KR20150008332A

KR20150008332A - 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법

Info

Publication number: KR20150008332A
Application number: KR1020140012818A
Authority: KR
Inventors: 류승우
Original assignee: 류승우
Priority date: 2013-07-14
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2034-02-04
Also published as: KR101551256B1

Abstract

본 발명은 철근콘크리트 구조물의 벽체 시공 시 기존의 거푸집을 사용하지 않고, 외단열 마감 일체형 타설이 가능하도록, 외부의 단열패널과 내부의 합판패널을 고정하고 연결해주는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛, 그리고 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 열교현상을 최소화시켜 저탄소 녹색기술의 구현인 고효율 외피시스템이 가능한 외단열 기술을 적용하여 철근콘크리트 구조물의 시공과 타설 공정을 간편화하고 별도의 하지작업 없이 다양한 습식, 건식마감이 가능하며, 그에 따른 시공인력 축소와 공사기간의 단축으로 인한 건축비용절감과 에너지성능이 높은 건축물의 구현이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법{Dry finish for easy connection unit and the insulation panels using this method of construction of reinforced concrete walls}

본 발명은 철근콘크리트 구조물중 벽체의 시공방법에 있어서 외단열 일체형 시공이 통합된 방법과 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 거푸집 시공을 대체하는 방법으로 외부단열재(EPS, 네오폴, XPS)와 내부합판(또는 마감재)을 성형된 연결유닛에 연결시켜 블록형태로 제작하여 기초 바탕면부터 벽돌 조적하는 방법으로 쌓아나감에 있어서, 철근배근은 국토교통부의 건축표준시방서에 명기된 철근규격과 간격에 맞게 성형된 연결유닛에 삽입 고정시키며, 단열블록의 상하 좌우면에 형성된 연결홈에 삽입하는 방법으로 시공함으로서 열교 차단효과와 더불어 완성도 높은 품질의 벽체시공과 습식마감 이외에도 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법에 관한 것이다.

일반적인 철근콘크리트 주택의 경우, 벽체 시공은 유로폼 또는 합판 등으로 이루어진 거푸집을 이용하여 시공대상 벽체의 두께에 해당하는 간격을 두고 내벽쪽 거푸집을 설치하고 그 내부에 철근을 배근한 다음 외벽쪽 거푸집을 체결한 상태에서 콘크리트 슬러리를 채워 넣어 양생이 이루어지도록 한 후 거푸집을 제거하는 과정으로 시공이 이루어진다.

최근엔 유가상승으로 인한 난방에너지 비용인상과 관련하여 소비자의 관심과 정부의 건축물 에너지설계기준 변경에 따른 단열규제가 강화되면서 철근콘크리트 건축물의 경우 벽체구조물 시공 후 내외단열을 별도로 시공하는 추세이다.

그러나 상기와 같이 콘크리트 벽체를 시공한 후, 별도로 외단열을 시공하는 방식은 그 공정이 번거롭고 추가분의 시공기간이 소요되는 등의 단점과, 대부분 시공자의 경험에 의존하다보니 접착제의 함량미달로 인한 부착강도의 미달과 규정된 화스너 부착미비로 인해 준공 후 단열재 이탈로 인한 사고 등이 발생 되기도 한다.

보다 발전된 시공방법으로 벽체 형틀 작업 시, 외부측 거푸집 내면에 단열재를 부착하여 외단열 일체형으로 시공되도록 한 기술이 개발되어 시공되고 있다.

하지만 외단열 일체형 콘크리트 벽체의 시공과정은, 공장생산에 의한 규격화된 단면의 스티로폼을 단지 거푸집에 부착하는 방법으로 시공되므로, 콘크리트 타설시 시멘트풀의 누수로 인해 연결부위의 열교차단에는 그 효과를 기대할 수가 없으며, 또한 거푸집과 거푸집 사이를 금속재 횡간부재인 플랫타이로 연결하여 거푸집의 고정 및 간격이 유지되도록 한 후 콘크리트를 채워 넣어 양생시키는 방법으로 시공되다보니 금속재질의 연결핀인 플랫타이는 거푸집 탈형 후에도 단열재 속에 계속 남아있어 향후 지속적인 점형열교의 원인이 되기도 한다.

최근엔 국내에도 보온단열블록이 발명, 등록되어 있어 선행조사를 통해 등록된 종래의 기술에 대한 문제점을 기술하고자 한다.

도1에 도시된 등록특허(10-0375319)의 경우, 내외측 단열판재를 블록형태로 일체화한 기술로 시공의 편의성과 콘크리트 타설시 측압에 의한 변형을 최소화 시킬 수 있는 장점이 있는 것으로 보인다. 하지만, 일체형 블록형태를 구성하기 위한 요건으로 내외벽 연결블록(3, 4)으로 인한 연결부위의 콘크리트 채움 부족으로 인한 구조적인 취약점과 피복면의 감소로 인한 철근의 부식이 우려되는 상황이며, 상하블록의 체결을 위한 고정용 쇄기(5, 6)를 고정시기기 위해 사용한 못(미도시)을 통해 향후 점형열교로 인한 단열손실이 우려되는 문제점이 있다. 또한 일체형 블록의 유통시 부피로 인한 물류비 상승의 문제점이 있다.

도2에 도시된 또다른 등록특허(10-1027973)의 경우, 상하측 패널은 열십자(+) 형태로 성형된 결합공(미도시)끼리 연결되며, 실내측 패널(11)과 실외측 패널(12)을 연결하는 시공용 브릿지(28)는 강도가 높은 금속와이어를 절곡하여 연결되는 구조로 되어있다. 단열패널의 종류는 스티로폼(네오폴)으로 충분한 단열성능을 기대할 수 있으나, 연결부위에 사용된 금속와이어는 스티로폼과 닿는 면적이 작아, 콘트리트 타설시 압력에 의한 찢으짐과 이탈의 문제점이 보인다. 또한 단열패널 중심부 외측에 위치한 시공용 브릿지(28)의 경우 외기에 의한 열교로 장기적인 단열손실의 문제점이 있다.

