KR20150046820A - 단위블럭을 이용한 lid 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 단위블럭이 조립되어 형성되는 LID 구조물에 있어서, 상기 단위블럭은, 복수 방향의 관형상의 유로가 교차 형성되는 몸체부, 상기 유로 끝단에서 유로의 내주연에 형성되는 보강링으로 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물에 관한 것이다.

Description

단위블럭을 이용한 LID 구조물{ＬＩＤ Structure Using Block Unit}

본 발명은 단위블럭을 이용한 LID구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 방향의 유로가 관형상으로 교차하는 단위블럭이 적층, 조립되어 물의 저장 및 원활한 물의 순환이 유도되도록 하는 다양한 LID구조물을 제시한다.

급속한 산업발전과 도시화로 인하여 수질문제가 제기되면서 세계의 많은 도시들은 수질보호를 위해 경제적으로 효율적이고 지속 가능한 물순환 체계의 필요성을 언급하기 시작하였다. 또한 생태계 보호와 수질 관리에 있어 기존의 물 관리 시스템의 효과에 대한 의문이 제기되었다.

도시화에 따른 토지이용 패턴의 변화로 인하여 불투수층이 증가하여 홍수 피해, 도시의 비점오염 피해, 지하수 고갈 및 그에 따른 지반 침하현상, 하천의 건천화 등의 여러 문제는 더욱 심해지고 있기 때문이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 대안으로 미국에서 처음 저영향 개발(Low Impact Development, LID)이라는 새로운 도시 계획 기법을 제안하였다.

이러한 불투수층의 증가 즉 물순환의 왜곡을 방지하기 위한 구조물의 일 예로서 빗물저류조가 다양하게 제시되고 있는데, 일 예로서 대한민국 등록특허 제485742호는, 상면판과 저면판의 전후좌우의 네 모퉁이에 기둥들이 각각 직각으로 직립되며, 상기 기둥들에 의해 네개의 면에 개구부들이 형성되고, 상기 기둥들의 상부 및 하부에 다수의 너트 안치홈이 내측에 형성되는 관통공들이 각각 형성되는 한편, 커플 가이드 핀이 각각 삽입되는 다수의 홈들이 외부면에 형성되는 본체부용 블록과, 4개의 면들 중에 하나 이상의 면이 폐쇄된 형태를 위하는 것 외에는 상기 본체부용 블록과 동일한 구성을 가지는 주변부용 블록과, 조립되었을 때 외측으로 향하는 상기 주변부용 블록의 개구부를 폐쇄하도록 상기 주변부용 블록으로부터 외측으로 연장하는 나사 부재에 의해 상기 주변부용 블록에 결합되는 슬래브를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

그런데 상기와 같은 빗물 저류조에 사용되는 블록은 통상 시공현장에 맞게 별물로 제작되기 때문에 규격화된 블록의 제작이 곤란하고, 제작된 블록보다 작거나 큰 블록을 사용하기 위해서는 별도로 주문하여 시공해야하기 때문에 범용성이 크게 떨어지는 문제가 있다.

또한, 상기 기술과 같이 종래는 블록의 조립에 의해 빗물저류조 정도를 제시할 뿐인데, 이와 같은 빗물저류조는 LID구조물의 일예로서 그 외 우수저류공원, 생태저류지, 식생조, 투수성 포장 등 다양한 구조물이 제시될 수 있다.

특히 LID구조물은 상호 연계되어 도시 등에 있어 전체적으로 자연물순환이 유도되도록 하여 생태적기능이 보존된 개발에 초점이 부여되는 것인 바, 기 제작되는 단위블럭에 의해 다양한 LID구조물이 형성되도록 하다면 시공면에서도 에너지를 절약할 수 있게 되는 것이며, 상호 호환성을 향상시켜 도시개발 등 전체적인 계획의 수립이 용이할 것인데 이러한 기술에 대한 제시는 전무한 실정이다.

대한민국 등록특허 제485742호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시공현장의 크기 및 범위에 따라 유연하게 적용 가능하여 공기를 줄일 수 있으며, 특히 다양한 LID구조물의 축조가 가능하여 시공경제를 도모할 수 있고 전체적인 물순환을 고려한 개발계획이 용이하도록 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 중량을 경량화하여 운반 및 조립을 용이하게 할 수 있게 함과 동시에 관형상의 유로가 다방향으로 교차하도록 하여 단위블럭 자체가 다방향으로 물순환이 유도되어 이의 조립에 의해 형성되는 LID구조물 및 LID구조물 간에는 자연상태의 물순환이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 단위블럭을 이용한 LID 구조물은 복수의 단위블럭이 조립되어 형성되는 LID 구조물에 있어서, 상기 단위블럭은, 복수 방향의 관형상의 유로가 교차 형성되는 몸체부, 상기 유로 끝단에서 유로의 내주연에 형성되는 보강링으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 몸체부는 육면체로 형성되고, 상기 유로는 X축의 양음방향으로 연장되는 제 1유로, Y축의 양음방향으로 연장되는 제 2유로, 및 Z축의 양음방향으로 연장되는 제 3유로를 포함하며, 상기 제 1유로, 제 2유로 및 제 3유로는 상기 X축, Y축 및 Z축의 원점에서 교차 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 제 1유로, 상기 제 2유로 또는 상기 제 3유로의 내주연에 장착되어 유체의 흐름을 1방향으로만 유도하도록 하는 유도관이 구성되도록 함이 타당하다.

