KR20220005316A - 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바 - Google Patents

Abstract

열적, 구조적 특성이 복합적으로 개선된 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바가 제공된다. 수직방향 멀리언 바는, 내부가 빈 프레임으로 이루어지며 실외 측을 향하는 제1면은 개방되고 나머지 면은 폐쇄된 수직방향으로 연장된 금속프레임바, 금속프레임바의 제1면에 결합되어 금속프레임바를 밀폐하며 금속프레임바 보다 열전도율이 낮은 플라스틱으로 형성된 단열판과, 단열판의 중앙에서 외측으로 수직하게 돌출되고 수직방향으로 연장되어 글라스패널의 말단과 교차 배치되는 제1접속판과, 단열판에서 제1접속판과 이격되어 외측으로 수직하게 돌출되되 글라스패널과 교차되지 않고 말단이 글라스패널의 면에 지지되는 제1접속판보다 짧은 복수의 제2접속판을 포함하는 단열지지부재, 및 금속프레임바의 내부에 채워지며 단열지지부재에 밀착되는 단열폼부재를 포함한다.

Description

커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바{Vertical mullion bar of curtain wall structure}

본 발명은 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열적, 구조적 특성이 복합적으로 개선된 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바에 관한 것이다.

최근 지어지고 있는 건축물들은 외벽을 유리벽으로 마감하는 경우가 많다. 특히 신축 빌딩들의 경우 높이가 높고 외형도 다양할 뿐만 아니라 콘크리트 대신 유리면으로 옆면을 채워 매우 미래적인 느낌을 준다. 이와 같은 건축물들의 외장은 대개 커튼 월(curtain wall) 공법을 사용하여 시공된다.

커튼월 공법은 건물의 하중을 내부 지지구조로 해소시키는 현대적 건축방식과 함께 나타난 시공방법으로 건물 외벽을 비우고 철재 구조물로 지지된 유리판으로 건물 외벽을 둘러싸는 방식이다. 이러한 시공법을 이용하여 외벽이 단순한 평면이 아닌 곡면 등으로 이루어진 다양한 건축물들을 편리하게 시공할 수 있게 되었다.

커튼월 공법에서 유리판은 금속 바를 이용하여 지지하는데, 금속 바는 유리판의 배열상태에 맞추어 수직방향 및 수평방향 바가 교차된 형태로 배열된다. 대한민국특허 10-0830171호 등에 이러한 금속 바가 개시되고 있으며, 이러한 금속 바를 결합하여 매우 편리하게 유리판으로 채워진 건물 외벽을 시공할 수 있다.

그러나, 이러한 공법을 사용하게 되면 단열성과 견고성에서 문제가 발생할 수도 있다. 즉 열을 매우 쉽게 전달하는 철재 구조물과 유리판의 조합으로 이루어진 건물 외벽은 단열에 상대적으로 취약한 단점을 가질 수 있다. 또한, 건물 자체의 하중을 내부 기둥과 같은 지지구조로 해소하였다 하더라도, 그 위에 덧입혀진 형태로 시공된 외벽이 바람 등의 변인에 반복적으로 노출되면서 상대적으로 빠른 시간에 변형되는 등의 구조적 문제가 발생할 가능성도 있다. 따라서 커튼월 공법 적용 시 이러한 부분에 대한 개선은 지속적으로 요청되고 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0830171호, (2008. 05. 20)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열적, 구조적 특성이 복합적으로 개선된 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바는, 커튼 월의 글라스패널 사이에 수직방향으로 배열되어 좌 우 양 측의 글라스패널을 지지하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언(Mullion) 바에 있어서, 내부가 빈 프레임으로 이루어지며 실외 측을 향하는 제1면은 개방되고 나머지 면은 폐쇄된 수직방향으로 연장된 금속프레임바; 상기 금속프레임바의 상기 제1면에 결합되어 상기 금속프레임바를 밀폐하며 상기 금속프레임바 보다 열전도율이 낮은 플라스틱으로 형성된 단열판과, 상기 단열판과 일체로 형성되며 상기 단열판의 중앙에서 외측으로 수직하게 돌출되고 수직방향으로 연장되어 글라스패널의 말단과 교차 배치되는 제1접속판과, 상기 단열판과 일체로 형성되며 상기 단열판에서 상기 제1접속판과 이격되어 외측으로 수직하게 돌출되되 상기 글라스패널과 교차되지 않고 말단이 상기 글라스패널의 면에 지지되는 상기 제1접속판보다 짧은 복수의 제2접속판을 포함하는 단열지지부재; 및 상기 금속프레임바의 내부에 채워지며 상기 단열지지부재에 밀착되는 단열폼부재를 포함한다.

