KR20140019693A - 친환경 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 스티로폼과 같은 화학적 단열재를 대신에 내벽과 외벽 사이의 공간에 물을 배합하지 않은 건식 황토조성물을 충진하여 시공이 간단하고 빠르며 천연재료들만을 이용하여 주거환경을 개선할 수 있는 친환경적인 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 황토 단열 벽체는 내벽과, 내벽과 이격되어 상기 내벽의 바깥에 배치되는 외벽과, 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 충진시켜 형성한 단열층을 구비하고, 상기 건식 황토조성물은 황토, 소금, 숯을 혼합한 것이다.
본 발명의 친환경 황토 단열 벽체는 내벽과, 내벽과 이격되어 상기 내벽의 바깥에 배치되는 외벽과, 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 충진시켜 형성한 단열층을 구비하고, 상기 건식 황토조성물은 황토, 소금, 숯을 혼합한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 스티로폼과 같은 화학적 단열재를 대신에 내벽과 외벽 사이의 공간에 물을 배합하지 않은 건식 황토조성물을 충진하여 시공이 간단하고 빠르며 천연재료들만을 이용하여 주거환경을 개선할 수 있는 친환경적인 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 단열, 차음 등의 효과를 위해 건축 구조물의 벽체의 내부에 단열재를 시공하고 있다.
단열재는 일정한 온도가 유지되도록 하려는 부분의 바깥쪽을 피복하여 외부로의 열손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 재료를 말하는 것으로, 내화 단열재와 같은 공업용이 아닌 건축 구조물에 대한 단열로 사용되는 것으로는 석면, 유리솜, 발포 폴리스티렌, 우레탄폼과 같은 발포 제품 등이 사용되고 있다.
여러 종류의 단열재들 중에서 저렴하고 가벼워 일반 건축물의 단열재로 많이 사용되고 있으며 '스티로폼'으로도 불리우는 발포 폴리스티렌은, 폴리스티렌을 발포제의 작용으로 팽창시킨 것으로, 희고 가벼우며, 내수성·단열성·방음성·완충성 등이 우수하여 건축물의 단열재뿐 아니라 각종 운송용 포장재로도 널리 사용되고 있으나, 화재 발생시 유독가스를 방출하고 이 가스를 흡입시 인체에 치명적 일 뿐 아니라, 폐기시 자연적인 분해가 어렵기 때문에 심각한 환경오염을 초래하게 되는 문제가 있다.
또한, 유리솜이나 석면 등은 위생상으로 볼 때 침상입자의 자극으로 피부에 유해한 문제점이 있다. 무기질 재료의 대표적인 단열재인 석면은 단열재 외에도 석면 슬레이트 등의 건축자재, 브레이크 라이닝용 등 다양하게 사용되고 있으나, 석면 가루가 인체에 흡수되어 축적되는 경우 진폐증을 유발시키는 치명적인 단점을 가지고 있어 그 사용 용도가 점차 제한되고 있으며, 암면은 암을 유발하는 성분을 포함하고 유리섬유의 경우는 인체에 흡입시 심장에 치명적인 손상을 일으키는 것으로 알려지는 등 종래의 일반적인 단열재들은 많은 문제점들을 가지고 있다.
상기와 같은 종래 단열재들의 문제점을 해결하기 위하여 환경친화적인 황토나 폐지 등을 사용한 단열재들이 개발되고 있다. 특히, 황토 소재는 주택의 환경 친화적인 건축재료로 주목받고 있다.
대한민국 공개특허 제2009-0130711호에는 건축용 단열패널과 그 제조방법 이를 이용한 벽체 시공방법이 개시되어 있다.