더욱 바람직하게는 상기 유도관에는 대향하는 관통공이 형성되어 회전에 의해 상기 제 1유로, 상기 제 2유로 또는 상기 제 3유로를 개폐함으로써 유체의 흐름을 2방향으로만 유도하도록 구성됨이 타당하다.

또한 바람직하게는 상기 보강링의 내주연에는 나사홈이 형성되며, 상기 나사홈에 대향하는 나사산이 형성되어 상기 보강링의 내주연에 회전체결 되는 마개가 구성되도록 함이 타당하다.

또한, 바람직하게는 상기 단위블럭은 다공성재질로 구성되어 단위블럭 재질자체로 투수 또는 보수가 가능하도록 하는 것이 타당하다.

또한, 바람직하게는 상기 단위블럭에는 복수의 유공이 형성된 보수관이 하나 이상 관입되도록 구성되어 식생 등을 위한 보수가 가능하도록 하는 것이 타당하다.

이에 본 발명에서는 상기 단위블럭이 하나 이상 조립에 의해 LID 구조물로서 빗물저류조가 형성될 수 있으며, 트랜치가 형성될 수 있고, 식생조가 형성될 수 있다.

한편 본 발명에서는 상기 단위블럭의 조립에 의해 형성되는 식생조의 예로, 각각의 유로에 토사가 충진되어 형성되는 식생부와, 상기 식생부를 통과한 물이 여과되도록 각각의 유로에 여과재가 충진되어 형성되는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 물이 각각의 유로에 집수되도록 형성되는 집수부로 구성되는 식생조를 제시한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 단위블럭을 이용한 LID 구조물은 직육면체형상의 규격화된 단위블럭을 적층, 조립함으로써 다양한 용도의 LID 구조물에 적용 가능하고 범용성이 뛰어나 현장시공성과 경제성이 우수한 효과가 있다.

또한, 단위블럭의 내부에 복수 방향의 유로가 교차 형성되어 중량이 경량화되어 운반 및 조립이 용이함은 물론 유체의 저장과 동시에 다방향으로 관형상의 유로를 타고 이동이 유도됨으로써 원활한 물순환이 형성되는 효과가 있다.

또한, 단위블럭의 내부에 복수 방향의 유로가 관형상으로 교차하도록 구성됨에 의해 유로의 개폐가 용이할 뿐 아니라 개폐에 의하더라도 타 유로에서 유체의 유동이 원활히 진행되도록 하여 다양한 목적 및 용도의 LID구조물이 축조될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단위블럭의 사시도이고,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 단위블럭이 조립된 상태에서 유체의 유동을 제어하기 위한 실시 예를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 LID구조물의 예로서 빗물저류조를 나타내는 사시도이고,
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 빗물저류조의 시공방법을 나타내는 개략도이고,
도 5는 본 발명의 LID구조물의 예로서 트랜치를 나타내는 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 LID구조물의 예로서 식생조를 나타내는 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 LID구조물의 예로서 식생조의 다른 예를 나타내는 측단면도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 도 1에 도시된 단위블럭(10)을 이용한 LID구조물에 관한 것이다. 여기서 "LID 구조물"이라함은 "저영향개발(Low Impact Development, LID)"이 적용된 구조물을 정의하는 것으로 "LID"란 물과 관련된 생태적 기능을 보존하면서 개발이 가능하도록 하는 강력한 기술로서 개발지역에 새로운 설계 원리의 소규모 관리 시설에 적용할 수 있으며, 친환경적 기능과 경관을 창출하여 오염을 방지하는 기능 및 생태계를 분리하지 않고 수용할 수 있는 기능들이 포함되어 있는 기술로서 구조적 또는 비구조적 요소기술들의 조합이 가능한 것인바, 본 발명은 상기 단위블럭(10)이 조립되어 형성되는 구조물 즉 구조적 요소기술들에 관한 것이다.

우선 상기 단위블럭(10)은 도 1에서 보는 바와 같이 복수 방향의 관형상의 유로(40, 50, 60)가 교차 형성되는 몸체부(20), 상기 유로(30, 40, 50) 끝단에서 유로의 내주연에 형성되는 보강링(30)으로 구성됨을 특징으로 한다.

이를 더욱 상세히 설명하면 상기 몸체부(20)는 육면체로 형성되고, 상기 유로는 X축의 양음방향으로 연장되는 제 1유로(40), Y축의 양음방향으로 연장되는 제 2유로(50), 및 Z축의 양음방향으로 연장되는 제 3유로(60)를 포함하며, 상기 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)는 상기 X축, Y축 및 Z축의 원점에서 교차 되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 기해 상기 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)의 양단은 상기 몸체부(20)의 외부와 연통이 되도록 구성되는 것이다.

이렇게 단위블럭(10)이 구성되는 이유는 단위블럭(10)의 조립에 의해 구조물이 형성되는 경우 각각의 단위블럭(10)에 형성되는 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)가 연통하면서 물의 저장은 물론 다방향으로 물의 흐름이 유도되도록 하는 것이다. 특히 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)가 관형상으로 구성됨에 의해 각각의 방향으로 물의 유동에 있어 원활한 흐름이 유도되어 LID의 핵심인 자연상태의 물순환 기능의 유지가 가능하게 되는 것이다.

