KR20190059704A - 태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법 - Google Patents

태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양모듈판이 장착된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
본 발명의 태양모듈판이 장착된 자전거 도로용 블록 구조물의 시공 방법은,
노상면(1)으로부터 일정 높이까지 보조기층(2)을 형성하는 보조기층형성단계와; 성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있고, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있는 다수 개의 블록(10)을 준비한 후 상기 보조기층(2) 상부에 블록(10)들을 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)을 치합시켜 연결 조립하는 블록설치단계와; 도전성 금속 재질로 이루어져 있는 보강지지부재(20)를 준비한 후, 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착시키되, 보강지지부재(20)의 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루도록 하는 지지부재설치단계와; 태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 태양모듈판(30)을 준비한 후, 상기 블록(10)의 상면에 안착시켜 고정하되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 하는 태양모듈판설치단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 높은 강도 및 내구성을 확보하고, 태양광 모듈과의 연결을 위한 적합한 구조, 침하 방지가 가능한 구조가 제공되어 태양광 도로의 시공이 용이해지게 된다.

Description

태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법{Block construction for bicycle road with solar module and counstruction metho of it}
본 발명은 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 특히 태양광 모듈이 블록 상부에 안착되면서도 안정적으로 지지되는 것은 물론, 태양광 모듈에서 생산된 전력을 외부로 공급하는 배선이 간편하고, 접지 기능을 제공하면서 깔끔한 외관을 제공할 수 있도록 한, 태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
최근 수년간 지구온난화로 인한 자연환경 훼손, 국제기후협약 준수, 탄소배출권 강화, 원자력발전의 위험성 및 폐기 비용문제, 전기자동차 개발기술 발전 등으로 인하여 청정에너지에 대한 연구 및 관심이 높아지고 있는데, 국내에서도 원자력발전을 중심으로 하는 에너지확보 정책에서 점차 청정에너지의 발전 비중을 높이고자 정책을 추진하고 있다. 특히 가장 활용이 쉽고 비용이 저렴한 태양에너지를 이용하는 태양광 발전에 대한 투자가 국내 뿐만 아니라 중국 등 해외를 중심으로 크게 늘고 있는 실정이다.
이러한 태양광 발전의 경우 현재까지 일반 부지 및 유휴지, 건축물에 설치하는 경우가 대부분이었으나, 태양광 발전 시스템이 설치되어 있는 동안은 기타 공간으로 활용을 하지 못하는 문제점이 있다. 건축물의 경우는 설치 시 하중에 대한 문제점을 고려하여야 하므로 설치비용의 증가가 발생을 하고 있으며 설치 후 관리 및 건물의 노후와 연계된 문제점이 발생되고 있다. 또한 수상 태양광 발전은 다양한 시도를 하고 있지만, 태풍에 대한 문제점 및 장기적인 내구성 및 부력장치의 높은가격으로 인하여 payback time이 늦은 문제점이 발생하고 있다.
따라서 기존에 태양광 발전 시스템이 구축되어지지 않았던 영역, 도로, 보도블록과 같은 생활 밀착형 제품군으로 발전이 되고 있으며 ESS 독립형 , 계통연계형, IOT, ICT 기반의 다양한 사회적 변화에 적응하여 태양광 발전 장치를 넘어선 다양한 시도를 하고 있다.
도로 태양광 시스템 개발은 2009년도 개발이 시작이 되어 네덜란드에서부터 자전거 도로 100M 구간 시범운영을 실시한 것이 첫 사례이다. 초기 네덜란드는 2.5M*3.5M 크기의 콘크리트 모듈을 구성하여 상판에 1cm의 강화유리를 깔아서 오염방지 및 무거운 하중으로부터 태양광 전지를 보호해주는 기능을 구현하였다. 이후 2015년 네덜란드는 2번째로 자전거 도로 70km를 설치 및 운영을 하게 되었다. 보도블록형태 및 기존의 보도블록 형태와 유사한 구조를 따르려고 노력을 하였다.
