KR20130015697A - 조립식주택 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최적화된 강관 구조체와 콘넥터를 유니온 볼트로 간단하고 신속하게 누구나 쉽게 건물을 조립하여, 매우 저렴한 비용으로 건물을 건축할 수 있도록 대량생산한 모듈과 부품 즉 강관 프레임, W-링, Q-프로파일, 멀티레이어 하이브리드 판넥 벽과 천정, 지붕, 바닥 등을 구성하여 저렴한 비용으로 거물을 건축할 수 있도록 한 것이다.

Description

조립식주택{Fast and easy assembly pre-fabrication house}

본 발명은 모듈 단위의 부품과 모듈을 대량생산하여, 조립 현장에서 프레임 구조체를 용접이나 리베팅 등 전문가가 특수 장비나 설비를 사용하지 않고, 신속하고 정밀하게 주택을 조립하기 위한 것이다.

강관파이프와 강관 파이프를 육면체 또는 구형 콘넥터의 너트에 신속하고 견고하게 조립하기 위하여, 유니온 볼트와 W-링과 Q-프로파일, 멀티레이어 하이브리드 판넬 등을 조립하여, 전문기술이나 기능 없이 누구나, 특수한 도구나 연장이 없이, 신속하고 견고하고 저렴하게 건물을 조립할 수 있도록 한 것이다.

높이를 조절할 수 있는 주춧대에 콘넥터를 조립하고 유니온 볼트를 콘넥터에 조립한 후, 원형강관에 W-ring을 삽입하여 강관과 유니온볼트를 조립하고, 두번째 주춧대와 첫 번째 주춧대를 연결하고, Q-profile을 W-ring과 조립하여 두개 주춧대를 눈짐작 수평을 유지한 후, Q-profile의 한 레일의 양쪽 끝을 마개로 막고 잉크/물감을 희석한 물을 부어 수평을 육안으로 식별하여 두 주춧대의 사이의 수평을 볼트로 조절하여 수평을 맞춘다.

두번째 주춧대와 세번째 주춧대를 동일한 절차로 조립 조절하여 고르지 못한 지반의 높낮이를 주춧대를 조절하여 수평 작업을 완료한다.

강관파이프와 유니온 볼트를 통해 수직 기둥을 주춧대 위의 콘넥터에 조립하고 Q-프로파일을 조립하고, 같은 방법으로 보를 조립한 후, 멀티레이어 하이브리드 판넬을 외부에서 안쪽 방향으로 밀어 넣고 Q-프로파일에 잠금장치를 손으로 밀어 벽체를 조립하여 어떠한 도구나 특수 연장이 없이 외부 벽을 구성한 후 실내벽을 걸대에 걸어 실내벽을 마감한다.

전기배선과 바닥, 천정 등의 모든 조립공정에 특수한 도구나 연장 없이 레고블록보다 쉽게 신속하고 견고하게 조립하여 건물을 조립할 수 있도록 한 것이다.

근대 건물의 대부분이 조립식으로 건축하는데, 조립 방법과 단계에 따라 조립(건축) 현장에서 많은 인력과 시간이 필요하기 때문에 건축 비용 중 인건비가 차지하는 비중이 수십퍼센트에 달하고 있다.

일반적으로 건물을 건축하려면 설계 도면에 따라, 기초 공사를 하고, 철근 기반 시멘트와 모래 자갈 등을 거푸집의 모양에 따라 콘크리트 구조체를 만들거나 H형강 구조체를 크레인으로 위치시켜 조립하거나 목재로 기둥을 세우는 등 공정 절차에 따라, 오랜 기간이 소요되고, 각 공정별 많은 인력과 막대한 비용이 필요했다.

시멘트 양생 후, 시멘트가 굳을 때까지의 최소한의 시간이 필요하기 때문에 전문가에 의해서 건축하는데 최소한 수십일 이상 몇 달의 기간 동안 막대한 인력과 비용이 소요된다.

공정 절차에 따라 순차적으로 건축자재를 건축현장에 운반하고 현장에서 가공하여 외장 및 내장 공정에 따라 숙련공이 작업하는 등의 절차와 때문에 공정별로 숙련공이나 전문인력의 필요하고, 각 공정별 순서와 소요시간 때문에 막대한 시간과 인력이 필요한 만큼 비용이 소요될 수밖에 없다.

이러한 문제들을 해결하기 위하여 공장에서 미리 생산한 자재를 현장에서 조립하는 PC공법으로, 여러 건축현장에서 다양한 방법으로 적용하고 있으나, PC공법도 건축의 공정별 각 전문가만이 건축할 수 있을 뿐 비전문가 즉 일반인들은 주택용 건물을 건축하기 어렵다. 예를 들어 스틸하우스의 경우 철골을 용접하거나 리베팅하는 등 전문가가 없이 건물을 건축하는 것이 불가능했다.

본 발명은 상하수도와 같은 하부구조를 제외하고, 정화조 빗물탱크 등 기초공사 포함하여, 건축할 건물의 기초역할을 하는 주춧대 설치부터 수평작업의 절차와 기둥과 벽, 바닥, 천정, 전기 등의 모든 공정에 전문적인 기술이 없는 일반인 4명이 누구나 쉽고 빠르게(100평방미터 1층 집을 하루 이내에 조립) 특수한 도구나 연장이 없이 조립할 수 있도록 한 것이다.