상기 몸체부(20)는 상기에서 언급한 바와 같이 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)가 내재되면서 하나의 단위블럭(10)을 형성하게 되는데, 이렇게 형성된 복수의 상기 단위블럭(10)은 종횡방향으로 적층, 조립되어 본 발명에 따른 다양한 LID구조물이 형성되는 것이다.

이때, 단위블럭(10) 간 조립시에 각 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60) 간의 접합부위가 일치할 수 있도록 정밀도와 강성이 우수한 프리캐스트콘크리트 단위블럭(10)으로 제작할 수 있으며, 공사규모가 큰 경우는 거푸집을 이용한 현장타설로 제작할 수도 있다.

또한, 상기 단위블럭(10)(상기 몸체부(20))는 그 재질을 한정하지 않으나, 단위블럭(10) 자체로 보수 또는 투수가 필요한 경우 다공성재질로 구성됨이 타당하다. 이렇게 단위블럭(10) 자체를 다공성재질로 구성함에 따라 이하에서 설명할 식생조를 형성하는 경우 상기 몸체부(20) 자체에 수분이 함유될 수 있어 건기 시 등에 내부에 충진된 토사로 수분이 공급될 수 있도록 하는 것이다.

여기서 다공성재질이라함은 투수콘크리트를 사용할 수 있으며, 발포성 수지를 사용할 수 있는 바, 이 또한 일정강성을 유지하면서 내부에 공극이 형성될 수 있는 재질이면 그 종류를 한정하지는 않는다.

상기 보강링(30)은 도 1에서 보는 바와 같이 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)의 양끝단에 상기 몸체부(20)에 매립되면서 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)에 연하도록 구성되는 것으로 이렇게 보강링(30)이 구성됨에 따라 피복두께(각 유로와 모서리 사이 거리)가 작은 경우 발생할 수 있는 균열 등의 문제를 해결하는 것이다.

즉 저장유량을 크게 하기 위해 상기 유로(40,50,60)의 직경을 크게 하는 경우 피복두께가 작아져서 구조적으로 취약포인트가 되는 것을 상기 보강링(30)의 구성에 의해 이를 보강하는 것이다. 또한, 도면에 도시된 바는 없으나, 상기 단위블럭(10)에 의해 구조물이 형성되는 경우 구조물 상에서 유입관 또는 배출관이 구성되도록 하는 경우가 발생하는데, 이러한 관 연결시 콘크리트 재질의 제 1유로(40), 제 2유로(50) 및 제 3유로(60)와 직접 연결하는 것이 용이하지 않은 바, 이와 같이 보강링(30)이 구성되어 관연결작업이 수월하게 되는 것이다.

상기 보강링(30)은 재료면에서 부식에 대한 저항성이 우수하고, 무게비 강성이 뛰어나며, 자중이 가벼워 시공이 간편한 재생 플라스틱관 또는 강화 플라스틱관 등의 합성수지재를 사용할 수 있다. 일 예로 상기 보강링(30)은 섬유보강 플라스틱이 사용될 수 있다. 상기 섬유보강 플라스틱은 섬유보강 수지강화 플라스틱이라고도 한다.

보강재로는 유리섬유, 탄소섬유 및 케블라 라고 하는 방향족 나일론섬유가 사용되고, 상기 유리섬유가 보강된 FRP를 유리섬유 보강 플라스틱(이하, "GFRP"라 칭함.)이라고 한다. 상기 GFRP의 구성재료로서 유리섬유, 열경화성수지 및 모래로 구성되는데, 상기 열경화성수지는 불포화 폴리에스테르수지, 에폭시수지, 비닐에스테르수지 등을 사용한다.

불포화 폴리에스테르수지는 내열성, 내식성 등의 성능은 여타 열경화성수지에 비해 중간정도이지만 재료가격은 다른 수지에 비해 경제적이며, 비닐에스테르수지는 내식성이 우수한 것으로 시공여건에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.

특히, 상기 불포화 폴리에스테르수지를 상기 유리섬유로 보강하면 큰 강도와 내충격성을 가지는 재료가 된다. 상기 불포화 폴리에스테르수지 자체는 경질폴리염화비닐과 폴리메틸메타크릴레이트에 비해서 강도는 작지만, 유리섬유로 보강하면 그 함유량이 증가할수록 강도는 커진다.

또한, 도면에 도시된 바는 없으나 상기 보강링(30)에 있어 상기 유로(40, 50, 60)와 접하는 면에는 표피층이 구성되도록 할 수 있는 바, 상기 보강링(30)을 열경화성수지 등 플라스틱재로 구성하되, 그 외주연에 유리섬유가 와인딩 된 표피층이 형성되도록 하는 것이다.

이 경우 역학적인 측면에서 주된 역할을 하는 재료는 유리섬유에 해당하고, 플라스틱재는 상기 유리섬유를 고정시켜주면서 한 개의 유리섬유가 끊어졌을 때 다른 섬유로 하중을 전달하고 또한 그 내주연에 매끄러운 표면을 제공하는 기능을 수행하는 것이다.

이 경우 상기 유리섬유는 원주방향(x축 방향)과 축방향(y축 방향)으로 직교하도록 구성하고, 상기 원주방향과 축방향 사이에 대각선 방향으로 전단에 의한 좌굴이 문제가 되는 경우가 있을 것이므로 각각 원주방향에서 20℃ ~ 80℃방향으로 유리섬유를 와인딩 하여 4방향으로 유리섬유가 와인딩 되도록 함에 의해 상기 표피층을 구성하도록 하는 것이 바람직하다.