2016년 12월 프랑스 정부는 건설업체 부이그 SA의 자회사인 콜라사와 협력을 통하여 63억을 들여 1KM 구간을 태양광 도로를 시공을 하였다. 마지막으로 미국인 SolarRoadways의 스콧 브루소 대표는 태양광 도로에 LED 및 히팅 판넬을 구성을 하여 쌓인 눈을 녹이는 기능 및 방향 지시 및 정보 표시를 하는 기반을 구축을 하였다.
하지만 국내의 경우 도로에서의 태양광 발전 시스템의 개발 및 연구가 전무한 실정이다. 또한 앞서 언급한 네덜란드, 프랑스, 미국의 3사에서 개발되는 제품은 효율이 낮고, 아직까지 내구성이 검증되지 않았으며, 향후 발생할 문제점에 대해서 사전 성능 검증을 완료하여 제품화를 한다면, 많은 시장 선점의 기회를 마련할 수 있을 것이다.
이와 관련된 기술로, "태양광 발전 블록 제조방법"(한국 등록특허공보 제10-1576427호, 특허문헌 1)에는 투명한 수지 강화층을 제조한 후, 수지 강화층의 경화 전에 태양전지모듈을 투입하여 일체화시킨 후, 착색안료, 경화제 등을 첨가한 후, 몰드 내에 골재와 수지를 포함하는 수지블록을 투입한 후 양생시키는 기술이 공개되어 있다.
상기 특허문헌 1의 경우 블록의 제조 공정에 태양광 모듈을 투입하는 기술이 핵심으로 이러한 방식은 태양광모듈이 블록에 완전 일체화된 점에서 주목할 만하다 할 것이다.
그러나, 태양광 모듈의 손상 발생시 블록을 통체로 교체해야 하는 문제점이 있다.
또, 블록에 포함되는 각종 무기재, 첨가제 등의 열 수축 팽창과, 태양광 모듈의 열 수축 팽창이 달라져 결국 서로 분리되어 내구성이 떨어지게 되는 문제점도 있다.
한편, 기성 제작된 블록에 태양광 모듈을 설치하는 방식이 제시될 수 있으나, 통상의 보도블록은 무기 재질로 이루어지는데, 그 단부에 충격이 가해지게 되면 파손되기 쉽기 때문에 태양광 모듈은 블록의 단부까지 설치되지 못하고 단부로 이격된 중앙 부위에 설치되고, 이로 인해 생산되는 전력이 적을 수 밖에 없는 문제점도 있었다.
즉, 태양광 발전 시스템을 구축하기 위해서는 발전을 위한 배선, 태양광 모듈과 콘크리트 블록간의 밀실한 접착, 콘크리트 블록의 변형 방지, 내구성 확보, 침하 방지 등을 요구로 하는데, 국내에 알려진 기술은 개별 블록에 설치되는 태양광 발전 기술에 불과한 바, 높은 강도 및 내구성을 확보하고 태양광 모듈과의 연결을 위한 적절한 구조 및 침하 방지 등이 종합적으로 이루어지는 블록 기술의 개발이 시급한 실정이라 하겠다.
KR 10-1576427 (2015.12.03)
본 발명의 태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 및 그 시공 방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 높은 강도 및 내구성을 확보하고, 태양광 모듈과의 연결을 위한 적합한 구조, 침하 방지가 가능한 블록 구조물 및 그 시공 방법을 제공하려는 것이다.
보다 구체적으로, 블록의 단부 측에 "L"자 형상의 단턱을 형성하고, 이 단턱에 강도가 높은 금속 관체를 설치함으로써 원할한 하중 지지를 받을 수 있게 하여 태양모듈판이 블록의 단부까지 형성되어 보다 많은 전력을 생산할 수 있게 하려는 것이다.
특히, 금속 관체는 도전성 재질로 형성됨으로써 태양모듈판의 접지 기능을 수행할 수 있게 하여 태양광 모듈 시공시 별도의 접지 공사를 실시하지 않도록 하여 시공이 간편하고, 공사비를 절감할 수 있게 하려는 것이다.
