KR20140043073A - 잔디 그리드 - Google Patents

Abstract

열전달 매체용 파이프라인을 갖는 잔디 그리드가 제공된다. 이러한 잔디 그리드를 사용하면, 여름 작동을 위해 사용될 수 있는 잔디(turf)가 겨울에는 인공 아이스 링크의 구조체에 통합될 수 있고/있거나 잔디는 표면 잔디 가열로 겨울에 결빙되지 않고 유지될 수 있다. 더욱이, 본 잔디 그리드는 태양열의 능동적 및 수동적 회수를 위해 사용될 수 있다.

Description

잔디 그리드{LAWN GRID}

본 발명은 잔디가 기계적 스트레스를 견딜 수 있는 능력을 증가시키기 위한 잔디 그리드에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 스포츠 및 레크레이션 시설 그리고 그렇지 않으면 단지 약간만 사용되거나 전혀 사용되지 않는, 예컨대 지붕 표면, 제방 등과 같은 표면에 사용되는 잔디 그리드의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 인공 아이스 링크를 만드는 방법에 관한 것이다.

본 설명을 위해 다음과 같은 정의가 적용된다.

- "잔디(turf)" 라는 용어는, 뿌리를 포함하여 풀과 그라운드 커버로 흙이나 기재(substrate)를 덮는 천연 식물인 것으로 이해되어야 한다.

- "잔디 그리드" 라는 용어는, 잔디 안에 깔릴 또는 깔려 있는 모든 구조적 요소를 포함하는 것으로, 이러한 잔디 그리드는 상기 잔디가 기계적 스트레스를 견딜 수 있는 능력을 증가시키거나 또는 무거운 장비, 차량 바퀴 등이 잔디 안으로 빠지는 것을 방지한다.

- "잔디 에너지 그리드 시스템" 이라는 용어는, 열에너지를 공급하거나 또는 전달하기 위해 열전달 매체가 관류하는 파이프 시스템이 깔려 있는 잔디 그리드에 사용된다. 상기 그리드 시스템은 또한 식물이 없는 표면 안으로 깔릴 수 있으며, 그래서 에너지 그리드 시스템이라고 한다.

- "여름 작동" 이라는 용어는, 달력에 따른 계절에 상관 없이 얼음이 없는 스포츠 및 레크레이션 시설의 사용에 사용되며, "겨울 작동" 이라는 용어는 인공 아이스 링크와 동일한 시설의 사용에 사용된다.

- "레크레이션 시설" 이라는 용어는, 공적 또는 사적인 영역에 있는 스포츠 필드, 운동장, 눕기 위한 영역 등을 포함한다.

- "열전달 매체" 라는 용어는, 열을 제거하기 위한 냉매도 포함한다.

종래 기술에서, 여름 작동 뿐만 아니라 겨울 작동에서도 사용되는 시설이 알려져 있다. 이와 관련하여, 여름 작동용 표면은 일반적으로 딱딱한 표면(예컨대, PU 결합 석영 모래 표면)인데, 이는 여름 작동을 위해서는 매트 또는 스트립 형태의 인공 잔디로 덮힌다. 또한, 인공 잔디를 겨울 작동용 얼음 구조체에 통합하는 것도 이미 알려져 있다.

알려져 있는 시설에서, 냉매를 위한 파이프 시스템을 갖는 층이 표면 아래에 위치되며, 상기 냉매는 통상적인 저온 발생기를 이용하여 아이스 링크를 만드는데 필요한 온도로 냉각되고 상기 파이프 시스템을 통해 펌핑된다. 상기 층 아래에는, 예컨대 저온 보관층, 열절연층, 지지층 등과 같은 추가적인 기능층들이 있다.

이들 공지된 시설은, 정상 표면 또는 인공 잔디는 수영장 주변에서 눕기 위한 영역과 같은 많은 용도에는 적합하지 않다는 단점을 갖고 있다.