원형강관과 원형강관을 용접하지 않고 구조체로 신속하게 조립하기 위해서 양방향 유니온 볼트를 구형콘넥터나 정육면체 콘넥터에 조립하여 기본적이고 최적화된 프레임을 구성하고, 바닥면의 하중을 보완하기 위해서 원형강관의 끝부분에 서브콘넥터를 통해 각형 강관을 원형강관을 병행 조립하여 벽하중은 원형강관이 바닥하중은 각형강관이 분담하는 구조로 최적 분산 구조로 조립한다.

원형강관으로 기본 프레임을 구성하고 벽체와 프레임을 경제적으로 신속하게 일반인이 조립하기 위해 W-링과 Q-profile을 특수한 도구나 연장없이 비전문가 즉, 일반인이 100평방미터 크기의 건물을 조립하는데 몇 시간 내에 가능하도록 한 것이다.

특수도구나 공구를 사용하지 않고 전문적인 기술이 없는 일반인이 건물을 신속고 견고하게 건축하기 위해서

1. 모든 모듈을 두 명이 손으로 들 수 있는 무게와 크기로 사전에 제작하여 조립 순서대로 포장하여 적재하고,

2, 조립순서도 매뉴얼그림이 안내하는 각 모듈의 모양과 번호와 색을 일반인이 육안으로 식별하여 번호대로 조립하도록 하며, 비전문가가 실수로 잘못 조립할 수 없도록 각 모듈의 번호와 색상, 모양을 매뉴얼의 순서와 일치시켜 조립한다.

3. 조립공정절차상 제일 마지막 단계에 사용할 부품으로 작업계단을 임시로 조립하여 기둥, 지붕 등 높은 곳의 조립공정을 일반인이 용이하게 할 수 있도록 하고 임시 작업 계단을 분해하여 바닥부분의 부품으로 사용한다.

4.. 일반인이 작업하기 어려운 수평작업 등의 절차가 건물의 조립순서에 포함되어 있고 수평이 맞지 않으면 수직도 맞지 않고 조립 자체가 불가능한 구조로 조립한다.

5. 여름과 겨울의 기온차가 심한 4계절 지역이나 극한 지역에 설치할 단열벽과 기온차가 거의 없는 열대 지역에 설치할 얇은 벽을 선택할 수 있는 Q-profile과 벽 결합 프로파일을 사용하며, 극저온 지역의 경우 Q-profile을 외부벽체가 감싸고 얇은벽을 이중으로 구성하여 냉기를 차단할 수도 있다.

6. 최적화된 견고한 구조체를 기반으로, 최소의 비전문인력이 최단기간에 최소 비용(조립기간과 인력을 최소화하여 기존 건축비용보다 획기적으로 개선하여 경제적)으로 대량 생산한 각 모듈을, 조립 지역의 기온 특성에 따라, 각 모듈을 구성하여 발명을 실시하기 위한 구체적인에 명시한 장치와 방법에 따라 미리 생산한 모듈과 부품을 조립한다.

본 발명의 조립식 주택은 주택공장에서 정형화된 모듈과 부품을 미리 생산하여 건축현장에서 최단기간에 건물을 건축할 수 있도록 한 것이다.

정형 모듈과 표준 부품을 대량 생산하여 1차적 비용을 절감하고, 조립 인력과 조립시간 관련 제 비용을 최소화시켜 일반적인 건축의 경우 인건비 x 작업일수 x 작업인수 등 인건비가 차지하는 비용이 40%이상을 상회하는 것을 1/10, 1/20 이하로 줄일 수 있도록 한 것이다.

특히 목수 등 전문가가 아닌 비전문 일반인이 특수한 장비나 도구 없이 모든 모듈을 두명이 충분히 들 수 있는 무게로 분산시키고, 세명이나 네명이 모든 공정의 조립을 할 수 있도록, 건축관련 전문지식이나 경험이 전혀 없는 일반인이 부품과 모듈의 색 순서와 번호 순서대로 매뉴얼이나 1장짜리 퀵 매뉴얼을 보면서 조립할 수 있다.

건물의 조립 뿐만이 아니라 전기 배선과 수도 배관 등도 전문 숙련도나 경험이 전혀 없는 일반인이 미리 제작해둔 배선 위치의 콘넥터를 손으로 조립할 수 있도록 모듈화 하여 실수로 잘못 조립할 수 없는 구조를 제공한다.

지붕이나 기둥 작업을 위한 사다리도 필요없이 임시 발판을 만들어 사용한 부품을 사용하고, 수평작업 등의 절차도 누구나 쉽게 할 수 있도록 하여 기존 건축의 일반적인 공정 개념을 초월하도록 개선할 수 있다.

마그네시아 섬유질 합성보드를 외벽체와 중간 벽체로 상자 모양으로 만들고 그 내부를 PU/우레아폼/거품유리 등을 조합한 방음 단열재로 채워서 열손실을 최소화하고 50dB 이상 소음을 차폐하고 견고하고, 안전하고, 결로를 방지하고 곰팡이가 발생할 수 없어 위생적이고, 쾌적한 친환경 건물을 경제적으로 조립할 수 있다.

