KR20060062088A - 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널 및 건축물의 벽체시공방법 - Google Patents

천연석을 이용한 건축용 조립식 패널 및 건축물의 벽체시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면층이 천연석 알갱이와 바인더가 혼합된 혼합물이 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층으로 구성된 건축용 조립식 패널을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 조립식 패널은 단열재층과, 상기 단열재층에 유리섬유 모르타르가 타설되어 피복된 유리섬유 모르타르층과, 상기 유리섬유 모르타르층의 적어도 한 면에 천연석 알갱이와 바인더가 혼합된 혼합물이 도포, 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층으로 이루어진다. 또한, 본 발명의 조립식 패널은 높이조절 조립부재가 설치된 구성을 갖는다. 아울러, 본 발명은 철골 프레임의 사이에 서브 프레임을 조립하여 다수의 빈공간을 형성시킨 다음, 상기 빈공간에 단열재를 끼우고, 그 외부 표면을 마감처리하여 벽체를 구축하는 건축물의 벽체 시공방법을 제공한다. 본 발명의 조립식 패널은 천연석의 질감이 그대로 표현되면서도 매끄러운 표면을 가지며, 건축물 구조체가 비평판한 면을 가지는 경우에도 일정하게 평면으로 유지되게 하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 시공방법에 따르면, 건축물의 벽체가 강도를 확보하면서도 우수한 단열성과 함께 간편하게 구축되는 효과를 갖는다.
천연석, 건축, 조립식, 패널, 천연석, 높이조절

Description

천연석을 이용한 건축용 조립식 패널 및 건축물의 벽체 시공방법 {PANEL FOR PREFABRICATED CONSTRUCTION USING NATURAL STONE, AND CONSTRUCTION METHOD OF WALL}
도 1은 종래 기술에 따른 조립식 패널의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 조립부분의 확대 평면도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 조립식 패널이 건축물 구조체와 조립, 결합되는 모습을 보인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조립식 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 유용하게 사용되는 단열재의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조립식 패널의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 조립식 패널의 측면 조립구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 조립식 패널의 측면 조립구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 유용하게 적용되는 높이조절 조립부재의 바람직한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 조립식 패널이 건축물 구조체에 조립, 결합되는 모습을 보인 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 건축물의 벽체 시공방법을 설명하기 위한 건축물의 구조도이다.
도 12는 본 발명에 따른 건축물의 벽체 시공방법을 설명하기 위한 건축물의 벽체 단면도로서, 상기 도 11의 A-A'선을 도시한 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 조립식 패널 110 : 단열재층
115 : 인입공 120 : 유리섬유 모르타르층
125 : 연장부 130, 130' : 천연석 알갱이층
132, 132' : 천연석 알갱이 134, 134' : 바인더
160 : 높이조절 조립부재 162 : 하우징
164 : 지지파이프 166 : 완충재
168 : 높이조절구 170 : 조립부재 삽입공
180 : 마개 182 : 베이스층
200 : 건축물 구조체 210 : 너트부재
200a : 돌출부 H : 패널의 두께
220 : 철골 프레임 230 : 서브프레임
본 발명은 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널에 관한 것으로, 특히 패널의 표면층을 천연석 알갱이층으로 구성하고, 건축물 구조체(건축물의 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)와 조립될 수 있는 조립부재로서 높이 조절이 가능한 조립부재를 설치함으로써 천연석의 질감이 그대로 표현되면서도 매끄러운 표면을 가지며, 건축물 구조체에 조립 시공 시 평평하게 구축될 수 있는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널에 관한 것이다.
건축물을 구축함에 있어서, 최근에는 건축물의 품위를 향상시키기 위하여 천연적인 질감을 표현하려는 방안이 시도되고 있다. 이를 위한 가장 일반적인 방법은 대리석 등의 천연석을 판상으로 재단, 가공한 다음 이를 모르타르를 이용한 습식 공법으로 건축물 벽면에 부착하는 방법이다. 그러나 이는 대리석의 천연적인 질감이 그대로 표현될 수는 있으나, 대리석은 깨지기 쉬움에 따라 대리석의 가공, 운반 및 부착 시공하는 과정에서 그 취급이 어려워 손실이 많고, 대형의 크기로 제작이 어려우며, 특히 모르타르를 이용한 습식 공정으로 부착해야 함에 따라 공기 및 공임이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 모래 크기로 분쇄한 천연석을 접착제에 혼합한 다음, 이를 건축물의 벽면에 미장, 마감하여 천연적인 질감을 표현하려는 공법이 시도되고 있으나, 이 역시 미장을 통한 습식 공법이 적용되기 때문에 공기 및 공임이 증가되는 문제점이 있다. 이러한 방법은 특히 미장을 위해서는 필연적으로 천연석을 모래 크기로 분쇄하여 사용해야 하는데, 이때 천연석의 입자가 너무 작아 천연석의 질감이 그대로 표현되지 못하였고, 미장공의 숙련도에 따라 제품의 품질이 결정되며, 무엇보다 매끄러운 표면을 갖지 못하는 문제점이 있었다.
