KR20230142045A - 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법 - Google Patents

블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법에 관한 것으로서, 바닥과 천장이 일체화된 블록부와, 수직으로 적층되는 블록부 사이에 배치되고, 층고를 조절할 수 있는 연결부와, 수평으로 마주보는 블록부 사이에 배치되는 복도부를 포함하여, 운반성을 개선하고, 현장에서 조립하면서 층고를 조절할 수 있다.

Description

블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법{BLOCK MODULE AND BLOCK MODULAR BUILDING CONSTRUCTION METHOD}
본 발명은 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바닥과 천장을 일체화된 블록으로 설계하고, 블록 사이에 층고 조절을 위한 기둥부 구조물을 절단하여 조립함으로써, 운반성을 개선하고, 현장에서 조립성을 향상시키는 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 조립식 건축 모듈은 컨테이너 하우스인데, 이와 같은 컨테이너 하우스는 통상 건축 건설현장에서 노동자들의 임시숙소로 많이 사용되는 임시용 하우스가 대부분이다.
한편, 최근에는 공장에서 모듈형으로 건물을 제작하여 현장에서 조립하고 있다. 이러한 모듈형 건물은 하부에 바닥이 시공되고, 상부에 천장이 시공되며, 현장에서 상하 또는 측방향으로 연결하여 원하는 크기의 건물을 시공할 수 있다.
그러나, 종래에는 모듈형 건물이 박스 형태로 1개층이 제작되는데, 교통법규에 따라 층고를 제한하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 박스형 모듈러 건축물은 모듈형 건물의 상부와 하부에 각각 바닥과 천장을 지지하는 보가 매 층 중복으로 시공되므로, 모듈형 건물의 하중이 증가하여 이동이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0660211호(2006.12.14. 등록, 발명의 명칭 : 수직 대공간형 조립식 건축 모듈 및 그 시공방법)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 바닥과 천장을 일체화된 블록으로 설계하고, 블록 사이에 층고 조절을 위한 기둥부 구조물을 절단하여 조립함으로써, 운반성을 개선하고, 현장에서 조립성을 향상시키는 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 블록 모듈은: 바닥과 천장이 일체화된 블록부; 수직으로 적층되는 상기 블록부 사이에 배치되고, 층고를 조절할 수 있는 연결부; 및 수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되는 복도부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부는 프레임부; 상기 프레임부에 결합되고, 바닥을 형성하는 바닥성형부; 및 상기 프레임부에 결합되고, 천장을 형성하는 천장성형부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임부는 복수개의 프레임기둥부; 및 상기 프레임기둥부를 연결하는 프레임연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 바닥성형부는 상기 프레임연결부의 상부에 배치되고, 상기 천장성형부는 상기 프레임연결부의 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부는 상기 프레임부에 결합되고 외부로 노출되는 외장성형부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 상기 블록부 사이에 배치되고, 외벽을 형성하는 외장연결중앙부; 및 상기 외장연결중앙부의 양단부에 형성되어 상기 블록부와 결합되는 외장연결사이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 상기 외장연결중앙부에 형성되고 공기나 광을 통과시키는 외장연결창문부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 길이를 달리하여 층고를 조절 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 복도부는 상기 블록부 사이에 배치되는 복도바닥부; 및 상기 복도바닥부의 하부에 구비되고, 건물용 배관이나 전선 등이 내장되는 복도서비스부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 블록 모듈은: 수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공하는 공용코어부;를 더 포함하고, 상기 복도부는 상기 블록부와 상기 공용코어부 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 블록 모듈러 건축물의 시공방법은: 바닥과 천장이 일체화된 블록부를 제작하는 단계; 상기 블록부에 결합되고 층고 조절이 가능한 연결부를 제작하는 단계; 상기 블록부 사이에 배치되는 복도부를 제작하는 단계; 상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계; 수직으로 적층되는 상기 블록부 사이에 상기 연결부가 배치되도록 상기 블록부와 상기 연결부를 현장에서 조립하는 단계; 및 수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 상기 복도부가 배치되도록 상기 블록부와 상기 복도부를 현장에서 조립하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부를 제작하는 단계는 프레임부를 설치하는 단계; 상기 프레임부의 상부에 바닥을 형성하는 바닥성형부를 설치하는 단계; 및 상기 프레임부의 하부에 천장을 형성하는 천장성형부를 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임부를 설치하는 단계는 복수개의 프레임기둥부를 수직으로 배치하고, 상기 프레임기둥부 사이에 배치되는 프레임연결부를 상기 프레임기둥부와 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부를 제작하는 단계는 외부로 노출되는 외장성형부를 상기 프레임부에 결합하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복도부를 제작하는 단계는 상기 블록부를 연결하는 복도바닥부를 제작하는 단계; 및 상기 복도바닥부의 하부에 건물용 배관이나 전선 등이 내장되는 복도서비스부를 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계는