도1-1은 소구경 원형강관과 유니온볼트와 육면체 콘넥터의 조립전 측면도
도1-2는 육면체 콘넥터에 유니온 볼트를 조립한 측면도
도1-3은 육면체 콘넥터에 유니온 볼트와 원형강관을 조립한 측면도
도2-1은 소구경 원형강관과 유니온 볼트와 구형 콘넥터의 조립전 측면도
도2-2은 구형 콘넥터에 유니온 볼트를 조립한 측면도
도2-3은 구형 콘넥터에 유니온 볼트와 원형강관을 조립한 측면도
도3-1은 대구경 원형강관과 유니온볼트와 육면체 콘넥터의 조립전 측면도
도3-2는 육면체 콘넥터에 유니온 볼트를 조립한 측면도
도3-3은 육면체 콘넥터에 유니온 볼트와 대구경 원형강관을 조립한 예
도4는 높이조절 주춧대 위에 원형강관으로 프레임을 구성한 예
도5는 원형강관의 길이가 길 경우 휨강도의 한계를 분산시킨 각형강관 서브콘넥터 결합구조의 일예
도6은 대구경 원형강간과 바닥하중 분산 각형강관을 결합하는 특수 유니온 볼트와 조립구조의 예
도7은 대구경 원형강관과 바닥하중 분산 각형강관을 조합하여 바닥의 하중과 벽체의 하중을 분산시킨 예
도8은 H형강과 본 발명의 원형강관조립공법을 조합하여 3층 이상의 고층건물을 실시 예
도9는 소구경 원형강관과 대구경 원형강관을 W-ring을 통해 Q-profile과 조립한 단면과 단열체 구조.
도10은 Q-profile과 벽체를 조립한 6종류의 예
10-1: 열대지역의 두께가 얇은(100mm) 벽
10-2: 중간두께(110mm) 벽
10-3: 한대지방의 두꺼운(120-130mm) 벽
10-4: 극한지역의 이중단열(180-200mm) 벽
10-5: 극한지역 이중단열 멱의 모서리 처리 실시예1
10-6: 극한지역 이중단열 멱의 모서리 처리 실시예2
도11: Q-profile 수직 수평 교차점 결속 및 대각선 보완 구조
도12: 벽체(실외벽 및 실내벽 세부구조
도13-1: 벽체모서리 고정장치 상세구조
도13-2: 벽체모서리 고정장치 벽체 내부 결속구조와 대각선 보강 예
도14: 실외벽체 및 실내벽체 이중 단열 및 방음구조
도15: 각형강관 임시 작업대 조립구조
도16: 주춧대와 원형강관 W-ring Q-profile을 이용한 수평식별 및 조절구조
도17: Q-profile 과 W-ring 조립용이 구조 결합 및 단열재
도18: 각 모듈 및 부품의 색 식별 라벨 및 번호체계와 매뉴얼 구조
도19: 설 하중 방지 눈녹임 지붕구조
도20: 벽체 내부 전기배선의 끝에 부착된 콘넥터 결합.
도21: 모듈과 부품의 포장 및 식별 방법.

과제의 해결 수단에서 설명한 바와 같이, 특수도구나 공구를 사용하지 않고 전문적인 기술이 없는 일반인이 건물을 신속고 견고하게 건축하기 위해서

1. 모든 모듈과 부품을 두 명이 손으로 들 수 있는 무게와 크기로 사전에 제작하여 조립 순서대로 부여한 번호아 용도별 색을 식별할 수 있도록 도21과 같이 포장 적재하고,

2, 조립순서도 매뉴얼의 조립도가 안내하는 각 모듈의 모양과 번호와 색을 일반인이 육안으로 식별하여 번호대로 조립하도록 하며, 비전문가가 실수로 잘못 조립할 수 없도록 각 모듈의 번호와 색상, 모양을 매뉴얼의 순서와 일치시켜 조립한다.

3. 일반인이 작업하기 어려운 수평작업 등의 절차가 건물의 조립순서에 포함되어 있고 수평이 맞지 않으면 수직도 맞지 않고 조립 자체가 불가능한 구조를 갖는다. 지반의 평탄도와 강도에 따라 턴버클로 일시적 불균형을 조절할 수도 있다.

4. 여름과 겨울의 기온차가 심한 4계절 지역이나 극한 지역에 설치할 단열벽과 기온차가 거의 없는 열대 지역에 설치할 얇은 벽을 선택할 수 있는 Q-profile과 벽 결합 프로파일을 사용하며, 극저온 지역의 경우 Q-profile을 외부벽체가 감싸고 얇은벽을 이중으로 구성하여 냉기를 차단할 수 있다.

5. 최적화된 견고한 구조체를 기반으로 최소의 비전문인력이 최단기간에 최소 비용(조립기간과 인력을 최소화하여 기존 건축비용보다 획기적으로 개선하여 경제적)으로 대량 생산한 각 모듈을 기온의 특성에 따라 각 모듈을 구성하여 발명을 실시하기 위한 구체적인에 명시한 장치와 방법에 따라 미리 생산한 모듈과 부품을 조립한다. -----------------------------------------검토완료------

1) 원형강관 구조체 조립: 콘넥터와 유니온볼트와 원형강관을 다음과 같이 제작하여 조립한다.

원형강관(5,10)과 원형강관(5,10)을 용접하지 않고 일반인이 신속하고 견고하게 조립하기 위해서, 원형강관(5,10)과 콘넥터(3A,3B)를 각각 반대 방향으로 회전하여 조립할 수 있는 유니온 볼트(7)의 볼트(1)를 파이프형 볼트/너트(2)에 관통시켜 정육면체 콘넥터(3A) 넛트(4)구멍에 조립하거나, 구체 콘넥터(3B) 넛트(4)구멍에 조립하고 볼트/너트(2)에 원형강관(5)을 조립하여 용접하지 않고 원형강관(5)을 콘넥터에 결합하고 원형강관의 반대측에도 콘넥터를 반복조립하여 원형강관과 원형강관을 조립한다.