한편, 건축물의 내외벽, 천정, 바닥 등의 표면을 마감함에 있어서는 시공이 간편한 조립식 패널이 사용되고 있다. 일반적으로 조립식 패널은 다층구조로 이루어진다. 구체적으로 금속재 또는 플라스틱재의 표면층, 그리고 내부의 단열재층 또는 흡음재층 등이 적층된 구조를 갖는다. 이러한 조립식 패널은 다수 개가 서로 연결되면서 철골 프레임에 조립되어 건축물의 벽체 자체를 구성하거나 또는 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등에 조립되어 표면을 구성하게 되는데, 이때 패널 상호간은 끼움 조립되거나 단순 밀착되며, 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등)와는 볼트, 브라켓류 등의 고정구가 이용되어 결합되고 있다.
특히, 조립식 패널 중에서 단열을 목적으로 내부에 단열재를 충진하고 그 양면에 표면층으로서 얇은 금속강판을 부착한 샌드위치 형상의 3층 구조의 조립식 패널이 많이 사용되고 있다. 이때, 내부에 충진되는 단열재는 주로 스티로폼이 사용되고 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 조립식 패널을 보인 것이다. 이를 참조하여 설명하면, 조립식 패널은 일반적으로 중간의 스티로폼으로 된 단열재층(10)과, 이 단열재층(10)의 양면에 부착되며 표면층을 구성하는 전면 금속강판(15) 및 배면 금속강판(20)으로 이루어진 3층 구조의 샌드위치 형상으로 되어있다. 그리고 그 양측 단부에는 각각 돌부(25)와 홈부(30)가 마련되어 상기 돌부(25)와 홈부(30)가 서로 끼움 결합되어 조립될 수 있도록 구성되고 있다. 또한, 상기 돌부(25)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 지면에 수직 또는 수평으로 설치된 건축물의 철골 프레임(4) 등에 볼트, 브라켓류 등의 고정구(3)에 의해 결합되도록 상하 방향으로 소정 간격의 고정구 체결공(27)이 형성되어 있다. 이때, 상기 단열재층(10)은 돌부(25)와 홈부(30)에 대응되는 형상으로 절단하기 곤란하기 때문에, 통상 직사각형이 되도록 그 양측단과 상하단을 직선으로 절단하게 된다. 이에 따라, 상기 단열재층(10)의 양측단과 홈부(30) 및 돌부(25) 사이에는 소정의 공간부(33)가 형성되며, 이 공간부(33)에는 통상 우레탄(36)을 충진하고 있다. 그리고 상기 전면 금속강판(15)과 배면 금속강판(20)의 단부에는 우레탄(36)을 주입하기 위해서 또는 그 부착 과정(즉, 전면 금속강판(15)과 배면 금속강판(20)을 스티로폼에 부착하는 과정)에서 필연적으로 소정 간격을 가지는 이격부(17)가 형성된다.
따라서 상기 돌부(25)의 고정구 체결공(27)을 통해 조립식 패널을 철골 프레임(4) 등에 고정하면서 다른 조립식 패널들을 좌우상하 방향으로 연속적으로 연결함으로써 건축물을 표면을 용이하게 구축할 수 있다.
위와 같은 조립식 패널은 뛰어난 단열을 가지며, 간편한 조립방법으로 결합되어 시공이 용이하고, 표면의 매끄러움 등의 이유로 공장, 창고, 체육관 또는 공공시설물 등과 같은 대형 건축물뿐만 아니라 가건물, 일반주택 등에 널리 사용되고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 조립식 패널은 화재 시에 패널 내부에 단열재층(10)으로서 사용된 스티로폼이 불에 타거나 용융, 부식되어 패널이 쉽게 훼손되는 문제점이 있다. 즉, 도 1 및 도 2에서와 같이 폭이 좁은 면에 해당되는 부분인 측면(도면에서 평면)에는 금속강판(15)(20)이 부착되지 않고 외부로 노출되어 있어 화재 시에는 이 노출된 부분으로 불길이 들어와 단열재층(10)이 인화되고 화재가 심화되는 문제점이 있었다. 또한, 위와 같이 단열재층(10)이 노출되는 경우 외부의 산소에 의한 산화작용으로 부식됨과 동시에 수축되어 단열성이 떨어지는 문제점이 있었다.
