조절이 어렵게 되기 때문에, 개폐식 또는 고정식 창호에 관계 없이 환기조절판의 회전 반경을 줄이기 위해서 수직프레임과 반대로 좌·우 방향 길이가 길며 상·하 방향 높이가 작은 수평프레임에 환기유닛을 결합시키는 것이 좋다.

그리고, 창문프레임 중 수평프레임에 환기유닛을 결합시키기 위한 유닛결합공은 수평프레임을 전·후 방향으로 관통 형성시킨 것으로, 그 좌·우 방향 길이는 수평프레임의 좌·우 길이보다 비슷한 정도로 하여 하나만을 형성시킬 수도 있고, 그 길이를 더욱 줄여 적어도 2개 이상을 형성시킬 수도 있는 바, 이는 사용 장소나 주변 환경 여건, 미관 등의 관점에서 자유롭게 결정될 수 있다.

상기와 같이 창문프레임의 수평프레임에 형성된 유닛결합공에 결합되는 환기유닛은, 대략 함체상의 외형을 하며 전면과 후면에 실외측환기구와 실내측환기구가 각각 구비된 케이스와, 케이스 내부 천정 중앙부에 결합된 판상의 환기조절판으로 구성된다.

그리고, 상기 환기조절판은 그 상단부가 케이스 내부 천정 중앙부에 결합된 상태에서 그 하단부가 상기 상단부를 회전 중심축으로 하여 원호를 따라 전·후 방향으로 왕복 회동이 가능한 구조이다.

즉, 상기 환기조절판은 케이스의 전면 실외측환기구를 통하여 실내측으로 부는 바람의 풍압에 따라 실내측환기구측으로 회동하게 되는 바, 환기조절판에 부여되는 풍압이 특정 압력 이상이 되면 환기조절판이 실내측으로 최대 회동하여 실내측환기구를 패쇄하게 되고, 풍압이 특정 압력에 미치지 못하면 실내측환기구를 완전 개방 내지는 부분 개방하게 된다.

이때, 상기 환기조절판의 하단부에는 무게추가 결합되는 바, 상기 무게추의 중량을 조절함으로써 풍압에 따른 환기조절판의 회동정도를 조절할 수 있게 된다.

본 발명의 목적과 자세한 기술적 특성 및 작용 효과는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의하여 명확하게 이해될 것이다.

도 2에 본 발명 일실시예 창호의 사시도를, 도 3에 본 발명 창호를 구성하는 일실시예 환기유닛의 사시도를, 도 4에 본 발명 일실시예 창호의 부분 단면 구조도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호는, 건축물의 벽체에 고정 결합되는 4각 형상의 창문틀프레임(20)과;

유리와 같은 창문부재(G)의 좌·우 단부 테두리부가 고정 결합되며 서로 평행한 한 쌍의 수직프레임(31)과, 상기 창문부재(G)의 상·하 단부 테두리부가 고정 결합되며 적어도 어느 일측에 하나 이상의 유닛결합공(H)이 형성되며 서로 평행한 한 쌍의 수평프레임(32)으로 이루어진 4각 형상의 창문프레임(30)과;

상기 각 유닛결합공(H)에 삽입 결합되는 환기유닛(40)으로 구성된다.

그리고, 상기 환기유닛(30)은, 유닛결합공(H)에 삽입 형합되는 상·하·좌·우판(41A)(41B)(41C)(41D)과, 상·하·좌·우판(41A)(41B)(41C)(41D)의 각 양 단부에 연결되며 상부에 실외측환기구(V_O)와 실내측환기구(V_I)가 각각 형성된 전·후판(41E)(41F)으로 이루어져 부분적으로 전·후방이 개방된 사각 함체상의 케이스(41)와;

상기 케이스의 내부 천정이 되는 상판(41A) 저면 중앙부에 상단부가 그 좌·우 길이 방향을 따라 결합되며, 하단부가 상기 상단부를 중심으로 원호를 따라 회동 가능하고, 그 하단부에 무게추(W)가 연결끈(S)에 의해 결합된 환기조절판(42)으로 구성되며, 미설명 부호 "R"은 창문틀프레임에서 창문프레임을 주행시키기 위해 그 하단부에 결합되는 주행레일이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 창호는, 외부에서 실내측으로 부는 바람의 풍압에 따라 상기 환기조절판(42)이 전·후로 회동하면서 실내측환기구(V_I)를 일시적으로 완전 패쇄하거나, 그 개방되는 정도를 변화시킴으로써 환기를 조절하게 되는 바, 풍압이 강할 경우, 강한 바람에 의해 환기조절판(42)이 손상되거나, 급격한 회동에 따라 환기조절판과 케이스 사이의 충돌 소음이 크게 발생될 수 있다.