상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부가 각각 분리되어 차량에 적재되는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계는 상기 블록부의 상부 또는 하부에 상기 연결부가 조립된 상태로 차량에 적재되는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부와 상기 연결부를 현장에서 조립하는 단계는 상기 블록부를 설치하여 n층 바닥을 형성하는 단계; 상기 블록부에 상기 연결부를 설치하는 단계; 및 상기 연결부의 상단부에 상기 블록부를 결합하여 n+1층 바닥을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블록부는 측방향으로 결합되어 건물 길이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 길이를 달리하여 층고를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 블록 모듈러 건축물의 시공방법은: 수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공하는 공용코어부를 제작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복도부는 상기 블록부와 상기 공용코어부 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법은 바닥과 천장이 일체화된 블록부와, 수직으로 적층되는 블록부 사이에 배치되는 연결부와, 수평으로 마주보는 블록부 사이에 배치되는 복도부를 분리 제작하여 운반성을 개선하고, 현장에서 블록부와 연결부와 복도부를 조립하며, 연결부의 길이에 따라 층고를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈의 수직 배치상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈의 수평 배치상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈이 운반되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부에 외장성형부가 추가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와, 복도부와, 공용코어부의 결합을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈러 건축물의 시공방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 연결부를 현장에서 조립하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 다수개 연결하여 건축물의 폭이나 길이를 조절하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 이용하여 층고를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 연결부의 결합상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 18은 도 17의 A-A에 대한 시공 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 19는 도 17의 B-B에 대한 시공 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 복도부의 연결상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 블록부의 위치별 연결 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 24는 도 23의 A-A 단면도이다.
도 25는 도 23의 B-B 단면도이다.
도 26은 도 23의 C-C 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 모듈형 건축물 및 모듈형 건축물 시공방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈의 수직 배치상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈의 수평 배치상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈이 운반되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈(1)은 블록부(10)와, 연결부(20)와, 복도부(30)를 포함한다.
블록부(10)는 바닥과 천장이 일체화된 구조물이다. 일예로, 어느 하나의 블록부(10)는 n층의 바닥 및 n-1층의 천장이 될 수 있다. 그리고, 어느 하나의 블록부(10)의 상방에 배치되는 다른 하나의 블록부(10)는 n층의 천장 및 n+1층의 바닥이 될 수 있다.
연결부(20)는 수직으로 적층되는 블록부(10) 사이에 배치되고, 층고를 조절할 수 있다. 일예로, 연결부(20)는 상하로 배치되는 블록부(10)의 바닥과 천장 사이에 배치되고, 상하면에 접촉되는 블록부(10)와 결합될 수 있다. 연결부(20)는 자체 크기 또는 건축물의 요구 천장고에 따라 층고를 조절할 수 있다.