상기 수직방향 멀리언 바는, 상기 글라스패널과 상기 단열지지부재 사이에 개재되어 상기 글라스패널과 밀착되며, 탄성을 갖는 수지로 이루어지고 상기 제1접속판의 양면에 각각 밀착 설치되어 끝단부가 상기 제2접속판에 각각 지지되는 단열탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 단열탄성부재는, 상기 제1접속판의 외면과 평행한 연장면과, 상기 단열판과 접하는 지점에서 상기 연장면으로부터 굴절되어 상기 단열판의 외면에 접하는 굴절면을 포함하며, 상기 굴절면의 두께가 상기 제2접속판의 길이와 동일하여 상기 굴절면과, 상기 제2접속판의 말단이 상기 글라스패널의 면에 동시에 접촉될 수 있다.

복수의 상기 제2접속판은 상기 제1접속판과 평행하게 수직방향으로 연장되며 상기 제1접속판을 사이에 두고 양 측에 대칭되게 배치될 수 있다.

상기 수직방향 멀리언 바는, 상기 금속프레임바의 상기 단열지지부재와 접하는 단부에 상기 단열판을 착탈 가능하게 수용하는 레일홈을 더 포함할 수 있다.

상기 수직방향 멀리언 바는, 상기 단열지지부재의 내부를 관통하여 형성된 에어셀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수직방향으로 세워져 글라스패널을 좌 우 양 측으로 견고하게 지지하는 바 구조를 형성할 수 있으며, 동시에 건물의 단열 성능도 크게 향상시킬 수 있다. 즉 개선된 구조를 이용하여 글라스패널로부터 전달되는 하중이나 진동 등의 변인을 적절히 해소하고 안정된 건물 벽을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 냉 난방 시 건물 밖으로 누출되는 열에너지도 향상된 단열효과로 차단하여 에너지 손실도 최소화할 수 있다. 본 발명은 단일구조로 이러한 효과를 복합하여 나타내는 바 커튼월 공법의 전반적인 기술가치를 향상시키며 뼈대가 되는 기본 구조를 다루고 있으므로 커튼월 공법을 필요로 하는 여러 건축현장에도 매우 효과적으로 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바의 사시도이다.
도 2는 도 1의 수직방향 멀리언 바와 수평바의 결합을 예시한 사시도이다.
도 3은 글라스패널과의 배치관계를 도시한 커튼월 구조체의 결합도이다.
도 4는 도 1의 수직방향 멀리언 바의 분해도이다.
도 5는 도 1의 수직방향 멀리언 바의 측면도 및 단면도이다.
도 6은 도 5의 수직방향 멀리언 바의 변형례를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 수직방향 멀리언 바의 지지구조를 도시한 작동도이다.
도 8은 도 1의 수직방향 멀리언 바의 단열구조를 도시한 작동도이다.
도 9 및 도 10은 종래의 바 구조와 본 발명의 시제품 구조를 비교하여 단열성능 차이를 나타낸 시험결과 차트이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바(Mullion bar)에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바의 사시도이고, 도 2는 도 1의 수직방향 멀리언 바와 수평바의 결합을 예시한 사시도이며, 도 3은 글라스패널과의 배치관계를 도시한 커튼월 구조체의 결합도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바(1)(이하, '수직방향 멀리언 바'로 지칭해도 같은 의미임)는 금속, 비금속, 및 비금속 단열재의 서로 다른 재질로 이루어진 구성요소가 적소에 결합되어 수직방향 지지바를 형성한다. 각각의 재질은 건물 외부와 내부 사이의 열전달 경로를 따라 배치되어 단열효과를 극대화하게 되어 있을 뿐만 아니라, 재질 특성이 각 구성요소의 형상과 결합되어 하중을 해소하거나, 진동을 감쇠시키는 구조적 특성으로도 나타나도록 되어 있다. 따라서 재질 특성과 구조 특성이 융합되어 건물의 단열성능과 견고성을 함께 향상시키는 효과를 나타낼 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 수직방향 멀리언 바(1) 다음과 같이 구성될 수 있다. 수직방향 멀리언 바(1)는, 커튼 월의 글라스패널 사이에 수직방향으로 배열되어 좌 우 양 측의 글라스패널(도 3의 3참조)을 지지하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언(Mullion) 바에 있어서, 내부가 빈 프레임으로 이루어지며 실외 측을 향하는 제1면(도 4의 100a참조)은 개방되고 나머지 면은 폐쇄된 수직방향으로 연장된 금속프레임바(100), 금속프레임바(100)의 상기 제1면에 결합되어 금속프레임바(100)를 밀폐하며 금속프레임바(100) 보다 열전도율이 낮은 플라스틱으로 형성된 단열판(210)과, 단열판(210)과 일체로 형성되며 단열판(210)의 중앙에서 외측으로 수직하게 돌출되고 수직방향으로 연장되어 글라스패널의 말단과 교차 배치되는 제1접속판(220)과, 단열판(210)과 일체로 형성되며 단열판(210)에서 제1접속판(220)과 이격되어 외측으로 수직하게 돌출되되 글라스패널과 교차되지 않고 말단이 글라스패널의 면에 지지되는 제1접속판(220)보다 짧은 복수의 제2접속판(230)을 포함하는 단열지지부재(200), 및 금속프레임바(100)의 내부에 채워지며 단열지지부재(200)에 밀착되는 단열폼부재(400)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서 수직방향 멀리언 바(1)는, 글라스패널과 단열지지부재(200) 사이에 개재되어 글라스패널과 밀착되며, 탄성을 갖는 수지로 이루어지고 제1접속판(220)의 양면에 각각 밀착 설치되어 끝단부가 제2접속판(230)에 지지되는 단열탄성부재(300)를 더 포함할 수 있다. 즉, 단열탄성부재(300), 단열판(210), 제1접속판(220), 및 제2접속판(230)이 결합된 복합구조의 단열지지부재(200), 단열지지부재(200)와 결합되는 금속프레임바(100), 및 금속프레임바(100)와 단열지지부재(200) 사이의 공간을 채우는 단열폼부재(400)의 복합구조로 단열성능 및 지지구조의 견고성을 한꺼번에 향상시킬 수 있다. 이하, 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 기초하여 본 발명의 구조 및 작용효과를 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 전체구조와 이를 이용한 커튼월 구조체의 형성방식 등을 설명한다. 이후 이를 바탕으로 본 발명의 세부구조와 관련특징 등을 좀더 자세히 설명한다.