도3의 또다른 등록특허(10-1079646)의 경우, 단열성능을 갖는 외측 복합패널(100)과 내측 복합패널(200)을 결합보조키(300)와 결속고리(400)를 통해 콘크리트 타설시 내측 및 외측 복합패널(100, 200)의 간격을 유지하며 측압(콘크리트 타설시 거푸집의 수직부재가 받는 유동성을 가진 콘크리트의 수평방향 압력)하는 구조로 되어있다. 하지만 측압을 견디기엔 금속성 결합돌기(310)의 크기가 복합패널의 크기대비 빈약하여, 이탈의 가능성이 많은 문제점이 있다. 그리고, 상하부재에 별도의 요철홈을 두지 않음으로 부재간 열교는 피할 수 없는 문제점이다. 비록 대안으로 줄눈(700) 코킹의 과정을 두었지만, 복합패널의 결속과 단열의 목적보다 시멘트풀의 누수로 인한 오염방지와 이음매간 크랙방지의 목적으로 시공되다 보니, 추후 줄눈의 경시변화로 인한 이탈과 누수로 인한 단열재의 기능약화가 문제점으로 보인다.

(도 1.) 대한민국 등록특허 제10-0375319호(2003.02.25. 등록) (도 2.) 대한민국 등록특허 제10-1027973호(2011.04.01. 등록) (도 3.) 대한민국 등록특허 제10-1079646호(2011.10.28. 등록)

철근콘크리트 구조물은 높은 내구성으로 구조적인 안정성의 장점이 있으나, 단열보다는 축열성능이 강해 여름엔 덥고 겨울엔 추운 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 외단열 공법으로 단열성능을 높여 철근콘크리트 구조물의 장점을 극대화 시키려는 노력이 건축 현장에서 이루어지고 있다. 하지만 전문기능공들의 노령화와 인력부족, 시공자마다 표준시방서에 의한 시공보다는 경험에 의한 시공으로 부실시공의 가능성을 내포하고 있는 것이 현실이다.

또한, 단열재마다 정해진 열관류율 값에 의한 성능은 보장이 되나, 그 시공방법에 의한 단열값의 결과치는 큰 차이를 보이고 있다. 특히 단열재와 단열재를 잇는 부위의 열교는 고려대상이 되지도 않을뿐더러 연결자재의 생산 또한 이루어지지 않고 있다. 단열재가 가진 그 자체의 단열성능을 내기 위해서는 단열재와 단열재 이음부분의 열교를 최소화 하고, 단열재와 벽체를 연결하는 부속은 열전도가 적은 소재로 시공이 되어야만 한다.

최근엔 단열과 기밀성능이 높은 패시브하우스가 일반인들에게 알려지면서 단열성능이 높은 주택을 희망하는 건축주가 늘고 있는 추세이다. 단열성능이 높은 주택을 시공하기 위해선 필연적으로 단열재의 두께가 늘어나야 한다. 그만큼 마감재시공 또한 어려운게 현실이며, 관련자재 또한 수입에 의존하는 상황이다 보니, 비용부담의 현실과 더불어 단열재 탈락의 위험성을 인지하면서도 관행적으로 건식공법(마감)보다는 습식공법(마감)으로 시공되는 것이 현실이다.