2) 면적이 작은 단층 건물은 직경이 가느다란 원형강관(5)을 유니온 볼트(2)의 너트(8)에 조립하여 구조체를 구성하고, 2층이나 면적이 큰 컨물 건물은 직경이 굵은 원형강관(10)의 내부너트(12)에 유니온 볼트(11)를 조립하여 구조체를 구성한다.

3) 하중분산구조: 본 발명의 조립식 건물은 경제적인 최적화 구조를 위해 다음과 같은 분산 구조로 구현한다.

벽체하중(21)은 원형강관(5,10)으로, 바닥하중(23)은 각형강관(13)으로 각각 하중을 분산하여 조립한다.

4)콘넥터: 콘넥터는 다음과 같은 두종류의 콘넥터와 서브콘넥터를 목적에 따라 사용한다.

(1) 6개 너트구멍으로 구성된 정육면체 콘넥터(3A) :

가느다란 원형강관(5)과 조립할 때 사용하는 정육면체 콘넥터(3)는 정육면체 구조 때문에 유니온 볼트가 조립되는 피치수가 작아서 구형보다 약하다.

(2) 6개 너트구멍으로 구성된 구형 콘넥터(3B) :

굵은 원형강관(10)과 조립할 때 사용하는 구형 콘넥터(3B)는 구체구조 때문에 유니온 볼트가 조립되는 피치수가 정육면체보다 많아서 정육면체보다 강하다. 구체에 유니온 볼트의 평면이 조립되면 취약할 수 있어서 구체의 너트입구 주변을 평면으로 가공하여 유니온 볼트가 깊고 강하게 조립될 수 있다.

(3) 하부용 서브콘넥터(14): 도5와 같은 구조의 하부용 서브콘넥터는 가느다란 원형강관(5)의 길이가 길면 휨강도의 취약점 문제를 분산하여 바닥하중을 분산하기 위해 원형강관(5)의 끝부분에 걸쳐서 조립한다.

(4) 평형 서브콘넥터(17) : 도6과 같은 구조의 평형 서브콘넥터는 굵은 원형강관(10)의 바닥하중(23)을 분산하는 각형강관(13)을 특수 유니온볼트 (16+2)와 조립한 서브콘넥터(17)의 측면에 유니온볼트/너트(7)를 통해 각형강관(13)의 볼트(18)와 조립하여 바닥하중을 분담한다.

6. 조립순서: 조립 매뉴얼의 각 모듈별 도형별 번호와 색을 비전문가가 육안으로 식별하여 매뉴얼 번호 순서대로 조립한다.

예를 들어 1번 주춧대(66)의 라벨은 갈색 (바닥면에 관련된 모든 모듈의 라벨 색을 갈색 사용)으로 1번 콘넥터(3A,3B)도 갈색, 1번 유니온 볼트(7, 1+2)도 갈색, 1번 원형강관(5,10)의 볼트보호 마개도 갈색, 1번 Q-profile도 갈색으로 쉽게 식별할 수 있도록 한다. 나머지 절차는 각 모듈의 번호 순서대로 각각 조립한다,

조립전 임시도구 조립: 조립작업을 용이하게 할 수 있는 발판(도15)을 먼저 조립한다. 기둥 및 지붕 작업이 완료된 이후 발판을 분해하여 바닥 하중 분산용 4각 강관으로 사용한다.

수평작업: 1번 주춧대(66)와 2번 주춧대(66)에 콘넥터(3A,3B), 유니온볼트 (7), 원형강관(5,10), W-ring(27), Q-profile(25)을 도16과 같이 조립한 후, 잉크를 물에 섞은 액체를 마개(67)를 막은 홈에 부어 잉크색 농도로 기울어 짐(68)을 식별하며 주춧대(66)의 볼트를 회전(71)하여 높이(72)를 조절하여 수평을 맞춘다.

2번 주춧대와 3번 주춧대를 1,2번 주춧대 작업과 동일한 순서로 반복하여 모든 주춧대의 수평을 조절한다. 서브콘넥터(14,17)를 설치할 모서리에 사용될 유니온 볼트나 서브콘넥터의 번호와 두번째 색(갈색+적색)을 쉽게 식별할 수 있도록 표시한다. 각 모서리에 조립 그림 라벨을 부착하여 도움을 줄 수 있다,

(예를 들어 36평방미터 기준 약1시간 소요.)

기둥 및 보 작업: 각 주춧대(66,70)의 위에 조립된 콘넥터(3A,3B)에 오렌지색(수직기둥) 유니온볼트(7)를 조립하고, 오렌지색(기둥) 볼트 보호마개가 덮힌 강관에 표시된 위치에 W-ring을 번호순서에 따라 조립한다. 윗 강관(노랑색) 부분을 자모양으로 미리 조립한 후 주춧대 유니온 볼트와 조립하는 것을 선택할 수 있다.

윗 강관부분을 자로 조립하지 않고 수직강관(오렌지색)을 번호 순서대로 조립할 경우, 또는 윗 강관(노랑색) 부분을 자로 조립한 것 끼리 연결하는 작업을 할 때에도, 미리 조립해두었던 작업대(도15)에 올라서서 조립할 수도 있다.

1번부터 모든 수직강관(오렌지색)에는 최소 2개의 W-rind을 표시된 정 위치에 삽입해야 한다.