또한, 천연 잔디 영역의 위에 인공 아이스 링크를 설치하는 것도 이미 알려져 있다. 이를 위해, 움직일 수 있는 인공 아이스 링크가 일반적으로 사용되며, 이 아이스 링크는 냉각제 라인을 포함하는 운반가능한 모듈들로 이루어지며 제공된 영역에 깔린다. 천연 잔디를 보호하기 위한 조치가 필요할 수 있다. 이 방안은 여러 면에서, 예컨대 여름에 모듈의 운반, 보관 면에서 복잡하다.

잔디 그리드라고 하는 것도 알려져 있는데, 예컨대 Savuna GmbH 가 만든 "Rasenwabe nach Ing. Prestele"[lawn honeycomb according to Engineer Prestele]가 있는데, 이는 허니콤 형상의 육각형 그리드 챔버를 갖고 있다. 다른 챔버 형상, 예컨대 정사각형 챔버 형상도 알려져 있다. 상기 잔디 그리드는 심기 및 동시에 보강으로 예컨대 소방차 도로 또는 주차 구역과 같은 사용된 영역을 개봉하는데 바람직하게 사용되고 또한 캠핑장 등과 같은 레크레이션 시설에도 바람직하게 사용된다

표면의 냉각 또는 가열, 특히 얼음 스케이팅 링크를 만들기 위한 파이프라인 시스템도 EP 770733에 알려져 있는데, 여기서 파이프들은 그리드형 요소 안으로 깔린다. 그리드 요소가 모래로 채워진 후에, 인공 잔디가 깔리며, 이는 스케이팅 링크의 구조물에 통합될 수 있다.

본 발명의 목적은 통합되어 있는 파이프를 갖는 잔디 그리드의 사용 영역 및 기능적 이용을 확장시키는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 독립 청구항들의 특징적 사항으로 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 예시적인 실시 형태를 첨부 도면을 사용하여 설명하도록 한다.

도 1 은 열전달 매체를 위한 라인을 갖는 잔디 그리드 요소의 상면도이다.
도 2 는 스포츠 및 레크레이션 시설의 기본적인 층 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3 은 여름 작동시 시설의 층 구조를 나타내는 개략적인 3차원도다.
도 4 는 겨울 작동시 시설의 층 구조를 나타내는 개략적인 3차원도다.

도 1 에는 잔디 그리드(6)가 나타나 있는데, 단지 실례를 들기 위해, 절반은 육각형 챔버를 갖는 것으로 나타나 있고, 다른 절반은 정사각형 챔버를 갖는 것으로 나타나 있다. 상기 잔디 그리드는 열전달 매체로 채워져 있는 파이프라인(7)을 위한 지지부로서 역할하며, 즉 열전달 매체가 파이프라인을 관류한다. 이를 위해, 파이프라인을 위해 제공되는 그리드 패턴으로 그리드 챔버의 수직 격벽에 오목부들이 제공되어 있으며, 이들 오목부에 파이프라인들이 배치된다. 이들 오목부는 격벽에 있는 보어(bore)이며, 이 보어는 파이프의 외경 보다 약간 더 큰 보어 직경을 갖는다. 대안적으로, 오목부는 또한 격벽의 상부 가장자리에 있는 함몰부일 수 있는데, 이 함몰부는 좁은 부분들을 갖도록 구성될 수 있으며, 그 좁은 부분을 통해 파이프들이 가압되어 결합된다.

7 cm의 챔버 코너 치수를 갖는 육각형 그리드의 경우에, 파이프라인들은 대략 5.5 cm 로 이격되고, 기재 성토(substrate fill)로 완전히 덮히도록 그리드내에 깊히 배치된다. 물론, 의도하는 사용 영역에 따라, 다른 그리드 패턴 치수가 또한 가능하다. 예컨대 금속 또는 플라스틱과 같은 알려져 있는 재료 또는 이들 재료로 만들어진 복합 파이프가 상기 라인을 위해 사용된다. 12 ∼ 25 mm의 내경을 갖는 파이프가 대부분의 적용에 실용적인 것으로 입증되었다.