복도부(30)는 수평으로 마주보는 블록부(10) 사이에 배치된다. 일예로, 상하로 배치되는 블록부(10) 사이에 연결부(20)가 배치되어 1개의 사무실이 형성되고, 수평으로 마주보는 사무실을 연결하는 복도부(30)로 인해 사람들이 사무실로 자유로이 이동할 수 있다.
블록부(10)와 연결부(20)와 복도부(30)는 공장에서 제작이 완료되고, 차량(100)을 통해 운반된다. 차량(100)에는 블록부(10)와 연결부(20)와 복도부(30)가 분리되어 적재됨으로써, 차량(100) 적재화물의 높이가 교통법규를 준수할 수 있다. 이때, 하나의 블록부(10)와 연결부(20)가 조립된 상태로 적재되어 운반되어도 무방하다. 하나의 블록부(10)의 상부 또는 하부에 하나의 연결부(20)가 조립된 상태로 운반되는 경우, 운반된 상태로 반복 적층하여 건물을 지을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부(10)는 프레임부(11)와, 바닥성형부(12)와, 천장성형부(13)를 포함한다.
프레임부(11)는 건물의 골조에 해당한다. 일예로, 프레임부(11)는 철강재와 콘크리트 중 어느 하나 이상을 포함하여 제작될 수 있다.
바닥성형부(12)는 프레임부(11)에 결합되고, 바닥을 형성한다. 일예로, 바닥성형부(12)는 슬라브가 타설되며, 전력공급을 위한 전선시스템 및 열선이 포함된 온돌 시스템이 내장될 수 있다.
천장성형부(13)는 프레임부(11)에 결합되고, 천장을 형성한다. 일예로, 천장성형부(13)는 프레임부(11)에 고정 설치되고, 바닥성형부(12)의 하방에 배치되며, 필요에 따라 바닥성형부(12)와 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임부(11)는 프레임기둥부(15)와 프레임연결부(16)를 포함한다.
프레임기둥부(15)는 한 쌍이 마주보는 제1기둥부(151)와, 한 쌍이 마주보는 제2기둥부(152)를 포함할 수 있다. 제1기둥부(151)간의 간격과 제2기둥부(152)간의 간격은 동일하고, 이들의 간격이 건물의 길이가 될 수 있다. 제1기둥부(151)와 제2기둥부(152)간의 간격은 제1기둥부(151)간의 간격 또는 제2기둥부(152)간의 간격 보다 더 길게 형성되며, 이들의 간격이 건물의 폭이 될 수 있다.
프레임연결부(16)는 프레임기둥부(15)를 연결한다. 일예로, 프레임연결부(16)는 길이에 따라 단연결부(161)와, 단연결부(161) 보다 더 긴 장연결부(162)를 포함할 수 있다. 단연결부(161)는 이격된 한 쌍의 제1기둥부(151)를 연결하고, 이격된 한 쌍의 제2기둥부(152)를 연결할 수 있다. 장연결부(162)는 이격된 제1기둥부(151)와 제2기둥부(152)를 연결할 수 있다.
프레임연결부(16)의 상부에는 바닥성형부(12)가 배치되고, 프레임연결부(16)의 하부에는 천장성형부(13)가 배치된다. 즉, 바닥성형부(12)는 프레임기둥부(15)와 결합되고 프레임연결부(16)에 지지될 수 있다. 천장성형부(13)는 프레임기둥부(15)와 프레임연결부(16) 중 어느 하나 이상과 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부에 외장성형부가 추가된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부(10)는 외장성형부(14)를 더 포함할 수 있다.
외장성형부(14)는 프레임부(11)에 결합되고 외부로 노출된다. 일예로, 외장성형부(14)는 한 쌍의 제1기둥부(151)와 한 쌍의 제2기둥부(152)에 결합될 수 있다. 외장성형부(14)는 한 쌍의 제1기둥부(151) 사이에 배치되고, 한 쌍의 제2기둥부(152) 사이에 배치되는 외장외벽부(141)와, 외장외벽부(141)의 좌우 양단부에 형성되어 제1기둥부(151)와 제2기둥부(152)에 결합되는 외장결합부(142)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(20)는 외장연결중앙부(21)와 외장연결사이드부(22)를 포함한다.
