KR20120040531A - 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물 및 진공단열패널의 설치방법 - Google Patents

단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물 및 진공단열패널의 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단열성이 우수한 진공단열패널을 단열재로 사용한 건축물 및 진공단열패널을 설치하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 건축물은 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 위치되어 있는 복수 개의 진공단열패널; 상기 진공단열패널의 전면과 배면에 위치되어 진공단열패널에 가해지는 충격을 완화시키는 완충재; 상기 단열공간형성체에 고정되어 있으며, 상기 진공단열패널과 완충재의 가장자리가 삽입되는 단열부재삽입홈이 형성되어 있어 진공단열패널과 진공단열패널 사이의 틈새를 차단하는 조이너;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 건축물은 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능이 확보되고 유지되는 특징이 있다.
본 발명의 진공패널 설치방법은, 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 단열부재삽입홈이 형성된 조이너를 고정하는 조이너설치단계; 및 상기 조이너설치단계를 통해 설치된 조이너의 단열부재삽입홈에 진공단열패널의 가장자리가 삽입되어 진공단열패널의 고정이 이루어지도록 하되 진공단열패널의 전면과 배면에 완충재가 위치된 상태로 고정되도록 하는 진공단열패널(20)고정단계;를 포함하여 구성된다.

Description

단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물 및 진공단열패널의 설치방법{THE STRUCTURE HAVING VACUUM INSULATION PANEL FOR INSULATION AND INSTALL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 단열성이 우수한 진공단열패널을 단열재로 사용한 건축물 및 진공단열패널을 설치하는 방법에 관한 것이다.
진공단열재(vacuum insulation)는 냉동기나 냉장고와 같은 가전 냉장기기의 에너지 효율 증진과 공간 절감을 위한 목적으로 사용되어 왔다.
이러한 진공단열재의 단열성능은 기존 단열재 보다 5?8배가 높아 제품의 크기를 작게 유지하며 높은 단열 성능을 유지하는데 유리하다.(진공단열패널(20)(vacuum insulation panel: VIP)은 기존의 무기질 단열재나 화학합성단열재에 비해 열전도율이 최대 10분의 1에 불과한 것으로 보고되고 있다.)
이와 같은 진공단열재가 우수한 단열성능을 가짐에 따라 건축물의 단열재로 사용하는 방안이 고려되기 시작하였다.
진공단열재를 사용하면 건물의 벽, 지붕, 바닥 등이 고효율의 단열성능을 갖도록 하면서도 공지의 다른 단열재를 사용하는 경우보다 얇은 단열층으로 구성하는 것이 가능하다.
최근 제로에너지, 그린, 탄소제로, 지속가능 등의 다양한 명칭이 부여된 건물이 다양하게 소개되고 있는데, 이는 건물에서 에너지 소비를 최소화하고 에너지를 생산하여 건물 자체적으로 에너지를 자립화하기 위한 노력의 일환이라고 할 수 있다.
이러한 건물을 위해서 에너지 손실을 최소화하고 단열을 보강하는 것이 매우 중요하기 때문에 단열성능이 매우 우수한 진공단열패널이 더욱 주목받고 있다.
그러나 진공단열패널을 건축물의 단열재로 사용하기에는 여러 가지 장애요인이 많아 상용화되지 못하고 있는 실정이었다.
구체적으로 설명하면, 진공단열패널은 특정 부분에서 손상이 발생되는 경우 진공손실이 발생되면서 단열성능이 매우 나빠지고 열관류율이 증가하는 문제점이 있는데 건축물에 시공하는 과정에서 충격을 받거나 사용상의 부주의로 인해 진공단열패널의 손상 가능성이 매우 높다는 것이었다.
또, 시공된 이후에 충격을 받아 손상됨으로써 단열성능이 매우 나빠질 수 있다는 문제점도 있었다.