수직방향 멀리언 바(1)는 전체적으로 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 형성될 수 있다. 내부가 빈 금속프레임바(100)에 단열판(210), 제1접속판(220), 및 제2접속판(230)으로 이루어진 단열지지부재(200)를 결합하여 밀폐하고, 그 내부를 단열폼부재(400)로 채워 도시된 바와 같은 내, 외부구조를 갖게 형성할 수 있다. 또한 제1접속판(220)의 외측으로는 탄성을 갖는 수지로 이루어진 단열탄성부재(300)를 배치하여 단열성능과 구조적 안정성을 동시에 강화시킬 수 있다. 각각의 세부적인 사항에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다. 수직방향 멀리언 바(1)는 도 1과 같이 수직방향으로 배열되어 사용되며 그 길이는 필요에 따라 증감시킬 수 있다. 이러한 수직방향 멀리언 바(1)에 도 2와 같이 수평바(2)를 결합하여 뼈대를 만들 수 있으며, 그와 같은 뼈대에 글라스패널(3)을 배치하여 도 3과 같은 커튼월(curtain wall)구조체를 만들 수 있다. 즉 본 발명은 커튼월 구조체를 형성하는 데 사용되는 수직방향 바에 관한 것으로 커튼월 구조체를 형성하는 또 다른 구조물인 수평바(2)와 결합되어 사용될 수 있다. 이때 수평바(2)는 예를 들어, 브래킷과 같은 결합부재나, 접착방식, 용접방식 등의 여러 가지 다양한 방식을 사용하여 결합할 수 있다.

글라스패널(3)은 도 3에 도시된 바와 같이 두 장 이상의 유리판이 적층된 다층구조일 수 있으며 이를 통해 내측에 공기층을 형성하여 단열효과를 강화할 수 있다. 유리판 사이에는 스페이서(도 7의 3a참조)가 삽입될 수 있다. 글라스패널(3)은 수직방향 멀리언 바(1)의 좌 우 양측에 배치되어 도시된 바와 같이 지지될 수 있으며 특히 단열탄성부재(300)와 맞닿는 형태로 지지될 수 있다. 수평바(2)는 이로써 제한될 필요는 없으나, 바람직하게는 수직방향 멀리언 바(1)와 대응되는 위치에 돌출구조가 형성되어 글라스패널(3)을 받치도록 형성될 수 있다. 이로 인해 글라스패널(3)은 수직방향 멀리언 바(1)와 수평바(2) 사이에 삽입되어 안정적으로 지지될 수 있다. 글라스패널(3)은 수직방향 멀리언 바(1)와 접하는 면과 수평바(2)와 접하는 면에 수지로 된 접착제 등으로 접착되어 고정될 수 있으며 그 외 필요에 따라 추가적인 연결부재를 사용하여 고정력을 강화시키는 것도 가능하다. 또한 도시되지 않았지만, 글라스패널(3)의 외측에서 글라스패널(3) 쪽으로 밀착되어 글라스패널(3)의 이탈을 방지하는 추가적인 지지구조물 등을 배치하는 것도 얼마든지 가능하다. 커튼월 구조체는 이러한 수직방향 멀리언 바(1), 수평바(2), 및 글라스패널(3)의 결합구조가 건물 외벽을 덮도록 반복되어 형성되는 전체 또는 그 일부를 의미할 수 있다.