본 발명은 상기의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 외단열 고효율 일체형 철근콘크리트 구조물을 완성하기 위한 건식마감이 용이한 단열패널용 연결유닛을 이용하여 시공하는 방법으로서, 건축공정의 축소로 인한 비용절감과 동시에 국토교통부 건축물 표준시방서에 따른 벽체시공을 전문기술자가 아닌 일반인들도 쉽게 시공 할 수 있도록 규격화, 매뉴얼화 하여 건축물의 완성도를 높이고, 저탄소 녹색기술의 구현인 고효율 외피시스템이 가능한 외단열 기술을 적용, 에너지성능이 높은 콘크리트 구조물 시공과 더불어 일반적인 습식마감 이외에도 다양한 건식마감을 별도의 상작업과 단열재 훼손 없이 시공할 수 있다는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 본 출원인이 2013년 7월 14일 선출원한 특허출원, 출원번호 제10-2013-0082539호의 "내외단열 일체형 단열패널용 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시스템"의 기술내용에 기반을 두어 "연결유닛의 수정과 보완 그리고 내측 단열패널의 변경"등을 통해, 보다 국내 건축 현실에 맞춘 기술로서 경제성과 실용성이 개선된 국내우선권주장 출원이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단열패널용 연결유닛은 내외측 단열패널(10, 10-WP)과 합판패널(20)을 연결하는 커넥터(100, 200)와 브릿지(300), 기초 바탕면에서 수직부재를 고정하고 연결하는 베이스 커넥터(500, 510), 코너부위와 T자형 벽체를 연결하는 코너 커넥터(600, 610), 문과 창호를 형성하는 윈도우 커넥터(700, 710), 내외측면에 격자홈(10mm*10mm)이 전체적으로 성형된 단열패널(10, 10-WP)과 내부공간의 실면적 손실을 줄여주고 내부 화재 시 발생되는 유독가스를 최소화할 수 있는 목재 합판패널(20)을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 연결유닛의 부품인 커넥터(100, 200)는 점형열교를 최소화 할 수 있는 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재로서 강도와 난연성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 커넥터(100, 200))는 외측면(101, 201)이 내측면(102, 202)보다 넓은 단면을 형성하여 콘크리트 타설시 측압에 견딜 수 있는 크기로 구성되며, 단열패널용 커넥터(100)의 단면 내측에는 단열패널(10, 10-WP) 삽입시 단열패널(10, 10-WP)를 지지하고 결속하는 기능을 갖는 직삼각형의 리브(101b)가 형성되며, 중앙부에는 상하부로 적층되는 단열패널(10, 10-WP)이 균일하게 위치할 수 있도록 유도하는 스토퍼(101a)가 위치하며, 내부 합판패널용 커넥터(200)의 외측면(201) 상하부에는 합판패널(20)과 커넥터(200)를 지지하고 결속하는 나사못(P1)이 일정한 위치에서 관통할 수 있게 피스연결구(201b)가 형성되며, 커넥터 외측면(101, 201)에는 열십자(+)로 구획선을 나누어 마감재 시공 시 정밀한 작업이 가능하도록 유도하는 마감재 구획선(101c, 201a)이 구비되며, 커넥터 내측면(102, 202) 상하부에는 브릿지(300)를 결속하기 위한 바인더(104, 204)가 박스형태로 위치하며, 바인더 측면중앙부에는 브릿지(300)와의 결속을 유지시키기 위한 바인더 결착홈(204a)이 형성되며, 단열패널용 커넥터(100)와 합판패널용 커넥터(200)를 연결하는 브릿지(300)는 열십자(+) 형태의 단면으로 그 상부에는 13mm 또는 10mm의 수평철근(DB1)이 놓일 수 있도록, 위쪽은 넓고 아래쪽은 좁게 형성되는 철근연결부(302)가 형성되며, 철근연결부(302)는 철근리브(미도시)의 결속을 위한 결착홈(302a, 302b)이 형성되며, 열십자(+) 단부 외측면에는 수직철근(DB2)을 결속할 수 있게 다수의 구멍이 가공되며, 브릿지(300) 양측면에는 커넥터 바인더(104, 204)와의 연결을 위한 박스형태의 인서트(301)가 형성되며, 인서트(301) 내부 양측면에는 커넥터 바인드(104, 204)와의 결속을 위한 돌기형태의 인스트 리브(301a)가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 베이스 커넥터(500, 510)는 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재로서 강도와 난연성이 높은 재질로 형성되며, 단열패널용 베이스 커넥터(500)와 합판패널용 베이스 커넥터(510)로 구성되며, 단열패널용 베이스 커넥터(500)의 내부 측면엔 단열재를 지지하고 결속하는 직삼각형의 리브(500a)가 형성되며 베이스 커넥터(500, 510) 외측면에는 단열패널(10)과 합판패널(20)간의 간격을 일정하게 조절하고 결속하는 브릿지(300)를 동일한 목적과 용도로 결속할 수 있게 바인더(501, 511)가 형성되며, 완성된 연결유닛(UN1)과 패널(10, 10-WP, 20)의 구성인 단열블럭이 콘크리트 타설시 측압에 변형 없이 견딜 수 있는 구조를 형성하기 위해 칼블럭과 나사못(P2)으로 베이스 커넥터(500)를 고정하고, 베이스 커넥터(500)에 삽입되는 단열패널(10, 10-WP) 하부에는 우레탄폼을 이용하여 접착하는 방법으로 시공되는 것이 바람직하다.

또한, 코너부위와 T자형 벽체를 연결하는 코너 커넥터(600, 610)도 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재로서 강도와 난연성이 높은 재질로 형성되며, 코너 커넥터(600, 610)의 형상은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조로 이루어지며, 단열재용 코너 커넥터(600)의 단면 내측에는 직삼각형의 리브(600a) 형상을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 문과 창문을 형성하는 윈도우 커넥터(700, 710)도 코너 커넥터의 형상과 같은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조로 이루어지나, 다른점은 단열패널(10)과 구조목재(W1)의 연결과 합판패널(20)과 구조목재(W1)의 연결을 위한 두께가 다르며, 통상의 경우 일반적인 목조주택용 구조목재의 두께로 성형되는 것이 바람직하며, 단열재용 윈도우 커넥터(700)의 경우, 단면 내측에는 직삼각형의 리브(700a) 형상으로 구성되며, 구조목재(W1)와 결합되는 윈도우 커넥터(700, 710)면에는 나사못(P1)을 이용하여 결속시키는 것이 바람직하다.

또한, 단열패널(10, 10-WP)과 합판패널(20)은 특정한 크기에 국한되지 않으나, 바람직하게는 가로 900mm ~ 1,200mm, 세로 300mm ~ 400mm의 크기로 제작되며, 그 중 단열패널(10, 10-WP)은 건축법 시행규칙의 에너지절약설계기준에 맞는 두께로 성형되며, 그 형상은 내외측면에 격자홈(10mm*10mm)의 성형 줄눈문양(11)과 측면에는 100mm 단위로 삼각형의 표식(12)이 형성되며, 열교 차단을 위한 단열패널(10, 10-WP)과 단열패널(10, 10-WP)의 이음부분은 패널 상부면과 우측면에는 각진 돌출면을, 하부면과 좌측면에는 각진 돌출면을 끼울수 있는 암수형태(톱니바퀴모양)의 삽입홈을 형성하며, 커넥터(100)가 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 삽입될 수 있는 깊이만큼 연결홈이 형성되며, 단열패널의 소재는 국가공인 시험성적서에 의해 단열성이 입증된 경량소재를 사용하는것이 바람직하며, EPS, 네오폴, XPS, 골드폼, 폴리우레탄폼 등이 대표적인 소재이며, 단열패널(10, 10-WP)의 형태는 일체형의 형태와 적층형태(예 : EPS와 XPS의 접합 또는 XPS와 합판, 목재)로 이루어지며 적층형태의 경우 내후성과 내습성, 내충격성 그리고 방수성이 우수한 폴리우레탄계 또는 비닐수지계의 일액형 또는 이액형의 접착력이 강한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

