KR20060116048A - 건축물의 녹화를 위한 인공지반녹화자재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 옥상이나 건축물의 안팎에 형성된 인공지반공간을 활용할 수 있게 충분히 경량화되어 물이 침수 하더라도 토양 보전력이 우수한 인공지반녹화자재를 제공함으로써, 한정된 도심의 부지 내에서 주변 녹지 환경이 충분히 조성될 수 있도록 하고, 거주자의 삶의 질적 향상을 제공한다.

인공지반녹화자재, 인공토양, 벽면녹화판넬

Description

건축물의 녹화를 위한 인공지반녹화자재 {Artificial Ground Afforestation Materials for Building Afforestation }

도 1은 본 발명에 따른 인공지반녹화자재의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 인공지반녹화자재의 일양태로 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 지지대에 설치된 지지수단의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 인공지반녹화자재 2 : 인공경량토

4 : 보수성 시트 6 : 방수성 시트

8 : 벽면녹화용 판넬 8 ': 판넬 전면부

8 ": 판넬 후면부 12 : 지지대걸이

14 : 지지대 16 : 지지수단

18 : 홈지지부 20 : 평면지지부

22 : 벽면지지부 24 : 송수용 파이프

28 : 나사 30 : 격자

본 발명은 구조물의 녹화에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 빌딩 등의 건조물 옥상, 옹벽, 석축, 지붕, 베란다, 아트리움, 도심지의 공동주택, 오피스텔 등과 같이 외부에 전면이 노출되는 구조물 벽면에 신속하게 녹화 가능한 수단을 제공하는 인공지반녹화자재에 관한 것이다.

건물녹화는 도시의 확대로 인한 녹지공간의 축소를 극복하기 위한 대안으로서 강구되고 있는 도시의 친환경화 기술의 일환으로 독일을 비롯한 유럽을 중심으로 보급되기 시작하면서 현재 일본과 북미에 급속히 확산되고 있다. 옥상녹화를 통해 도시의 열섬현상 완화, 건축물의 단열효과, 경관의 창출, 대기질의 개선 등 긍정적인 효과가 꾸준히 보고 되면서 국내에도 근래에 들어 보급이 확산되고 있는 추세이다.

이와 관련하여 현재 옥상녹화에 관련된 여러 기술들이 개발되고 있으나, 아직까지는 우리나라에서는 옥상녹화가 일반 조경의 관점에서 정원을 가꾸는 정도로 인식되고 있으며 이제까지 개발된 기술 역시 외국의 기술을 그대로 차용하고 있는 수준에 머무르고 있다. 특히 종래의 기술들은 옥상에 단열층, 방수층, 배수층, 방근층, 필터층, 투수층, 식재층 등을 적층하여 시공하고 있어 작업이 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라, 유지 및 보수시 전체를 모두 교체해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하고 간편하고 신속한 옥상녹화를 위해 인공토양이 최대한 경량화 되고 얇은 층으로 식재를 육성할 수 있는 수분의 보존성 및 뿌리의 성장을 방해하지 않는 부드러움과 통기성 등을 갖추게 될 것을 요구하고 있다.

한편, 종래의 기술로서 가장 보편적인 옥상녹화 기술은 옥상녹화지 전체 면적에 대하여 요구되는 여러 층들을 차례로 적층하는 방법이다. 이와 관련하여 대한민국 특허 제 0349557호는 옥상녹화시스템의 구조 및 시공방법을 개시하고 있는데, 이 옥상녹화시스템은 옥상바닥면으로부터 순차적으로 PE(Polypropylene)필름, 단열용 판재, 구배조절용 EPS(Expanded Polystyrene)판넬조립체, PVC 또는 폴리올레핀 방수시트, EPS 재질의 고밀도 단열재로서 홈을 갖춘 저배수용 단열판, 여과 투수용 PP(Polypropylene) 부직포 및 식물성장 토양분으로 구성되어 있다. 또한, 대한민국 특허 제 10-0314544호에 제안된 옥상의 녹화 시공 시스템은 옥상 방수층에 부직포를 삼중으로 깔고, 접착제를 도포한 후 방근층과 단열층, 배수층, 방근층, 필터층, 투수층, 식재층 등을 적층하여 시공하는 것으로 그 작업이 복잡하고 번거로울 뿐만 아니라, 유지 보수시 전체를 모두 교체해야 하는 문제점을 가지고 있다.