상기 개시된 벽체 시공방법은 외곽 틀을 이루는 프레임, 상기 프레임 내의 중공부에 충전되어 양쪽의 외벽면층을 이루는 황토몰탈, 상기 황토몰탈의 내부에 배열되어 이종의 단열층을 형성하는 대나무숯, 상기 황토몰탈과 대나무숯의 이종재질층 간에 상호 긴밀한 결합력을 갖도록 상기 황토몰탈과 대나무숯 사이에 개재되는 적어도 1층 이상의 리브라스로 이루어진 단열패널을 제조한 후 단열패널의 일측 모서리 변부가 건축물 골조 보의 걸림턱에 걸리도록 입설시키는 단계, 상기 단열패널의 둘레를 따라 방수재를 도포하여 밀봉하는 단계, 상기 단열패널의 외측 둘레를 따라 고정대를 덧대어 고정하는 단계를 포함한다.
이와 같이 종래의 기술은 단열패널의 제조시 황토에 물을 가하여 반죽한 황토몰탈을 이용하는 데, 이는 기공률을 낮춰 단열성을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 황토에 물을 가하여 반죽하므로 공정이 복잡하고 시공시간이 길다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 벽체의 내벽과 외벽 사이의 공간에 물을 배합하지 않은 건식 황토조성물을 충진하여 단열성이 우수하며 시공이 간단하고 빠른 친환경적인 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 황토 단열 벽체는 내벽과; 상기 내벽과 이격되어 상기 내벽의 바깥에 배치되는 외벽과; 상기 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 충진시켜 형성한 단열층;을 구비하고, 상기 건식 황토조성물은 황토, 소금, 숯을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 건식 황토조성물은 솔잎, 쑥, 볏짚 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 혼합한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 황토 단열 벽체의 시공방법은 황토를 건조시켜 함수율을 3 내지 9중량%로 조절하는 건조단계와; 상기 건조된 황토를 3 내지 5mm 입도크기로 선별하는 선별단계와; 상기 선별된 황토에 소금, 숯을 혼합하여 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 수득하는 혼합단계와; 상기 건식 황토조성물을 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 충진하는 충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 숯은 내부의 다공조직에 편백추출물이 침투된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 벽체의 내벽과 외벽 사이의 공간에 물을 배합하지 않은 건식 황토조성물을 충진하여 단열성이 우수하며 시공이 간단하고 빠르다.
또한, 단열층이 황토, 소금, 숯 등의 천연재료로만 이루어져 친환경적이어서 주건환경을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 황토 단열벽체의 절개 사시도이고,
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 황토 단열 벽체를 각각 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 황토 단열 벽체를 각각 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 황토 단열 벽체 및 이의 시공방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 황토 단열벽체(10)는 건축 구조물, 특히 주택의 벽면을 이루는 것으로서, 일 실시 예에 따른 황토 단열 벽체(10)는 크게 내벽(13)과, 외벽(11), 단열층(15)을 구비한다.
외벽(11)은 내벽(13)과 이격되어 내벽(13)의 바깥에 배치된다. 외벽(11)과 내벽(13) 사이의 빈 공간, 즉 중공부에는 단열층(15)이 형성된다.
외벽(11)과 내벽(13)은 다양한 소재로 형성될 수 있다. 가령, 도시된 바와 같이 외벽(11)과 내벽(13)은 목재로 형성될 수 있다. 이와 달리 도 2에 도시된 바와 같이 황토 단열벽체(20)의 외벽(21)은 벽돌로, 내벽(23)은 목재로 형성될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 황토 단열벽체(30)는 외벽(31)과 내벽(33) 모두 벽돌을 적층하여 형성할 수 있음은 물론이다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 황토 단열벽체(40)는 외벽(41)은 콘크리트로, 내벽(33)은 목재로 형성될 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 황토 단열벽체(50)는 외벽(51)은 콘크리트로, 내벽(53)은 벽돌을 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 외벽(51)과 내벽(53)은 흙벽으로 이루어질 수 있고, 그 외에도 다양한 소재로 형성될 수 있음은 물론이다.
단열층(15)은 내벽(13)과 외벽(11) 사이에 형성된 중공부에 형성된다. 단열층(15)은 중공부에 건식 황토조성물을 충진시켜 형성한다. 본 발명에서는 단열층(15)을 형성하기 위한 소재로 건식 황토 조성물을 이용한다.