도 4는 도 1의 수직방향 멀리언 바의 분해도이고, 도 5는 도 1의 수직방향 멀리언 바의 측면도 및 단면도이며, 도 6은 도 5의 수직방향 멀리언 바의 변형례를 도시한 단면도이다.

도 1과 함께, 도 4 내지 도 6을 참조하여 수직방향 멀리언 바(1)의 세부구조를 보다 상세히 설명한다. 금속프레임바(100)는 도 4와 같이 내부가 빈 프레임으로 이루어지며 실외 측을 향하는 제1면(100a)은 개방되고 나머지 면은 폐쇄된 수직방향으로 연장된 프레임 구조로 형성된다. 금속프레임바(100)는 제1면(100a) 반대편의 제2면(100b)과 그 사이를 연결하는 양 측면(100c, 100d)을 포함하는 방형의 프레임 구조로 이루어질 수 있으며 내부는 비어있을 수 있다. 금속프레임바(100)는 예를 들어, 알루미늄 재질로 형성될 수 있으나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 그 밖에도 다양한 금속재로 형성될 수 있다. 금속프레임바(100)의 양 측면(100c, 100d)의 너비, 제1면(100a)과 제2면(100b)의 너비 등은 필요에 따라 증감될 수 있으며 이를 통해 금속프레임바(100) 전체 부피(또는 용적)를 변경시킬 수 있다. 제1면(100a)은 도시된 바와 같이 적어도 일부가 개방되어 있을 수 있으며 개방된 단부에 레일홈(110)이 형성되어 있을 수 있다. 도 5의 (b)와 같이 단열지지부재(200)의 단열판(210)이 이러한 레일홈(110)에 결합되어 고정될 수 있다. 즉 금속프레임바(100)의 단열지지부재(200)와 접하는 단부에는 단열판(210)을 착탈 가능하게 수용하는 레일홈(110)이 형성될 수 있으며 이러한 구조로 양자를 착탈 방식으로 결합하는 것이 가능하다.

단열지지부재(200)는 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼 단열판(210), 제1접속판(220), 및 제2접속판(230)이 서로 연결된 입체적인 구조로 형성된다. 재질은 금속프레임바(100)보다 열전도율이 낮은 플라스틱일 수 있다. 단열지지부재(200)는 금속프레임바(100)의 개방된 제1면(100a)을 밀폐하여 실외 측을 향하게 배치되므로 열의 입출을 막아 수직방향 멀리언 바(1)의 단열성능을 향상시킬 수 있고, 단열판(210), 제1접속판(220) 및 제2접속판(230)의 유기적 배치구조로 글라스패널(도 3의 3참조)을 입체적으로 받쳐 구조적 안정성도 크게 향상시킬 수 있다. 단열지지부재(200)의 단열판(210)은 단열지지부재(200)의 몸체를 형성하며 수직방향으로 연장된 판 형상으로 형성된다. 단열판(210)은 도 4와 같이 전술한 제1면(100a)의 개방된 부분과 너비가 크거나 적어도 같게 형성되어 제1면(100a)에 결합됨으로써 금속프레임바(100)를 밀폐한다. 단열판(210)은 금속프레임바(100)보다 열전도율이 낮은 플라스틱으로 형성되며 예를 들면, 폴리아미드(polyamide)와 같은 소재로 형성될 수 있다. 그러나 이로써 제한될 필요는 없으며 열전도율이 낮은 다양한 플라스틱 소재로 단열판(210)을 형성할 수 있다. 단열판(210)과 단열지지부재(200) 전체는 동일 소재로 형성될 수 있으나 필요에 따라 그렇지 않을 수도 있다. 또한 단열판(210) 자체도 단일 소재 또는 둘 이상의 소재가 혼합되어 형성되어도 무방하다. 상기한 바와 같이 금속프레임바(100)보다 열전도율이 낮은 한도 내에서 다양한 플라스틱을 재질로 단열판(210)과 단열지지부재(200)를 형성할 수 있다.

제1접속판(220)은 단열판(210)에서 돌출된다. 제1접속판(220)은 단열판(210)과 일체로 형성되며 도 5의 (b)와 같이 단열판(210)의 중앙에서 외측으로 수직하게(단열판에 대해 수직하게) 돌출되고, 도 5의 (a)에 도시된 것처럼 수직방향으로 연장된다. 제1접속판(220)의 전체 길이는 단열판(210)의 길이와 동일할 수 있으며 따라서 단열판(210) 전체에 대해 중앙에서 돌출된 구조를 형성하여 단열지지부재(200)를 입체적으로 구조화할 수 있다. 제1접속판(220)은 이와 같이 돌출된 구조로 전술한 글라스패널(도 3의 3참조)의 말단과 교차 배치된다. 제1접속판(220)은 글라스패널(3)과 교차되어 글라스패널(3)의 움직임을 저지하며 전달되는 하중을 해소하는 역할을 할 수 있다(도 7참조). 제1접속판(220)은 글라스패널(3)과 교차 가능한 적절한 길이로 형성될 수 있으며 글라스패널(3)의 두께나 무게 등을 고려하여 그 길이나 두께는 적절히 증감될 수 있다.