또, 진공단열패널과 진공단열 패널 사이의 열교부위를 통한 열손실이 많은데 그 특성상 진공단열패널은 통상의 단열재보다 작은 크기로 생산되어 열교부위가 많이 발생된다는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능을 확보 및 유지할 수 있도록 하는 것이 가능한 진공단열패널의 설치방법 및 진공단열패널이 설치된 건축물을 제공하려는데 목적이 있다.
또, 열교부위를 통한 단열성능 저하를 최소화할 수 있는 진공단열패널의 시공방법을 제공하려는 목적도 갖는다.
본 발명에서는 단열공간을 형성하는 단열공간형성체에 조이너가 고정되어 있도록 하고, 상기 조이너의 단열부재설치홈에 진공단열패널의 가장자리가 삽입되어 고정되어 있도록 하되 진공단열패널에 가해지는 충격이 완화되어 진공단열패널의 손상이 방지되도록 진공단열패널의 전면과 배면에 완충재가 위치된 상태로 진공단열패널의 고정 이루어져 있도록 한다.
이를 통해 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능을 확보 및 유지할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 건축물은, 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체(벽형성체, 천정형성체, 바닥형성체 등) 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 위치되어 있는 복수 개의 진공단열패널을 갖는다.
또, 진공단열패널의 전면과 배면에 위치되어 진공단열패널에 가해지는 충격을 완화시키는 완충재를 갖는다.
또, 단열공간형성체에 고정되어 있으며, 상기 진공단열패널과 완충재의 가장자리가 삽입되는 단열부재삽입홈이 형성되어 있어 진공단열패널과 진공단열패널 사이의 틈새를 차단하는 조이너를 갖는다.
본 발명의 진공단열패널 설치방법은, 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 단열부재삽입홈이 형성된 조이너를 고정하는 조이너설치단계를 갖는다.
또, 조이너설치단계를 통해 설치된 조이너의 단열부재삽입홈에 진공단열패널의 가장자리가 삽입되어 진공단열패널의 고정이 이루어지도록 하되 진공단열패널에 가해지는 충격이 완화되도록 진공단열패널의 전면과 배면에 완충재가 위치된 상태로 고정되도록 하는 진공단열패널고정단계를 갖는다.
본 발명에서는 조이너에 형성된 단열부재삽입홈의 상단부나 하단부와 진공단열패널 사이에 폴리에틸렌 보온재가 채워져 있도록 하여 진공단열패널의 끝단면이 매끄럽지 못하여 발생될 수 있는 단열부재삽입홈과 진공단열패널과의 사이에 공간이 발생되지 않도록 함으로써 열교부위(진공단열패널과 진공단열패널의 사이)를 통한 단열성능 저하를 최소화할 수 있도록 한다.
본 발명의 건축물은, 단열공간을 형성하는 단열공간형성체에 조이너가 고정되어 있고, 상기 조이너의 단열부재설치홈에 진공단열패널의 가장자리가 삽입되어 고정되어 있되 진공단열패널에 가해지는 충격이 완화되어 진공단열패널의 손상이 방지되도록 진공단열패널의 전면과 배면에 완충재가 위치된 상태로 진공단열패널의 고정 이루어져 있어 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능이 확보되고 유지되는 특징이 있다.
또, 조이너에 형성된 단열부재삽입홈의 상단부나 하단부와 진공단열패널 사이에 폴리에틸렌 보온재가 채워져 있는 경우 진공단열패널의 끝단면이 매끄럽지 못하여 단열부재삽입홈과 진공단열패널 사이에 공간이 발생되는 문제점이 해소되어 즉, 공간 발생이 방지되어 열교부위(진공단열패널과 진공단열패널의 사이)를 통한 단열성능 저하가 방지된다.
