KR20060118117A - 슈퍼창용 이중단열 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슈퍼창용 이중단열 프레임에 관한 것이다.

본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은, 공기 단열부(A)가 구비되며 단열재(140)로 연결되는 실외측 창문틀 프레임부재(110), 실내측 창문틀 프레임부재(120), 실내측 창문틀 프레임부재(120) 및 그 상면에 적층되는 내부 창문틀 프레임부재(130)로 이루어진 창문틀 프레임(100)과; 공기 단열부(A)가 구비되며 단열재(240)에 의해 순차적으로 연결되는 실외측 창틀 프레임부재(210), 중간 창틀 프레임부재(220) 및 실내측 창틀 프레임부재(230)로 이루어진 창틀 프레임(200)으로 구성된다.

본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은, 공기 단열부가 구비된 각 프레임부재가 단열재에 의해 결합되어 공기 단열부와 단열재가 수평 방향으로 다중 적층된 구조를 이룸으로써 단열 성능이 최대화되기 때문에 건축물의 창호를 통한 에너지 소비를 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

창호, 이중단열, 슈퍼창, 페어 글라스, 진공창

Description

슈퍼창용 이중단열 프레임{Super window dual thermal break frame}

도 1은 본 발명 일실시예 슈퍼창용 이중단열 프레임의 정면도.

도 2는 단힌 상태를 보인 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 열린 상태를 보인 도 1의 A-A선 단면도.

도 4는 도 2의 부분 확대 단면도.

도 5는 도 3의 부분 확대 단면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

100. 창문틀 프레임 110. 실외측 창문틀 프레임부재

120. 실내측 창문틀 프레임부재 130. 내부 창문틀 프레임부재

140, 240. 단열재 200. 창틀 프레임

210. 실외측 창틀 프레임부재 220. 중간 창틀 프레임부재

230. 실내측 창틀 프레임부재 300. 창문

120A. (실내측 창문틀 프레임부재)하판

120B. (실내측 창문틀 프레임부재)상판

A. 공기 단열부 G. 가스켓 H. 단열재 주입공

I. 단열재 충진부 L1. 고정리브 L2. 보조리브

L3. 정지리브 P. (상판 중앙)일부 S. 밀봉부재

본 발명은 슈퍼창용 이중단열 프레임에 관한 것으로, 더 자세하게는 평행하게 배열된 적어도 두 장 이상의 대향하는 유리 사이에 Ar 가스 또는 Kr 가스 등(이하 "충진가스"라 함)을 충진시켜 우수한 단열 성능을 갖도록 한 창문이 결합되고, 실외측 창문틀 프레임부재과 내부 창문틀 프레임부재가 적층된 실내측 창문틀 프레임부재로 구성되며, 실외측 창문틀 프레임부재와 실내측 창문틀 프레임부재가 합성수지 단열재로 연결된 창문틀 프레임과; 실외측 창틀 프레임부재와 중간 창틀 프레임부재 및 실내측 창틀 프레임부재로 구성되고, 실외측 창틀 프레임부재와 중간 창틀 프레임부재 및 중간 창틀 프레임부재와 실내측 창틀 프레임부재가 각각 합성수지 단열재로 연결되며, 상기 창문틀 프레임과 힌지 결합되는 창틀 프레임으로 구성됨으로써, 창호의 단열성을 최대화시킬 수 있도록 한 슈퍼창용 이중단열 프레임에 관한 것이다.

오늘날, 점차 현실화되어 가고 있는 화석연료의 고갈과 지구 온난화 방지를 위한 국가간 온실가스 분담금 등의 문제에 적절히 대처하고, 거의 모두 수입에 의존하고 있는 화석연료를 절약하기 위해서는 각종 건축물의 냉난방에 소요되는 에너 지의 절약이 필수적이며, 그에 따라 국내에서도 건축물에 대한 단열 규제가 점차 강화되고 있는 실정이다.

오늘날의 건축물은, 건축 기술의 발전과 함께 외관과 건축물 사용에 대한 효율성에 있어서 상당한 진전이 이루어졌으며, 에너지 절감을 위한 다양한 소재가 개발되었으나, 열 손실이 가장 많은 창호는, 적정 수준의 강도가 보장되면서도 건물 외부가 보일 수 있도록 적절한 투명도를 가져야 함에 따라 유리를 사용해야만 한다는 제약이 있기 때문에 건축물의 단열 측면에서는 가장 취약한 곳이 되고 있다.