한편, 전술한 바와 같이 종래에는 조립식 패널과 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등)를 결합함에 있어서는 볼트, 브라켓류 등의 고정구(3)가 이용되고 있는데, 이때 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등)가 비평탄한 면을 가질 경우 패널이 평평하게 조립되지 못하는 문제점이 있었다. 이를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3에 보인 바와 같이 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등), 예를 들어 건축물의 콘크리트 벽체(2)가 평평하지 않거나 벽체(2)에 돌출된 부분(2a)이 있는 경우 패널(1) 상호간이 평평하게 조립되지 못하고 볼록해지는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 건축물의 벽체를 시공함에 있어서 H빔, I빔 등의 철골 프레임으로 기둥을 세운 다음, 철골 프레임의 사이에 벽돌을 조적하거나, 콘크리트를 타설한 후, 그 표면을 모르타르로 미장, 마감하여 벽체를 시공하는 방법이 일반적 이었다. 그러나, 이 경우 벽돌의 조적 및 콘크리트 타설에 따른 공기 및 공임의 증가와 함께 재료 자체의 자격 때문에 비용이 많이 들고, 무엇보다 단열성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 다층구조의 건축용 조립식 패널을 구성함에 있어서, 표면층을 천연석 알갱이층으로 구성함으로써 천연석의 질감이 그대로 표현되면서도 매끄러운 표면을 가지는 건축용 조립식 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 건축용 조립식 패널을 다층구조로 구성함에 있어서, 내부에 단열재층을 갖게 하되, 상기 단열재층을 유리섬유 모르타르층으로 피복한 다음, 상기 유리섬유 모르타르층의 적어도 한 면에 천연석 알갱이층을 형성함으로써 단열재층의 인화 및 부식을 방지함과 동시에 천연석의 질감이 그대로 표현되면서도 매끄러운 표면을 가지는 건축용 조립식 패널을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
이에 더하여, 본 발명은 위와 같은 조립식 패널 자체에 조립부재 삽입공을 형성한 다음, 상기 조립부재 삽입공에 높이 조절이 가능한 조립부재를 설치함으로써 높이 조절이 가능하여 건축물의 벽면이 일정하게 평면으로 유지되게 할 수 있는 건축용 조립식 패널을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 건축물의 벽체를 시공함에 있어서, 철골 프레임의 사이에 서브 프레임을 조립하여 다수의 빈공간을 형성시킨 다음, 상기 빈공간에 단열재를 끼우고, 그 외부 표면을 마감처리함으로써 우수한 단열성을 가지면서 간편하게 구축될 수 있는 건축물의 벽체 시공방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다층구조의 건축용 조립식 패널에 있어서, 표면층이 천연석 알갱이와 바인더가 혼합된 혼합물이 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층으로 구성된 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은 내부에 단열재층을 갖는 조립식 패널로서, 내부의 단열재층과, 상기 단열재층에 유리섬유 모르타르가 타설되어 피복된 유리섬유 모르타르층과, 상기 유리섬유 모르타르층의 적어도 한 면에 천연석 알갱이와 바인더가 혼합된 혼합물이 도포, 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층으로 이루어진 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널을 제공한다.
이에 더하여, 본 발명은 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등)에 결합 시 평평하게 조립, 결합될 수 있도록 패널 자체에 조립부재 삽입공이 형성되고, 상기 조립부재 삽입공에 높이조절 조립부재가 삽입, 설치된 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널을 제공한다.
또한, 본 발명은 건축물의 벽체 시공방법에 있어서, 철골 프레임으로 건축물의 골격을 구축한 다음, 상기 철골 프레임의 사이에 다수의 빈공간이 형성되도록 서브 프레임을 조립하여 구획하는 단계와, 상기 빈공간에 단열재를 끼우는 단계와, 내외측 표면을 마감처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 건축물의 벽체 시공방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조립식 패널의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 유용하게 사용되는 단열재의 사시도이다. 그리고 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조립식 패널의 평면도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 조립식 패널의 측면 조립구조를 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.
먼저, 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 조립식 패널(100)은 인접하는 패널(100) 및/또는 건축물 구조체(철골 프레임, 건축물의 콘크리트 벽체, 천정, 바닥 등)와 조립이 가능한 조립식 패널로서, 다층구조를 가지되 외부로 노출되는 표면층이 천연석 알갱이층(130)으로 구성된다. 본 발명의 조립식 패널(100)은 표면층이 천연석 알갱이층(130)으로 구성된 것이면 본 발명에 포함되며, 상기 천연석 알갱이층(130)은 패널(100)의 한 면에만 형성되거나 상하 양면 모두에 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 조립식 패널(100)은 표면층이 천연석 알갱이층(130)으로 구성된 것으로서, 그 내부에는 통상과 같은 단열재층, 흡음재층, 경량콘크리트 및 폴리머 콘크리트층 등으로부터 선택된 하나 이상이 적층된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 조립식 패널(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부의 단열재층(110)과, 상기 단열재층(110)을 피복하는 형태로 형성된 유리섬유 모르타르층(120)과, 상기 유리섬유 모르타르층(120)의 적어도 한 면에 형성된 천연석 알갱이층(130)으로 이루어진 적층 구조를 갖는다.
상기 유리섬유 모르타르층(120)은 단열재층(110)이 외부로 노출되지 않도록 단열재층(110)의 표면 전체에 유리섬유 모르타르가 타설되어 형성된다. 이에 따라, 본 발명의 조립식 패널(100)은 유리섬유 모르타르층(120)의 내부에 단열재층(110)이 삽입된 구조로서, 단열재층(110)이 외부로 노출되지 않는 구조를 갖는다.