이러한 다단계의 복잡한 시공절차와 유지 및 보수의 곤란함을 극복하기 위해 식재매트와 세덤(Sedum)블럭, 식물식재용 상자 등을 이용한 옥상녹화방법이 시도되고 있다. 이중 대한민국 실용신안등록번호 제 20-0264462호에 게시된 옥상녹화용 식재매트는 야자열매 섬유소인 코이어(coir)를 이용하여 형성된 코이어 천에 토양류를 혼합하여 매트를 형성하도록 하여 시공의 편리성을 강화시키긴 하였으나 무엇보다도 그 재질이 유기물이라 시간의 경과에 의해 분해 되기 때문에 그 내구성에 문제가 있다. 이러한 내구성의 문제를 해결할 수 있는 종래기술로는 대한민국 실용신안등록번호 제 20-0192003호에 개시된 환경친화적인 재활용 소재를 이용한 세덤 블록과 대한민국특허공고 제 1995-0008915호에 개시된 식물식재용 상자등이 있다. 이들 기술은 블록 또는 상자의 구조에 저수 및 배수 기능을 구현하고자 한 것을 특징으로 하는데, 환경친화적인 재활용 소재를 이용한 세덤 블록의 경우 세덤 블럭의 일정 높이에 다수개의 배수구를 칸막이를 이용해 형성하여 일정량의 물을 유지하도록 고안되었으며, 식물식재용상자는 블록상자체 바닥에 십자형으로 융기한 융기돌조와 그 융기돌조의 상면에 배수구멍을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 이들 블록 및 상자는 전체 구조체 면적에 비해 배수공의 면적이 작아 호우시 충분한 배수가 어려우며, 배수공을 통한 토양 유실의 문제와 식물의 뿌리가 배수공을 통해 성장함으로써 옥상표면에 손상을 주는 문제점 등이 있다. 이런 이유로 실제로 이들 블록(또는 상자)을 이용한 옥상녹화 공사의 경우 블록(또는 상자)을 설치한 후에, 그 위에 부직포를 덮고 토양을 채우는 통상적인 공사 과정을 다시 수행하여야만 하는 실정이다. 또한 식물식재용 상자는 상자가 연결되지 않아 시간의 경과에 따라 유닛들이 서로 어긋나고 뒤틀어지면서 경관을 오히려 해치는 결과를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 팽창성 입자가 포함된 토양개량재 및 내수성 폴리비닐 알코올이 결합한 인공경량토로 기존의 인공 경량토보다 내수성 및 토양 보전력을 향상시켜 토양 유출이 되지 않아 건축물을 훼손 및 배수 파이프가 막히지 않게 되고, 보수성 시트 및 방수성 시트를 첨가해 배수성 및 보수성을 향상시키며, 다양한 건축물의 외벽을 녹화시킬 수 있는 인공지반녹화자재를 제공하는데 기술적 과제가 있다.

본 발명은 인공경량토와 보수성 시트 및 방수성 시트를 포함하는 인공지반녹화자재를 제공한다.

상기 인공지반녹화자재는 인공경량토, 보수성 시트, 방수성 시트를 순차적으로 연결설치한 것으로서, 산업화로 녹지공간의 축소를 극복하기 위한 대안으로 건축물을 녹화시키는데 사용된다. 상기 인공지반녹화자재는 친환경적 경관의 조성 및 도시의 열섬현상 완화, 건축물의 단열효과, 대기질의 개선 등의 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 인공경량토는 팽창성 입자가 포함된 토양개량재 및 내수성 폴리비닐 알코올로 구성되고, 토양개량재를 가열 또는 화학반응 등으로 입자 팽창시켜 팽창된 입자사이에 형성된 공간을 내수성 폴리비닐 알코올로 충전하여 구성된다.

상기 인공경량토는 초경량성, 내수성 및 높은 토양 보전력을 함유하고 있어 건축물을 녹화할 경우 가장 문제되는 토양의 무게를 감소시키고 침수시 토양의 유출로 인한 건물의 훼손을 방지하고, 배수 파이프 등을 막히지 않게 하여 자연토양을 대체하는 초경량의 인공지반녹화용 배토 또는 실내녹화용 배토로서 활용된다.

토양개량재는 가열과 화학반응 등에 의해 입자가 팽창하는 성질을 갖고 가벼워야 하며, 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 질석, 퍼라이트, 피트모스 또는 이들을 혼합한 것이 좋다. 필요에 따라, 토량개량제는 무기질계 토양개량자재, 유기질계 토양개량자재 또는 이들을 혼합 첨가하여 사용할 수 있다.

상기 퍼라이트는 건조시 비중이 약 0.1의 초경량이므로 토양경량화에 효과적이고, 또한 유효토층의 배수층에 고르게 깔아서 사용해도 좋다. 퍼라이트는 비중이 일반토양이나 쇄석의 10분의 1 이하여서 인공의 식재기반을 경량화하고, 유효토층의 두께를 충분히 확보할 수 있으며, 장시간 방치하여도 쉽게 분쇄되지 않는 특성이 있다. 퍼라이트의 크기는 보통 0.5mm 내지 12mm가 적당 하지만, 성형성 및 식물의 뿌리내림 정도를 고려하면 0.5mm 내지 5mm가 좋고, 2종 이상의 퍼라이트를 혼합해 사용해도 좋다.