잔디 그리드는 일반적으로 패널 형태로 이용가능한데, 이 패널은 강화될 잔디를 위한 전체 영역에 걸쳐 깔릴 수 있다. 패널 크기는 변할 수 있고 수 입방 미터까지 될 수 있다. 어떤 적용에서는, 롤(파이프가 이미 그 안에 배치되어 있는) 형태의 재료가 또한 적절하다.

파이프를 위해, 긴 파이프가 소재가 깔려 있는 그리드 안으로 도입될 수 있다. 대안적으로, 패널에 부분 파이프들이 이미 제공될 수 있는데, 패널들이 깔릴 때 그 부분 파이프들이 함께 결합된다. 이를 위해, 부분 관의 단부에는 적절한 플러그-인 또는 스크류형 연결부가 제공되어 있다.

그리드 패널이 깔리고 파이프라인들이 연결되어 하나 이상의 회로를 형성한 후에, 잔디 그리드는, 그리드 격벽과 파이프가 덮히는 높이까지 기재로 채워진다. 마무리된 시설에서, 이 기재에 잔디가 본질적으로 뿌리 내리게 되며, 그 기재는 그리드의 챔버의 내부와 위에 위치되며 파이프라인을 둘러싸고 덮게 된다.

잔디 그리드에 설치되어 있는 파이프라인은 열전달 매체로 채워지는데, 즉 그 열 전달 매체가 파이프라인을 통과해 흐른다. 이를 위해, 다른 유체, 예컨대 물, 냉각제 등도 가능하다.

잔디 그리드와 파이프라인으로 구성된 시스템은 많은 다른 방식으로 사용될 수 있다. 바람직한 용도는, 여름에 스포츠 및 레크레이션에 사용될 수 있고 겨울 작동을 위해서는 아이스 링크에 결합될 수 있는 시설을 구축하는데 사용되는 것이다.

그러나, 공지된 방안과는 대조적으로, 잔디 그리드와 파이프라인으로 구성된 상기 시스템을 사용하여, 천연 잔디를 겨울 작동용 아이스 구조물에 결합될 수 있다. 이러한 시설의 구조가 도 2 에 단면도로, 그리고 도 3 및 4 에는 사시도로 나타나 있으며, 여기서도 잔디 그리드를 위한 2개의 다른 챔버 형상이 나타나 있다.

도 2 에 단면도로, 그리고 도 3 에 사시도로 나타나 있는 바와 같이, 상기 시설의 층 구조는, 이 구조를 위해 준비되어 존재하는 건설용 흙(1) 위에 위치된다. 그 건설용 흙의 물 투과성에 따라, 건설용 흙에 통상적인 방식으로 배수 라인을 제공할 필요가 있을 수 있다. 건설용 흙으로부터의 열적 분리를 위해, 열절연 층(3)이 그 흙 위에 제공되는데, 이 층은 지오텍스타일(geotextile)로 구성된 층(2)에 의해 건설용 흙의 표면과 분리된다. 본 예시적인 실시 형태에서 상기 절연층의 두께는 대략 30 cm 이다. 발포 유리 자갈이 상기 절연층용 재료로서 실용적인 것으로 입증되었다. 그러나, 다른 절연재도 사용될 수 있고, 층 두께도 변할 수 있다. 마찬가지로 지오텍스타일 층(4)으로 분리되어 있는 절연층(3) 위에는, DIN 18035에 따른, 즉 적절한 물 유지 능력 및 동시에 물 투과성을 갖는 예컨대 20 cm 두께의 잔디 지지층(5)이 있다. 따라서 잔디 지지층은 풀의 집중적인 뿌리 형성을 가능케 하고 촉진하는 기재 및 그라운드 커버로 이루어진다.