이때, 상기 유리섬유 모르타르층(120)을 구성하는 유리섬유 모르타르는 유리섬유(glass fiber), 모래, 시멘트 및 물의 혼합으로 이루어지며, 이는 단열재층(110)이 외부로 노출되지 않도록 하여 단열재층(110)의 인화 및 부식 등을 방지하며, 패널(100)에 우수한 강도 및 휨강성을 부여한다. 상기 모래는 고운 모래가 사용되며, 바람직하게는 규사가 사용된다. 위와 같은 유리섬유 모르타르를 단열재층(110)에 피복함에 있어서는 유리섬유가 뭉치지 않고 유리섬유 모르타르층(120)의 전영역에 골고루 분산되게 하는 것이 중요하다. 이때, 유리섬유가 뭉치지 않고 골고루 분산되게 하는 방법으로는 유리섬유, 모래, 시멘트 및 물을 하나의 혼합물로 만들어 피복하지 않고 모래, 시멘트 및 물로 이루어진 혼합물을 피복하면서 유리섬유는 별도로 피복하는 방법이 유용하게 이용될 수 있다.
상기 단열재층(110)은 판상의 스티로폼, 글래스울(glass wool) 또는 우레탄폼 등의 단열재가 사용될 수 있다. 이때, 단열재층(110)에는 도 5에 도시된 바와 같이 인입공(115)이 천공된 것이 바람직하다. 이와 같이 단열재층(110)에 인입공(115)이 천공된 경우 상기 인입공(115)으로 유리섬유 모르타르가 유입 경화된 연장부(125)가 마련될 수 있어 바람직하다. 즉, 상기 연장부(125)는 상부와 하부의 유리섬유 모르타르층(120) 그리고 중앙의 단열재층(110)을 일체화시켜 이들의 결합을 견고하게 함은 물론 패널(100)의 강도를 보강할 수 있어 바람직하다.
위와 같은 유리섬유 모르타르층(120)의 적어도 한 면에는 천연석 알갱이층(130)이 형성된다. 천연석 알갱이층(130)은 유리섬유 모르타르층(120)의 한 면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 도 4에는 상하 양면 모두에 형성된 모습을 예시하였다. 참고로, 도 10에는 천연석 알갱이층(130)이 유리섬유 모르타르층(120)의 상부 한 면에만 형성된 모습을 예시하였다. 상기 천연석 알갱이층(130)은 천연석 알갱이(132)와 바인더(binder, 134)가 혼합된 혼합물이 유리섬유 모르타르층(120) 상에 도포, 고착(경화)된 다음, 그 외부 표면은 매끄럽게 연마된 것이다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 천연석 알갱이(132)가 바인더(134)에 의해 고르게 밀집, 고착된 상태에서 매끄러운 표면을 갖도록 연마기를 이용하여 표면이 식각된 것이다.
상기 천연석 알갱이(132)는 대리석, 화강암 등의 다양한 종류의 천연석으로부터 선택될 수 있으며, 이는 가능한 한 좁쌀 이상의 크기, 구체적으로는 3mm 이상의 크기를 사용하는 것이 천연적인 질감의 표현 면에서 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만 3mm ~ 15mm 범위의 크기를 사용하는 것이 좋다. 이때, 천연석 알갱이(132)의 크기가 3mm 보다 작으면 천연적인 질감이 떨어 지며, 15mm 보다 크면 바인더(134)에 의한 접착성이 떨어지고, 매끄러운 표면을 갖게 하기 위한 연마작업이 많이 소요될 수 있다. 또한, 상기 바인더(134)는 천연석 알갱이(132)를 고착시킬 수 있도록 접착성을 갖는 수지이면 사용 가능하며, 예를 들어 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 프로필렌계 수지 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 천연석 알갱이(132)를 사용함에 있어서는 동일한 색상을 가지는 1종류의 천연석 알갱이(132)만을 사용할 수 있으며, 또는 다양한 색상을 가지는 여러 종류의 천연석 알갱이(132)를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 여러 종류의 천연석 알갱이(132)를 혼합하여 사용할 경우, 색상이 다른 것이 사용되어 천연석 알갱이층(130)에는 다양한 무늬가 표현될 수 있다. 즉, 색상이 다른 2종류 이상의 천연석 알갱이(132)가 사용되어, 예를 들면 문자, 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 팔각형 등의 도형은 물론 꽃, 동물, 인물, 십자가, 종(bell), 새(bird), 나무, 무지개, 폭포, 산, 자동차, 비행기, 열차, 건물, 식물 등을 형상화한 무늬가 표현될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 문자 "영산"은 검은색 계통의 천연석 알갱이(132)를 사용하고, 상기 문자 "영산"을 제외한 바탕 부분은 흰색 계통의 천연석 알갱이(132)를 사용하여 문자 "영산"이라는 무늬를 두드러지게 표현할 수 있다.
한편, 본 발명의 조립식 패널(100)은 인접하는 패널(100)과 서로 밀착된 상태에서 건축물 구조체(건축물의 콘크리트 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)에 조립, 결합되거나, 또는 패널(100) 상호간에도 조립, 결합될 수 있도록 그 측면에는 조립구조를 가질 수 있다. 이와 같은 조립구조는 요철구조 또는 도 7에 도시된 바 와 같은 끼움홈(151)과 끼움돌기(152) 구조가 될 수 있다. 이때, 상기 조립구조는, 즉 끼움홈(151)과 끼움돌기(152)는 좌우측면(도 7에서 보았을 때)에만 형성되거나 상하측면(도 7에서 보았을 때, 즉 평면 및 저면)에만 형성된 것, 그리고 좌우측면에 형성됨과 더불어 상하측면 모두에 형성된 것을 포함한다. 도 7에서는 좌우측면에 형성된 것을 예시하였다.