제2접속판(230)은 단열판(210)과 일체로 형성되며 단열판(210)에서 제1접속판(220)과 이격되어 돌출된다. 도 5의 (b)에 도시된 것처럼 제2접속판(230) 역시 외측으로 수직하게(단열판에 대해 수직하게) 돌출되되, 전술한 글라스패널(3)과는 교차되지 않고 말단이 글라스패널(3)의 면에 지지된다(도 7 및 도 8참조). 즉 제2접속판(230)은 제1접속판(220)과 이격된 지점에서 수직하게 돌출되지만 제1접속판(220)보다는 짧게 형성되어 글라스패널(3)과 교차되지 않고 말단이 글라스패널(3)의 면에 닿게 형성된다. 따라서 단열판(210)의 서로 다른 지점에 서로 다른 길이로 돌출된 제1접속판(220)과 제2접속판(230)으로 이루어진 입체적인 지지구조가 형성된다. 제1접속판(220)은 글라스패널(3)과 교차되며 그 말단을 받쳐 지지하고 제2접속판(230)은 그와 이격된 지점에서 글라스패널(3)과 교차되지 않고 면에 닿아 지지하는 구조가 서로 일체로 형성된다. 즉 제1접속판(220)과 제2접속판(230)은 모두 단열판(210)과 연결되어 있으므로 하중은 제1접속판(220)과 제2접속판(230)을 통해서 양자로 전달되고 분산될 수 있으며 제2접속판(230)은 상대적으로 짧은 길이로 변형을 최소화하면서 면이 아닌 좁은 단부로 글라스패널(3)을 안정되게 지지할 수 있다. 이러한 입체적인 지지구조가 후술하는 단열탄성부재(300)의 완충구조와 결합되어 견고성과 안정성을 모두 향상시킬 수 있다. 제2접속판(230)은 복수로 형성될 수 있으며 도시된 바와 같이 제1접속판(220)을 사이에 두고 양 측에 대칭되게 배치될 수 있다.

단열탄성부재(300)는 탄성을 갖는 수지로 이루어진다. 단열탄성부재(300)는 예를 들면, 발포고무 등으로 형성될 수 있으나 그와 같이 한정될 필요는 없으며 탄성을 갖는 다른 재질로도 형성될 수 있다. 단열탄성부재(300) 역시 하나 또는 둘 이상의 재질이 복합되어 형성될 수 있으며 단열성능을 가질 수 있다. 즉, 단열탄성부재(300) 역시 전술한 금속프레임바(100)보다 열전도율이 낮은 재질로 형성될 수 있고 이를 통해 단열성능을 강화할 수 있다. 단열탄성부재(300)는 도 5와 같이 제1접속판(220)의 양면에 각각 밀착 설치되며 끝단부가 제2접속판(230)에 각각 지지되는 구조를 갖는다. 이러한 구조로 인해 단열탄성부재(300)는 글라스패널(도 3의 3참조)과 단열지지부재(200) 사이에 개재되며 글라스패널(3)과 밀착된다(도 7 및 도 8참조). 즉 단열탄성부재(300)는 제1접속판(220)의 양 면에 한 쌍이 서로 대칭되게 배치되며 수직방향 멀리언 바(1)의 좌 우 양측 글라스패널(3)에 밀착되어 탄성 변형되며 완충효과를 발휘할 수 있다. 단열탄성부재(300)는 끝단부가 제2접속판(230)에 지지되어 있으므로 제2접속판(230)이 일종의 스토퍼와 같이 기능하여 단열탄성부재(300)가 과도하게 변형되는 것도 막을 수 있다. 이러한 단열탄성부재(300)의 배치구조를 이용하여 단열성능을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 진동 등에 강인한 안정성이 강화된 지지구조를 구현할 수 있다.

보다 구체적으로, 단열탄성부재(300)는 도 4 및 도 5와 같이 제1접속판(220)의 외면과 평행한 연장면(310)과, 단열판(210)과 접하는 지점에서 연장면(310)으로부터 굴절되어 단열판(210)의 외면에 접하는 굴절면(320)을 포함하는 형상일 수 있다. 특히 도 5의 (b)와 같이 굴절면(320)의 두께는 제2접속판(230)의 길이와 동일하여 굴절면(320)과 제2접속판(230)의 말단이 글라스패널(3)의 면에 동시에 접촉되는 구조를 이룰 수 있다(도 7 및 도 8참조). 즉 전술한 제2접속판(230)만으로 글라스패널(3)을 지지하는 대신, 탄성적으로 변형되는 단열탄성부재(300)의 면을 이용하여 면대 면으로 글라스패널(3)을 감싸는 구조를 제2접속판(230)과 제1접속판(220) 사이에 배치할 수 있다. 이를 통해 수직방향 멀리언 바(1)의 단열성능 및 지지구조의 견고성과 안정성을 함께 증가시킬 수 있다. 연장면(310)은 제1접속판(220)보다 외측으로 더 길게 연장될 수 있으며 길이는 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.