상기에서 본 바와 같이 상기 유리섬유가 역학적으로 주된 역할을 하는 것이므로 작용하중에 따라 상기 보강링(30)의 두께를 조절할 필요가 없고, 단지 표피층을 구성하는 상기 유리섬유의 와인딩량, 방향의 조절에 의해 가능하므로 자중을 감소시킬 수 있어 시공이 용이하게 되는 것이다. 또한, 이렇게 유리섬유가 와인딩 된 보강링(30)을 구성함에 몸체부(20)와의 부착력을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 즉 유리섬유의 와인딩에 의해 상기 보강링(30)의 표면에 요철이 발생하여 이와 부착되는 몸체부(20)(유로(40,50,60))와 부착강도가 증진되도록 하는 것으로, 이러한 구조에 기해 전체 구조적 강성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명에서는 상기 단위블럭(10)이 구조물 형성을 위한 조립시 내부를 유동하는 유체의 흐름을 제어하기 위한 구성이 더 제시된다.

그 첫 번째가 유도관(70)인 바, 도 2a에서 보는 바와 같이 상기 제 1유로(40), 상기 제 2유로(50) 또는 상기 제 3유로(60)의 내주연에 장착되어 유체의 흐름을 1방향으로만 유도하도록 하는 것이다. 즉 도 2a에서 예와 같이 제 1유로(40)에만 유도관(70)이 장착되도록 하여 x축 방향으로만 유체의 흐름을 유도하도록 하는 것이다.

또한 두 번째 실시 예가 도 2b에 제시되고 있는 바, 대향하는 관통공(81)이 더 형성된 유도관(80)이다. 본 실시 예의 유도관(80)은 관통공(81)이 형성되어 회전에 의해 상기 제 1유로(40), 상기 제 2유로(50) 또는 상기 제 3유로(60)를 개폐함으로써 유체의 흐름을 2방향으로만 유도하도록 하는 것이다.

즉 도 2b에서 보는 바와 같이 일 단위블럭(10)에는 제 1유로(40)에 유도관(80)을 삽입시키되 관통공(81)이 제 3유로(60)에 연통하도록 하여 유체의 흐름이 x축 z축으로 유도되도록 하고, 타 단위블럭(10)에는 제 1유로(40)에 유도관(80)을 삽입시키되 관통공(81)이 제 2유로(50)에 연통하도록 하여 유체의 흐름이 x축 y축으로 유도되도록 하는 것이다.

이와 같이 첫 번째, 두 번째 실시 예처럼 유도관(70, 80)이 더 구성되도록 하여 단위블럭(10)의 조립에 의해 이하에서 설명할 트렌치(200)를 구성하는 경우 유체의 흐름을 자유롭게 제어하도록 하는 것이다.

그리고 세 번째 실시 예가 도 2c에 도시되고 있는 바, 상기 보강링(30)의 내주연에는 나사홈(31)이 형성되도록 하고, 상기 나사홈(31)에 대향하는 나사산(91)이 형성되어 상기 보강링(30)의 내주연에 회전체결 되는 마개(90)가 구성되는 것이다. 이와 같이 구성되어 상기 단위블럭(10)의 조립에 의해 빗물저류조(100) 등 구조물을 형성하는 경우 최외측에서 조립되는 단위블럭(10)의 외부와 노출면에 필요에 따라 유체의 흐름을 막을 필요가 있는 바, 상기 마개(90)에 의해 유로의 외부연통을 막도록 하는 것이다. 또한 도면에 도시된 바는 없으나 상기 마개(90)에는 복수의 관통공 또는 관통홀이 구성되어 선택적으로 물이 유입되도록 구성될 수 있다.

한편 상기와 같은 단위블럭(10)의 조립에 의해 LID구조물이 제시될 수 있는 데 LID구조물로서 우수저류공원, 생태저류지, 지붕층 저류공원 등 다양한 구조물이 있을 수 있는 바, 본 발명에서는 그 예로서 빗물저장조(100), 트렌치(200), 식생조(300)가 제시되고 있으며 상기 단위블럭(100)을 사용한다면 이에 한정하는 것은 아니다.

우선 도 3에서는 본 발명에 따른 LID구조물로서 빗물저류조(100)가 조립된 상태를 나타낸 것으로, 상기 빗물저류조(100)가 복수의 단위블럭(10)이 종횡으로 적층, 조립되는 것을 보여준다.

도 3에서 보는 바와 같이 종횡방향으로 적층, 조립되어 빗물저류조(100)를 구성하게 되는 복수의 단위블럭(10)은 내부에서 유로(40, 50, 60)가 상호간에 연통되어 우천시 빗물이 저류될 수 있는 공간이 마련됨은 물론 다방향으로 빗물이 유동하도록 구성되어 지반으로 침투가 가능하게 되는 것이다.

도면에 도시된 바는 없으나 상기 단위블럭(10) 간의 결합시 이음관에 의해 단위블럭(10) 간 각각의 유로(40, 50, 60)가 연결되도록 할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 이음관은 단위블럭(10) 간의 적층, 조립시 인접하는 단위블럭(10)에서 유로(40, 50, 60)의 접합부분의 내주연에 부착되도록 한다. 이러한 구성에 의해 적층, 조립시 인접하는 단위블럭(10) 간의 틀어짐을 방지하여 시공이 용이하게 되는 것이고, 시공 후에도 단위블럭(10)의 접합면에 작용하는 전단응력에 대한 저항성을 향상시켜 견고한 결합이 가능하게 되는 것이다.