각 수직강관의 번호 순서에 따라 오렌지색 Q-profile을 매뉴얼 도면과 같이조립한다. (36평방미터 크기 수직 강관 및 상부 강관 Q-profile의 조립시간은 비전문가 4명 기준 약2시간으로 주춧대 수평 작업시간을 포한하여 총 3시간 소요)

지붕(녹색)구조판넬과 지붕 판넬을 매뉴얼 번호순서대로 조립한다.

지붕고정 장치(녹색)와 볼트를 순서대로 조립한다.

천정고정장치(청색)를 고정시킨다.

벽체(오렌지색)의 번호 순서대로 기둥에 조립한다.

창문(오렌지색)과 문(오렌지색)을 매뉴얼 도면 번호 순서대로 벽체의 위치에 조립한다.

각형강관(갈색)을 고정시키고 덱크플레이트(갈색)와 바닥보드(갈색)를 번호순서대로 조립한다.

천정(청색)보드를 조립한다.

실내 마감 및 싱크대 등의 추가 공정이 있는 경우 (보라색), (회색), (백색) 등의 색 순으로 라벨용지를 육안으로 식별하고 매뉴얼의 각 모듈의 번호 순서대로 조립한다.

3층 이상의 고층건물은 도8과 같이 H형강(24)을 크레인 등 특수 장비의 사용이 불가피하지만 층간 벽체의 조립은 H형강(24)과 원형강관(5,10)을 조합하여 하중을 분산시켜 건축하되 Q-profile 결합구조로 신속하게 시공할 수 있다.

W-ring: 원형강관(5,10)과 Q-profile은 도9의 W-ring을 통해 신속하게 조립할 수 있다.

Q-profile: 두 종류의 Q-profile(25, 26)의 조합에 의해 벽체와 결속시킬 수 있는데, 얇은 벽과 두꺼운 벽을 임의대로 선택 설계하여 건물을 조립할 수 있다.

도10, 도11과 같이 열대 지역의 건물은 9-1과 같이 두께가 얇은 실외벽 벽체(34+35+36)의 결속장치(39)를 Q-profile의 레일 홈(33)에 결속하고, 실내벽(37) 걸개(40)을 결속장치 위에 걸어서 실내벽을 구성하며 대리석 문양 등 실내마감재(38)를 공장에서 미리 조립한 실내벽체를 사용할 경우 빠르게 벽체의 조립을 완성할 수 있다.

실외벽체의 중간판(36)에 구멍을 뚫고 뒷면에 철판(41)을 대고 볼트(42)를 관통시켜 결속장치(36)의 고정장치(45)를 넛트(43)로 조립하면 철근으로 보강한 콘크리트 블록보다 견고한 벽체를 구성할 수 있다.

실외벽체의 단열재(35) 및 흡음재(35)를 거품유리 또는 PU(폴리우레탄) 등 사용목적과 용도에 따라 사용하되 두개 또는 세개 이상을 조합하여 하이브리드 벽체를 구성할 수 있다.

실외 벽체(34)의 외부 노출 부와 중간 벽체(36)는 예를 들어 마그네시아를 원료로 만든 벽체를 사용하거나 유사한 재료로 만든 벽체를 사용할 수도 있다.

도10은 극한지역에 이중단열구조1과 2와 3과 같은 구조로 실외벽과 실내벽을 조합구성하여 단열을 배가시키거나 소음차폐를 배가시켜 조립할 수 있는 예를 나타낸것으로 극한 지역의 경우 프로파일이 외부 냉기에 직접 노출되는 것을 방지하기 위하여 49,50 등 보조 결합장치를 통해 외벽으로 감쌀 수 있다.

도11은 Q-profile이 상호 수직수평 교차 조립되는 부분의 결속을 강화하기 위한 직각교차고정장치(52)를 나타낸 것이다. Q-Profile의 모서리 부문 레임홈에 직각교차고정장치(52)를 삽입하고 고정체(54)의 축(53)을 드라이버로 90도 회전하면 Q-profile의 레일홈 내부에서 고정체(54)가 결속(55)되어 수직 수평 직각으로 교체된 두개의 Q-profile 강력하게 결속된다.

강철선(75) 고정체(74)을 연결하여 직각교차 교정장치의 구멍을 통해 대각선 양끝을 결합하면 Q-profile이 강하게 결속되지만, 양 측 대각선을 강하게 당길 경우 W-ring와 결합으로 조립된 Q-profile 끝부분이 휘어질 수 있으므로 Q-profile의 단열체 삽입레일부분에 Q-프로파일 결합체(73)를 삽입하여 Q-profile의 끝부분이 휘어지는 것을 방지하여 강하게 결합할 수 있다.

직각교차 고정장치(52)를 외벽체와 실내벽 사이의 내부 대각선에 사용하면 구조체를 보강하는 목적 이외에 Q-profile 에 복층유리나 강화유리를 고정 시킬때도 유용하다.

도12는 실외벽을 Q-profile에 다른방법으로 고정하는 장치의 실시예를 나타낸 것이다.

마그네시아(산화마그네슘)와 섬유질을 합성한 보드를 실내(38) 실외(34) 및 중간벽 (36)으로 사용한 예로서, 외부 벽체(34)와 중간벽체(36)를 상자형태로 만들어 그 내부를 폴리우레탄(35)으로 채우거나 거품유리로 채워서 단열, 방음 등 사용목적에 따라 벽체를 구성한다.