또한, 질석은 천연상태에서 운모와 비슷한 외관을 지닌 망간철, 알루미늄, 규산염 광물에 대한 총칭적인 이름으로, 가열하면 팽창되는 성질을 갖는다. 질석은 900℃ 내지 1000℃로 가열하거나 또는 과산화수소수 등의 과산화물을 접촉시키면 층 사이에 있던 수분이 증기로 변하며 격자층이 부풀어 오르며, 부피는 8 내지 20배 증가하나 최대 30배까지도 늘어 날 수 있다. 본 발명에 따른 질석의 크기는 0.1mm 내지 7mm가 적당하나, 식물의 뿌리의 성장을 양호하게 하는 데는 2mm 내지 7mm가 바람직하고 2종류 이상의 크기를 혼합하여 사용하여도 무방하다.

상기 질석의 입자를 팽창시키기 위해 질석 및 과산화물을 배합할 때의 농도 는 시판되는 과산화수소수로 만든 1% 내지 35% 과산화수용액을 이용하는 것이 적당하고, 바람직하게는 15% 내지 35%의 과산화 수용액이 좋다.

인공경량토에 포함되는 토양개량재의 화학적 입자 팽창 후 배합량은 인공경량토 전체 용적의 20% 내지 55%인 것이 바람직하고, 추천하기로는 30% 내지 45%이다.

필요에 따라, 인공토양에는 비료 및 투수성 개선을 위한 자재와 섬유상의 보강재 등을 배합하여 사용할 수 있다.

내수성 폴리비닐 알코올은 토양개량재의 다공질 내부까지 침투하여 빈 공간을 충전하고 입자 간격을 유지하여 인공경량토의 기계적 강도를 증가시키고, 상기 토양개량재 각각의 입자를 강하게 결합시켜 토양이 분해되거나 침수로 유출되지 않도록 하며, 이로 인하여 건물을 훼손 하거나 배수 파이프 등이 막히지 않게 되어, 건축물의 기능을 잃는 일이 없다.

본 발명에 따르면 토양개량재의 입자를 팽창시킬 경우 내수성 폴리비닐 알코올은 토양개량재의 입자 틈에 기둥형태나 삼차원망 형태로 되어 세립화시킨 토양개량재의 간격을 유지하는데, 소량으로도 효율적인 결합이 가능하다. 예를 들면 다공질 인공토양의 밀도가 0.2g/ml 내지 0.5g/ml의 초경량인 인공경량토를 제조할 수 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 폴리비닐 알코올은 초산비닐을 중합해 얻어진 폴리초산비닐을 경화하여 합성한 합성수지를 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐 알코올은 중합도가 1600이상이고, 경화도가 90mol%이상의 완전 경화형의 내수성 폴 리비닐 알코올이다. 바람직하게는 폴리비닐 알코올의 중합도는 1700 내지 2500, 경화도는 98mol% 또는 99mol%가 좋다.

본 발명에 따른 보수성 시트는 인공경량토의 배면측에서 수분을 균등히 공급하는 것이고, 부식되지 않는 부직포와 두꺼운 편직포를 사용하며, 바람직하게는 폴리에스테르펠트 또는 코튼펠트가 좋다.

본 발명에 따른 방수성 시트는 보수성 시트 및 인공경량토의 건조를 방지하고 보수성 시트에 스며든 수분을 장시간 보존하기 위해 사용된다. 또한 방수성 시트는 녹화용 식물의 성장한 뿌리가 벽면녹화용 판넬을 관통하여 벽면녹화용 판넬과 벽면의 고정을 방해하는 것을 억제하도록 한다. 상기 방수시트는 고무, 플라스틱 등의 재질이 사용되며, 바람직하게는 PVC시트방수제가 좋다.