외단열 철근콘크리트 벽체를 구성하기 위해선 종래에는 거푸집설치(외측면) - 철근배근 - 거푸집설치(내측면) - 콘크리트 타설 - 양생 - 거푸집 해체 - 단열재 부착 - 마감재 시공의 공정순으로 시공이 되었으나, 본 발명에 의하면 단열패널 적층 - 철근배근 - 콘크리트 타설 - 양생 - 마감재시공의 간소한 공정으로 시공인력 축소와 건축기간 단축으로 인한 경제적인 장점과 더불어 더욱 중요하게는 국토교통부 건축물 표준시방서에 맞게 규격화된 연결유닛을 사용함으로서 시공자의 경험에 의한 건축보다 본 발명의 철근콘크리트 벽체시공방법에 의한 실시예에 따라 완성도 높은 건축물을 시공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 콘크리트 벽체 시공시 단열재에 명시된 단열값(열관류율)을 만족시키기 위해 단열패널간 이음매부분 처리는 끼움방식으로 연결되어 선형열교를 사전에 차단하고, 벽체형성은 건식마감이 용이한 연결유닛을 사용하여 외기에 면하는 벽체는 단열패널을 사용하여 시공하고 외기에 직접 면하지 않는 실내측 벽체는 합판패널을 사용함으로서 실내면적의 손실을 줄이고 화재시 유독가스로 인한 피해를 최소화 할 수 있으며, 단편적인 습식마감 이외에도 다양한 건식마감이 가능한 외단열 기술을 적용하여 에너지성능이 높은 건축물을 완성하는데 있어서 그 효과가 크다고 할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 보온단열 블록의 사시도.
도 2는 종래 기술의 보온단열 부재에 적용된 횡간 부재의 개략적인 사시도.
도 3은 종래 기술의 보온단열 블록에 적용된 횡간 부재의 개략적인 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단열패널과 합판패널 내외측을 연결하는 연결유닛의 사시도를 그린 대표도.
도 5는 연결유닛의 결속구조 방법과 연결부속의 세부상세를 그린 사시도.
도 6은 연결유닛의 측단면과 연결부속의 세부상세도.
도 7은 단열패널에 대한 상세도로서 10mm와 100mm의 표식이 성형되어 있어 정확한 절단과 시공이 가능함을 명시한 단면도와 사시도.
도 8은 단열패널의 적층형태별 종류와 커넥터 삽입시 노출 여부를 그린 사시도.
도 9은 연결유닛을 이용하여 단열패널과 합판패널의 결속방법을 그린 사시도.
도 10는 연결유닛의 종류와 브릿지 소켓의 사용예를 그린 사시도.
도 11은 단열패널과 합판패널과의 간격에 대한 상세도이며, 철근 배근과 합판패널 결속방법을 그린 단면도.
도 12는 단열패널 연결유닛을 이용하여 철근콘크리트 벽체가 시공되는 과정을 도시화한 전개도.
도 13, 14는 기초 콘크리트면에 베이스 커넥터와 단열패널, 합판패널을 결속시키는 방법을 명시한 단면도와 사시도.
도 15는 연결유닛과 결합된 단열패널과 합판패널의 적층과정을 명시한 사시도와 벽체의 코너부분과 T자 벽체를 구성하기위한 코너 커넥터에 관한 부분상세도.
도 16은 윈도우 커넥터의 구조를 그린 부분상세도와 윈도우 커넥터와 구조목재 결합방법을 그린 상태도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 벽체 상태도와 외부마감재 시공시 별도의 상작업 없이 다양한 마감재 부착이 가능함을 명시한 입면도.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

1. 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.

첨부도면 도 4는, 본 발명에 따른 단열, 합판패널용 연결유닛의 대표도이며, 연결유닛의 부품인 커넥터(100, 200)는 열교를 최소화 할 수 있는 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재의 강도와 난연성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도5와 도6에 의하면 커넥터(100, 200)는 외측(101, 201)이 내측(102, 202)보다 넓은 단면을 형성하여 콘크리트 타설시 측압에 견딜 수 있는 크기로 구성되며, 단열패널용 커넥터(100)의 폭은 단열패널(10, 10-WP)의 두께에 맞게 다양하게 성형이 되며, 그 단면 내측에는 직삼각형의 리브(101b)가 단열패널(10, 10-WP)을 결속, 지지하는 역할을 하며, 단면 중앙부에는 상하부로 적층되는 단열패널(10, 10-WP)이 균일하게 위치할 수 있도록 유도하는 스토퍼(101a)가 위치하며, 내부 합판패널용 커넥터(200)의 단면 외측면(201) 상하부에는 합판패널(20)과 커넥터(200)를 지지하고 결속하는 나사못(P1)이 일정한 위치에서 관통할 수 있게 피스연결구(201b)가 형성되며, 커넥터 외측면(101, 201)에는 열십자(+)로 구획선을 나누어 마감재 시공시 정밀한 작업이 가능하도록 유도하는 마감재 구획선(101c, 201a)이 구비되며, 커넥터 내측면(102, 202) 상하부에는 브릿지(300)를 결속하기 위한 바인더(104, 204)가 박스형태로 위치하며, 바인더 측면중앙부에는 브릿지(300)와의 결속을 유지시키기 위한 바인더 결착홈(204a)이 형성되며, 단열패널용 커넥터(100)와 합판패널용 커넥터(200)를 연결하는 브릿지(300)는 열십자(+) 형태의 단면으로 그 상부에는 13mm 또는 10mm의 수평철근(DB1)이 놓일 수 있도록, 위쪽은 넓고 아래쪽은 좁게 형성되는 철근연결부(302)가 형성되며, 철근연결부(302)는 철근리브(미도시)의 결속을 위한 결착홈(302a, 302b)이 형성되며, 열십자(+) 단부 외측면과 하부에는 수직철근(DB2)을 결속할 수 있게 다수의 구멍이 가공되며, 다수의 구멍은 콘크리트와의 결속력을 높이는 기능과 동시에 브릿지(300)와 브릿지(300), 브릿지(300)와 수직철근(DB2)의 결속을 위한 용도로 사용되며, 브릿지(300) 양측면에는 커넥터 바인더(104, 204)와의 연결을 위한 박스형태의 인서트(301)가 형성되며, 인서트(301) 내부 양측면에는 커넥터 바인드(104, 204)와의 결속을 위한 돌기형태의 인스트 리브(301a)가 형성되는 것이 바람직하다.