또한, 도 7에서와 같이 상기 끼움홈(151)과 끼움돌기(152)의 두께(h1)(h2)를 동일한 크기로 구성하되, 패널(100) 두께(H)의 1/5(5분의 1), 2/5, 1/3, 또는 2/3가 되도록 할 수 있다. 아울러, 도 8에 도시된 바와 같이 끼움홈(151)과 끼움돌기(152)의 두께(h1)(h2)를 서로 다른 크기로 구성하되, 상기 끼움홈(151)의 두께(h1)는 패널(100) 두께(H)의 2/3가 되도록 하고, 끼움돌기(152)의 두께(h2)는 패널(100) 두께(H)의 1/3이 되도록 구성하여 빈공간(155), 즉 패널(100) 두께(H)의 1/3에 해당하는 빈공간(155)이 형성되게 할 수 있다. 그리고, 상기 빈공간(155)에는 전기, 가스, 냉온수용 파이프 등을 삽입할 수 있는 공간으로 활용하거나, 또는 건축물 구조체로서의 철골 프레임 등이 삽입될 수 있는 공간으로 활용하여 철골 프레임에 보다 더 견고하게 결합할 수 있는 수단으로 이용될 수 있다.
위와 같은 본 발명의 조립식 패널(100)의 바람직한 제작방법을 일례를 들어 설명하면 다음과 같다. 패널(100)의 제작을 위해서는 몰드(거푸집)가 사용되며, 상기 몰드는 하부몰드와 상부몰드로 이루어지는 것이 좋다. 이때, 하부몰드에는 측면 조립구조로서 끼움홈(151)과 끼움돌기(152)를 형성시킬 수 있도록 형상화되어 있다.
먼저, 단열재(스티로폼, 글래스울 또는 우레탄폼 등)에 다수의 인입공(115)을 형성시킨다. 그리고 대형 드럼통에 모래, 시멘트 및 물을 혼합하여 슬러리 상태의 모르타르를 제조한 다음, 여기에 인입공(115)이 형성된 단열재를 함침시킨 후 꺼내어 약간 양생한다. 이와 같이 단열재를 모르타르에 함침시키는 이유는, 단열재층(110)과 여기에 피복될 유리섬유 모르타르층(120)의 결합력을 향상시키기 위함이다.
다음으로, 하부몰드에 모래, 시멘트 및 물을 별도로 혼합 반죽한 모르타르를 뿜칠(분사)함과 동시에 이와는 별도로 유리섬유를 골고루 분사한다. 여기서 모르타르와 유리섬유를 같이 혼합하여 사용하지 않고 별도로 분사하는 이유는 유리섬유가 뭉치는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같이 하부몰드 내에 소정의 두께를 갖는 유리섬유 모르타르층(120)을 타설한 다음에는 그 위에 상기 모르타르가 함침된 단열재를 적층한다. 그리고 단열재 위에 상기한 바와 같이 모르타르를 뿜칠(분사)함과 동시에 유리섬유를 별도로 골고루 분사하여 단열재의 외부에 유리섬유 모르타르층(120)이 소정의 두께로 피복되게 한다. 다음으로 상부몰드를 가압하여 조직을 다짐함과 동시에 평활도를 갖게 한 후 양생하면 단열재층(110)의 표면에 유리섬유 모르타르층(120)이 피복된 반제품이 완성된다. 그리고 유리섬유 모르타르층(120)의 한 면 또는 양면에 천연석 알갱이(132)와 바인더(134)를 혼합한 혼합물을 도포, 고착시킨 다음 그 외부 표면을 연마하면 평평하면서도 매끄러운 표면을 갖는 천연석 알갱이층(130)이 형성된 제품을 얻을 수 있다.
한편, 위와 같이 유리섬유 모르타르층(120)을 피복하는 방법에 대해서는 본 발명자가 대한민국 특허출원 제10-2003-0064471호 및 제10-2003-0064471호에 상세히 제시한 바 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 조립식 패널(100)은 인접하는 패널(100) 및/또는 건축물 구조체(건축물의 콘크리트 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)와 조립이 가능한 조립식 패널로서, 천연석 알갱이층(130)이 외부로 노출되는 표면층으로 구성됨에 따라 천연석의 질감이 그대로 표현되고, 상기 천연석 알갱이층(130)은 외부로 노출되는 부분이 연마되어 있어 매끄러운 표면을 갖는다. 그리고, 상기 천연석 알갱이층(130)에 무늬가 표현된 경우 천연적인 질감과 함께 미려한 외관을 갖는다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 도 4에서와 같이 단열재층(110)에 유리섬유 모르타르층(120)이 피복된 적층 구조를 가질 경우 단열재(스티로폼, 글래스울 또는 우레탄폼 등)가 외부로 노출되지 않아 화재 시 단열재의 인화 및 부식 등이 방지됨과 동시에 유리섬유 모르타르층(120)의 특성에 의해 우수한 강도 및 휨강성을 갖는다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 조립식 패널(100)은 건축물 구조체(건축물의 콘크리트 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)와 통상과 같은 방법, 즉 볼트, 브라켓(bracket) 등에 의해 결합될 수 있으나, 바람직하게는 본 발명에 따라서 아래에서 설명하는 바와 같이 구성되어 조립, 결합되는 것이 좋다. 구체적으로, 건축물 구조체(건축물의 콘크리트 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)에 결합 시 높이 조절이 가능하여 평평한 면을 구축할 수 있도록 높이조절 조립부재(160, 도 9 참 조)가 삽입, 설치되는 것이 좋다.