그러나, 상기와 같이 단열 측면에서 가장 취약한 건축물의 창호는, 과거에 비하여 건축물 외면에 대한 면적비가 점차 증가하고 있는 실정이며, 그에 따라 창호를 통한 열손실양은 더욱 증가하고 있는 실정으로서, 주택의 경우에는 전체 열 손실량의 20∼40% 정도, 사무실 건물의 경우에는 15∼35% 정도로 매우 크다.

상기와 같이, 창호를 통한 열손실이 더욱 증가하게 됨에 따라 이를 감소시키기 위하여 기존의 알루미늄 또는 PVC제 창호의 구조를 개선하여 단열성을 높인 우수한 시스템 창호들이 개발되고 있다.

상기와 같이 건축물의 벽체에 비하여 열손실이 많은 창호의 단열을 위하여 특히, 창호를 구성하는 여러 구조의 창문이 개발되었고, 그 중에서 가장 대표적인 것이 두 장의 유리를 적층한 이중 유리창인 바, 이러한 이중 유리창은 대향하는 두 장의 유리 사이에 형성되는 간격과, 그 간격 사이의 공간 형성 유무 및 유리 사이의 공간에 대한 처리 방법 등에 따라 페어 글라스(pair glass), 진공창, 슈퍼창 등으로 구분된다.

상기 페어 글라스는 두 장의 유리를 단순히 적층시킨 것으로, 한 장의 유리를 사용한 단일창보다 차음 및 단열 효과가 향상되기는 하나, 유리와 유리 사이에 별도의 단열 수단이 없이 유리 자체의 열전도율에만 의존하기 때문에 단열 측면에서는 그다지 효과적이지 못하다.

상기와 같은 페어 글라스의 단점을 해결하기 위하여 두 장의 유리를 밀착시키지 않고 적당한 이격 거리를 갖도록 결합시킨 후 두 유리 사이의 공간에 진공도 10^-6토르 수준의 진공 상태를 형성시킨 진공창이 개발되었는 바, 진공에 의해 열 손실이 거의 완벽하게 방지될 수가 있다.

그러나, 상기 진공창은 전술한 페어 글라스와 달리 두 장의 유리 사이에 형성된 진공층과 대기압 간의 압력 차이에 의해 대향하는 두 유리가 밀착되려고 하기 때문에, 두 유리 사이에는 진공층의 간격 유지를 위한 다수의 지지수단이 배치되어야만 하고, 그 결과, 구조가 복잡하게 될 뿐 아니라, 일반 유리창에 사용되는 유리에 비하여 강성이 더욱 우수한 유리가 요구된다.

그리고, 상기 진공창은, 대향하는 두 유리 사이의 공간에 진공을 형성시키는 과정과, 진공의 완전한 유지를 위하여 두 유리의 테두리부를 접합시키는 과정에 상당한 기술적 어려움이 있기 때문에 제조 비용이 상당히 높아지게 되고, 그에 따라, 다양한 형태의 유리창 중에서 가강 우수한 단열 성능을 가짐에도 불구하고 그 보급은 극히 미미하고 현재에도 연구가 계속 진행되고 있는 유리창이다.

상기와 같은 진공창의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이 슈퍼창으로서, 상기 슈퍼창은, 각 유리의 표면에 저방사 코팅이 이루어지고, 유리와 유리 사이의 공간에는 진공이 형성되는 대신 아르곤 가스나 크립톤 가스 등과 같은 충진가스가 주입되며, 더욱 단열성을 높이기 위하여 저방사 필름이나 플라스틱 판 등이 유리 사이의 가스충진공간에 추가로 설치되기도 한다.

상기와 같은 슈퍼창은, 2장 또는 3장의 유리가 사용되고, 대향하는 유리 사이에 충진가스가 주입되어 1장의 유리 또는 2장의 유리가 단순 적층된 페어 글라스가 사용된 종래의 일반적인 창호보다 단열성이 훨씬 우수한데, 이러한 슈퍼창의 단열 성능을 손상시키지 않기 위하여서는 슈퍼창이 결합되는 창호 프레임 역시 단열성이 우수하여야 한다.