철근연결부(302)의 경우 10mm와 13mm외에도 국내 건축시장에 사용되는 규격의 크기로 성형되어 사용될 수 있다.

도 7에 도시된 것처럼, 단열패널(10, 10-WP)은 특정한 크기에 국한되지 않으나, 바람직하게는 가로 900mm ~ 1,200mm, 세로 300mm ~ 400mm의 크기와 건축법 시행규칙의 에너지절약설계기준에 맞는 두께 또는 그 이상으로 성형되며, 그 형상은 내외측면에 격자홈(10mm*10mm)의 성형 줄눈문양(11)과 측면에는 100mm 단위로 삼각형의 표식(12)이 형성되어, 시공시 정확한 시공을 위한 절단의 목적과 콘크리트 표면과의 결합력이 커질 수 있게 성형되는 것이 바람직하다.

또한 단열패널(10, 10-WP)과 단열패널(10, 10-WP)의 이음부분은 패널 상부면과 우측면에는 각진 돌출면을, 하부면과 좌측면에는 각진 돌출면을 끼울 수 있는 암수형태의 삽입홈을 형성하는 것이 열교차단과 패널면의 평활도유지를 위해 바람직하며, 커넥터(100)가 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 삽입될 수 있는 깊이만큼 연결홈이 형성되며, 연결홈의 두께는 커넥터(100)의 두께와 동일 또는 작게 가공이 되며, 패널의 소재는 국가공인 시험성적서에 의해 단열성이 입증된 경량소재를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 합판패널(20)의 크기는 단열패널(10, 10-WP)과 맞대응 되도록 동일한 규격의 크기로 가공되며, 합판패널(20)의 형태는 단열패널(10, 10-WP)과 동일한 구조로서 패널의 상하좌우 이음부분은 패널 상부면과 우측면에 각진 돌출면을, 하부면과 좌측면에는 각진 돌출면을 끼울수 있는 암수형태의 삽입홈을 형성하며, 합판패널(20)의 소재는 실내면 환경에 부정적인 영향을 주지 않는 E1등급 이상의 방습합판 또는 방수합판을 사용하는 것이 바람직하며, 그 사용 목적은 기존 단열블록(도 1~3)의 경우 실내면에도 단열패널을 사용함으로서 실내면적의 손실과 더불어 화재시 유독가스 발생으로 인한 인명피해가 우려되는 등의 단점이 있어, 본 발명을 통한 합판패널(20)을 실내면에 사용하는 실시예(도9, 도14)를 통해, 보다 개선된 단열블록 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 8은 단열패널(10, 10-WP)의 적층형태별 종류와 커넥터(100) 삽입시 노출여부를 그린 사시도이며, 단열패널(10, 10-WP)의 소재는 통상적인 유기질, 무기질 소재로 국한되지 않으나, 경량소재이며 일정한 밀도와 압축력을 겸비한 소재로 EPS, 네오폴, XPS, 골드폼, 폴리우레탄폼, 페놀폼 등이 바람직하며, 단열패널(10, 10-WP)의 형태는 성형된 일체형의 형태 또는 접착제 본딩을 통한 적층형태(예 : EPS와 XPS의 접합 또는 XPS와 합판)로 이루어지며 적층형태의 경우 내후성과 내습성, 내충격성 그리고 방수성이 우수한 폴리우레탄계 또는 비닐수지계의 일액형 또는 이액형의 접착력이 강한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 적층형태의 목적은 단열재의 특성을 고려하여 장점은 살리고, 단점은 최소화와 하기 위함이며, 비드법에 의한 발포 폴리스틸렌인 EPS의 경우 수분과 직접 맞닿는 부위에는 수분을 흡수하는 특성이 있어 향후 단열값이 기건상태의 값보다 떨어지는 단점이 있으며, 압출법 단열재인 XPS의 경우 수분을 흡수하는 성질이 없어 수분에 노출되는 지중공사에 많이 사용되고 있으나, EPS보다 높은 가격으로 경제성이 떨어질 수 있는 단점이 있어, 각 단열재의 특성에 맞게 콘크리트면에 맞닿는 부위는 XPS를 사용하고, 그 외면은 EPS 또는 네오폴 등을 사용하여 적층형태로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 핵심인 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛의 활용 방법에서 건식마감재(예: CRC보드, 목재패널, 금속패널 등)를 사용 할 경우에는 연결유닛(UN1)이 단열패널(10) 외부에 노출되어 별도의 상작업(하지작업)없이 시공이 가능함을 명시하고 있으며, 외부마감을 습식마감(예: 드라이비트, 스타코, 테라코트 등)으로 사용할 경우에는 연결유닛(UN1)이 단열재 속에 묻히게 제작된 습식용 단열패널(10-WP)을 사용하여 시공하는 것이 바람직하다.