건식 황토 조성물은 물이 전혀 첨가되지 않은 분말 형태로 이루어진다. 이는 물을 첨가하여 재료들을 반죽하여 만든 습식 황토 모르타르와 차별된다. 본 발명에 적용된 건식 황토 조성물은 분말 형태의 황토, 소금, 숯을 혼합하여 조성한다.
건식 황토 조성물의 주재료인 황토는 탄산칼슘(CaCO3), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3 ), 철분, 마그네슘(Mg) ,나트륨(Na), 칼리(K2O) 등을 포함하며 주로 0.05~0.01mm 실트(silt) 입자로 구성된 황색의 광물질이다. 황토는 여러 가지 효능을 가지며, 대표적으로 원적외선 방출과 습도 조절 능력 그리고 정화능력을 들 수 있다. 황토의 원적외선은 인체의 신진대사를 원활히 하여 혈액순환에 효과가 좋고 살균 효과와 독성 제거 능력이 뛰어나며 유해 물질을 중화시키는데 탁월하고 황토의 특유에 벌집 구조체로 정화, 탈취 능력이 뛰어나다. 또한, 시멘트 독성 등을 중화시키는 작용을 한다. 특히, 분말 형태의 황토는 습도를 적절하게 유지하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있다.
그리고 숯은 공기의 공급을 차단하고 목재를 가열하거나 또는 공기가 희박한 상태로 가열하였을 때 생기는 고체생성물로, 목탄(木炭)이라고도 한다. 재료로는 일반적으로 재질이 단단한 나무가 사용되며, 참나무류(갈참나무, 굴참나무, 물참나무, 줄참나무 등)가 주로 사용된다. 숯은 흡착력과 정화력, 탈취력이 뛰어 날뿐 아니라 원적외선 발생, 미네랄 공급, 정화작용, 항균작용과 항곰팡이 작용 등이 있는 것으로 알려져 있다. 특히, 숯은 무수한 기공이 표면 및 내부에 형성된 다공질 구조를 갖기 때문에 단열, 차음 등의 효과가 있어 단열재의 재료로 우수하다.
그리고 소금은 원적외선을 방출함으로써 혈액순환을 촉진하고, 해독작용 및 살균효과가 뛰어나며, 독소가 제거 및 세균의 번식을 억제할 수 있다.
상술한 황토, 숯, 소금을 혼합하여 분말 형태로 이루어진 건식 황토조성물은 천연의 재료로만 이루어져 친환경적이고 단열성이 우수하며 시공이 간단하고 빠르다는 장점을 갖는다. 특히, 물을 가하지 않은 건식 황토 조성물은 입자들 사이에 많은 공극을 가지고 있어 열 전도율이 낮아 단열 효과를 향상시킬 수 있다.
건식 황토조성물은 일 예로 황토 100중량부에 대하여 숯 2 내지 10중량부와, 소금 1 내지 5중량부를 혼합하여 조성할 수 있다. 건식황토조성물의 다른 예로 솔잎, 쑥, 볏짚 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 더 혼합될 수 있다. 가령, 황토 100중량부에 대하여 숯 2 내지 10중량부와, 소금 1 내지 5중량부, 솔잎, 쑥, 볏짚 중에서 선택된 적어도 어느 하나 2 내지 10중량부를 혼합할 수 있다. 솔잎, 쑥, 볏짚은 건조시킨 후 잘게 잘라 이용한다. 솔잎과 쑥은 살균력을 증대시키고, 볏짚은 기공성을 향상시킨다.
이하, 상술한 건식 황토 조성물을 이용한 친환경 황토 단열 벽체의 시공방법에 대하여 설명한다.
먼저, 채취한 황토를 건조시켜 황토 내의 수분을 제거하는 건조단계를 수행한다. 건조 방식으로 자연건조 또는 열풍 건조 방식을 적용할 수 있다. 건조된 황토는 함수율 10중량%미만, 가령, 3 내지 9중량%인 것이 바람직하다.
다음으로, 건조된 황토를 선별하여 작은 입자들만 선별한다. 건조과정에서 황토입자들이 뭉쳐져 덩어리로 형성된 것은 분쇄한 후 선별한다. 선별은 기계화된 선별기나 체를 이용하여 선별할 수 있다. 선별단계에서 약 3 내지 5mm 입도크기의 황토를 선별한다.