외벽판넬의 중간벽(36) 내부를 관통하는 철판(41)과 결합된 볼트(42)를 프로파일 4각관(45)또는 소형강관(45)과 너트(43)로 조립하고 4각관 내부에 고정장치 (39)를 밀어넣은 채로 외부에서 벽을 실내방향으로 밀어넣고, Q-profile(25)의 5개 레일홈(29,30,31,32,33)중 한개 홈에 밀어넣었던 고정장치를 밀어넣고 고정장치의 볼트를 고정방향으로 회전하면 레일홈 내부의 양끝을 밀착시켜 고정장치가 견고하게 결합되어 벽체판넬을 Q-profile의 상하 좌우에 8개 위치에 견고하게 고정할 수 있다. 실내벽(38)의 걸개(40)를 4각관에 걸어서 실내벽을 조립할 수 있다.

도13-1은 중간벽 4개 모서리에 또 다른 고정장치(56)를 적용한 예로서, 수직, 수평으로 직각 교차하는 Q-profile을 직각으로 잡아주면서 벽체의 모서리를 Q-profoile과 강하게 결합해줄 수 있는 구조로 구성된다. 도12의 고정장치는 드라이버와 같은 도구가 필요하지만 도13 고정장치는 수직 레버(59)를 손으로 밀어 수평으로 젖히기만 하면 Q-profile의 레일홈 내부에서 빠져나올 수 없는 구조로 결합되는 구조로서 고정부(57,58) 레버(59,60)이 일체로 되어있고, 상하금속 덮개의 사이에 조립되어 있다.

이 모서리 고정장치(56)는 뒷면 철판(41)에 결합한 볼트(42)를 실외 벽체판넬의 중간벽을 관통하여 고정장치 구멍(42)을 통해 너트(43)로 벽체 판넬의 모서리에 고정하고, 외부에서 Q-profile에 끼워 넣을 때는 레버(59)가 세워져 있어서 간섭이 없이 누구나 쉽게 고정 시킬 수 있다.

수직상태의 레버(59)를 손으로 밀면 Q-profile 레일홈(29,30,31,32,33)중의 한개 레일홈 안으로 고정부(57)가 삽입되고, 수직레버(59)를 수평(60)으로 밀면 고정부(58)가 레일홈 내부 벽과 밀착 결합되어 강하게 조립된다.

도13-2와 같이 모서리 고정장치의 구멍(78)에 철판(75)이나 철사(75)를 대각선 방향으로 걸어 턴버클(Turn-buckle)(77)을 회전시키면 모서리 대각선의 고정장치가 서로 팽팽하게 당겨 4각 벽체의 구조를 강하게 결속할 수 있다.

도14는 실외벽체(34)와 실내벽체(38)의 단열과 방음 구조를 나타낸 것이다. 실외벽체와 실내벽체를 내부를 폴리우레탄(35)으로 채우거나 거품유리로 채운 벽체를 이중 단열과 차음 목적으로 사용할 수 있다.

실외에 노출되도록 조립된 Q-profile(26)은 동절기에 외부의 온도가 극저온일 경우 냉기가 전달되어 실내 벽에 결로가 발생할 수 있으므로, 외부 Q-profile(26)과 결합되는 Q-profile(25)사이에 열전달을 막을 수 있는 Pro-amid 등의 소재를 삽입하여 결로현상을 방지할 수 있다.

도17은 Q-profile을 W-ring 외부의 O형 돌출부(102)와 조립하기 위한 홈 레일(26의101)이 길기 때문에, Q-profile(26)을 조립할 때 W-ring을 긴 레일홈(101)에 끼운채로 2미터 이상을 이동시키기가 어려우므로, Q-profile(105)의 홈 모양 (101)과 미세한 공차로 W-ring(27)의 O형 돌출부(102) 외부 모양과 미세한 공차 간격으로 만든 QW결합단열체(100)를 Q-profile(105)의 레일홈(101)에 미리 끼워넣고, 원형강관(5,10)의 일정위치에 O-ring(103)이나 한쪽이 터진 원형관(106)의 탄성을 이용하여 벌려서 원형강관의 옆에서 밀어 넣고, W-ring을 위치시켜 Q-profile(105)을 W-ring(27)에 밀착시킨 상태에서, 결합단열체(100)를 W-ring(27)의 O형 돌출부(102)에 가볍게 밀어넣어 간단하고 신속하게 조립할 할 수 있다.

도19는 적설(눈이 쌓이는)하중을 견딜 수 있는 지붕의 구조를 나타낸 것으로 일반적으로 눈이 많이 오는 지역의 지붕은 경사각을 급하게 하여 적설하중을 분산하는 구조로 건물을 건축하는데, 조립식 주택의 급경사지붕(80, 81) 구조로 설계하는 경우 막대한 비용이 소요될 수 있으므로, 본 발명의 조립식 주택은 눈이 내리기 시작하면 눈을 감지하는 센서(88)가 눈을 감지하여 지붕 밑에 열선에 전류를 흘려 눈을 녹여서 적설 하중을 방지하는 구조를 채택한 것이다.

열선의 과열을 방지하기 위한 안전장치를 포함하는 것은 물론이지만, 눈이많이내려 전기공급이 끊긴 경우 적설량이 많으면 지붕이 하중을 견딜 수 없으므로 지붕(82)밑에 전열 장치 대신에 열전도율이 좋은 금속판(85)을 설치하고 히트파이프(86)를 통해 밑에서 전열장치(87)를 가열하여 지붕을 녹이기도 하지만 단전이 된 경우, 장작이나 다른 버너 등 다른 하이브리드 보일러(87)로 지붕을 가열하여 눈을 녹여 많은 적설에 대응할 수 있다.