더 나아가, 금속 관체에는 개구부를 형성하고, 태양모듈판과 연결되는 전선을 개구부를 통해 금속 관체 내부에 삽입되도록 하여 개별적인 태양모듈판마다 배터리를 구비하지 않고 다수의 블록에 설치된 태양모듈판에서 생산된 전력을 통합적으로 관리할 수 있게 함으로써 공사비 절감은 물론 보다 폭넓게 생산된 전력을 활용할 수 있게 하려는 것이다.
또한, 금속 관체들은 서로 끼움 결합 방식으로 조립되도록 함으로써 금속 관체의 시공 역시 간편하고, 구조적 안정성을 높여줄 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물의 시공 방법은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 노상면(1)으로부터 일정 높이까지 보조기층(2)을 형성하는 보조기층형성단계와; 성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있고, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있는 다수 개의 블록(10)을 준비한 후 상기 보조기층(2) 상부에 블록(10)들을 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)을 치합시켜 연결 조립하는 블록설치단계와; 도전성 금속 재질로 이루어져 있는 보강지지부재(20)를 준비한 후, 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착시키되, 보강지지부재(20)의 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루도록 하는 지지부재설치단계와; 태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 태양모듈판(30)을 준비한 후, 상기 블록(10)의 상면에 안착시켜 고정하되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 하는 태양모듈판설치단계;를 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 상기 보강지지부재(20)는 길이 방향으로 내부가 빈 관상의 형태를 취하되, 상면 일측에 배선용 개구부(21)가 형성되어 있으며, 상기 태양모듈판(30)에는 태양광모듈(31)에서 생산된 전력을 외부로 공급하기 위한 전선(32)이 연결되어 있고, 상기 태양모듈판설치단계에서 상기 태양모듈판(30)에 연결된 전선(32)을 보강지지부재(20)의 개구부(21)를 통해 보강지지부재(20) 내부에 삽입한 후 연속으로 설치된 보강지지부재(20)들의 내부를 통과시킨 후 외부로 연결하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 보강지지부재(20)는 일측 외주면 폭이 타측 내주면 폭과 같거나 작게 이루어져 있는 단턱부(22)가 형성되어 있으며, 상기 지지부재설치단계에서, 서로 인접한 보강지지부재(20)들을 단턱부(22)를 이용하여 상호 끼움 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강지지부재(20)의 단턱부(22)에는 끼움돌기(22a)가 형성되어 있으며, 상기 보강지지부재(20)는 단턱부(22)의 반대측 내주면에 상기 끼움돌기(22a)가 삽입되는 돌기삽입홈(22b)이 형성되어, 인접한 보강지지부재(20)의 끼움 결합시 끼움돌기(22a)가 돌기삽입홈(22b)에 삽입시켜 이탈이 방지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 시공 방법에 의해 시공된 블록 구조물은, 노상면(1)으로부터 일정 높이까지 형성된 보조기층(2)과; 성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있어 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 치합됨으로써 연결 조립된 채 보조기층(2) 상부에 설치되어 있으며, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있는 다수 개의 블록(10)과; 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착되되, 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루어 상부 하중으로부터 상기 블록(10)의 단부 파손을 방지하고, 도전성 금속 재질로 이루어져 있어 접지가 가능하도록 이루어진 보강지지부재(20)와; 상기 블록(10)의 상면에 안착되어 고정되되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 이루어져 있고, 태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 태양모듈판(30);을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 블록의 단부 측에 "L"자 형상의 단턱을 형성하고, 이 단턱에 강도가 높은 금속 관체를 설치함으로써 원할한 하중 지지를 받을 수 있게 하여 태양모듈판이 블록의 단부까지 형성되어 보다 많은 전력을 생산할 수 있게 된다.
특히, 금속 관체는 도전성 재질로 형성됨으로써 태양모듈판의 접지 기능을 수행할 수 있게 하여 태양광 모듈 시공시 별도의 접지 공사를 실시하지 않도록 하여 시공이 간편하고, 공사비를 절감할 수 있게 된다.