한편, 단열지지부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 변형도 가능하다. 예를 들어, 수직방향 멀리언 바(1)는 단열지지부재(200)의 내부를 관통하여 형성된 에어셀(240)을 포함할 수도 있다. 에어셀(240)은 단열지지부재(200) 상의 어느 지점에도 형성될 수 있으나, 바람직하게는 단열판(210)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다. 단열판(210)의 내측에 에어셀(240)로 구획된 공기층을 형성하여 특히 금속프레임바(100)의 제1면(도 4의 100a 참조)을 통해 입출되는 열의 차단효과를 강화할 수 있다. 금속프레임바(100)의 내부에는 단열폼부재(400)가 채워지므로 에어셀(240)이 형성된 단열지지부재(200)와, 단열탄성부재(300)와, 단열폼부재(400)가 열전달 경로상에 연속 배열되어 단열 성능을 증폭시킬 수 있다. 에어셀(240)의 개수 역시 필요에 따라 적절히 증감될 수 있으며 그 형상도 도시된 형태로 한정될 필요는 없으므로 도시된 바와 같이 본 발명의 기술사상이 한정될 필요는 없다.

단열폼부재(400)는 전술한 바와 같이 금속프레임바(100)의 내부에 채워진다. 단열폼부재(400)는 예를 들어, 글라스 울(glass wool)과 같은 재질로 형성될 수 있으며 필요에 따라 그 외 다른 재질로도 형성될 수 있다. 단열폼부재(400) 역시 하나 또는 둘 이상의 재질이 복합되어 형성될 수 있다. 단열폼부재(400)는 도 4와 같이 금속프레임바(100)의 내측에 삽입되어 채워질 수 있으며 금속프레임바(100) 내부에서 단열지지부재(200)에 밀착될 수 있다. 따라서 단열지지부재(200)는 단열폼부재(400)에 의해서도 지지될 수 있으며 외측의 단열탄성부재(300)와 내측의 단열폼부재(400) 사이에서 양 측으로 진동을 전파하며 감쇄하는 효과도 나타낼 수 있다. 즉 글라스패널(3)에 직접 맞닿는 제2접속판(230)을 통해 전달된 진동은 단열폼부재(400) 측으로 전달될 뿐만 아니라 단열탄성부재(300) 측으로도 전달되어 해소될 수 있으며, 나머지 면을 통해 전달된 진동은 단열탄성부재(300)의 연장면(310) 및 굴절면(320)과, 단열지지부재(200)와, 단열폼부재(400)를 차례로 통과하며 해소될 수 있다. 이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 작용효과를 좀더 상세히 설명한다.

도 7은 도 1의 수직방향 멀리언 바의 지지구조를 도시한 작동도이고, 도 8은 도 1의 수직방향 멀리언 바의 단열구조를 도시한 작동도이다.