본 발명의 진공단열패널 설치방법은, 단열공간형성체 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 조이너를 고정하는 조이너설치단계; 및 상기 조이너설치단계를 통해 설치된 조이너의 단열부재삽입홈에 진공단열패널의 가장자리가 삽입되어 진공단열패널의 고정이 이루어지도록 하는 진공단열패널고정단계를 포함하여 이루어지는 형태이기 때문에 진공단열패널의 시공이 매우 용이한 특징이 있다.
도 1은 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 본 발명의 건축물에서 진공단열패널의 설치형태를 설명하기 위해 진공단열패널이 설치된 벽의 측단면을 도시한 개략도
도 2는 복수 개의 진공단열패널이 벽에 설치된 상태에서 진공단열패널과 조이너의 배열구조를 표시하기 위해 벽의 일부를 절단한 정단면 개략도(실내에서 벽을 바라보는 형태)
도 3은 본 발명의 구성요소인 조이너에 형성된 단열부재삽입홈의 상단부나 하단부와 진공단열패널의 끝단면 사이에 발생될 수 있는 공간의 발생을 방지하는 보온재가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우의 단열성능 차이를 비교하기 위한 이미지
A : 보온재가 존재하지 않는 경우
B : 보온재가 존재하는 경우
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 단열을 위하여 진공단열패널(20)이 설치된 건축물 및 진공단열패널(20)의 설치방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 건축물은, 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체(10, 벽형성체, 바닥형성체, 천정형성체 등) 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방(실내 측)이나 후방(실외측)에 복수 개의 진공단열패널(20)이 위치되어 있는 형태가 된다.
첨부된 도면은 열교환이 이루어지는 부분의 전방(실내 측)에 단열공간형성체(10)가 위치된 구조이다.
그런데 본 발명은 시공과정이나 시공 후에 진공단열패널(20)의 손상이 최소화되어 우수한 단열성능을 확보 및 유지할 수 있도록 하는 것이 가능하도록 하려는 목적을 갖는다.
즉, 이미 설명한 바와 같이 진공단열패널(20)은 단열성능이 매우 우수하지만 부분적인 파손에 의해서도 진공상태가 해제되는 등의 이유로 단열성능이 매우 나빠질 수 있다.
따라서 진공단열패널(20)을 건축물에 설치함에 있어서는 진공단열패널(20)의 파손방지가 매우 중요한 것이다.
따라서 진공단열패널(20)의 설치과정을 단순화하여 설치과정에서 발생될 수 있는 파손발생률을 최소화할 필요성이 있고, 견고한 설치 상태가 유지될 뿐만 아니라 설치 후 외부로부터 가해지는 충격에도 파손이 발생되지 않도록 하는 것이 중요하다.
이러한 이유로 본 발명에서는, 진공단열패널(20)의 전면과 배면에 위치되어 진공단열패널(20)에 가해지는 충격을 완화시키는 완충재(30a, 30b)를 구비한다.
또, 단열공간형성체(10)에 고정되어 있으며, 상기 진공단열패널(20)과 완충재(30a, 30b)의 가장자리가 삽입되는 단열부재삽입홈(41)이 형성되어 있어 진공단열패널(20)과 진공단열패널(20) 사이의 틈새를 차단하는 조이너(40)를 구비한다.
이러한 구조는 시공이 매우 간편하여 진공단열패널(20)의 설치작업이 신속하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 견고한 설치가 가능하기 때문에 진공단열패널(20)에 충격이 가해질 수 있는 조건을 최소화 할 수 있다.
또, 외부로부터 진공단열패널(20)에 충격이 가해지더라도 진공단열패널(20)의 전면이나 배면에 위치된 완충재(30a, 30b)에 의해서 충격이 완화되므로 진공단열패널(20)에는 강한 충격이 가해지지 않아 진공단열패널(20)의 파손을 방지할 수 있다.
전술한 설명에서의 완충재(30a, 30b)로는 글라스울이나 스펀지 등 건축용으로 사용되는 공지의 다양한 완충재(30a, 30b)를 사용할 수 있다.