옥상녹화 시에는 상기 인공지반녹화자재는 인공경량토와 보수성 시트 사이에 저·배수판을 설치할 수 있다. 상기 저·배수판은 약 0.02g/ml이상의 비중을 나타내는 EPS(Expanded Polystyrene)재질의 단열판으로 옥상 녹화시 식물에 요구되는 물의 공급 및 배수를 해결하는데 사용된다. 저·배수판의 하단에는 배수성을 높이기 위해 워터챔버(water chamber)가 형성될 수 있고 물의 수위가 워터챔버(water chamber)보다 높을 경우 배수를 위해 상기 저·배수판 하면에 저·배수판을 관통하는 한개 이상의 구멍이 형성되어 있다. 여기서, 워터챔버란 물을 저장할 수 있는 공간을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 벽면녹화용 판넬에 관하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 지지대에 설치된 지지수단의 단면도로서 함께 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 인공지반녹화자재(1)는 판넬 전면부(8 ')와 판넬 후면부(8 ")사이에서 인공경량토(2)와 보수성 시트(4) 및 방수성 시트(6)가 순차적으로 적층되어 구비된다. 벽면녹화용 판넬(8)은 스텐레스망, 알루미늄합금, 아연 등 녹슬지 않고 내구성 및 소요강도가 높은 금속으로 제조하거나 경량의 플라스틱으로 제조하는 것이 바람직하다.

인공지반녹화자재(1)는 넓은 크기의 격자(30) 모양을 포함하여 인공경량토(2)를 누르는 판넬 전면부(8 ')와 피녹화벽에 고정되는 판넬 후면부(8 ")로 구성되고, 각 측면의 중앙과 모서리 근처에 판넬 전면부(8 ') 및 판넬 후면부(8 ")의 결합시 구멍의 위치가 서로 일치하는 구멍들을 나사(28)로 고정한다.

벽면과 접하는 판넬 후면부(8 ") 일측에는 지지대(14)와 연결되어 벽면녹화용 판넬(8)이 건물에 장착될 수 있게'ㄱ'자 모양의 지지대걸이(12)가 적어도 하나 이상 구비된다. 상기 지지대(14)는 건축물의 측벽의 높이 및 폭에 따라 일정 간격을 가지면서 상하로 형성되는 판 형상의 부재로서, 콘크리트와 같은 구조물에 고정될 수 있도록 앵커와 같은 고정구에 의하여 지지수단(16)과 함께 구조물에 고정 설치된다.

상기 지지수단(16)은 벽면녹화용 판넬(8)을 지지대(14)에 지지되도록 하면서 고정시키는 역할을 하는 것으로서, 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 사용되는 지지수단(16)을 사용하는 것이 좋다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 지지수단(16)은 벽면녹화용 판넬(8)에 대응하여 그 위치 및 개수가 결정되고, 상기 지지수단(16)은 벽면에 접촉 고정되어 인공지반녹화자재(1)의 무게를 지탱하는 벽면지지부(22), 상기 벽면지지부(22)와 직각으로 연결되어 지지대걸이(12)의 받침대 역할을 하는 평면지지부(20), 상기 평면지지부(20)의 일측에 홈 모양으로 구비되어 지지대걸이(12)가 고정될 수 있도록 지지대걸이(12)의 일부가 삽입 가능한 홈지지부(18)로 구성된다.

본 발명에서의 벽면녹화 판넬(8)은 건축물의 녹화 목적 등에 따라 설계하는 것이 좋지만 생산성과 범용성을 고려해 인공경량토(2)를 성형한 후 이에 맞게 설계하는 것이 바람직하다.

벽면녹화용 판넬(8) 일측에 물 또는 양분을 공급할 수 있도록 송수용 파이프(24)를 설치하고, 송수용 파이프(24)에서 공급된 물 또는 양분은 격자(30) 사이를 지나서 인공지반녹화자재에 공급된다. 상기 송수용 파이프(24)는 배수용 튜브에 의해 관수장치와 양분 공급장치에 연결되어 중력에 의해 수집된 물 및 양분을 공급해준다.

본 발명에 따른 인공지반녹화자재는 팽창성 입자를 포함한 인공경량토의 입자를 가열 또는 화학반응으로 팽창시키고, 입자가 팽창할 때 인공경량토내에 형성 된 공간을 내수성 폴리비닐 알코올로 충전하여 저밀도로 경량화 되고, 내수성 및 토양 보전력이 향상되어 토양을 유실하지 않기 때문에 건물을 오염시키거나 배수관 등이 막히지 않게 되고, 다양한 기존 건축물 또는 신축 건축물에도 원하는 부위에 원하는 형상으로 다양한 식물로 녹화가 가능하고 교환이 용이하다.

Claims (3)

1. 팽창성 입자가 포함된 토양개량재 및 내수성 폴리비닐 알코올로 구성되어 토양개량재의 입자 팽창시 형성된 공간을 내수성 폴리비닐 알코올로 충전하는 인공경량토와 보수성 시트 및 방수성 시트를 포함하는 인공지반녹화자재.
2. 제 1항에 있어서,

   토양개량재가 질석, 퍼라이트, 피트모스 또는 이를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 인공지반녹화자재.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 인공경량토와 보수시트 사이에 저·배수판이 구비되는 것을 특징으로 하는 인공지반녹화자재.

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