도 9는 단열패널(10)과 합판패널(20), 연결유닛(UN1, UN2)이 체결되는 과정과 일체형 블록으로 형성되는 과정을 도시화한 것이며, 일체형 블록 체결시 연결유닛(UN1, UN2)간의 간격은 커넥터(100, 200)의 마감구획선(101c, 201a) 중심부 기준 좌우측간 300mm이내로 구성되는 것이 바람직하며, 그 이유는 콘크리트 측압에 견디기 위한 구조적인 간격임과 동시에 내외부 마감재 시공시 마감재(예: 석고보드, 합판(OSB), 목재상 등)의 원활한 부착이 가능한 간격이므로 이에 따르는 것이 바람직하다. 또한 외부벽체용 유닛(UN1)은 외기와 직접 면하는 벽체면에 단열패널용 커넥터(100)와 합판패널용 커넥터(200)를 이용하여 외단열 일체형 콘크리트 벽체를 구성할 수 있으며, 내부벽체용 유닛(UN2)은 합판패널용 커넥트(200)를 맞대응 시켜 외기와 직접 면하지 않는 실내측의 벽체면을 형성하는데 사용함으로서 기존의 단열블록(도1, 도2, 도3)을 이용한 시공물 보다 실내공간 면적의 손실을 줄여줌과 동시에 화재시 유독가스 발생을 최소화 함으로서 인명피해를 줄일 수 있는 이점과, 콘크리트 구조물의 경우 내단열 보다는 외단열 공법이 열교방지와 결로, 곰팡이 발생 등의 하자를 줄이는데 보다 유리함으로, 본 발명에 의한 연결유닛(UN1, UN2)을 활용하여 외부벽체와 내부벽체를 분리하여 시공하는것이 바람직하다.

도 10는 연결유닛의 종류와 브릿지 소켓의 사용예를 그린 사시도로서, 연결유닛(UN1, UN2, UN3)의 다양한 활용도를 명시하고 있으며, 특히 보강용 유닛(UN3)은 브릿지 소켓(BU1)을 이용하여 벽체의 크기조절과 사용자의 목적에 따라 기둥과 같은 다양한 구조물로 응용할 수 있는 기능을 명시하고 있다.

도 11은 단열패널(10)과 합판패널(20), 외부벽체용 유닛(UN1)의 결합구조 단면으로 상세하게는 국토교통부 건축물 표준시방서에 의한 콘크리트 피복면의 확보와 철근배근 위치를 도시한 것으로 건축법에 규정된 시방서대로 시공이 가능함을 명시하고 있으며, 13mm의 수평철근(DB1)이 철근연결부(302)의 철근리브 결착홈(302a)에 결속되어짐을 도시화 하고 있으며, 단열패널(10)이 커넥터(100)의 스토퍼(101a)를 중심으로 상하면에 위치하고 있으며, 커넥터 리브(101b)에 의해 결속되어지며, 합판패널(20)의 경우 나사못(P1)에 의한 커넥터(200)와의 결속과정을 투시단면을 통해 도시화한 단면도이다.

2. 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법

도 12는 단열패널 연결유닛을 이용하여 철근콘크리트 벽체가 시공되는 과정을 도시화한 전개도로서, 그 진행과정은 기초 바탕면 이물질 제거 및 청소 단계, 상기 단계 후 베이스 커넥터 설치 및 코너 커넥터 설치 단계, 상기 단계 후 단열(합판)패널 어긋쌓기 적층 및 철근배근 단계, 상기 단계 후 윈도우 커넥터 시공 및 단열(합판)패널 적층 단계, 상기단계 후 콘크리트 타설 및 양생 단계, 상기 단계 후 외부 합판(OSB) 시공 및 투습방수지 시공과 내부 석고보드 시공 단계, 상기 단계 후 마감재 시공 순으로 진행되며, 마감재가 습식마감공법일 경우 콘크리트 양생단계 이후, 단열패널위에 1차 바탕 접착모르타르 미장 후 메쉬작업, 2차 접착모르타르 미장 후 메쉬작업, 3차 접착모르타르 미장 후, 탄성마감재 시공 순으로 진행되는 것이 바람직하다.

도 13, 14는 기초 콘크리트면에 베이스 커넥터와 단열패널, 합판패널을 결속시키는 방법을 명시한 단면도와 사시도로서 베이스 커넥터(500, 510)는 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재의 강도가 높은 재질로 형성되며, 단열패널용 베이스 커넥터(500)와 합판패널용 베이스 커넥터(510)로 구성되며, 단열패널용 베이스 커넥터(500)의 내부 측면엔 단열재를 지지 결속하는 직삼각형의 리브(500a)가 형성되며 베이스 커넥터(500, 510) 외측면에는 단열패널(10)과 합판패널(20) 간의 간격을 일정하게 조절하고 결속하는 브릿지(300)를 동일한 목적과 용도로 결속할 수 있게 바인더(501, 511)가 형성되며, 완성된 연결유닛(UN1)과 패널(10, 20)의 구성인 단열블럭이 콘크리트 타설시 측압에 변형 없이 견딜 수 있는 구조를 형성하기 위해 칼블럭과 나사못(P2)으로 베이스 커넥터(500)를 고정하고, 베이스 커넥터(500)에 삽입되는 단열패널(10) 하부에는 우레탄폼을 이용하여 접착하는 방법으로 시공되는 것이 바람직하다.

도 15는 연결유닛과 결합된 단열패널과 합판패널의 적층과정을 명시한 사시도와 벽체의 코너부분과 T자 벽체를 구성하기위한 코너 커넥터에 관한 부분상세도로서, 코너 커넥터(600, 610)의 형상은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조로 이루어지며, 단열패널 코너커넥터(600)는 단면 내측의 직삼각형 리브(600a)를 이용하여 단열패널(10)의 지지와 결속기능을 갖는 것이 바람직하며, 합판패널 코너커넥터(610)에는 나사못(P1)을 이용하여 합판패널(20) 각 장수마다 3개 이상씩 결속시키는 것이 바람직하며, 코너 커넥터(600, 610)도 열전도가 적은 합성수지(예: 프라스틱) 소재로서 강도와 난연성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 도 9에 의해 상세히 설명되고 있는 연결유닛(UN1, UN2)과 단열패널(10) 및 합판패널(20)을 이용하여, 본 발명이 이루고자하는 목적과 기술을 벽체 형성방법과 과정을 통해 잘 명시하고 있는 사시도이다.