그러나, 상기와 같이 창호의 단열성 향상을 위하여, 유리창의 구조는 페어 글라스를 비롯하여 일반 이중창, 진공창, 슈퍼창 등 다양한 형태로 연구, 발전되었으나, 설계 및 압출 기술적인 문제 등으로 인하여 창문틀과 창틀 프레임의 구조에는, 생산성과 조립 등을 위한 단면 형상의 간단한 변화는 있었으나, 단열성 측면에서의 큰 변화는 없었다.

따라서, 페어 글라스, 일반 이중창, 슈퍼창 등에도 종래의 단일창에 적용되었던 구조의 프레임이 사용되고 있는 것이 일반인 바, 특히, 슈퍼창이 가진 단열성의 장점이 충분히 발휘되지 못하고 있는 실정이다.

즉, 유리 창문을 통한 단열성은 현저히 개선되었으나, 창문이 결합되는 창문틀과, 창문틀이 결합되는 창틀을 통한 단열성은 창문이나 벽체의 단열성에 비하여 거의 개선되지 못하고 있는 실정이다.

현재, 창호로 사용되는 자재는 크게 알루미늄, PVC, 목재등으로 구분되며, 재활용과 환경 오염 등의 측면에서 알루미늄이 더욱 권장되어야 하는 재료이나, 알루미늄은 단열성 측면에서 많은 열손실을 가져오는 바, 일루미늄 프레임의 단열성 구조를 획기적으로 개선하기 위하여 창안된 것으로, 창호 프레임을 다수로 분리 구성하고, 각각을 단열재로 연결하는 동시에 다수의 공기 단열부가 개재되도록 함으로써, 다수의 단열재와 공기 단열부에 중복에 의해 단열성이 현저하게 향상될 수 있도록 하여 단열성이 뛰어난 슈퍼창 등에도 충분히 사용 가능한 슈퍼창용 이중단열 프레임을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 전체 창호 프레임을 구성하는 창문틀 프레임과 창틀 프레임을 각각 다수의 바형 프레임부재로 분리 구성하되, 각 프레임부재에 공기 단열부를 구비함과 동시에 각 프레임부재가 단열재에 의해 연결되는 구조에 의하여 달성된다.

본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은, 창문이 결합되는 창문틀 프레임과, 창문틀과 힌지 결합되며 건축물 벽체에 고정되는 창틀 프레임으로 구성되며, 각 프레임은 다수의 프레임부재가 서로 연결되는 구조로서, 각 프레임부재의 연결부는 단열재로 이루어지고, 각 단열재에 인접한 각 프레임부재에는 공기 단열부가 구비되는 바, 각 프레임을 살펴 보면 다음과 같다.

설명하기에 앞서 용어 상의 혼동을 피하기 위하여 다음과 같이 정의 하기로 한다.

창문틀 및 창틀 프레임은 각각 수평한 상·하부 프레임부재와 좌·우 양 측면의 수직한 프레임부재가 사각형상으로 결합된 구조이며, 상·하·좌·우 네 프레임부재는 동일한 단면 구조를 갖는 바, 이하에서는 하부 프레임부재를 기준으로 하여 설명을 하기로 한다.

본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임을 구성하는 창문틀 프레임은, 공기가 채워지는 중공인 공기 단열부가 구비된 실외측 창문틀 프레임부재와, 단열재 충진부를 중심으로 그 양 측에 공기 단열부가 각각 구비된 실내측 창문틀 프레임부재 및 실내측 창문틀 프레임부재의 상면에 결합되는 내부 창문틀 프레임부재로 구성되며, 실외측 창문틀 프레임부재와 실내측 창문틀 프레임부재는 단열재에 의해 연결되고, 창문은, 상기 실외측 창문틀 프레임부재와 단열재의 상면에 직립한 상태에서, 실외측 창문틀 프레임부재의 실외측 단부에 직립한 고정리브와 내부 창문틀 프레임부재 사이에 고정 결합되는 구조이다.