도20은 벽체를 제작할 때 벽체 내부에 전기 배선을 위한 배관 및 전선을 구비하고 전선의 끝부분에 특수 컨넥터를 구비하여 스위치, 조명, 교류전원 아웃렛 등의 건물 내부에 필요한 모든 전기 공사를 전기 전문기술이 없어도 누구나 쉽게 조립할 수 있도록 한 예를 든 것이다.

1: 콘넥터 결합부 유니온 볼트 2: 강관 결합부 유니온 넛트/볼트
3A: 정6면체 콘넥터 3B: 구체 콘넥터
4: 유니온 볼트 결합 넛트구멍 5: 소형강관
6: 소구경강관 볼트 태핑 7: 양방향 독립 결속 유니온 볼트
8: 유니온 넛트 9: 콘넥터, 유니온 볼트 강관 조립 예
10: 대구경 강관 11: 유니온 볼트의 볼트 태핑부
12: 강관 내부 너트부 13: 각형강관
14: 각형 강관용 서브콘넥터1 15: Deck plate(철판 절곡 바닥판)
16: 서브콘넥터 전용 유니온 볼트2 17: 서브콘넥터2
18: 각형강관 결속볼트 19: 각형강관 결속볼트 내부구조
20: 각형강관 내부구조체 조립볼트 21: 원형강관 휨 하중
22: 각형강관 휩하중 23: 데크플레이트 하중
24: H형강 25: Q-profile 1 벽체결합부 단면
26: Q-profile 2 단면
27: W-ring(원형강관과 Q-profile결합)
28: 단열체(예 프로아미드) 29: Q-rofile 레일홈 #1
30: Q-rofile 레일홈 #2 31: Q-rofile 레일홈 #3
32: Q-rofile 레일홈 #4 33: Q-rofile 레일홈 #5
34: Q-profile 외벽덮개 35: 외벽체 단열 방음 PU
36: 실외벽판넬 중간벽보드 37: 실내벽체
38: 실내벽체 마감재(벽지/대리석 문양 등)
39: 벽체 고정장치 40: 실내벽체 걸개1
41: 실외벽체 내부 금속판 42: 실외벽체 고정장치 결속볼트
43: 실외벽체 고정장치 결속 넛트 44: 실내벽체 걸개2
45: 고정장치 결합 4각 강관 46: Q-profile 실외벽체 스페이서
47: 실내벽체 걸개3 48: 실내벽체 이중 단열 방음체
49: 극저온 지역 덮개 벽체 50: 극저온 지역 모서리 덮개
51: 모서리 처리 다른 실시예
52: Q-profile 수직, 수평 교차 모서리 모서리 홈레일 고정장치
53: 고정장치 고정 볼트 54: 고정장치 고정체
55: 고정장치 고정체 고정위치 56: 모서리 고정장치
57: 모서리 고정장치 고정부 삽입전
58: 모서리 고정장치 고정부 삽입후 결속 구조
59: 모서리 고정장치 삽입전 레버상태 (수직)
60: 모서리 고정장치 삽입후 레버상태 (수평)
61: 작업대 발판 4각 강관 임시조립 고정장치
62: 작업대 발판 4각 강관 임시조립 직각 고정장치
63: 작업대 발판 조립용 4각 강관 결속 구조체
64: 작업대 발판 조립용 4각 강관 결속 구조 부품
65: 작업대 발판 조립용 4각 강관 결속 볼트
66: 작업대 발판 조립용 4각 강관 결속 구조체 고정 볼트
67: Q-profile 레일홈 양끝 고무마개(수평 식별 액체용)
68: 수평이 맞지않아 기울어진 Q-profile 레일홈 수평식별 액체
69: 수평으로 조절된 Q-profile 레일홈 수평식별 액체
70: 낮은 지반에 위치한 주춧대 71: 주춧대 넛트 회전
72: 주춧대 높이 조절 73: Q-profile 결속체
74: 강철선 끝매듭 고정장치 75: 강철선
76: 모서리 고정장치 강철선 결속 구멍
77: 모서리 고정장치 강철선 상호 당김 턴버클
78: 벽체 모서리 고정장치 강철선 연결 구멍
79: 백체 내부 대각선 결속 강철선/ 철판
80: 적설량이 많은 지역의 경사가 급한 지붕
81: 적설량이 작은 지역의 경사각이 완만한 지붕
82: 눈녹임 열선 적설방지 지붕 83: 지붕 밑 눈녹임 열선
84: 적설방지 센서 및 눈녹임 열선 제어회로
85: 폴라리스 금속판 86: 히트파이프
87: 전기 가스 장작 겸용 정전대비 하이브리드 보일러
88: 온도센서, 눈감지 광학센서, 눈무게 측정 등 적설센서
100: Q-profile과 W-ring 용이조립 및 신속조립 단열결합체
101: W-ring O형 돌출부 결합 Q-profile레일홈
102: W-ring O형 돌출부
103: 강관에 W-ring 위치고정 O 링
104: Q-profile 측면 단열체 삽입 및 Q-profile 결합체 레일홈
105: 신속결합구조 기둥용 Q-profile 2
106: 신속결합구조 벽체 결합용 Q-profile 1
107: 전기배선용 콘넥터
108: 포장 및 적재 완충재
109: 육안색식별번호 및 타임스탬프바코드
110: 모듈단위 색식별번호 라벨
111: 부품 완충재박스
112: 앤스토어/앱서비스서버
113: 스마트폰 전자매뉴얼 다운로드 및 사용방법 안내 등 서비스