이를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 9는 본 발명에 유용하게 적용되는 높이조절 조립부재(160)의 바람직한 실시예를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 조립식 패널(100)이 건축물 구조체(200)에 조립, 결합되는 모습을 보인 것이다.
상기 높이조절 조립부재(160)는 패널(100)에 삽입, 설치되는 것으로서, 이는 패널(100)과 건축물 구조체(200, 건축물의 콘크리트 벽체, 철골 프레임, 천정, 바닥 등)를 상호 조립, 결합시키면서 패널(100)의 높이(건축물 구조체와의 이격 거리)를 조절할 수 있는 구조이면 본 발명에 포함된다. 구체적으로, 상기 높이조절 조립부재(160)는 본 발명의 실시형태에 따라서 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 패널(100) 내부에 삽입되는 하우징(162)과, 상기 하우징(162)의 하단에 결합된 지지파이프(164)와, 상기 지지파이프(164)의 단부에 설치된 완충재(166)와, 상기 지지파이프(164) 및 완충재(166)의 내부를 관통하여 움직이는 높이조절구(168)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 하우징(162)은 원통형의 측벽(162a)과, 이 측벽(162a)의 상부에서 연장된 안착부(162b)를 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 완충재(166)는 스프링, 고무, 실리콘 등으로서 탄력성을 갖는 것이면 사용 가능하며, 상기 높이조절구(168)는 그 외주연에 나사산(168a)이 형성된 것으로서, 이는 건축물 구조체(200)와 조립되게 함과 동시에 움직일 수 있는 것이면 어떠한 구조이든 사용 가능하다. 여기서, 상기 하우징(162)은 높이조절 조립부재(160)를 패널(100)에 고정하는 역할을 하며, 상기 지지파이프(164)는 하우징(162)과 완충재(166)를 이격시키면서 지지하는 역할을 한다. 그리고 상기 완충재(166)는 높이조절구(168)가 탄력적으로 움직이게 하는 역할을 하며, 상기 높이조절구(168)는 패널(100)과 건축물 구조체(200)의 이격 거리를 조절한다.
아울러, 조립식 패널(100) 자체에는 위와 같은 높이조절 조립부재(160)가 삽입, 설치될 수 있는 조립부재 삽입공(170)이 형성된다. 그리고 건축물 구조체(200)에는 상기 높이조절구(168)가 조립되는 너트부재(210)가 설치된다. 이때, 너트부재(210)는 상기 높이조절구(168)의 나사산(168a)에 대응하는 나사산(210a)이 그 내주연에 형성되어 있다. 아울러, 상기 높이조절 조립부재(160)는 조립부재 삽입공(170)과 동일한 갯수로서 한개의 패널(100)에 2개, 4개 또는 패널(100)의 크기에 따라서 6개 이상 설치될 수 있다.
따라서 도 10을 참조하여 설명하면, 높이조절구(168)의 조절에 의해 건축물 구조체(200)와 패널(100)의 이격 거리가 조절되어, 건축물 구조체(200)가 비평탄한 면을 가질 경우에도 패널(100)은 평평하게 조립, 구축된다. 즉, 건축물 구조체(200)에 돌출부(200a)가 있는 경우에도 패널(100)은 건축물 구조체(200)로부터 이격될 수 있음에 따라 패널(100)과 패널(100)은 평평하게 조립될 수 있으며, 이는 결국 평평한 면을 확보한 건축물을 구축할 수 있게 된다. 또한, 건축물 구조체(200)와 패널(100)의 이격에 의해 마련된 빈공간은 단열성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 조립식 패널(100)은 위와 같이 높이조절 조립부재(160)가 설치된 경우, 패널(100)의 삽입공(170)을 통하여 높이조절 조립부재(160)가 보이게 되어 외관 상 바람직하지 않으므로, 상기 높이조절 조립부재(160)가 삽입, 설치된 다음에 삽입공(170)에 끼워져 여기를 마감하는 마개(180)를 더 포함한다.