도 16는 윈도우 커넥터의 구조를 그린 부분상세도와 윈도우 커넥터와 구조목재 결합방법을 그린 상태도로서, 건물의 문과 창문을 형성하는 윈도우 커넥터(700, 710)도 코너 커넥터의 형상과 같은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조로 이루어지나, 다른 점은 단열패널(10)과 구조목재(W1)의 연결과 합판패널(20)과 구조목재(W1)의 연결을 위한 두께가 다르며, 통상의 경우 일반적인 목조주택용 구조목재의 두께로 성형되는 것이 바람직하며, 단열재용 윈도우 커넥터(700)의 경우, 단면 내측에는 직삼각형의 리브(700a) 형상으로 구성되며, 구조목재(W1)와 결합되는 윈도우 커넥터(700, 710)면에는 나사못(P1)을 이용하여 결속시키는 것이 바람직하다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 벽체 상태도와 외부마감재 시공시 별도의 상작업 없이 다양한 마감재 부착이 가능함을 명시한 입면도로서, 기존의 건식마감 공법과의 가장 큰 차이점은 단열재를 훼손하지 않고, 별도의 상작업(하지작업) 공정 없이 마감재(예; CRC보드, 목재패널, 금속패널 등)를 바로 시공하므로, 공정기간 단축으로 인한 비용절감, 건축 폐기물의 절감을 통한 친환경건축물을 조성할 수 있는 이점이 있다. 또한, 실내 마감재인 석고보드(900mm*1,800mm)의 시공시에도 별도의 상작업 없이 균등한 위치의 커넥터와 연결 부착이 가능하며, 습식마감공법(미도시)으로 시공할 경우, 도 8의 실시예에 따른 단열패널(10-WP)을 사용하여 기존의 습식미장(예: 드라이비트, 스타코, 테라코트)방법과 동일한 시공방법으로 시공할 수 있다.

이는 결국, 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛을 이용하여 단열재와 벽체(콘크리트)와의 열교 차단효과와 더불어 완성도 높은 철근콘크리트 벽체 시스템이 완성되며, 추후 마감재 연결 공사 시에도 공정의 편리성이 확보되는 등의 많은 이점이 있음을 보여준다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10, 20, 10-WP. 단열패널, 합판패널, 습식용 단열패널
11. 치수선 표식
12. 보조치수 표식
100. 단열패널용 커넥터
101. 커넥터 외측면
101a. 스토퍼
101b. 커넥터 리브
101c. 마감 구획선
102. 커넥터 내측면
103. 커넥터 연결바
104. 커넥터 바인더
200. 합판패널용 커넥터
201. 커넥터 외측면
201a. 마감 구획선
201b. 피스 연결구
202. 커넥터 내측면
204. 커넥터 바인더
204a. 바인더 결착홈
300. 브릿지
301. 브릿지 인서트
301a. 인서트 리브
302. 철근 연결부
302a. 13mm 철근리브 결착홈
302b. 10mm 철근리브 결착홈
500. 단열패널용 베이스 커넥터
500a. 베이스 커넥터 리브
501. 베이스 커넥터 바인더
501a. 바인더 결착홈
510. 합판패널용 베이스 커넥터
511. 베이스 커넥터 바인더
600. 단열패널용 코너 커넥터
600a. 코너 커넥터 리브
610. 합판패널용 코너 커넥터
700. 단열패널용 윈도우 커넥터
700a. 윈도우 커넥터 리브
710. 합판패널용 윈도우 커넥터
BU1. 브릿지 소켓
DB1, DB2. 수평철근, 수직철근
P1, P2. 합판전용 나사못, 칼블록 전용 나사못
UN1, UN2, UN3. 외부벽체용 유닛, 내부벽체용 유닛, 보강용 유닛
W1. 구조목재