전술한 바와 같이 본 발명은 열적, 구조적 특성이 하나의 구조로부터 복합적으로 나타난다. 먼저, 도 7을 참조하여 구조적 특성을 살펴보면, 금속프레임바(100)와 단열지지부재(200)가 결합되어 지지구조의 기초를 형성하며 여기서 돌출된 단열지지부재(200)의 제1접속판(220)과 제2접속판(230)으로 글라스패널(3)의 하중을 받도록 형성된다. 특히 제1접속판(220)과 제2접속판(230)은 단열판(210)을 통해 서로 연결되어 일체로 되어 있는바 글라스패널(3)의 말단과 면 양쪽에서 전달된 하중을 교환하여 다시 반력으로 제공하거나 해소시킬 수 있다. 이로 인해 일차적으로 견고한 지지구조가 형성된다. 이와 동시에, 제1접속판(220) 외측의 단열탄성부재(300)는 글라스패널(3)과 밀착된 상태로 진동 등을 감쇄시킨다. 즉, 바람의 압력이나 다른 요인 등에 의해 글라스패널(3)이 진동하면 이와 면대 면으로 밀착된 단열탄성부재(300)는 탄성적으로 변형되면서 진동을 해소할 수 있다. 예를 들어, 단열탄성부재(300)는 글라스패널(3)이 말단방향으로 전달하는 하중(글라스패널의 화살표 참조)을 말단과 접하는 연장면(310)의 압축 및 복원을 통해(확대도의 점선부분 참조)해소시킬 수 있고 이에 따라 글라스패널(3)이 안정적으로 지지될 수 있다. 또한, 바람 등에 의해 글라스패널(3)의 표면이 변형되어 발생하는 진동(A)은 글라스패널(3)의 면에 밀착되어 있는 굴절면(320)으로 전달시킴으로써 역시 탄성에 의한 반력으로 해소시킬 수 있다. 특히, 이러한 진동(A)은 단열지지부재(200)를 거쳐 내측의 단열폼부재(400)로 재전달되면서 매우 큰 폭으로 감쇄될 수 있다. 또한, 진동(A)이 제2접속판(230) 측으로 전달되더라도 전술한 바와 같이 단열판(210)과 접하고 있는 단열폼부재(400)로 이를 전달시켜 해소할 수 있고, 또한 그 반대편에 접하는 단열탄성부재(300) 측으로도 전달시켜 해소할 수 있으므로 진동(A)을 효과적으로 감쇄시켜 전체 지지구조를 매우 견고하면서도 안정적인 상태로 유지할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하여 열적 특성을 살펴보면, 전술한 바와 같이 서로 다른 재질의 구성요소들이 열전달 경로상에 배치되어 열흐름을 차단하도록 되어 있다. 예를 들어, 실내 측을 고온으로, 실외 측을 저온으로 생각하여 양자의 온도 차를 고려하면, 열전달 경로(통상적인 표현으로 온열 또는 냉열의 개념으로 이해하는 경우)는 외측의 글라스패널(3)로부터 금속프레임바(100)를 향하거나 또는 그 역방향으로 형성될 수 있다. 이러한 열전달 경로상에 단열탄성부재(300), 단열지지부재(200), 및 단열폼부재(400)가 차례로 배치되어 도시된 바와 같이 글라스패널(3)과 수직방향 멀리언 바(1) 사이에서 발생 가능한 열(B)흐름과 수직방향 멀리언 바(1)와 실내 사이에서 발생 가능한 열(B)흐름을 단계적으로 차단한다. 특히, 열전도율이 높아 열누출의 통로가 될 수 있는 상술한 구조로 인해 금속프레임바(100)는 글라스패널(3)과는 전혀 접촉되지 않으므로 단열효과가 크게 향상된다. 즉, 글라스패널(3)이 위치한 금속프레임바(100)의 외측으로는 제1접속판(220) 및 제2접속판(230)이 형성된 단열지지부재(200)가 결합되어 있고 다시 그 바깥쪽에는 단열탄성부재(300)가 배치되어 있어 금속재질과 유리재질의 글라스패널(3)이 서로 직접 열전도할 수 없는 구조로 되어 있는바, 열전달 경로에는 실질적으로 단열탄성부재(300), 단열지지부재(200), 및 단열폼부재(400)의 열전도율이 극히 낮은 구성요소들이 배열되므로 단열효과의 비약적인 향상을 기대할 수 있다.

도 9 및 도 10은 종래의 바 구조와 본 발명의 시제품 구조를 비교하여 단열성능 차이를 나타낸 시험결과 차트이다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 시제품을 활용한 단열성능의 평가결과를 설명한다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 대한 비교대상으로 종래의 금속재 프레임으로 이루어진 커튼월용 바(a)와, 동일한 금속재 프레임 내부에 단열재를 채운 커튼월용 바(b)를 사용하였으며, 본 발명은 제작단계에서의 시제품(c)을 사용하여 이들과 비교하였다. 본 발명과 비교대상은 모두 도시된 것처럼 글라스패널(3)과 결합하여 구조체를 형성하고 시험하였다. 시제품(c)은 에어셀이 형성된 단열지지부재가, 금속프레임바에 결합된 구조이며, 단열탄성부재는 없는 구조에 해당한다. 비교대상인 커튼월용 바(a) 및 단열재를 채운 커튼월용 바(b)의 금속제 프레임과, 본 발명의 금속프레임바는 모두 동일하게 알루미늄 재질을 사용하였으며, 비교대상인 커튼월용 바(a) 및 단열재를 채운 커튼월용 바(b)에도 에어셀이 형성된 비금속 돌출부가 있는 것을 사용하였다(도 9의 (a) 및 (b)에서 수평방향으로 돌출되어 글라스패널 내측에 삽입된 부분). 비금속 돌출부와 본 발명의 단열지지부재의 재질은 폴리아미드로 동일하게 하였으며, 비교대상인 커튼월용 바(b)의 금속제 프레임에 채운 단열재와 본 발명의 금속프레임바 내측의 단열폼부재의 재질도 글라스울로 동일하게 구성하고 규격을 같게 하여 시험하였다.