외장연결중앙부(21)는 블록부(10) 사이에 배치되고, 외부로 노출되어 건물의 외벽이 된다. 일예로, 외장연결중앙부(21)는 상하로 이격되어 배치되는 블록부(10) 사이에 배치될 수 있다. 외장연결중앙부(21)는 외장외벽부(141)와 면접촉되어 접합될 수 있다.
외장연결사이드부(22)는 외장연결중앙부(21)의 양단부에 형성되어 블록부(10)와 결합된다. 일예로, 외장연결사이드부(22)는 외장연결중앙부(21)의 좌우 양단부에 각각 배치될 수 있다. 외장연결사이드부(22)는 외장결합부(142)와 프레임기둥부(15) 중 어느 하나 이상과 볼트 조립될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(20)는 외장연결창문부(23)를 더 포함할 수 있다. 외장연결창문부(23)는 외장연결중앙부(21)에 형성되고, 공기나 광을 통과시킨다. 일예로, 외장연결창문부(23)는 슬라이드 방식 또는 회전 방식으로 개방될 수 있으며, 광 투과가 가능한 창문이 될 수 있다. 외장연결창문부(23)는 필요에 따라 외장연결중앙부(21)에서 삭제되거나 하나 이상이 형성될 수 있다.
한편, 연결부(20)는 길이를 달리하여 층고를 조절 가능하다. 일예로, 연결부(20)의 상하 길이가 다양한 크기로 제작되면, 설계기준에 맞게 적절한 크기의 연결부(20)를 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부(30)는 복도바닥부(31)와 복도서비스부(32)를 포함한다. 이러한 복도부(30)는 서로 연결되고, 1개의 복도부(30)는 3개 또는 그 이상의 블록부(10)와 연결될 수 있다.
복도바닥부(31)는 블록부(10) 사이에 배치된다. 일예로, 복도바닥부(31)는 프레임부(11)에 결합될 수 있으며, 필요에 따라 바닥성형부(12)와 직접 연결될 수 있다.
복도서비스부(32)는 복도바닥부(31)의 하부에 구비되고, 건물용 배관이나 전선 등이 내장된다. 일예로, 복도서비스부(32)는 복도바닥부(31)의 하부에 결합되는 서비스지지부(321)와, 서비스지지부(321)에 구획되어 배치되고 소화관, 전선, 공조라인 등으로 이루어져 시스템과 유기적으로 연결되는 서비스라인부(322)를 포함할 수 있다. 한편, 복도서비스부(32)는 작업환경에 따라 현장에서 복도바닥부(31)에 조립될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와, 복도부와, 공용코어부의 결합을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 블록 모듈(1)은 공용코어부(40)를 더 포함할 수 있다.
공용코어부(40)는 수평으로 마주보는 블록부(10) 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공한다. 이때, 복도부(30)는 블록부(10)와 공용코어부(40) 사이에 배치된다. 일예로, 공용코어부(40)는 복도부(30)를 통해 블록부(10)와 연결되거나, 블록부(10)와 직접 연결되어 지진이나 바람에 의한 건물의 횡하중을 지지할 수 있다. 이러한 공용코어부(40)는 엘리베이터, 계단실과 함께 사무실에 필요한 회의실, 휴게실 등 공용공간을 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈러 건축물의 시공방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 바닥과 천장이 일체화된 블록부(10)를 제작한다(S10). 그리고, 블록부(10)에 상하로 결합되고, 층고 조절이 가능한 연결부(20)를 제작한다(S20). 또한, 블록부(10) 사이에 배치되는 복도부(30)를 제작한다(S30). 그 외, 필요에 따라 블록부(10) 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공할 수 있는 공용코어부(40)를 제작할 수 있다(S40).