Claims

건식마감이 용이한 철근콘크리트 벽체를 형성함에 있어서,
외측 단열패널(10, 10-WP)과 내측 합판패널(20)을 연결하는 연결유닛(UN1, UN2, UN3); 연결유닛의 부품인 커넥터(100, 200)와 브릿지(300); 기초면에서 수직부재를 고정하고 연결하는 베이스 커넥터(500, 510); 코너부위와 T자형 벽체를 연결하는 코너 커넥터(600, 610); 문과 창호를 형성하는 윈도우 커넥터(700, 710); 콘크리트 벽체면을 형성하는 단열패널(10, 10-WP)과 합판패널(20);로 구비되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 1항에 있어서,
연결유닛(UN1, UN2, UN3)의 부품인 커넥터(100, 200)는 합성수지의 소재로 성형되며; 커넥터(100, 200)는 외측면(101, 201)이 내측면(102, 202)보다 넓은 단면을 형성하여 콘크리트 타설시 측압에 견딜 수 있는 크기인 50~60mm로 구성되며; 단열패널용 커넥터(100) 단면 내측에는 단열패널(10, 10-WP) 삽입시 단열패널(10, 10-WP)을 지지하고 결속하는 기능을 갖는 직삼각형의 리브(101b)가 1개이상 구비되며; 중앙부에는 상하부로 적층되는 단열패널(10, 10-WP)이 균일하게 위치할 수 있도록 유도하는 스토퍼(101a)가 10~30mm 단면 중앙부로 돌출되게 구비되며; 내부 합판패널용 커넥터(200) 단면 외측면(201) 상하부에는 합판패널(20)과 합판패널용 커넥터(200)를 지지하고 결속하는 나사못(P1)이 일정한 위치에서 관통할 수 있게 피스연결구(201b)가 구비되며; 커넥터 외측면(101, 201)에는 열십자(+)로 구획선을 나누어 마감재 시공시 정밀한 작업이 가능하도록 유도하는 마감재 구획선(101c, 201a)이 구비되며; 커넥터 내측면(102, 202) 상하부에는 브릿지(300)를 결속하기 위한 바인더(104, 204)가 박스형태로 위치하며; 바인더 측면중앙부에는 브릿지(300)와의 결속을 유지시키기 위한 바인더 결착홈(204a)이 구비되며; 단열패널용 커넥터(100)와 합판패널용 커넥터(200)를 연결하는 브릿지(300)는 열십자(+) 형태의 단면으로 그 상부에는 13mm 또는 10mm의 수평철근(DB1)이 놓일 수 있도록 위쪽은 넓고, 아래쪽은 좁게 형성되는 철근연결부(302)가 구비되며; 철근연결부(302)는 철근리브(미도시)의 결속을 위한 결착홈(302a, 302b)이 구비되며; 열십자 단부 외측면에는 수직철근(DB2)을 결속할 수 있게 다수의 구멍이 구비되며; 브릿지(300) 양측면에는 커넥터 바인더(104, 204)와의 연결을 위한 박스형태의 인서트(301)가 구비되며; 인서트(300) 내부 양측면에는 커넥터 바인드(104, 204)와의 결속을 위한 돌기형태의 인스트 리브(301a);가 구비되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 1항에 있어서,
베이스 커넥터(500, 510)의 소재는 합성수지로 성형되며; 단열패널용 베이스 커넥터(500)와 합판패널용 베이스 커넥터(510)로 구성되며; 단열패널용 베이스 커넥터(500)의 내부 측면엔 단열패널(10, 10-WP)을 지지 결속하는 직삼각형의 리브(500a)가 1개이상 구비되며; 베이스 커넥터(500, 510) 외측면에는 단열패널(10, 10-WP)과 합판패널(20)간의 간격을 일정하게 조절하고 결속하는 브릿지(300)를 동일한 목적과 용도로 결속할 수 있게 베이스 커넥터 바인더(501, 511)와 결착홈(501a);이 구비되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 1항에 있어서,
코너 커넥터(600, 610)의 소재는 합성수지로 성형되며; 코너 커넥터(600, 610)의 형상은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조로 성형되며; 단열패널용 코너 커넥터(600)의 단면 내측에는 직삼각형의 리브(600a);가 1개이상 구비되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 1항에 있어서,
윈도우 커넥터(700, 710)의 소재는 합성수지로 성형되며; 윈도우 커넥터(700, 701)의 형상은 ㄷ자를 직각으로 맞댄 구조에 단열패널(10, 10-WP)과 구조목재(W1)의 연결과 합판패널(20)과 구조목재(W1)의 연결을 위한 각각의 두께에 맞게 성형되며, 통상의 경우 일반적인 목조주택용 구조목재의 두께로 구비되며; 단열패널용 윈도우 커넥터(700)의 경우, 단면 내측에는 직삼각형의 리브(700a)가 1개이상 구비되며; 구조목재(W1)와 결합되는 윈도우 커넥터(700, 710)면에는 나사못(P1);을 이용하여 결속시키는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 1항에 있어서,
패널(단열패널, 합판패널)의 형상은 단열패널(10, 10-WP)의 경우, 내외측면에는 10mm*10mm 간격의 격자홈 줄눈문양(11)이 성형되며, 측면에는 100mm 단위로 삼각형의 표식(12)이 구비되며; 단열패널(10, 10-WP)과 단열패널(10, 10-WP)간 이음부분의 형상은 패널 상부면과 우측면에는 각진 돌출면을, 하부면과 좌측면에는 각진 돌출면을 끼울수 있는 암수형태(톱니바퀴모양)의 각진 삽입홈이 구비되며; 단열패널용 커넥터(100)가 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 삽입될 수 있는 30~50mm 깊이만큼 상하부에 연결홈이 구비되며; 습식용 단열패널(10-WP)의 연결홈은 커넥터 외측면(101)의 두께만큼의 공간이 더 구비되며; 단열패널(10, 10-WP)의 형태는 일체형(공장 성형제품)의 형태 또는 적층형태(예 : EPS와 EPS, EPS와 XPS의 접합 또는 XPS와 합판)로 구성되며; 합판패널(20)의 경우, 합판패널(20)간 이음부분은 단열패널(10)과 같은 이음면처리로 가공되며; 연결홈은 합판패널용 커넥터(200)가 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 삽입될 수 있는 30~50mm 깊이만큼 상하부에 연결홈;이 구비되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛.
제 2항, 6항에 의한 방법으로 철근콘크리트 벽체를 형성함에 있어서,
외기에 면하는 벽체는 외부벽체용 연결유닛(UN1)을 이용하여 시공하고, 외부에 직접 면하지 않는 벽체는 내부벽체용 연결유닛(UN2)을 이용하여 시공하는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법.
제 2항, 3항, 4항, 5항, 6항에 의해서,
철근콘크리트 벽체가 시공되며, 그 진행과정은
(1) 기초 바탕면 이물질 제거 및 청소 단계;
(2) 상기 단계 후 베이스 커넥터 설치 및 코너 커넥터 설치 단계;
(3) 상기 단계 후 단열(합판)패널 어긋쌓기 적층 및 철근 배근 단계;
(4) 상기 단계 후 윈도우 커넥터 시공 및 단열(합판)패널 적층 단계;
(5) 상기 단계 후 콘크리트 타설 및 양생 단계;
(6) 상기 단계 후 외부 합판(OSB) 시공 및 투습방수지 시공과 내부 석고보드 시공 단계;
(7) 상기 단계 후 마감재 시공 순으로 진행되는 것을 특징으로 하는 건식마감이 용이한 단열패널 연결유닛 및 이를 이용한 철근콘크리트 벽체 시공방법.