상기 이음관은 파이프형상으로, 양단부에 완만한 경사구배를 형성시켜 끝단이 상기 유로(40, 50, 60)의 내주연에 연하게 되는데, 이는 유로(40, 50, 60)의 내주연에 이음관이 부착되었을 때 단부의 면적을 최소화하여 이물질 등이 상기 이음부에 침적되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 단위블럭(10)들을 조립하여 형성되는 빗물저류조(100)의 외부에 마감재를 처리할 수 있는데, 상기 마감재는 빗물저류조의 외부를 감싸며 빗물저류조에 저장된 빗물이 외부로 침출될 수 있도록 하는 투수형시트를 사용할 수 있다. 상기 투수형시트는 부직포 등의 재질을 사용하는데, 폐색현상을 방지하기 위해 지반분류에 따라 부직포의 입경을 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.

여기서 폐색현상이란 흙입자가 흙모체로부터 이탈한 후 부직포의 간극내 유체의 흐름에 의해 이동이 이루어지다가 부직포의 간극을 메우게 되는 현상을 말하는 것으로 이로 인해 부직포의 통수능을 감소시켜 빗물저류조에 저장된 빗물이 지반으로 침출될 수 없게 되는 것을 방지하기 위해 지반분류에 따라 부직포의 입경을 조절하여 사용함이 타당하다.

상기 부직포 등으로 이루어진 투수형시트는 빗물저류조에 저장된 빗물이 지반으로 침출되도록 하는 기능에 더하여 외부로부터 이물질이 빗물저류조 내부로 유입되는 것을 차단하는 기능도 수행하는 것이다.

한편 상기 마감재는 빗물저류조에 저장된 빗물이 외부로 침출될 수 없도록 하는 차수형시트도 사용할 수 있다. 상기 차수형시트는 EDPM 재질 등으로 구성할 수 있으며, 빗물저류조에 저장된 빗물의 지반 유출 및 외부 이물질이 빗물저류조의 내부로의 유입도 차단하는 기능을 수행하는 것으로서 차수형시트를 마감재로 사용하는 경우에는 빗물저류조에 저장된 빗물의 외부유출을 위해 별도의 배수관 등을 설치하는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 마감재에 따라 투수형시트를 빗물저류조의 외부에 설치하여 빗물이 지반으로 침출될 수 있도록 구성(이하, 침투형이라함.)할 수 있으며, 빗물의 지반으로의 침출을 차단하고, 상기 저장된 빗물을 타 용도로 사용하기 위해서 빗물저류조의 외부를 차수형시트로 감싸서 빗물을 상기 빗물저류조에 저장할 수 있도록 구성(이하, 차수형이라함.)할 수 있는데, 상기 차수형시트는 저장된 빗물이 외부로 유출됨이 없으므로 빗물의 압력 등에 의해 차수형시트가 손상을 입을 수 있으므로 상기 차수형시트의 내, 외부로 보호용으로 투수용시트를 더 설치하는 것이 바람직하다. 또한 침투형과 상기 차수형을 병용하여 구성(이하, 병용형이라함.)할 수 있다.

우선 침투형의 경우 상기 단위블럭(10)을 조립하여 형성된 빗물저류조(100)가 지하로 매립되며, 상기 빗물저류조의 외부에 상기 투수형시트가 시공된다. 상기 빗물저류조의 상부에는 지상과 관통하는 점검구가 하나 이상 구성되며, 상기 점검구의 구성에 의해 사후적으로 상기 빗물저류조 내부를 점검하여 침전된 이물질 등을 제거할 수 있게 되는 것이다. 이경우는 로버트형 카메라 등이 이용될 수 있다.

상기 침투형에 의해 빗물이 저장, 침출되는 과정을 보면 건물 등에 흐르는 빗물이 유입관을 통해 빗물저류조로 유입되며 이렇게 유입되는 빗물은 빗물저류조의 최 외곽에 조립된 단위블럭(10)에 내재된 유로(40, 50, 60)를 통해 지반으로 빗물이 침출되어 빗물이 빗물저류조를 범람하여 홍수 등을 유발시킴을 사전에 방지하게 되는 것이다. 상기 침투형은 골프장, 운동장 등 빗물의 저장보다는 빗물을 지반으로의 침출이 중요한 경우에 사용됨이 바람직하다.

저장형의 경우도 상기 단위블럭(10)을 조립하여 형성된 빗물저류조가 지하로 매립되며, 상기 빗물저류조의 측면과 밑면에 상기 차수형시트가 시공되며, 상기 차수형시트의 내,외부로 투수형시트를 보호용으로 시공하는 것이 바람직하다. 이러한 저장형은 상기 빗물저류조에 저장된 빗물을 이용하는데 주목적이 있으므로 배수관이 구성되어야 한다.

상기 저장형에 의해 빗물이 저장, 침출되는 과정을 보면 유입관을 통해 빗물이 빗물저류조로 유입되고, 이렇게 유입된 빗물은 빗물저류조의 측면 및 밑면이 상기 차수형시트에 의해 감싸지므로 빗물이 지반으로 침출되지 않고, 다만, 상면에 침투형시트가 설치되므로 상면을 통해서만 상기 빗물저류조를 범람하는 빗물이 침출된다.