블록부(10)와, 연결부(20)와, 복도부(30)와, 공용코어부(40)는 공장에서 제작되며, 이들의 제작순서는 변경되거나 동시에 실시되어도 무방하다.
블록부(10)와, 연결부(20)와, 복도부(30)와, 공용코어부(40)의 제작이 완료되면, 차량(100)으로 블록부(10)와 연결부(20)를 현장으로 운반한다(S50). 일예로, 블록부(10)와, 연결부(20)와, 복도부(30)와, 공용코어부(40)는 서로 분리되어 차량(100)에 적재된 후 이동될 수 있다. 이때, 하나의 블록부(10)와 연결부(20)가 조립된 상태로 적재되어 운반되어도 무방하다. 이로 인해, 적재화물의 높이가 층 전체가 제작되어 모듈화된 건물보다 낮아진다. 하나의 블록부(10)의 상부 또는 하부에 하나의 연결부(20)가 조립된 상태로 운반되는 경우, 운반된 상태로 반복 적층하여 건물을 지을 수 있다. 한편, 차량(100)에는 개별 제작된 공용코어부(40)도 탑재되어 운반될 수 있다.
블록부(10)와, 연결부(20)와, 복도부(30)와, 공용코어부(40)가 현장에 도달하면, 현장에서 수직으로 적층되는 블록부(10) 사이에 연결부(20)가 배치되도록 블록부(10)와 연결부(20)를 조립하고(S60), 현장에서 수평으로 마주보는 블록부(10) 사이에 복도부(30)를 배치하여 복도부(30)를 조립할 수 있다(S70). 한편, 필요에 따라 공용코어부(40)를 마주보는 블록부(10) 사이에 배치하는 경우, 공용코어부(40)와 블록부(10) 사이에 복도부(30)를 배치하고 이들을 조립할 수 있다(S80). 이때, 상하 배치되는 블록부(10) 사이로 연결부(20)가 배치되어 단일층의 건물을 제작할 수 있다. 그리고, 추가로 연결부(20)와 블록부(10)가 반복 적층되어 다층 건물을 제작할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부(10)를 제작하는 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 프레임부(11)를 설치한다(S11). 일예로, 프레임부(11)는 프레임기둥부(15)와 프레임연결부(16)를 포함하고, 이들은 용접 또는 볼트 결합되어 연결된 상태를 유지한다. 프레임부(11)는 통상적인 건물의 골격을 형성하도록 직사각형 형상으로 배치되며, 설계에 따라 다각형으로 제작될 수 있다.
프레임부(11)는 프레임기둥부(15)와 프레임연결부(16)를 포함한다. 프레임기둥부(15)는 한 쌍이 마주보는 제1기둥부(151)와, 한 쌍이 마주보는 제2기둥부(152)를 포함할 수 있다. 제1기둥부(151)간의 간격과 제2기둥부(152)간의 간격은 동일하고, 이들의 간격이 모듈의 길이가 되며 건물의 폭을 결정할 수 있다.
프레임부(11)를 설치하면, 프레임부(11)의 상부에 바닥을 형성하는 바닥성형부(12)를 설치한다(S12). 그리고, 프레임부(11)의 하부에 천장을 형성하는 천장성형부(13)를 설치한다(S13). 프레임부(11)의 상부에 결합되는 바닥성형부(12)는 건물의 바닥을 형성하고, 프레임부(11)의 하부에 결합되는 천장성형부(13)는 건물의 천장을 형성한다. 바닥성형부(12)와 천장성형부(13)는 동시에 설치 가능하며, 필요에 따라 바닥성형부(12)와 천장성형부(13)는 연결되거나 일체로 성형될 수 있다.