더 나아가, 금속 관체에는 개구부를 형성하고, 태양모듈판과 연결되는 전선을 개구부를 통해 금속 관체 내부에 삽입되도록 하여 개별적인 태양모듈판마다 배터리를 구비하지 않고 다수의 블록에 설치된 태양모듈판에서 생산된 전력을 통합적으로 관리할 수 있게 함으로써 공사비 절감은 물론 보다 폭넓게 생산된 전력을 활용할 수 있게 된다.
또한, 금속 관체들은 서로 끼움 결합 방식으로 조립되도록 함으로써 금속 관체의 시공 역시 간편하게 이루어져 공기의 지연을 방지하고, 구조적 안정성을 높여줄 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에서 보조기층이 시공된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에서 블록이 시공된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에서 보강지지부재가 시공된 상태를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에서 태양모듈판이 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에서 보강지지부재의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 6은 본 발명에서 보강지지부재의 설치 위치가 다른 실시예를 나타낸 평면도.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 태양모듈판이 장착된 자전거 도로용 블록 구조물의 시공 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
1. 보조기층형성단계
노상면(1)으로부터 일정 높이까지 보조기층(2)을 형성한다.
보조기층(2)은 상부의 블록층을 지지하여 블록들로부터 전달되는 하중을 분산하여 노상에 전달하는 층으로 내구성이 좋고 충분한 지지력을 가진 골재를 5 ~ 10cm 정도 포설하여 다진다.
2. 블록설치단계
보조기층(2) 상부에 블록을 설치한다.
본 발명에서는 콘크리트 블록이 자전거 도로의 실질적인 표면 역할을 하게 되는 바, 휨강도 5MPa 이상이 되도록 한다.
이를 위한 콘크리트 블록은 블록(10)은 성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물을 준비하는 혼합단계와; 상기 성형조성물을 성형틀에 넣어 성형하는 성형물제조단계와; 제조된 성형물을 습도 80 ~ 90%, 온도 10 ~ 50℃ 조건으로 양생실에서 12 ~ 24 시간 증기 양생한 후, 기건상태로 상온에서 양생시켜 제조될 수 있다.
이때, 상기 결합재는 시멘트, 고로슬래그미분말, 실리카퓸 및 플라이애쉬 중 선택된 1종 또는 2 내지 4종의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 상기 골재는 폐콘크리트 순환골재, 부순돌, 버텀애시, 슬래그 골재, 석분, 모래 중 선택된 2종 또는 3 내지 6종의 혼합물로 이루어질 수 있다.
이러한 조성을 통해 제조되는 블록(10)은 결합재로 고로슬래그미분말 및 플라이애쉬를 1 : 1의 중량비로 혼합한 결합재 15 부피%, 버텀애시와 슬래그 골재를 1: 1의 중량비로 혼합한 골재 65부피%, 혼화제 0.3부피%, 17부피%의 물, 잔량의 공기를 포함하여 성형조성물을 제조하고, 이를 성형틀에서 성형한 다음 습도 85%, 30℃의 조건으로 18시간 동안 증기 양생 후, 기건상태로 상온 양생시킨 결과 휨강도가 5.0MPa가 넘게 되는 것을 확인하였다.
이는 결합재로 고로슬래그미분말, 실리카퓸 및 플라이애쉬 등과 같은 원료가 포함됨으로써 블록 내부 구조가 치밀해지고, 포졸란 반응으로 인해 양생 후 28일 후 장기강도가 증가할 뿐만 아니라, 내구성도 향상되고, 산업부산물을 적극 활용함으로써 천연자언 고갈 방지에 이바지할 수 있게 된다.
더불어, 블록(10)의 하부에는 침하 방지를 위해 미도시된 요철이 형성될 수도 있다.
아울러, 블록(10)은 도시된 바와 같이 전체적으로 상부가 납작한 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있고, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있다.