상기와 같이 빗물의 침출이 없으므로 상기 차수형시트에 빗물의 압력이 작용하여 하자를 유발할 우려가 있으므로 상기 차수형시트의 안,팎으로 보호용으로 상기 투수형시트을 설치하여 시트의 찢김 등에 의한 빗물의 침출을 방지하는 것이다. 상기와 같이 빗물저류조에 저장된 빗물은 배수관을 통해 다양한 목적에 사용토록 배출되는 것이다.

이렇게 저장된 빗물은 식수, 방화용 등 적절한 용도로 사용하게 되는 것이다. 이러한 저장형의 경우도 점검구를 통해 빗물저류조에 빗물의 저장상태나, 내부하자 유무 점검 및 저장된 빗물로부터 걸어진 이물질의 제거를 할 수 있다.

상기 병용형은 상기 침투형과 상기 저장형을 동시에 사용하는 것으로 상호 보완적으로 사용되는 것이다.

상기와 같은 빗물저류조(100)는 터파기 단계(S10); 상기 빗물저류조를 시공하는 단계(S20); 마무리 시공을 하는 단계(S30);를 통해 시공되어 질 수 있다.

여기서 상기 빗물저류조를 시공하는 단계(S20)에는 기초시공 하는 단계와, 바닥부 및 측부에 마감재를 시공하는 단계와, 단위블럭을 조립하여 빗물저류조를 시공하는 단계와, 빗물저류조를 외부시설에 연결 시공하는 단계와, 빗물저류조의 상부에 마감재를 시공하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 바닥부 및 측부에 마감재를 시공하는 단계와, 빗물저류조의 상부에 마감재를 시공하는 단계에는 빗물저류조의 내부에 저장된 빗물이 외부로 침출될 수 있는 침투형시트 또는 빗물저류조의 내부에 저장된 빗물이 외부로 침출될 수 없는 차수형시트 중 하나를 시공하는 것을 포함하여 이루어진다.

한편 상기 빗물저류조(100)의 시공방법의 일 실시예를 도 4a 내지 도 4c에 도시되고 있다. 본 실시 예에서는 상기 빗물저류조(100)를 시공하는 단계를 1,2차에 걸친 시공을 하도록 함에 특징이 있는 바, 우선 도 4a에서 보는 바와 같이 중앙부에 단위블럭을 적층, 조립하여 중앙조립체(1-1)를 시공하는 단계를 갖는다. 이 경우 굴착된 지반의 측부는 자연토사에 해당하여 중앙부는 토압에 대한 영향이 없는 바, 우선 상기 단위블럭(10)을 적층, 조립하여 중앙조립체(1-1)를 시공한다.

그 다음으로 도 4b에서 보는 바와 같이 상기 중앙조립체(1-1)와 소정거리 이격된 위치에 수직구 구조물(2) 및 지보재(g)를 시공하는 단계를 갖는다. 이 경우 수직구 구조물(2)과 중앙조립체(1-1) 사이에만 지보재(g)를 설치하면 되므로 사용 지보재(g)의 양을 줄일 수 있으며, 지보재(g)의 길이를 짧게 할 수 있으므로 지보재(g)의 직경을 작게 하여도 충분한 바 경제적인 시공이 가능하게 되는 것이다. 또한, 이렇게 지보재(g)를 사용할 수 있으므로 그 해체가 용이하고, 시공안전면에서도 유리하게 되는 것이다.

그 다음으로 상기 도 4c에서 보는 바와 같이 상기 중앙조립체(1-1)와 수직구 구조물(2) 사이에 단위블럭(10)을 적층, 조립하여 외각조립체(1-2)를 시공하는 단계(S22)를 갖는다.

즉 중앙조립체(1-1)와 수직구 구조물(2) 사이에 외각조립체(1-2)를 시공하여 전체 빗물저류조(100)를 완성하게 되는 것이다. 이때 하부에서부터 지보재(g)를 제거하면서 상기 단위블럭(10)을 적층, 조립하게 되는 바, 기 시공된 중앙조립체(1-1)에 의해서 상기 수직구 구조물(2)로부터의 토압이 지지되므로 전체 구조물의 안정화를 유도할 수 있게 되는 것이다.

마지막으로 도 4d에서 보는 바와 같이 마무리 시공을 하는 단계를 갖는 바, 본 단계에서는 수직구 구조물(2)을 제거하고, 전체 빗물저류조를 매립하여 시공을 완성하는 것이다. 또한 경우에 따라 수직구 구조물(2)과 완성된 빗물저류조(1) 사이에 모래 등 충진제를 충진한 후에 매립을 함으로써 시공을 완성할 수 있다.

한편 도 5에서는 상기 단위블럭(10)의 조립에 의해 형성될 수 있는 LID구조물로서 트렌치(200)를 제시한다. 이러한 트렌치(200)의 경우 상기 단위블럭(10)에 의해 형성되는 LID구조물 간을 수로를 형성하면서 연결되도록 하는 경우에 적용이 있을 것이다. 이 경우 상기에서 언급한 유도관(70, 80), 마개(90)가 유체의 흐름방향을 제어하도록 더 구성되어야 할 것이다.

또한 도 6에서는 상기 단위블럭(10)의 조립에 의해 형성될 수 있는 LID구조물로서 식생조(300)가 제시된다.

상기 식생조(300)는 각각의 유로(40, 50, 60)에 흙(g)이 충진되어 형성되는 식생부(310)와, 상기 식생부(310)를 통과한 물이 여과되도록 각각의 유로(40, 50, 60)에 여과재가 충진되는 여과부(320)와, 상기 여과부(320)를 통과한 물이 각각의 유로에 집수되도록 형성되는 집수부(330)로 구성됨을 특징으로 한다.