상기 마개(180)는 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스층(182)과, 이 베이스층(182)의 상부에 천연석 알갱이(132')와 바인더(134')가 혼합된 혼합물이 도포, 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층(130')으로 구성된다. 상기 베이스층(182)은 천연석 알갱이층(130')을 지지할 수 있는 것이면 어떠한 구성도 가능하며, 바람직하게는 패널(100) 자체를 구성하는 유리섬유 모르타르층(120) 단층으로 구성하거나, 또는 단열재층(110)에 유리섬유 모르타르층(120)이 적층된 2층으로 구성할 수 있다. 그리고 상기 마개(180)를 구성하는 천연석 알갱이층(130')은 패널(100) 자체를 구성하는 천연석 알갱이층(130)과 동일하게 구성한다. 특히 천연석 알갱이(132')의 종류 및 색상은 패널(100) 자체를 구성하는 천연석 알갱이층(130)에 사용된 것과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 건축물의 벽체 시공방법을 설명한다.
도 11을 참조하여 설명하면, 먼저 통상과 같이 건축물의 골격을 형성하는 철골 프레임(220)을 조립, 구축한다. 이때, 철골 프레임(220)으로는 H빔, I빔 등이 사용되며, 1층 또는 2이상의 다층, 그리고 하나의 층에 다수 개의 방을 갖도록 상기 철골 프레임(220)은 수직, 수평적으로 결합한다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 창문이 형성된 부분을 마련한 다음, 다수의 서브 프레임(230)을 철골 프레임(220) 사이에 조립하여 다수의 빈공간(S)이 형성되도록 구획한다. 이때, 철골 프레임(220)과 서브 프레임(230), 그리고 서브 프레임(230)과 서브 프레임(230) 상호간은 용접 또는 브라켓을 이용하여 견고히 결합시킨다. 상기 서브 프레임(230)은 각 파이프 또는 C형강 등의 철재 제품을 사용할 수 있다.
위와 같이 서브 프레임(230)을 이용하여 다수의 빈공간(S)을 형성시킨 다음에는 상기 빈공간(S)에 단열재(110-1)를 끼운다. 이때, 단열재(110-1)는 판상의 스티로폼, 글래스울 또는 우레탄폼 등으로서, 가능한 한 서브 프레임(230)의 두께와 동일한 것을 사용한다. 물론, 단열재(110-1)의 크기는 빈공간(S)의 크기와 같거나 약간 큰 것을 사용하여 빈공간(S)을 꽉 메울 수 있도록 하는 것이 좋다.
상기와 같이 빈공간(S)에 단열재(110-1)을 끼운 다음에는 마감처리 작업을 진행한다. 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이 벽체의 내측 및 외측 표면에 마감층(250)이 형성되도록 마감처리 작업을 진행한다. 이때, 마감처리 작업은 단열재(110-1)는 물론 서브 프레임(230), 철골 프레임(220)을 모두 덮도록 하여 벽면이 평면이 되도록 수행한다.
상기 마감처리는 모르타르를 발라 마무리하거나, 또는 모르타르를 바른 다음 석고보드 등의 표면재를 부착하여 마무리할 수 있다. 구체적인 예로는, 벽체의 내측 표면은 모르타르를 바른 다음 석고보드 등의 표면재를 부착하여 마무리하고, 외측 표면은 표면 강도가 확보될 수 있는 범위로 모르타르를 발라 마무리한다.
위와 같이 마감처리함에 있어서 벽체의 외측 표면은 다음과 같이 진행하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 강도가 확보될 수 있도록 유리섬유를 이용하는 것 이 좋다. 즉, 모르타르를 약간 바른 후 그 위에 유리섬유 조각을 분사하여 도포시킨 다음, 다시 그 위에 모르타르를 발라 마무리하는 것이 좋다. 또한, 위와 같이 유리섬유를 사용함에 있어서, 메쉬 구조의 유리섬유 매트를 적층하는 방법이 이용될 수 있다. 구체적으로, 모르타르를 약간 바른 후, 그 위에 메쉬 구조의 유리섬유 매트를 적층한 다음, 다시 그 위에 모르타르를 발라 마무리한다. 이때, 롤러 다짐을 수행하면, 조직이 밀집되고 평활도가 향상되어 더욱 좋다. 위와 같이 유리섬유를 이용한 표면구조를 형성하는 방법에 대해서는 본 발명자가 대한민국 특허출원 제10-2002-0079546호 및 제10-2003-0064471호에 상세히 제시한 바 있다.
또한, 위와 같이 마감처리함에 있어서, 벽체의 외측 표면은 상기에서 설명한 본 발명의 조립식 판넬을 부착시켜 마무리하는 것이 좋다. 구체적으로, 벽체의 내측 표면은 상기한 바와 같이 모르타르를 바른 후 석고보드 등의 표면재를 부착시켜 마무리하고, 외측 표면은 모르타르를 바른 후 그 위에 상기 본 발명에 따른 조립식 판넬(100)을 부착한다. 상기 조립식 판넬(100)은 적어도 외측 표면층은 천연석 알갱이층(130)으로 구성된 것으로서, 이에 대한 구체적은 구성은 위에서 설명한 바와 같다. 이때, 조립식 판넬(100)은 서브 프레임(230) 및 철골 프레임(220)에 나사못, 브라켓 등의 고정구가 이용되어 부착, 결합된다.