그의 상부 영역에는, 전술한 종류의 잔디 그리드(6)가 잔디 지지층 안으로 매립되어 있다. 이 적용예에서 잔디 지지층은 잔디 그리드의 상부 가장자리를 예컨대 대략 2 cm 만큼 넘어 있다. 잔디 그리드 위에는 풀 및 그라운드 커버로 구성된 초목(8)이 있다.

도 3 에 나타나 있는 겨울 작동용 구조에서, 이 구조는 초목(8)까지는 전술한 여름 작동용 구조와 동일하다. 겨울 작동을 위한 준비로, 상기 초목은 바람직하게는 수 밀리미터로 균일하게 절단된다. 또한, 파이프라인들은 열전달 매체로 채워지고 저온 발생기와 연결된다. 그후에, 기재가 예컨대 스프링클링(sprinkling)에 의해 물로 포화되고, 열 제거의 결과, 잔디와 함께 열전달 매체에 의해 완전히 얼게 된다. 또한, 잔디는 예컨대 물 투과성 PE로 구성된 빛 불투과성 필름(9)으로 덮힌다. 이 필름 위에는 물이 균일하게 제공되어 얼음층이 형성되며, 이 얼음층은 인공 아이스 링크를 형성하게 된다. 그 얼음층은 적어도 3 cm, 바람직하게는 5 ∼ 8 cm의 두께를 갖게 된다. 상기 필름(9)은 바람직하게는 백색이고 필요하다면 하키 링크 표시물이 제공된다.

겨울 작동용의 이러한 구조에 의해, 정빙 장비(ice resurfacing equipment)를 지지하기에 충분히 강한 아이스 링크가 얻어진다. 잔디를 완전히 얼림으로써(이는 저온 환경에서의 자연적인 조건에 해당됨), 한편으로 강도가 보강되고 또한 다른 한편으로는 잔디가 보호된다.

겨울 작동 중에 얼음 생성 및 얼음 표면의 유지 보수 중에, 저온 발생기가 가열 목적으로 다른 곳에서 사용될 수 있는 열을 발생시킨다.

겨울 작동이 끝난 후에, 단시간내에 얼음 생성을 끝내고 그 후에 잔디의 성장을 촉진시키기 위해 잔디 표면을 열전달 매체로 가열할 수 있다.

잔디는 결빙에도 수개월 동안 살아남고 얼음이 제거된 후에 다시 성장하는 것으로 나타났다. 이 성장이 의도한 여름용에는 너무 느리면, 씨를 다시 뿌릴 수도 있다.

이 방안의 큰 이점으로서, 인공 잔디와는 대조적으로, 천연 잔디, 예컨대 눕기 위한 목초지가 여름 작동 중에 놓은 것으로 인식되고 있다. 또한 인공 잔듸 또는 딱딱한 표면과는 대조적으로 천연 잔디는 주변의 미기후(micro-climate)에 긍정적인 영향을 주고 또한 그의 광합성 때문에 환경에 유리하며, 그리고 바로 부근에 대한 일일 산소 요구량을 제공할 수 있다.

다른 이점으로서는, 조합이 또한 공원 시설에서 사용될 수 있고, 그리고 특히 매력적인 얼음 표면이 예컨대 나무를 포함하여 공원에서 자유로운 목초지 형태로 만들어질 수 있도록 구축될 수 있다.

여름 작동과 겨울 작동을 위해 동일한 시설을 이용할 수 있다는 이점 외에도, 다른 이점에 있다. 태양 에너지를 모으기 위해 시설을 다른 방식으로 사용할 수 있다. 여름 작동시, 예컨대 샤워 물을 가열하고 또한 심지어 수영장을 가열하기 위해, 저온 발생기 및 열 교환기와 함께, 입사되는 태양열을 전달하기 위한 열전달 매체를 이용하여, 모여진 에너지를 사용할 수 있다.