프레임부(11)에 바닥성형부(12)와 천장성형부(13)를 설치하면, 프레임부(11)에 외장성형부(14)를 설치한다(S14). 외장성형부(14)는 프레임부(11)에 결합되고, 외부로 노출되는 외벽이 될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 연결부를 현장에서 조립하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 12를 참조하여 블록부(10)와 연결부(20)를 현장에서 조립하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 블록부(10)를 설치하여 n층 바닥을 형성한다(S61). 일예로, 1층인 경우, 블록부(10)는 지면에 설치될 수 있다. 그리고, 1층이 필로티인 경우, 블록부(10)는 필로티에 장착되어 지면과 이격될 수 있다. 이때, 블록부(10)의 하부에 형성되는 천장성형부(13)는 마감재에 의해 커버되거나 제거될 수 있다.
n층 바닥이 형성되면, 블록부(10)에 연결부(20)를 설치한다(S62). 연결부(20)는 n층 바닥을 형성하는 블록부(10)의 프레임기둥부(15)와 용접 또는 볼트 조립될 수 있다. 연결부(20)는 외장성형부(14)와 접합될 수 있다.
n층 바닥을 형성하는 블록부(10)에 연결부(20)가 설치되면, 연결부(20)의 상단부에 블록부(10)를 결합하여 n+1층 바닥을 형성한다(S63). 일예로, n+1층 바닥을 형성하는 블록부(10)는 n층 천장을 형성한다.
n층 바닥을 형성하는 블록부(10)와, 연결부(20)와, n+1층 바닥을 형성하는 블록부(10)가 순차로 결합되어 n층 건물이 완성된다.
한편, n+1층 바닥을 형성하는 블록부(10)에는 연결부(20)와 n+2층 바닥을 형성하는 블록부(10)가 장착되어 n+1층 건물이 완성된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부를 다수개 연결하여 건축물의 폭이나 길이를 조절하는 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 한편, 다수의 블록부(10)가 서로 연결이 완료되면, 양단부에 개방된 부분은 별도의 작업을 통해 외벽을 설치하거나, 모듈에 붙을 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부를 이용하여 층고를 조절하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(20)는 상하 길이가 다양하게 제작되어 층고를 조절한다.
일예로, 연결부(20)의 상하 길이가 다양한 크기로 제작되면, 설계기준에 맞게 적절한 크기의 연결부(20)를 적용할 수 있다. 연결부(20)의 상하 길이가 길어질수록 층고를 증가시킬 수 있으므로, 데이터센터, 병원 등 층고가 높은 건물 제작도 가능하다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 연결부의 결합상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 12를 참조하면, 블록부(10)와 연결부(20)는 현장에서 조립될 수 있다.
먼저, 블록부(10)의 하부에 연결부(20)가 장착되는 경우, 프레임부(11) 중에서 제1기둥부(151) 또는 제2기둥부(152)의 하단부에 형성되는 기둥플레이트부(51)와, 외장연결사이드부(22)의 상단부에 형성되는 사이드플레이트부(52)가 서로 마주보도록 배치되고, 이들 마주보는 면이 볼트 조립된다. 이때, 볼트 개수는 기둥플레이트부(51)와 사이드플레이트부(52)의 길이 또는 건물의 하중에 따라 달라질 수 있다. 한편 기둥플레이트부(51)와 사이드플레이트부(52) 사이에는 시공오차를 흡수하기 위한 연결플레이트부(59)가 추가로 배치될 수 있다.
블록부(10)의 상부에 연결부(20)가 장착되는 경우, 프레임부(11) 중에서 제1기둥부(151) 또는 제2기둥부(152)의 상단부에 형성되는 기둥플레이트부(51)와, 외장연결사이드부(22)의 하단부에 형성되는 사이드플레이트부(52)가 서로 마주보도록 배치되고, 이들 마주보는 면이 볼트 조립된다. 이때, 볼트 개수는 기둥플레이트부(51)와 사이드플레이트부(52)의 길이 또는 건물의 하중에 따라 달라질 수 있다. 한편, 상하로 길이를 갖도록 형성되어 제1기둥부(151) 또는 제2기둥부(152)와, 외장연결사이드부(22)에 동시 접촉되는 하나 이상의 연결플레이트부(53)가 제1기둥부(151) 또는 제2기둥부(152)와, 외장연결사이드부(22)에 볼트 조립될 수 있다.