지지부재안착부(13)는 도면에 도시된 것처럼 블록(10) 좌우방향의 측벽면 상부에 각각 "┛", "┗"와 같이 단턱진 형상으로 형성되어 있다.
이러한 블록(10)들은 상기 보조기층(2) 상부에 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)을 치합시켜 연결 조립하여 설치한다.
도면에는 블록(10)의 전방측과 우측방 측벽면에 외광내협 형태의 체결홈(12)이 형성되고, 좌측방과 후방측에는 체결홈(12)의 형상과 동일한 형상의 체결돌기(11)가 형성되어 있는 예가 도시되어 있다.
이때, 도로의 외곽 단부측에는 평평한 측벽면으로 이루어짐이 바람직하므로, 도로의 단부측에 위치하는 블록들은 해당 측벽면은 평평하게 이루어질 수 있다.
또한, 도로에 설치되는 블록(10)이 일렬로 이루어지는 경우 그 방향에 따라 체결홈(12)과 체결돌기(11)는 전후방향이나 좌우방향 중 어느 한 방향에만 형성될 수도 있다 할 것이다.
3. 지지부재설치단계
도전성 금속 재질로 이루어져 있는 보강지지부재(20)를 준비한 후, 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착시키되, 보강지지부재(20)의 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루도록 한다.
구체적으로, 보강지지부재(20)의 좌측 저부는 우측 블록 상단의 "┗"형 지지부재안착부(13)에 안착되고, 우측 저부는 좌측 블록(10) 상단의 "┛"형 지지부재안착부(13)에 안착된다.
즉, 인접한 블록(10)들 단부의 지지부재안착부(13)가 서로 접하여 형성된 "∪"자형으로 형성된 홈에 보강지지부재(20)를 설치하는 것이다.
더불어, 보강지지부재(20)는 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루어 상부 하중으로부터 상기 블록(10)의 단부 파손을 방지하는 역할을 한다.
이를 통해 후술하는 태양모듈판(30)은 종래에 비해 훨씬 큰 크기로 설치될 수 있게 되며, 이로 인해 생산되는 전력량이 증가하게 된다.
특히, 보강지지부재(20)는 스테인레스와 같은 도전성 금속 재질로 이루어져 있어 태양모듈판(30)과 접촉된 상태에서 접지 기능을 발휘할 수 있게 되어 있다.
이는 종래에 블록들에 태양광모듈을 설치할 때 각각 접지 기능을 위한 배선 시공을 해야 했던 것에 비하면 별도의 배선 시공이 불필요해지게 되므로 시공성이 매우 향상되는 것이라 하겠다.
4. 태양모듈판설치단계
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 판상을 취하며, 태양광모듈(31)이 구비되어 있어 태양광을 받아들여 전력을 생산하게 되는 태양모듈판(30)을 준비한다.
도면을 살펴보면 중앙에 태양광모듈(31)이 안착되는 금속질의 프레임(30a)으로 구성되며, 태양광모듈(31)에서 생산된 전력을 외부로 공급하기 위한 전선(32)이 연결되어 있는 구조가 도시되어 있다.
태양광모듈(31)은 공지되어 있는 것으로 솔라셀, 태양전지모듈 등으로 불리기도 하며 태양광을 받아 전력이 발생하는 태양전지가 구비되어 있는 것으로, 세부적인 구성은 생략하기로 한다.
태양모듈판(30)은 도시된 것처럼 상기 블록(10)의 상면에 안착시켜 고정하되, 종래의 일반적인 블록에 설치되는 종류와 다르게 좌우 단부가 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮도록 이루어져 있다.
이를 통해 태양모듈판(30)의 면적은 개별 블록(10)들의 상면에 비하여 거의 전체에 해당하는 면적이 되게 되며, 이로 인해 전력 생산력이 증가할 수 있게 된다.
더불어, 태양모듈판(30)은 금속 재질로 이루어져 있고, 태양광모듈(31)의 접지선 또는 접지단은 태양광모듈(30)에 연결되어 있다.