한편, 이상에서 설명한 바와 같이 건축물의 벽체는 본 발명에 따라서 서브 프레임(230), 단열재(110-1) 그리고 마감층(250)으로 구성되어 구축되는 데, 벽체의 모서리(M) 부분과, 사이사이에 기둥으로서 배치된 철골 프레임(220) 연결부는 통상과 같이 마무리할 수 있다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이, 철골 프레임(220), 즉 I형 빔의 공간부에 벽돌(M-1) 등을 충진한 다음 모르타르를 발라 마무리한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 간편한 조립방법으로 건축물을 구축할 수 있는 조립식 패널(100)로서, 표면층이 매끄럽게 연마된 천연석 알갱이층(130)으로 구성되어 천연석의 질감이 그대로 표현되면서도 매끄러운 표면을 갖는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 조립식 패널(100)은 단열재층(110)에 유리섬유 모르타르층(120)이 피복된 적층 구조를 가질 경우 단열재가 외부로 노출되지 않아 화재 시 단열재의 인화 및 부식 등이 방지됨과 동시에 유리섬유 모르타르층(120)의 특성에 의해 강도 및 휨강성이 우수해지는 효과를 갖는다.
이에 더하여, 본 발명에 따른 조립식 패널(100)은 높이 조절이 가능한 높이조절 조립부재(160)가 설치되는 경우, 건축물 구조체(200)가 비평판한 면을 가지는 경우에도 패널(100)의 높이가 조절되어 구축된 벽면은 일정하게 평면으로 유지되는 효과를 갖는다.
아울러, 본 발명에 따른 건축물의 벽체 시공방법에 따르면, 종래의 벽돌 조적 방법이나 콘크리트 타설 방법에 비해, 구조체로서 다수의 서브 프레임(230)이 매입되어 구조적으로 견고하고, 무엇보다 단열성이 우수하며, 간편하게 구축되면서도 공기 및 원재료비가 적게 드는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 다층구조의 건축용 조립식 패널에 있어서,
    표면층이 천연석 알갱이(132)와 바인더(134)가 혼합된 혼합물이 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층(130)으로 구성된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 조립식 패널은 단열재층(110)과, 상기 단열재층(110)에 유리섬유 모르타르가 타설되어 피복된 유리섬유 모르타르층(120)과, 상기 유리섬유 모르타르층(120)의 적어도 한 면에 천연석 알갱이(132)와 바인더(134)가 혼합된 혼합물이 도포, 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층(130)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조립식 패널은 조립부재 삽입공(170)이 형성되고, 상기 조립부재 삽입공(170)에 높이조절 조립부재(160)가 설치된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 천연석 알갱이층(130)은 색상이 다른 2종류 이상의 천연석 알갱이(132)가 사용되어 무늬가 표현된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 단열재층(110)은 인입공(115)이 천공되고, 상기 인입공(115)에 유리섬유 모르타르가 유입 경화되어 연장부(125)가 마련된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 높이조절 조립부재(160)는 하우징(162)과, 상기 하우징(162)의 하단에 결합된 지지파이프(164)와, 상기 지지파이프(164)의 단부에 설치된 완충재(166)와, 상기 지지파이프(164) 및 완충재(166)의 내부를 관통하여 움직이며 그 외주연에 나사산(168a)이 형성된 높이조절구(168)로 구성된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 조립식 패널은 조립부재 삽입공(170)에 높이조절 조립부재(160)가 설치된 다음 상기 삽입공(170)에 끼워져 마감하는 마개(180)를 더 포함하여 이루어지고, 상기 마개(180)는 베이스층(182)과, 이 베이스층(182)의 상부에 천연석 알갱이(132')와 바인더(134')가 혼합된 혼합물이 도포, 고착된 다음, 연마되어 형성된 천연석 알갱이층(130')으로 구성된 것을 특징으로 하는 천연석을 이용한 건축용 조립식 패널.
  8. 건축물의 벽체 시공방법에 있어서,
    철골 프레임(220)으로 건축물의 골격을 구축한 다음, 상기 철골 프레임(220) 의 사이에 다수의 빈공간(S)이 형성되도록 서브 프레임(230)을 조립하여 구획하는 단계와, 상기 빈공간(S)에 단열재(110-1)를 끼우는 단계와, 내외측 표면을 마감처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물의 벽체 시공방법.
  9. 제 8항에서, 상기 마감처리하는 단계에서는, 벽체의 내측 표면은 모르타르를 바른 다음 표면재를 부착하여 마무리하고, 외측 표면은 모르타르를 바른 후, 그 위에 메쉬 구조의 유리섬유 매트를 적층한 다음, 다시 그 위에 모르타르를 발라 마무리하는 것을 특징으로 하는 건축물의 벽체 시공방법.
  10. 제 8항에서, 상기 마감처리하는 단계에서는, 벽체의 내측 표면은 모르타르를 바른 후 표면재를 부착하여 마무리하고, 외측 표면은 모르타르를 바른 후 그 위에 상기 제 1항 또는 제 2항에 기재된 조립식 패널을 부착하여 마무리하는 것을 특징으로 하는 건축물의 벽체 시공방법.
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