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 16을 참조하면, 현장에서 블록부(10)가 이웃하도록 배치되면, 한 쌍의 장연결부(162)가 서로 마주보고, 각각의 장연결부(162)의 상부에 시공되는 바닥성형부(12)는 서로 이격되도록 배치된다.
상기한 상태에서 무수축 몰타르인 충진물(61)을 바닥성형부(12) 사이로 충진시킨다. 그리고, 이웃한 바닥성형부(12)의 상측에 안착되는 연결판부(62)가 각각의 바닥성형부(12)에 볼트 조립되어 고정될 수 있다. 이는 모듈 간의 구조체를 바닥에서 연결하여 바닥 다이어 프레임 형성을 하기 위한 방법 중 하나이다.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 18은 도 17의 A-A에 대한 시공 과정을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 19는 도 17의 B-B에 대한 시공 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 19를 참조하면, 공장에서 블록부(10)를 제작할 때 바닥성형부(12)에 이음철근부(73)와 몰탈(75) 시공을 위한 상부홈부(78)와, 연결판부(71) 삽입을 위한 포켓부(79)가 형성될 수 있다. 상부홈부(78)는 바닥성형부(12)의 단부 상측에 형성되는 하나 이상의 공간이고, 포켓부(79)는 바닥성형부(12)의 단부에 형성되는 하나 이상의 공간이 될 수 있다.
현장에서 블록부(10)가 이웃하도록 배치되면, 한 쌍의 장연결부(162)가 서로 마주보고, 각각의 장연결부(162)의 상부에 시공되는 바닥성형부(12)는 서로 이격되도록 배치된다.
상기한 상태에서 복수개의 연결판부(71)를 포켓부(79)에 삽입하여 장연결부(162)의 상단부와 결합시킨다. 그리고, 몰탈(75) 시공을 위한 이음부(77)가 장연결부(162) 사이 틈새를 메우도록 시공된다.
연결판부(71)와 이음부(77)의 시공이 완료되면, 이음철근부(73)를 바닥성형부(12)에 매설된 바닥철근부(74)와 연결시킨다. 이음철근부(73)와 바닥철근부(74)는 커플러 방식이나 겹침 이음 방식이 적용될 수 있다.
이음철근부(73)와 바닥철근부(74)가 결합되면, 상부홈부(78)와 포켓부(79) 및 바닥성형부(12) 사이를 몰탈(75) 시공하여 이격된 공간을 메워준다.
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 블록부를 측방향으로 연결하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 20을 참조하면, 공장에서 블록부(10)를 제작할 때 바닥성형부(12)에 연결판부(81) 삽입을 위한 포켓부(89)가 형성될 수 있다. 포켓부(89)는 바닥성형부(12)의 단부에 형성되는 공간일 수 있다. 한편, 바닥성형부(12)에는 바닥철근부(121)와 바닥스터드부(122)가 내장되고, 바닥철근부(121)의 단부는 포켓부(89)에 의해 외부로 노출될 수 있다. 바닥스터드부(122)는 외부로 노출된 바닥철근부(121)의 하부를 지지하고, 장연결부(162)에 용접될 수 있다.
현장에서 블록부(10)가 이웃하도록 배치되면, 한 쌍의 장연결부(162)가 서로 마주보고, 각각의 장연결부(162)의 상부에 시공되는 바닥성형부(12)는 서로 이격되도록 배치된다.
상기한 상태에서 복수개의 연결판부(81)를 포켓부(89)에 삽입하여 장연결부(162)의 상단부와 결합시킨다. 그리고, 몰탈(85) 시공을 위한 이음부(87)가 장연결부(162) 사이 틈새를 메우도록 시공된다. 이때, 연결판부(81)는 바닥스터드부(122)와 용접될 수 있다.