이러한 태양모듈판(30)은 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하게 된다.
아울러, 본 발명에서 태양모듈판(30)은 종래의 구성과 같이 개별적으로 배터리가 구비될 수도 있으나, 후술하는 것처럼 보강지지부재(20)에 배선 통로가 형성되는 경우에는 개별적으로 배터리가 구비되지 않고 태양광모듈(31)에서부터 외부의 대형 배터리나 충전소, 한전 등으로 전선을 통해 연결되도록 구성됨이 보다 효율적이다.
더불어, 태양모듈판(30)에는 일측에 미도시된 조명장치나 열선이 설치되고, 배터리가 설치될 수 있다.
또한, 충전제어장치가 구비되어 생산 전력 일부는 조명장치나 열선에 제공하기 위해 내장 배터리에 저장하는 한편, 내장 배터리에 전원 충전이 완료된 상태에서는 전선(32)을 통해 외부로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
다수의 태양모듈판(30)에서 전선(32)을 통해 공급된 전원을 충전하는 외부 충전소나 배터리가 구비되는 한편, 태양모듈판(30)에는 조명장치나 열선이 설치되고, 외부 충전소나 배터리로부터 충전된 전력을 태양모듈판(30)에 구비된 조명장치나 열선으로 공급하는 전력공급망이 구비될 수도 있다 할 것이다.
태양모듈판(30) 시공시 인접한 태양모듈판(30) 사이는 패킹, 실리콘 등을 통해 물이 보강지지부재(20) 내부로 유입되지 않도록 하거나, 보강지지부재(20) 내부에 설치되는 전선(32) 외부 및 연결부의 방수 시공을 실시할 수 있다.
전선(32) 방수 시공이 이루어지는 경우 보강지지부재(20)의 내부는 일종의 배수로 역할을 제공할 수도 있게 된다.
상기와 같은 구성에서 보강지지부재(20)는 길이 방향으로 내부가 빈 관상의 형태를 취하되, 상면 일측에 배선용 개구부(21)가 형성될 수 있다.
또, 상기 태양모듈판(30)에는 태양광모듈(31)에서 생산된 전력을 외부로 공급하기 위한 전선(32)이 연결되어 있고, 상기 태양모듈판설치단계에서 상기 태양모듈판(30)에 연결된 전선(32)을 보강지지부재(20)의 개구부(21)를 통해 보강지지부재(20) 내부에 삽입한 후 연속으로 설치된 보강지지부재(20)들의 내부를 통과시킨 후 외부로 연결할 수 있다.
이러한 구성은 보강지지부재(20) 내부가 일종의 배선 통로 역할을 하는 것으로, 개별 블록(10)들마다 상부에 안착된 태양모듈판(30)의 태양광모듈(31)과 연결된 전선이 외부로 연결될 수 있게 되어 해결하고자 하는 과제에서 설명한 것처럼 생산 전력을 외부의 충전소나 대형 배터리로 공급하여 저장할 수 있게 되어 전력 생산 효율, 저장 효율을 높여줄 수 있게 된다.
서로 인접한 보강지지부재(20)들이 단순히 맞닿아 설치되는 경우 블록 구조물 전체의 일체화가 이루어지지 못해 하중에 대한 지지력이 저하되어 부분적인 블록(10)들의 침하 등이 발생하고, 전선(32)이 단락되는 현상이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해서는 보강지지부재(20)들이 서로 일체로 견고하게 연결되어 전체적으로 하중에 지지하여 부분적인 블록(10) 침하를 방지함이 바람직하다.
이를 위해 도시된 바와 같이 보강지지부재(20)는 일측 외주면 폭이 타측 내주면 폭과 같거나 작게 이루어져 있는 단턱부(22)가 형성되어 있어 서로 인접한 보강지지부재(20)들이 상호 끼움 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 보강지지부재(20)의 단턱부(22)에는 끼움돌기(22a)가 형성되어 있으며, 상기 보강지지부재(20)는 단턱부(22)의 반대측 내주면에 상기 끼움돌기(22a)가 삽입되는 돌기삽입홈(22b)이 형성되어, 인접한 보강지지부재(20)의 끼움 결합시 끼움돌기(22a)가 돌기삽입홈(22b)에 삽입되어 이탈이 방지되도록 할 수 있다.