이때, 상기 실내측 창문틀 프레임부재에 구비된 단열 충진부는, 내부 양 측면에 돌출된 보조리브를 제외하면 사각 단면 형상을 하며, 그 하판에는 길이 방향을 가로지르는 단열재 주입공이 관통 형성되고, 상판은 밀폐된 구조로서, 액상 또는 겔상의 단열재가 상기 단열 충진부에 주입된 후 경화하게 되는 바, 단열성을 더욱 향상시키기 위하여, 단열재가 경화한 후 상판의 길이 방향을 따라 상판의 일부를 완전히 분리 제거하여 상판이 두 부분으로 분리되도록 함으로써, 실내측 창문틀 프레임부재가 상기 단열 충진부에 의해 연결되는 구조로 하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 창문틀 프레임이 힌지 결합되는 창틀 프레임은, 각각 공기 단열부가 구비된 실외측 창틀 프레임부재와 중간 창틀 프레임부재 및 실내측 창틀 프레임부재로 구성되고, 각각의 프레임부재는 단열재에 의해 연결되며, 결합된 프레임부재의 상면에는 상기 창문틀 프레임과의 사이를 밀봉하는 역할을 수행하는 가스켓이 결합되는 구조이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은, 창문틀 및 창호 프레임 모두, 실외측으로부터 실내측으로, 공기 단열부→단열재→공기 단열부→단열재→공기단열부와 같이 3개층의 공기 단열부와 2개층의 단열재층이 교대로 수평 적층되는 구조를 갖게 되며, 이러한 공기 단열부와 단열재의 다중 적층 구조에 본 발명 슈퍼창용 이중단열 프레임의 기술적 특징이 있다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 슈퍼창용 이중단열 프레임의 정면도를, 도 2에 본 발명 일실시예 슈퍼창용 이중단열 프레임의 단면도를, 도 3에 본 발명 일실시예 슈퍼창용 이중단열 프레임의 부분 확대 단면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은, 실외에 접하며 공기가 채워지는 중공인 공기 단열부(A)가 구비되고, 실외측 단부에 창문(300)을 고정시키기 위한 고정리브(L1)가 직립 형성된 실외측 창문틀 프레임부재(110)와; 내부 양 측면에 보조리브(L2)가 각각 돌출되며, 하판(120A)의 길이 방향을 따라 단열재 주입공(H)이 형성된 사각 단면 형상의 단열재 충진부(I)를 중심으로 그 양 측에 공기 단열부(A)가 각각 구비된 실내측 창문틀 프레임부재(120)와; 상기 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 상면에 적층되며, 실외측 상단부가 창문(300)을 고정시키는 역할을 하는 내부 창문틀 프레임부재(130)와; 상기 실외측 창문틀 프레임부재(110)의 실내측 상·하단부와 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 실외측 상·하단부를 각각 연결하는 한 쌍의 단열재(140)로 구성된 창문틀 프레임(100)과:

실외에 접하며 공기가 채워지는 중공인 공기 단열부(A)가 구비되고, 실외측 단부에 상기 창문틀 프레임(100)의 실외측 하단부에 분리 가능하게 밀착되는 정지리브(L3)가 직립 형성된 실외측 창틀 프레임부재(210)와; 공기 단열부(A)가 각각 구비된 중간 창틀 프레임부재(220) 및 실내측 창틀 프레임부재(230)와; 상기 실외측 창틀 프레임부재(210)의 실내측 상·하단부와 중간 창틀 프레임부재(220)의 실외측 상·하단부 및 중간 창틀 프레임부재(220)의 실내측 상·하단부와 실내측 창틀 프레임부재(230)의 실외측 상·하단부를 각각 연결하는 한 쌍씩의 단열재(240)로 구성되며, 상기 창문틀 프레임(100)에 힌지 결합된 상태에서 건축물의 벽체에 고정 결합되는 창틀 프레임(200)으로 이루어진다.

이때, 상기 창틀 프레임(200)의 상면에 결합된 가스켓(G)은 창문틀 프레임(100)과 창틀 프레임(200)의 밀봉 상태를 추가적으로 보완하여 주기 위한 역할을 하며, 창틀 프레임(200)의 실외측 창틀 프레임부재(210) 정지리브(L3) 상단 내측 과, 창문틀 프레임(100)의 실내측 저면 하단부에도 창문틀 프레임(100)과 창틀 프레임(200) 사이의 밀봉을 위한 밀봉부재(S)가 결합된다.

그리고, 상기 창문틀 프레임(100) 중 실내측 창문틀 프레임부재(120)는, 그 중앙부의 단열재 충진부(I)에, 전술한 바와 같이, 액상 또는 겔상의 단열재를 충진한 후 경화시키는 방법으로 단열재가 충진되는 바, 상기 실내측 창문틀 프레임부재(120)를, 창틀 프레임(200)의 중간 창틀 프레임부재(220)와 실내측 창틀 프레임부재(230)와 같이 두 프레임부재로 분리한 후 단열재로 연결하는 구조로 할 수도 있다.