그리고 선별된 황토에 소금, 숯을 혼합하는 혼합단계를 수행한다. 소금으로 가공되지 않은 천일염 또는 800 내지 1000℃의 고온에서 소성한 천일염을 이용할 수 있다. 천일염은 필요에 따라 미세하게 분쇄하여 분말화하는 과정을 거칠 수 있다. 숯은 참숯을 사용하는 것이 바람직하다. 숯은 미세하게 분쇄한 분말 형태 또는 덩어리 형태로 이용할 수 있다.
상기 재료들을 혼합하여 건식 황토조성물을 준비한다. 건식 황토조성물은 일 예로 황토 100중량부에 대하여 숯 2 내지 10중량부와, 소금 1 내지 5중량부의 비율로 혼합된다.
다음으로, 준비된 건식 황토조성물을 내벽(13)과 외벽(11) 사이에 형성된 중공부에 충진하는 충진단계를 수행한다. 충진단계를 통해 내벽(13)과 외벽(11) 사이에 단열층(15)을 형성함으로써 친환경 황토 단열 벽체(10)를 시공할 수 있다.
본 발명은 내벽(13)과 외벽(11) 사이에 황토, 숯, 소금을 혼합한 건식 황토조성물을 충진하여 단열벽체(10)를 형성하므로 습식의 황토모르타르에 비해 취급이 간편하며 시공이 매우 간단하고 빠르다는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로 숯의 기능성을 향상시키기 위해 상기 혼합단계에서 사용되는 숯에 편백추출물을 침투시키는 공정을 더 수행할 수 있다. 가령, 액상의 편백추출물을 숯에 도포하여 숯의 내부 다공조직에 편백추출물이 침투시킨다. 숯의 다공조직에 침투된 편백추출물은 서서히 외부로 방출되면서 건식 황토 조성물의 항균성을 크게 증대시킬 수 있다. 편백추출물은 편백나무(chamaecyparis obtusa)의 잎 및 줄기, 가지 등을 이용하여 다양한 방법으로 추출이 가능하다. 일 예로 통상적인 수증기 증류법을 이용하여 정유(essential oil)의 형태로 추출할 수 있다. 또한, 편백추출물은 시중에서 시판중인 제품을 구입하여 이용할 수 있다.
이와 같이 편백추출물이 침투된 숯은 황토, 소금과 혼합하여 건식 황토조성물을 준비하고, 준비된 건식 황토조성물은 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 충진하여 친환경 황토 단열 벽체를 시공한다.
한편, 도 2 내지 도 5에서 미설명 부호 25, 35, 45, 55는 단열층을 가리킨다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 황토 단열벽체 11: 외벽
13: 내벽 15: 단열층
13: 내벽 15: 단열층
Claims (4)
- 내벽과;
상기 내벽과 이격되어 상기 내벽의 바깥에 배치되는 외벽과;
상기 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 충진시켜 형성한 단열층;을 구비하고,
상기 건식 황토조성물은 황토, 소금, 숯을 혼합한 것을 특징으로 하는 친환경 황토 단열 벽체. - 제 1항에 있어서, 상기 건식 황토조성물은 솔잎, 쑥, 볏짚 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 더 혼합한 것을 특징으로 하는 친환경 황토 단열 벽체.
- 황토를 건조시켜 함수율을 3 내지 9중량%로 조절하는 건조단계와;
상기 건조된 황토를 3 내지 5mm 입도크기로 선별하는 선별단계와;
상기 선별된 황토에 소금, 숯을 혼합하여 분말로 이루어진 건식 황토조성물을 수득하는 혼합단계와;
상기 건식 황토조성물을 내벽과 외벽 사이에 형성된 중공부에 충진하는 충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 황토 단열 벽체의 시공방법. - 제 3항에 있어서, 상기 숯은 내부의 다공조직에 편백추출물이 침투된 것을 특징으로 하는 친환경 황토 단열 벽체의 시공방법.
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