이러한 방식은 볼팅이나 용접 등의 복잡한 시공 없이도 보강지지부재(20)들이 상호 견고하게 연결되는 바, 블록(10)들이 일체화되어 상부 하중을 지지하고, 부분 침하를 방지할 수 있게 된다.
또, 이를 통해 전선(32) 단락까지 예방할 수 있게 된다.
또, 도면에서 보강지지부재(20)의 전,후단이 좌우로 인접한 블록(10)들의 전후 방향 단부와 일치하도록 도시되어 있다.
그런데, 이러한 방식의 경우 전방측에서 좌우로 일열을 이루는 블록(10)들과 후방측에서 좌우로 일열을 이르는 블록(10)들간의 구속력이 없어 좌우 방향으로 힘이 가해지는 경우 전방측과 후방측 열이 서로 구속하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 보강지지부재(20)의 전후 방향 단부가 블록(10)들의 좌우측면의 중간 지점에 도달하도록 구성될 수도 있다.
이 경우 보강지지부재(20)가 종방향으로만 설치되어 있음에도 불구하고 좌우 방향으로 작용하는 힘에 대해서도 블록(10)들 전체에 대해 보강지지부재(20)가 구속하는 힘을 제공하여 전체 구조물 차원에서 보다 안정적인 일체화 구조를 제공할 수 있게 된다.
이상과 같이 구성된 시공 방법에 의해 시공된 본 발명의 블록 구조물은, 보조기층(2), 블록(10), 보강지지부재(20), 태양모듈판(30)을 포함하여 구성된다.
보조기층(2)은 앞서 설명한 바와 같이 골재 등이 포설되어 형성되며, 블록(10)은 성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있어 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 치합됨으로써 연결 조립되어 있으며, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있다.
더불어, 보강지지부재(20)는 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착되되, 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루어 상부 하중으로부터 상기 블록(10)의 단부 파손을 방지하고, 도전성 금속 재질로 이루어져 있어 접지가 가능하도록 이루어져 있다.
또한, 태양모듈판(30)은 상기 블록(10)의 상면에 안착되어 고정되되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 이루어져 있고, 태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 형태를 취한다.
이상과 같은 구성은 기본적으로 블록(10)이 휨강도 5MPa 이상 되어 높은 내구성을 제공하고, 블록(10)의 좌우측 단부에는 보강지지부재(20)가 설치되어 블록(10) 사이의 연결 부위에서의 마모를 방지할 뿐만 아니라, 태양모듈판(30)이 충분히 큰 크기로 형성될 수 있게 된다.
더불어, 보강지지부재(20)는 태양모듈판(30)의 접지 기능을 수행할 뿐만 아니라, 관상의 통로를 통해 배선이 통과하는 통로 역할을 하고, 배수가 가능한 구조를 제공하게 된다.
이를 통해 종래와 같이 복잡한 구조로 이루어지지 않음에도 불구하고 충분히 태양광 자전거 도로의 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.