시험은 건축법 등에 따른 단열성능 시험방법으로 각각의 열관류율(단위면적, 단위온도 당 열흐름 특성-단위 W/㎡K)을 측정하였으며 특히, 창호의 프레임 열관류율(Uf값)을 산출하여 비교하였다. 시험시 온도분포 차트는 도 10에 나타나 있으며 이에 따라 산출된 열관류율 값은 비교대상인 커튼월용 바(a)의 경우 1,251W/㎡K, 단열재를 채운 커튼월용 바(b)의 경우 1.252W/㎡K, 본 발명 시제품(c)의 경우 0.829W/㎡K로 현저한 차이를 나타내는 것으로 확인되었다. 즉, 본 발명의 경우 종래 사용되는 금속제 프레임을 사용한 구조에 비해 열누출이 크게 감소하는 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 상술한 바와 같이 금속프레임바를 글라스패널로부터 완전히 분리하면서 지지력을 향상시키는 단열지지부재의 구조특성에서 나타나는 것으로 생각할 수 있다. 즉 종래에는 금속제 프레임이 글라스패널과 직접 밀착되어 결합하는 구조인 반면, 본 발명은 상술한 바와 같이 제1접속판, 제2접속판, 단열판이 입체적 지지구조를 형성하여 금속프레임바와 글라스패널을 분리한 구조이므로 단열 특성이 비약적으로 향상된 것으로 해석할 수 있다. 특히 종래의 경우 지지력을 얻기 위해 금속제 프레임이 반드시 직접 글라스패널에 밀착되어야 하는 구조이므로 이들을 분리하여 단열성능을 향상시키는 것은 실질적으로 불가능하지만, 본 발명은 단열지지부재와 같은 입체적인 구성을 통해서 금속프레임바와 글라스패널을 분리하면서도 지지력까지 향상시킨 특징을 가지므로 종래에 비해 그 효과가 탁월함을 확인할 수 있다. 이상과 같은 시험을 통해서도 본 발명의 차별화된 효과를 명확하게 확인할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바
2: 수평바 3: 글라스패널
100: 금속프레임바 100a: 제1면
100b: 제2면 100c, 100d: 측면
110: 레일홈 200: 단열지지부재
210: 단열판 220: 제1접속판
230: 제2접속판 240: 에어셀
300: 단열탄성부재 310: 연장면
320: 굴절면 400: 단열폼부재
A: 진동 B: 열

Claims (6)

1. 커튼 월의 글라스패널 사이에 수직방향으로 배열되어 좌 우 양 측의 글라스패널을 지지하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언(Mullion) 바에 있어서,
   내부가 빈 프레임으로 이루어지며 실외 측을 향하는 제1면은 개방되고 나머지 면은 폐쇄된 수직방향으로 연장된 금속프레임바;
   상기 금속프레임바의 상기 제1면에 결합되어 상기 금속프레임바를 밀폐하며 상기 금속프레임바 보다 열전도율이 낮은 플라스틱으로 형성된 단열판과,
   상기 단열판과 일체로 형성되며 상기 단열판의 중앙에서 외측으로 수직하게 돌출되고 수직방향으로 연장되어 글라스패널의 말단과 교차 배치되는 제1접속판과,
   상기 단열판과 일체로 형성되며 상기 단열판에서 상기 제1접속판과 이격되어 외측으로 수직하게 돌출되되 상기 글라스패널과 교차되지 않고 말단이 상기 글라스패널의 면에 지지되는 상기 제1접속판보다 짧은 복수의 제2접속판을 포함하는 단열지지부재; 및
   상기 금속프레임바의 내부에 채워지며 상기 단열지지부재에 밀착되는 단열폼부재를 포함하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바.
2. 제1항에 있어서,
   상기 글라스패널과 상기 단열지지부재 사이에 개재되어 상기 글라스패널과 밀착되며, 탄성을 갖는 수지로 이루어지고 상기 제1접속판의 양면에 각각 밀착 설치되어 끝단부가 상기 제2접속판에 각각 지지되는 단열탄성부재를 더 포함하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바.
3. 제2항에 있어서,
   상기 단열탄성부재는,
   상기 제1접속판의 외면과 평행한 연장면과, 상기 단열판과 접하는 지점에서 상기 연장면으로부터 굴절되어 상기 단열판의 외면에 접하는 굴절면을 포함하며, 상기 굴절면의 두께가 상기 제2접속판의 길이와 동일하여 상기 굴절면과, 상기 제2접속판의 말단이 상기 글라스패널의 면에 동시에 접촉되는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바.
4. 제1항에 있어서,
   복수의 상기 제2접속판은 상기 제1접속판과 평행하게 수직방향으로 연장되며 상기 제1접속판을 사이에 두고 양 측에 대칭되게 배치되는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바.
5. 제1항에 있어서,
   상기 금속프레임바의 상기 단열지지부재와 접하는 단부에 상기 단열판을 착탈 가능하게 수용하는 레일 홈을 더 포함하는 커튼월 구조체의 수직방향 멀리언 바.
6. 제1항에 있어서,
   상기 단열지지부재의 내부를 관통하여 형성된 에어셀을 더 포함하는 수직방향 멀리언 바.

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