즉, 상기와 같은 구조에서는 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 상판(120B)을 통한 열전달이 가능하며, 이는 상판(120B)이 분리된 경우보다 큰 열손실을 초래할 수 있는 바, 단열재 충진부(I)에 채워진 단열재가 경화된 후 상판(120B) 중앙 일부(P)를 분리 제거함으로써, 상기 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 단열재 충진부(I) 중간이 분리된 상태에서 단열재로 연결되는 구조로 만드는 것이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 상판(120B)의 분리에 의해 실내측 창문틀 프레임부재(120)를 양 분하게 되는 경우, 그 내부 양 측면에 돌출시킨 보조리브(L2)에 의하여 단열재 충진부(I)에 충진되는 단열재와 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 연결 구조가 안정적인 형태를 가질 수 있게 된다.

또한, 창호 프레임의 단열성을 더욱 향상시키기 위하여 프레임부재와 프레임부재의 연결을 위하여 사용된 상·하 한 쌍의 단열재(140)(240)와 두 프레임부재(110과 120)(210과 220)(220과 230) 사이에 형성된 공간에 별도의 단열재를 추가로 충진하는 것도 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 슈퍼창용 이중단열 프레임은 창문틀 프레임과 창틀 프레임 각각에 다수의 공기 단열부와 단열재가 교대로 수평 적층되는 다중의 단열 구조를 가짐으로써, 벽체와 대등한 수준의 단열성을 갖게 되기 때문에 건축물의 창호를 통한 에너지 소비를 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (8)

1. 창문이 결합되는 창문틀 프레임과, 창문틀에 힌지 결합되며 건물 벽체에 고정되는 창틀 프레임으로 구성된 창호 프레임에 있어서,

   실외측에 공기 단열부(A)가 구비된 실외측 창문틀 프레임부재(110)와; 사각 단면 형상의 단열재 충진부(I)를 중심으로 그 양 측에 공기 단열부(A)가 각각 구비된 실내측 창문틀 프레임부재(120)와; 상기 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 상면에 적층되며, 실외측 상단부가 창문(300)을 고정시키는 역할을 하는 내부 창문틀 프레임부재(130)와; 상기 실외측 창문틀 프레임부재(110)의 실내측 상·하단부와 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 실외측 상·하단부를 각각 연결하는 한 쌍의 단열재(140)로 구성된 창문틀 프레임(100)과:

   실외측에 공기 단열부(A)가 구비된 실외측 창틀 프레임부재(210)와; 공기 단열부(A)가 각각 구비된 중간 창틀 프레임부재(220) 및 실내측 창틀 프레임부재(230)와; 상기 실외측 창틀 프레임부재(210)의 실내측 상·하단부와 중간 창틀 프레임부재(220)의 실외측 상·하단부 및 중간 창틀 프레임부재(220)의 실내측 상·하단부와 실내측 창틀 프레임부재(230)의 실외측 상·하단부를 각각 연결하는 한 쌍씩의 단열재(240)로 구성되며, 상기 창문틀 프레임(100)에 힌지 결합되는 창틀 프레임(200)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실외측 창문틀 프레임부재(110)의 실외측 단부에는 창문(300)을 고정시키기 위한 고정리브(L1)가 직립 형성된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
3. 제 1항에 있어서, 상기 실외측 창문틀 프레임부재(110)의 하판(120A)에는 길이 방향을 따라 단열재 주입공(H)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
4. 제 1항에 있어서, 상기 실외측 창문틀 프레임부재(110)의 상판(120B) 중앙 일부(P)는, 단열재 충진부(I)의 단열재가 주입 경화된 후 분리 제거된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
5. 제 1항에 있어서, 상기 실내측 창문틀 프레임부재(120)의 내부 양 측면에는 보조리브(L2)가 각각 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
6. 제 1항에 있어서, 실외측 창틀 프레임부재(210)의 실외측 단부에는 상기 창 문틀 프레임(100)의 실외측 하단부에 분리 가능하게 밀착되는 정지리브(L3)가 직립 형성된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
7. 제 1항에 있어서, 상기 창틀 프레임(200)의 상면에는 가스켓(G)이 결합된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.
8. 제 1항에 잇어서, 상기 상·하 한 쌍의 단열재(140)(240)와 두 프레임부재(110과 120)(210과 220)(220과 230) 사이에 형성된 공간에는 단열재를 부가적으로 충진 된 것을 특징으로 하는 슈퍼창용 이중단열 프레임.

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