Claims (12)

1. 원형강관과 원형강관을 용접하지 않고 양방향 독립결속 유니온 볼트와 육면체 또는 구형 콘넥터의 6개 너트구멍에 조립하여 프레임 구조체를 구성하고, 원형강관의 외경에 일정간격으로 W-링을 삽입하고 두종류의 Q-Profile을 조합 기둥/보 등을 구성, W-링 O형 돌출부 외경과 Q-프로파일 레일홈 내경의 조립 공차 범위 단열 결합체로 신속하고 쉽게 조립할 수 있는 구조로 비전문가가 건물, 벽체 등을 조립하여 건물을 최단 기간 내 조립할 수 있는 최적화된 조립식 건축.
2. 휨하중을 각형강관을 통해 바닥체 하중을 분산시켜 원형강관의 신속 용이한 조립성과의 조합에 의해 강관을 용접하지 않고 양방향 독립결속 유니온 볼트와 육면체 또는 구형 콘넥터의 6개 너트구멍에 조립하여 원형강관 프레임 구조체를 신속하고 용이하게 조립하도록 하고 각형강관으로 하중을 분산시켜 최적화된 건식 조립식 건축.
   대구경 원형 강관과 소구경 원형 강관, 그리고 각형강관을 호환성있게 선택적으로 조합하여 사용할 수 있는 유니온 볼트/너트와 강관 볼트/너트구조.
3. 건물 중심부에 주춧대를 놓고 콘넥터, 유니온 볼트, W-링을 삽입한 원형강관을 통해 또 하나의 주춧대를 놓고 그 위에 레일홈 양끝을 고무마개로 막은 Q-프로파일을 조립하고 희석잉크나 부동액을 부어 수평을 식별하며 주춧대의 높이를 수평으로 조절하는 조립식 주택의 구조와 공정.
4. 주춧대 바닥, 기둥, 보, 지붕 천정 등의 각 부품과 모듈을 두명이서 운반하기에 적절한 단위로 완충재로 격리 포장하고 적재하기에도 좋도록 하며 육안으로 식별하기 용이하한 색식별 라벨을 인쇄/부착하여 번호 순서대로 조립하는 조립식 건축용 부품과 모듈의 포장 및 식별방법.
   각 부품과 모듈의 라벨에 부착/인쇄한 바코드를 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 케메라로 인식하면 대표바코드로 전체 부품목록을 확인하고 부품 설명 및 조립방법 등 을 안내해주는 전자 조립 매뉴얼 시스템.
5. 원형강관의 휨하중을 H형강으로 분산시켜 3층 이상의 고층건물을 신속하게 조립할 수 있는 구조.
6. Q-프로파일의 벽조립 측면에 5개 이상의 레일홈을 구비하여 벽체의 결속 위치를 선택하여 한개 이상의 단열 방음벽을 조합하여 두께를 선택시공할 수 있는 구조와 모서리 마감구조.
7. Q-프로파일과 Q-프로파일이 조합되는 면에 레일홈을 구비하여 이 레일홈에 단열수지를 삽입하여 외부의 온도를 차단하는 구조와 레일홈 끼리 결속하는 쐐기.
8. 외벽체의 중간벽 내부에 철판을 구비하여 중간벽을 관통하는 볼트로 고정장치를 결속하는 벽체고정구조와 Q-프로파일의 레일홈 내부로 밀어 넣어 회전시키는 고정장치를 벽체의 네 모서리에 구비한 벽체고정구조, 이 벽체고정장치 대각선 모서리 끼리 턴버클 트러스 구조로 강화한 벽체구조.
   중간벽의 실내측에 실내벽을 걸어 고정시키는 실내벽 조립구조.
9. 벽과 벽사이에 양방향 레일홈을 구비한 C-프로파일을 구비하여 Q-프로파일과의 조합으로 실외벽체와 조립할 프레임을 구성하고, 프레임 네개 모서리 직각 교차 부위와 일치하는 수직 수평 2개 동시 슬라이드 고정장치를 벽체 네개 모서리에 고정하여, Q/C프로파일의 레일홈 내부로 고정부를 밀어넣고 손으로 레버를 젖히면 조립되는 벽체 고정구조와 방법. 이 벽체 고정장치 내부에 X자 강철선이나 철판을 턴버클로 구성한 벽체 강화 구조.
10. 수직 수평으로 교차하는 Q-프로파일의 모서리 레일홈 내부에 직각 교차 고정 장치를 구비하여 Q-프로파일의 정밀 결속력을 높이고 강화유리 겹층유리 진공차폐유리 등의 조립을 용이하도록 한 또 다른 고정장치.
11. 바닥하중 분산용 사각강관을 콘넥터를 이용하여 임시 작업 계단으로 조립하여 높이가 높은 기둥, 보 지붕 등의 부위를 조립한 후, 해체하여 부품과 모듈을 사용하는 구조와 방법.
12. 지붕의 방수층 위에 열전도성이 좋은 박막을 구성하여 건물하부에 전기 또는 기타 열원 하이브리드 보일러의 열을 히트파이프를 통해 열전도성 박막에 전달하여 지붕에 눈이 쌓이는 것을 방지하는 구조.
    온도, 빛차단 센서, 무게 등을 조합하여 눈이 쌓임을 감지하는 센서와 센서에서 검출된 신호로 전열기를 구동하여 눈을 녹일 수 있는 장치.
    

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