대안적으로, 파이프라인 네트워크는 여름 작동을 위해 물로 채워질 수 있고, 잔디에 설치되어 있는 파이프 시스템의 일부가 열을 모으는 역할을 하는 회로를 형성하기 위해 수영장과 직접 연결될 수 있다.

잔디 그리드와 배관으로 구성된 상기 시스템의 이러한 다른 바람직한 용도는, 상기 시스템을 스포츠 필드, 특히 축구장 및 스포츠 경기장 또는 축구 경기장에 사용하는 것이다. 잔디 에너지 그리드 시스템을 사용하면, 잔디로부터 단지 대략 3 - 7 cm 아래에 있는 잔디 지지층의 최상층에서 잔디 가열을 할 수 있다. 이는 경기와 유지 보수를 방해함이 없이 스포츠 경기장에서 행해질 수 있다. 최상측 표면의 환기 또는 유지 보수는 스파이크가 달려 있는 롤러 또는 스프링-갈래 제초 써레(spring-tine weeder harrow)를 이용하여 수행된다.

표면에 대한 접근성에 때문에 이 잔디 가열 방안은, 잔디 가열에 요구되는 에너지가 현재 알려져 있는 다른 모든 잔디 가열 시스템의 경우 보다 상당히 적다라는 큰 이점을 갖고 있다. 천연 잔디를 위한 오늘날의 잔디 가열 시스템은, 표준적인 깊이 값으로서 또한 유지 보수 기술상의 이유로 항상 적어도 25 ∼ 30 cm의 깊이에 있고 그래서 결빙 및 동결로부터 잔디를 보호하기 위해 상당히 더 많은 에너지를 필요로 한다. 대략적인 추정으로, 잔디 지지층 1cm 마다 1°의 열손실이 일어나는 것으로 생각된다. 그러므로, 잔디 에너지 그리드 시스템을 사용하면, 결빙되지 않는 필드를 위한 에너지는 5 ∼ 7 cm의 깊이로부터 상방으로 방출되기만 하면 되므로, 잔디에 필요한 에너지는 몇 배 더 적게 된다.

또한, 경기장에 설치되는 잔디 에너지 그리드 시스템을 사용하면, 게임이 없을 때, 스포츠 필드 또는 경기장이 잔디 스포츠를 위해 사용되고 있지 않을 때 하키 또는 다른 용도를 위한 얼음 표면이 경기장의 천연 잔디 위에 생성될 수 있다.

이벤트 및 오락을 위해 40톤까지의 무거운 장비와 트럭이 잔디 표면 위를 주행하는 것도 잔디 지지층에 대한 손상 없이 가능하다. 그러나, 콘서트 중에는 인조 잔디를 깔아 잔디를 교체 또는 보강해야 할 수도 있다. 상기 잔디 지지층 내부 및 그 위에서의 추가 평탄화 작업이 필요 없다.

상기 에너지 그리드 시스템의 다른 바람직한 용도는, 그렇지 않으면 사용되지 않는 또는 적어도 집중적으로 사용되지 않는 영역, 즉 바람직하게는 지붕 표면, 제방 등에서 태양열 집열기로서 사용하는 것이다. 마찬가지로, 상기 시스템은 능동 열펌프로 작동될 수 있으며 그리하여 평형한 지붕과 제방에서 일년 내내 에너지를 생성할 수 있다. 이는 직접적인 태양 충격에 의해 또는 단지 주변 온도만으로 이루어진다. 이에 필요한 열펌프의 파워는, 단독 주택 또는 전체 마을이나 산업 지역의 파워 요건에 맞게 설계될 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 방식으로 이용되는 표면은, 열 복사선을 흡수하는데 특히 효율적인 재료, 예컨대, 2 ∼ 8 mm의 바람직한 입도를 갖는 예컨대 현무암 자갈 등과 같은 어두운 입상체로 심어지거나 바람직하게는 덮힐 수 있다. 이는 태양에서 오는 직접적인 UV 선으로 인한 플라스틱의 급속한 노화를 또한 방지한다. 수평 방향 공기 흐름에 의한 열손실을 줄이고 또한 동시에 보기 좋은 외관을 얻기 위해, 심지 않은 영역에는 초목을 갖는 스트립형 영역을 일정한 간격으로 두는 것이 실용적인 것으로 입증되었다. 제방에서 사용될 때, 설치되는 에너지 그리드 시스템은 또한 동시에 워시 아웃(wash-out)을 방지하는 기능을 크게 행하게 된다. 지붕 초목을 위해 또한 부분적으로는 제방 등을 위해 사용될 때는, 예컨대 DIN 4095 에 따른 더 작은 물 유지 능력을 갖는 재료가 기재로서 바람직하게 사용된다.