즉 복수의 단위블럭(10)의 조립에 의해 식생조(300)가 형성되도록 하되, 일부섹션에 포함되는 단위블럭(10)들의 각각의 유로(40, 50, 60)에는 흙이 충진되도록 하여 식생이 가능하도록 하며, 일부섹션에 포함되는 단위블럭(10)들의 각각의 유로(40, 50, 60)에는 여과재가 충진되도록 하여 상기 식생조(300)를 통과한 물이 여과되도록 하며, 일부섹션에 포함되는 단위블럭(10)들의 각각의 유로(40, 50, 60)에는 상기 여과부(320)를 통과한 물이 집수되도록 하는 것이다.

상기 식생조(300)는 지중에 매설함에 있어서는 터파기를 한 다음 상기 단위블럭(10)을 조립하고 되메우기 하는 것에 의하여 상기 식생조(300)가 지중에 매설되도록 하여 견고히 고정되도록 하는 것이다. 이 경우 도면에 도시된 바는 없으나 상기 식생조(300)의 최외곽에 위치하는 단위블럭(10)에는 지중에 노출되는 유로(40, 50, 60)를 상기 마개(90)로 막아 지중(g)과 차단되는 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 식생조(300)의 상단 높이는 보도 및 차도의 노면보다 낮거나 같게 하여 보도와 차도를 따라 유동하는 강우유출수가 상기 식생조(300)의 상단을 월류하여 상기 식생부(310) 내로 유입되도록 한다.

이처럼 상기 식생조(300)는 그 위치에 의해 자연적으로 강우유출수가 월류하여 유입되도록 할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 도면에 도시된 바 없으나 강우유출수가 유입되는 별도의 유입관을 그 상부에 연결할 수도 있다.

도 6에서 보는 바와 같이 물은 상기 식생부(310)에서 하방향으로 유동하면서 하부가 포화됨에 따라 다시 상방향 유동이 형성되어 상기 여과부(320)로 유입되어 여과과정이 수행되는 것이다.

이 경우도 상기 여과부(320)를 구성하는 단위블럭(10)에는 도면에 도시된 바는 없으나 필요에 따라 유로(40, 50, 60)를 상기 마개(90)를 이용하여 폐쇄되도록 한다. 즉 도 6에서 보는 유체흐름을 유도하기 위해서는 상기 여과부(320)를 구성하는 단위블럭(10)에서 측면에서 외부에 노출되는 유로(40, 50, 60)에 상기 마개(90)를 구성하여 폐쇄하고, 하면 및 상면에서 외부에 노출되는 유로(40, 50, 60)에는 도면에 도시된 바는 없으나 복수의 관통공이 형성된 마개(90)를 구성하여 관통공을 통해 물이 유동하도록 하면서 여과재가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 한다.

이렇게 여과가 된 물은 상기 집수부(330)로 집수되는 바, 각각의 유로(40, 50, 60)에 의해 집수공간이 형성되는 것이다.

상기 집수부(330)의 상부에서 노출되는 유로(40, 50, 60)에는 강우유출수를 포함한 유입수가 유입되도록 하는데, 이러한 유로(40, 50, 60)의 경우 도면에 도시된 바는 없으나 복수의 관통홀이 형성된 마개(90)를 구성하여 강우유출수 중에 포함되어 있는 일정 이상의 크기를 가지는 부유물질이 마개(90)에 의해 걸러지도록 하는 것이 타당하다.

그리고, 상기 집수부(330)에는 집수된 물을 외부로 유출시키는 배출수단이 형성되는 바, 도 6은 그 예로서 상기에서 설명한 트렌치(200)가 연결되도록 하는 예가 도시되고 있다. 즉 집수부(330)를 구성하는 단위블럭(100)에서 일 유로(40, 50, 60)를 상기 트렌치(200)에 있어 상기 집수부(330)와 접하는 단위블럭(10)의 유로(40, 50, 60)와 연결시킴으로써 상기 집수부(330)에 집수된 물이 트렌치(200)로 유동토록 하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 식생조(300)에서는 비점오염물질이 다량 포함되어 있는 초기 강우유출수가 유입되어 상기 식생부(320)에서 하향, 상향 유동을 통해 여과 처리되어 집수부(330)로 유동하도록 하며, 초기 강우 후 일정시간 경과하여 비점오염물질이 미량 포함되어 있는 강우유출수는 초기 강우에 의해 식생조(300)가 포화되므로 자연스럽게 식생조(300) 내에서 하향, 상향 유동없이 바로 집수부(330)로 유도되도록 함으로써 비점오염물질을 효과적으로 처리하는 등 최적의 물순환 환경을 구축할 수 있게 되는 것이다.

특히 상기 식생조(300)에서는 상기 집수부(330) 하부에 상기 여과부(320)가 더 구성되는 바, 강우유출수가 외부로 배수, 방류되기 전 최후적으로 여과를 거치도록 함으로써 강우유출수에 포함되는 비점오염물질을 거의 완전히 제거하도록 하는 것이다.

또한 도 7에서는 상기 단위블럭(10)의 조립에 의해 형성될 수 있는 LID구조물로서 식생조(300)의 다른 예가 제시된다.