그리고, 상기 환기조절판의 하단부가 실내측환기구의 하단 내면에 접촉하는 방식으로 실내측환기구가 패쇄되기 때문에, 환기조절판의 하단부와 실내측환기구 하부의 후판 내면 사이에 틈새 발생이 쉬워 실내측환기구의 패쇄가 원활치 않을 수 있다.

또한, 상기 실외측환기구(V_O)를 통하여 빗물이 프레임 내부로 유입될 수도 있는 바, 도 5에 도시된 바와 같이, 실외측환기구(V_O)를 중심으로 하여 실외측환기구(V_O)를 형성하는 전판(41E)을 하부 전판(41E₁)과 상부 전판(41E₂)으로 분리한 후 하부 전판(41E₁) 상단부에서 내측으로 갈수록 상향 경사지는 공기유도판(P)을 연장 형성시킴으로써, 실외측으로부터의 빗물 유입을 방지 또는 감소시킬 수 있게 되는 동시에 실외측환기구로 유입되는 바람이, 회동 길이가 짧은 환기조절판의 상단부 및 상부에 우선적으로 접촉토록 하여 바람의 세기가 감소되면서 하향되도록 하는 것도 바람직하다.

상기 공기유도판(P) 외에, 실내측환기구(V_I)를 형성하는 후판(41F)의 상단부에 내측으로 돌출되는 제1리브(L₁)를 연장 형성시킴으로써 상기 제1리브(L₁)의 내측 단부에 환기조절판 하단부의 상부 인접면이 접촉하도록 하여 환기조절판에 의한 실내측환기구의 패쇄 효율을 향상시킬 수도 있다.

상기와 같은 방법 외에도 환기조절판과 실내·외측 환기구의 구조는 다양한 형태로의 변경이 가능한 바, 다른 예를 살펴 보면 다음과 같다.

실외측환기구(V_O)로 유입되는 공기의 흐름을 상향으로 더욱 원활히 유도하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 전판(41E₂)의 하단부에도 상기 공기유도판(P)과 평행을 이루는 공기유도판(P')을 연장 형성시키고, 환기조절판의 상부에서 하향하는 공기에 의해 환기조절판이 실내측으로 쉽게 회동되도록 실외측으로 하향 경사지는 제1보조환기조절판(42A)을 환기조절판(42)의 하단부에 절곡 연장 형성시키는 동시에, 환기조절판의 회동 궤적이 항상 일정하게 유지되도록 수평 방향으로 절곡된 제2보조환기조절판(42B)을 환기조절판(42)의 하단부에서 실내측으로 절곡 연장 형성시키며, 상기 제2보조환기조절판(42B)을 가이드 하기 위한 제2리브(L₂)를 상기 제1리브(L₁) 하부의 후판(41F1) 내면에 돌출 형성시키는 것도 바람직하다.

이때, 상기 제2리브(L₂)는 제1리브(L₁)와 평행하도록 돌출 형성되나 그 내측 단부로 갈수록 제1리브(L₂)로부터 멀어지도록 하향 만곡면을 이룬다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 창호는, 예를 들어, 강한 바람이 일정하게 유지되는 경우에는 환기조절판이 실내측환기구를 패쇄하여 실외의 공기가 실내로 유입되지 못하게 되는 바, 강한 바람이 불 경우에도 어느 정도의 실외 공기가 실내로 유입되도록 하고자 할 때는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2리브(L₂)의 하부에 위치하는 제2실내측환기구(V_I')를 후판(41F)에 추가로 형성시킬 수도 있다.

상기와 같은 경우에는 제2실내측환기구(V_I')를 통한 환기가 지속적으로 이루어지면서 바람의 풍압에 따라 실내측환기구(V_I)를 통한 환기가 추가적으로 조절되는 상태가 된다.