1 : 노상면 2 : 보조기층
10 : 블록 11 : 체결돌기
12 : 체결홈 13 : 지지부재안착부
20 : 보강지지부재 21 : 개구부
22 : 단턱부 22a : 걸림돌기
22b : 돌기삽입홈 30 : 태양모듈판
31 : 태양광모듈 32 : 전선

Claims (5)

  1. 자전거 도로용 블록 구조물의 시공 방법에 있어서,
    노상면(1)으로부터 일정 높이까지 보조기층(2)을 형성하는 보조기층형성단계와;
    성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있고, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있는 다수 개의 블록(10)을 준비한 후 상기 보조기층(2) 상부에 블록(10)들을 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)을 치합시켜 연결 조립하는 블록설치단계와;
    도전성 금속 재질로 이루어져 있는 보강지지부재(20)를 준비한 후, 좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착시키되, 보강지지부재(20)의 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루도록 하는 지지부재설치단계와;
    태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 태양모듈판(30)을 준비한 후, 상기 블록(10)의 상면에 안착시켜 고정하되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 하는 태양모듈판설치단계;를 포함하여 구성된,
    태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 시공 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보강지지부재(20)는 길이 방향으로 내부가 빈 관상의 형태를 취하되, 상면 일측에 배선용 개구부(21)가 형성되어 있으며,
    상기 태양모듈판(30)에는 태양광모듈(31)에서 생산된 전력을 외부로 공급하기 위한 전선(32)이 연결되어 있고,
    상기 태양모듈판설치단계에서 상기 태양모듈판(30)에 연결된 전선(32)을 보강지지부재(20)의 개구부(21)를 통해 보강지지부재(20) 내부에 삽입한 후 연속으로 설치된 보강지지부재(20)들의 내부를 통과시킨 후 외부로 연결하는 것을 특징으로 하는,
    태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 시공 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보강지지부재(20)는 일측 외주면 폭이 타측 내주면 폭과 같거나 작게 이루어져 있는 단턱부(22)가 형성되어 있으며,
    상기 지지부재설치단계에서, 서로 인접한 보강지지부재(20)들을 단턱부(22)를 이용하여 상호 끼움 결합하는 것을 특징으로 하는,
    태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 시공 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보강지지부재(20)의 단턱부(22)에는 끼움돌기(22a)가 형성되어 있으며,
    상기 보강지지부재(20)는 단턱부(22)의 반대측 내주면에 상기 끼움돌기(22a)가 삽입되는 돌기삽입홈(22b)이 형성되어,
    인접한 보강지지부재(20)의 끼움 결합시 끼움돌기(22a)가 돌기삽입홈(22b)에 삽입시켜 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는,
    태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물 시공 방법.
  5. 자전거 도로용 블록 구조물에 있어서,
    노상면(1)으로부터 일정 높이까지 형성된 보조기층(2)과;
    성형조성물 전체 부피의 10.0 ~ 20.0%의 결합재와, 성형조성물 전체 부피의 55.0 ~ 75.0%의 골재와, 성형조성물 전체 부피의 0.2 ~ 0.3 %의 혼화제와, 성형조성물 전체 부피의 4.7 ~ 34.8%의 물과 잔량으로서 공기를 포함하여 이루어지는 성형조성물이 양생되어 제조되고, 육면체의 형상을 취하되, 전후방향 또는 좌우방향 중 어느 한 방향을 이루는 측벽면에는 서로 대향되는 측벽면에 상호 치합 가능한 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 형성되어 있어 전후 또는 좌우로 체결돌기(11)와 체결홈(12)이 치합됨으로써 연결 조립되어 있으며, 좌우방향의 측벽면 상부에는 각각 단턱진 형상의 지지부재안착부(13)가 형성되어 있는 다수 개의 블록(10)과;
    좌우로 서로 치합된 블록(10)들의 지지부재안착부(13)에 안착되되, 상면이 상기 블록(10) 상면과 수평상으로 일직선을 이루어 상부 하중으로부터 상기 블록(10)의 단부 파손을 방지하고, 도전성 금속 재질로 이루어져 있어 접지가 가능하도록 이루어진 보강지지부재(20)와;
    상기 블록(10)의 상면에 안착되어 고정되되, 좌우 단부는 보강지지부재(20)의 상면 중앙을 덮어 저면이 상기 보강지지부재(20)와 접촉하여 보강지지부재(20)를 통해 접지가 가능하도록 이루어져 있고, 태양광을 공급받아 전원을 생산하는 태양광모듈(31)이 구비되어 있는 판상의 태양모듈판(30);을 포함하여 구성된,
    태양모듈판이 구비된 자전거 도로용 블록 구조물.
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