도 7에서 제시되는 식생조(300)의 경우는 1개의 단위블럭(10)에 의해 식생조(300)가 형성된 예를 나타낸다. 물론 이 경우도 도면에 도시된 바는 없으나 복수의 단위블럭(10)에 의해 식생조(300)가 형성되도록 할 수 있음은 당연하다.

본 실시 예의 특징은 상기 단위블럭(10)에 하나 이상의 보수관(340)이 관입되도록 하는 것으로, 도 7에서는 상기 단위블럭(10)의 모서리부로서 몸체(20)를 상,하로 관통하도록 상기 보수관(340)이 매입된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 단위블럭(10)에 있어 각각의 유로(40, 50, 60)에 흙(g)이 충진되도록 하되, 하나 이상의 보수관(340)이 흙(g)에 관입되도록 구성될 수도 있다.

단, 도 7과 같이 몸체(20)에 관입하는 경우 보수관(340)이 보수기능은 물론 각 모서리부에서 지지대로서 기능도 하므로 구조적으로 유리한 장점이 더 발현될 수 있다. 이하는 도 7에 기초하여 설명한다.

상기 단위블럭(10)에서 상기 보수관(340)이 관입됨에 있어 보수관(340)의 상면은 개구되도록 하여 식생조(300)를 형성하는 단위블럭(10) 상부로부터 물이 유입되도록 하는 것이 타당하며, 그 하면은 막힌구조를 형성하여 유입된 물이 저장되도록 하는 것이 타당하다.

상기 보수관(340)은 복수의 유공(341)이 형성된 원형관으로 상기 식생조(300)에서 상기 보수관(340)은 관입된 상태에서 내부에 물이 저장되거나 저장된 물이 유공(341)을 통해 흙(g)으로 유입되도록 하는 것이다.

이렇게 보수관(340)이 형성되도록 하는 것은 우기 등에 빗물 등이 상기 보수관(340)의 개구된 상면을 통해 또는 포화된 흙(g)으로부터 상기 유공(341)을 통해 물이 유입되어 저장되도록 하는 것이며, 이렇게 보수관(340)에 보수된 물은 건기시 등에 흙(g)으로 상기 유공(341)을 통해 물이 유입되도록 함으로써 식생조(300)의 보수율이 지속적으로 유지되도록 하여 식생환경을 조성하기 위한 것이다.

또한, 상기 식생조(300)(단위블럭(10))에서 상기 보수관(340)이 관입되는 수는 한정되지 않으나 도 7에서는 각각 모서리부의 몸체(20)를 관통하도록 수직방향으로 4개의 보수관(340)이 관입되도록 하는 예를 제시한다.

이렇게 위치하도록 하는 이유는 식생조(300)(단위블럭(10))에서 생장되는 나무의 뿌리를 상기 보수관(340)이 감싸는 형상으로 위치하도록 하여 다방향에서 물이 공급되도록 하기 위한 것이다.

본 실시 예의 식생조(300)의 경우도 지중에 매설함에 있어서는 터파기를 한 다음 상기 단위블럭(10)을 안치하여 되메우기 하는 것에 의하여 상기 식생조(300)가 지중에 매설되도록 하여 견고히 고정되도록 하는 것이다. 이 경우도 도면에 도시된 바는 없으나 지중에 노출되는 유로(40, 50, 60)는 상기 마개(90)로 막아 지중(g)과 차단되는 구조로 형성될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 단위블럭 100 : 빗물저류조
200 : 트렌치 300 : 식생조

Claims (11)

1. 복수의 단위블럭이 조립되어 형성되는 LID 구조물에 있어서,
   상기 단위블럭은,
   복수 방향의 관형상의 유로가 교차 형성되는 몸체부, 상기 유로 끝단에서 유로의 내주연에 형성되는 보강링으로 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체부는 육면체로 형성되고, 상기 유로는 X축의 양음방향으로 연장되는 제 1유로, Y축의 양음방향으로 연장되는 제 2유로, 및 Z축의 양음방향으로 연장되는 제 3유로를 포함하며, 상기 제 1유로, 제 2유로 및 제 3유로는 상기 X축, Y축 및 Z축의 원점에서 교차 되는 것을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1유로, 상기 제 2유로 또는 상기 제 3유로의 내주연에 장착되어 유체의 흐름을 1방향으로만 유도하도록 하는 유도관이 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 유도관에는 대향하는 관통공이 형성되어 회전에 의해 제 1유로, 상기 제 2유로 또는 상기 제 3유로를 개폐함으로써 유체의 흐름을 2방향으로만 유도하도록 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 보강링의 내주연에는 나사홈이 형성되며, 상기 나사홈에 대향하는 나사산이 형성되어 상기 보강링의 내주연에 회전체결되는 마개가 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 단위블럭은 다공성재질로 구성되어 투수 또는 보수가 가능한 것을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 단위블럭에는 복수의 유공이 형성된 보수관이 하나 이상 관입되도록 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 단위블럭이 하나 이상 조립에 의해 빗물저류조가 형성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 단위블럭이 하나 이상 조립에 의해 트랜치가 형성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 단위블럭이 하나 이상 조립에 의해 식생조가 형성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 식생조는,
    각각의 유로에 토사가 충진되어 형성되는 식생부와, 상기 식생부를 통과한 물이 여과되도록 각각의 유로에 여과재가 충진되어 형성되는 여과부와, 상기 여과부를 통과한 물이 각각의 유로에 집수되도록 형성되는 집수부로 구성됨을 특징으로 하는 단위블럭을 이용한 LID 구조물.

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