그리고, 추운 겨울철 계속적인 실외 공기의 유입은 실내의 난방비를 증가시킬 수 있는 바, 필요에 따라 환기유닛의 케이스 전판(41E)에 실외측환기구(V_O)를 개폐할 수 있는 환기구개폐수단(도면 미도시)을 구비하고, 이를 실내에서 작동시킬 수 있도록 함으로써 환기가 필요하지 않을 경우 상기 실외측환기구(V_O)를 통한 실외 공기의 유입을 차단할 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호는 창호를 개방하지 않은 상태에서도 건축물의 실내·외 환기가 자동적으로 이루어지며, 중앙집중방식의 공조 시스템이나 별도의 동력이 없이도 실·내외의 환기가 가능하기 때문에 특히, 주거용 건축물의 환기창으로서 적합할 뿐 아니라, 고층 건축물의 경우에는 공조 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 종래 이중 구조 창호의 단면 구조도.

도 2는 본 발명 일실시예 창호의 정면도.

도 3은 본 발명 창호를 구성하는 제1실시예 환기유닛의 사시도.

도 4는 제1실시예 환기유닛이 결합된 본 발명 창호를 보인 것으로,

(가)는 실내측환기구가 개방된 상태를 보인 부분 단면 구조도이고,

(나)는 실내측환기구가 패쇄된 상태를 보인 부분 단면 구조도이다.

도 5는 제2실시예 환기유닛이 결합된 본 발명 창호를 보인 것으로,

(가)는 실내측환기구가 개방된 상태를 보인 부분 단면 구조도이고,

(나)는 실내측환기구가 패쇄된 상태를 보인 부분 단면 구조도이다.

도 6은 제3실시예 환기유닛이 결합된 본 발명 창호를 보인 것으로,,

(가)는 실내측환기구가 개방된 상태를 보인 부분 단면 구조도이고,

(나)는 실내측환기구가 패쇄된 상태를 보인 부분 단면 구조도이다.

도 7은 제4실시예 환기유닛이 결합된 본 발명 창호를 보인 것으로,,

(가)는 실내측환기구가 개방된 상태를 보인 부분 단면 구조도이고,

(나)는 실내측환기구가 부분 패쇄된 상태를 보인 부분 단면 구조도이다.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

1. 창호 11. 실외창 12. 실내창 13. 블라인드

20. 창문틀프레임 30. 창문프레임 31. 수직프레임 32. 수평프레임

40. 환기유닛 41. 케이스 41A. 상판 41B. 하판

41C. 좌판 41D. 우판 41E. 전판 41F. 후판

42. 환기조절판

D. 제1개폐댐퍼 D'. 제2개폐댐퍼 G. 창문부재 L₁. 제1리브

L₂. 제2리브 R. 주행레일 S. 연결끈 V'. 환기구

V". 공조덕트 V_I. 실내측환기구 V_I'. 제2실내측환기구

V_O. 실외측환기구 W. 무게추

Claims (3)

1. 건축물의 벽체에 고정 결합되는 창문틀프레임과, 유리와 같은 창문부재의 테두리부가 고정 결합되는 각기 한 쌍씩의 수직프레임과 수평프레임으로 구성되어 상기 창문틀프레임의 내부에 고정 내지는 유동 가능하게 결합되는 창문프레임을 포함하여 구성되는 창호에 있어서, 상기 창문프레임은, 한 쌍의 수직프레임(31)과, 적어도 어느 일측에 하나 이상의 유닛결합공(H)이 형성된 한 쌍의 수평프레임(32)으로 이루어진 창문프레임(30)과;

   상기 유닛결합공(H)에 삽입형합되며 상·하·좌·우판(41A)(41B)(41C)(41D)과 상기 상·하·좌·우판의 각 양 단부에 연결되며 실외측환기구(V_O)와 실내측환기구(V_I)가 각각 형성된 전·후판(41E)(41F)으로 이루어져 전·후방이 부분 개방된 사각 함체상의 케이스(41)와, 상기 케이스(41) 내부 천정 중앙부에 결합되는 상단부를 중심으로 하단부가 원호를 따라 회동 가능하고 그 하단부에 무게추(W)가 결합된 환기조절판(42)으로 이루어진 환기유닛(40)과; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호.
2. 제 1항에 있어서, 상기 케이스 전판(41E)은 실외측환기구(V_O)를 중심으로 하부 전판(41E₁)과 상부 전판(41E₂)으로 분리된 것을 특징으로 하는 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호.
3. 제 2항에 있어서, 상기 하부 전판(41E₁)의 상단부와 상부 전판(41E₂)의 하단부에는 내측으로 갈수록 상향 경사지는 공기유도판(P)이 각각 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자연 풍압을 이용한 자동 환기 조절 창호.