완충재(30a, 30b)의 가장자리는 첨부된 도면에서와 같이 조이너(40)의 단열부재삽입홈(41)에 밀착(완충재의 전면과 배면이 밀착)되는 상태로 삽입되어 흔들리지 않도록 하는 것이 좋다.
본 발명에 있어서, 조이너(40)에 형성된 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에는 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에 발생될 수 있는 공간의 발생을 방지하는 보온재(50)가 채워져 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 진공단열패널(20)의 끝단면은 매끄럽지 않기 때문에 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에는 공간이 발생될 있는데 이러한 공간이 발생되면 단열성능이 매우 저하된다.
따라서 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에는 공간이 발생되지 않도록 해야 하는 것이다.
이를 위한 상기의 보온재(50)로서 폴리에틸렌 보온재를 사용하는 것이 단열성능이 우수하여 바람직하다는 것을 실험을 통해 알 수 있었다.
또, 실리콘과 같이 초기에는 겔 상태이지만 시간이 경과되면 경화되는 보온재(50)를 사용하는 것이 작업이 용이하고 공간 발생 방지효과가 우수하여 바람직하다는 결론을 얻었다.
본 발명에 있어서, 진공단열패널(20)은 첨부된 도면에서와 같이 복수 개 겹쳐진 형태가 되도록 할 수도 있다.
첨부된 도면에서는 2개의 진공단열패널(20)이 겹쳐져 있다.
본 발명에 있어서, 첨부된 도면과 같이 조이너(40)가 단열공간형성체(10)에 고정되는 제1몸체(42)와 상기 제1몸체(42)에 분리, 결합되는 제2몸체(43)로 이루어져 있되 제1몸체(42)와 제2몸체(43)의 결합에 의해 단열부재삽입홈(41)이 형성되는 구조일 경우 완충재(30a, 30b)의 가장자리가 단열부재삽입홈(41)의 가장자리에 밀착되도록 하면서 설치하는 것이 용이하다.
상기와 같이 조이너(40)가 제1몸체(42)와 제2몸체(43)로 이루어진 것일 경우 제2몸체(43)의 일부가 상기 제1몸체(42)에 형성된 결합홈(42a)에 삽입되어 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
이는 제1몸체(42)와 제2몸체(43)의 결합과정에서 제2몸체(43)가 제1몸체(42) 위에 올려진 진공단열패널(20)이나 완충재(30a, 30b)에 영향을 미치지 않는다.
또, 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에 공간이 발생되는 것을 방지하기 위해 위치된 보온재(50)에 영향을 미치지 않기 때문이다.
상기와 같은 조이너(40)는 열전도율이 낮은 써모플라스틱을 사용하는 것이 바람직하였다.
상기 진공단열패널(20)의 전면에 위치된 완충재(30a)의 전면에는 석고보드(60)가 고정되어 있도록 할 수 있다.
즉, 석고보드(60)를 통해 단열대상공간의 벽, 천정, 바닥의 표면이 마감처리된 형태가 되도록 하는 것이다.
일반적으로 석고보드(60)를 설치할 때 타커(못 형태의 것)를 박아서 석고보드(60)를 고정하는데 본 발명에서의 조이너(40)가 써모플라스틱으로 구현된 경우에는 접착제를 통해 고정하는 것이 바람직하다.
이는 타커를 사용하여 고정할 경우 써모플라스틱이 깨지는 등 파손 발생률이 높기 때문이다.
본 발명의 진공단열패널(20)을 설치하는 방법은, 조이너설치단계와 진공단열패널고정단계를 갖는 형태이다.
상기 조이너설치단계는 단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체(10) 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 단열부재삽입홈(41)이 형성된 조이너(40)를 고정하는 단계이다.