도로 및 철도를 따라 있고 바람직하게는 남쪽으로 노출되어 있으며 이용되지 않는 많은 제방 구역의 경우에는(광발전 요소 또는 종래의 태양 집열기의 기계적 민감성 때문에 상기 제방 구역은 상기 광발전 요소 또는 종래의 태양 집열기를 이용하여 에너지를 모으는데 적절하지 않음), 에너지 그리드 시스템을 사용하면 에너지를 많이 모을 수 있다.

Claims (12)

1. 격벽에 의해 서로 분리되어 있는 복수의 챔버들을 갖는 잔디 그리드로서,
   열전달 매체를 전달하기 위한 파이프라인이 상기 격벽의 오목부에 배치되어 있는 잔디 그리드.
2. 제 1 항에 있어서,
   개별적인 그리드 요소 또는 패널들로 이루어져 있는 잔디 그리드.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 파이프라인은 부분 파이프로 이루어지며, 이 부분 파이프의 길이는 그리드 요소의 크기에 대응하며, 또한 상기 부분 파이프에는 연결 장치가 제공되어 있는 잔디 그리드.
4. 스포츠 및 레크레이션 시설로서의 실외 시설에 있어서,
   여름 작동에 적합한 표면;
   인공 아이스 링크로서 사용될 수 있는 얼음층을 계절에 따라 형성하기 위한 장치;
   사용되는 정빙 장비를 지지하기에 충분히 강한 하부 구조체; 및
   상기 표면 바로 아래에 배치되는 열전달 매체용 라인 네트워크를 가지며,
   상기 표면은 얼음층에 통합될 수 있는 기재 충전 잔디 그리드에 뿌리 내리는 잔디로 이루어지며, 상기 열전달 매체용 라인 네트워크는 상기 잔디 그리드 안에 설치되어 있는 실외 시설.
5. 제 5 항에 있어서,
   상기 잔디의 뿌리는 상기 잔디 그리드가 매립되어 있는 잔디 지지층에 위치하는 실외 시설.
6. 제 6 항에 있어서,
   열절연층이 상기 잔디 밑에 배치되는 실외 시설.
7. 제 7 항에 있어서,
   상기 열절연층은 발포 유리 자갈로 이루어져 있는 실외 시설.
8. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 실외 시설에서 잔디 위에 인공 아이스 링크를 만드는 방법으로서,
   상기 잔디를 물로 포화시킨 다음에 완전히 얼리며, 그리고 이어서 물을 균일하게 가하여 인공 얼음층을 만드는, 잔디 위에 인공 아이스 링크를 만드는 방법.
9. 격벽에 의해 서로 분리되어 있는 복수의 챔버, 상기 격벽의 오목부에 배치되는 파이프라인, 및 이 파이프라인을 관류하는 열전달 매체를 가지며 태양 에너지를 모으기 위해 실외 시설에 사용되는 그리드 요소의 용도.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 그리드 요소는 잔디에 매립되어 있는 그리드 요소의 용도.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 그리드 요소는 열 복사선을 흡수하는 재료에 매립되어 있는 그리드 요소의 용도.
12. 여름 작동 및 겨울 작동을 위한 제 5 항에 따른 실외 시설에 사용되는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 그리드 요소의 용도.

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