또, 진공단열패널고정단계는 조이너설치단계를 통해 설치된 조이너(40)의 단열부재삽입홈(41)에 진공단열패널(20)의 가장자리가 삽입되어 진공단열패널(20)의 고정이 이루어지도록 하되 진공단열패널(20)에 가해지는 충격이 완화되도록 진공단열패널(20)의 전면과 배면에 완충재(30a, 30b)가 위치된 상태로 고정되도록 하는 단계이다.
본 발명의 건축물에 있어서, 조이너(40)의 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에 발생될 수 있는 공간의 발생을 방지하는 보온재(50)를 구비하는 구성에 대하여 설명한바 있다.
이러한 보온재(50)를 구비하는 구성을 위한 설치방법은, 상기 조이너(40)설치단계 후 단열부재삽입홈(41)의 하단부나 상단부에 보온재(50)를 위치시키는 공간방지보온재설치단계를 시행한 후 진공단열패널고정단계를 실시한다.
10. 단열공간형성체 20. 진공단열패널
30a, 30b. 완충재 40. 조이너
41. 단열부재삽입홈 42. 제1몸체
42a. 결합홈 43. 제2몸체
50. 보온재 60. 석고보드

Claims (7)

  1. 건축물에 있어서,
    단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체(10) 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 위치되어 있는 복수 개의 진공단열패널(20);
    상기 진공단열패널(20)의 전면과 배면에 위치되어 진공단열패널(20)에 가해지는 충격을 완화시키는 완충재(30a, 30b);
    상기 단열공간형성체(10)에 고정되어 있으며, 상기 진공단열패널(20)과 완충재(30a, 30b)의 가장자리가 삽입되는 단열부재삽입홈(41)이 형성되어 있어 진공단열패널(20)과 진공단열패널(20) 사이의 틈새를 차단하는 조이너(40);를 포함하여 구성된, 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조이너(40)에 형성된 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에는 단열부재삽입홈(41)의 상단부나 하단부와 진공단열패널(20)의 끝단면 사이에 발생될 수 있는 공간의 발생을 방지하는 보온재(50)가 채워져 있는 것을 특징으로 하는, 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조이너(40)는 단열공간형성체(10)에 고정되는 제1몸체(42)와 상기 제1몸체(42)에 분리, 결합되는 제2몸체(43)로 이루어져 있되 제1몸체(42)와 제2몸체(43)의 결합에 의해 단열부재삽입홈(41)이 형성되는 곳이고, 상기 제2몸체(43)의 일부가 상기 제1몸체(42)에 형성된 결합홈(42a)에 삽입되어 결합된 것을 특징으로 하는, 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공단열패널(20)의 전면에 위치된 완충재(30a)의 전면에는 석고보드(60)가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 완충재(30a, 30b)는 그라스울이고, 조이너(40)는 써모플라스틱인 것을 특징으로 하는, 단열을 위하여 진공단열패널이 설치된 건축물.
  6. 건축물의 단열을 위하여 진공단열패널을 설치하는 방법에 있어서,
    단열을 위한 공간을 형성하는 단열공간형성체(10) 중 외부와의 열교환이 이루어지는 부분의 전방이나 후방에 단열부재삽입홈(41)이 형성된 조이너(40)를 고정하는 조이너설치단계;
    상기 조이너설치단계를 통해 설치된 조이너(40)의 단열부재삽입홈(41)에 진공단열패널(20)의 가장자리가 삽입되어 진공단열패널(20)의 고정이 이루어지도록 하되 진공단열패널(20)에 가해지는 충격이 완화되도록 진공단열패널(20)의 전면과 배면에 완충재(30a, 30b)가 위치된 상태로 고정되도록 하는 진공단열패널(20)고정단계;를 포함하여 구성된, 진공단열패널의 설치방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 조이너설치단계 후 단열부재삽입홈(41)의 하단부나 상단부에 보온재(50)를 위치시키는 공간방지보온재설치단계를 시행한 후 진공단열패널고정단계를 실시하는 것을 특징으로 하는, 진공단열패널의 설치방법.
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