연결판부(81)와 이음부(87)의 시공이 완료되면, 포켓부(89) 및 바닥성형부(12) 사이를 몰탈(85) 시공하여 이격된 공간을 메워준다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부를 제작하는 과정을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 21을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복도부(30)를 제작하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 사용자가 걸어 다닐 수 있도록 사용자를 지지하고 블록부(10)와 연결되는 복도바닥부(31)를 PC 콘크리트로 제작한다(S31). 일예로, 서로 마주보는 블록부(10) 사이에 복도바닥부(31)가 배치되되 복도바닥부(31)는 프레임부(11)에 결합될 수 있으며, 필요에 따라 바닥성형부(12)와 직접 연결될 수 있다. 복도바닥부(31)는 공장에서 현장 모듈 조립 사이즈에 맞게 제작될 수 있다.
복도바닥부(31)의 제작이 완료되면, 복도바닥부(31)의 하부에 건물용 배관이나 전선 등이 내장되는 복도서비스부(32)를 장착한다(S32). 일예로, 복도서비스부(32)는 복도바닥부(31)의 하부에 결합되는 서비스지지부(321)와, 서비스지지부(321)에 구획되어 배치되고 소화관, 전선, 공조라인 등으로 이루어져 시스템과 유기적으로 연결되는 서비스라인부(322)를 포함할 수 있다. 한편, 복도서비스부(32)는 작업환경에 따라 공장에서 복도바닥부(31)에 장착된 후 운반되거나, 현장에서 복도바닥부(31)가 이웃한 블록부(10)와 연결된 후 복도바닥부(31)에 조립될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 복도부의 연결상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 22를 참조하면, 블록부(10)에는 복도지지부(39)가 장착되고, 복도지지부(39)에 복도바닥부(31)가 결합되며, 블록부(10)와 복도바닥부(31) 사이 공간은 무수축몰탈 또는 고강도 콘크리트인 복도충진부(38)가 현장에서 타설될 수 있다. 이때, 복도바닥부(31)에 형성되는 바닥체결부(37)는 복도지지부(39)의 상측에 안착되어 복도지지부(39)와 볼트 결합되도록 측방향으로 돌출될 수 있다. 그리고, 복도지지부(39) 사이에는 복도서비스부(32)가 배치될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록부와 블록부의 위치별 연결 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 23을 참조하면, 3개의 블록부(10)가 연이어 배치되고, 이들은 1개의 복도부(30)와 연결될 수 있다.
도 24는 도 23의 A-A 단면도이고, 철골빔의 상부플랜지 연결 상세도이다. 도 24를 참조하면 블록부(10)의 길이 방향으로 4개 지점은 제1연결부(91)에 의해 볼트 결합된다. 즉, 각각의 블록부(10)에 구비되는 프레임부(11)는 서로 이격된 상태에서 제1연결부(91)에 의해 결합되고, 각각의 블록부(10)에 구비되는 바닥성형부(12) 사이 공간은 무수축몰탈과 같은 제2연결부(92)가 현장에서 타설될 수 있다.
도 25는 도 23의 B-B 단면도이고, 슬라브 연결 상세도이다. 도 25를 참조하면, 각각의 바닥성형부(12)는 서로 이격된 상태에서 제3연결부(93)에 의해 하부가 메워지고, 무수축몰탈과 같은 제4연결부(94)가 현장에서 타설될 수 있다. 그리고, 제4연결충진부(94)의 상측에는 단차 조정 및 균열 흡수를 위한 제5연결부(95)가 구비될 수 있다.
도 26은 도 23의 C-C 단면도이고, 철골빔의 웨브 연결 상세도이다. 도 26을 참조하면, 이웃한 블록부(10)의 길이 방향으로 3개 지점에서 철골보가 연결된다. 즉, 블록부(10)에 구비되는 프레임부(11)는 서로 이격된 상태에서 제6연결부(96)가 철골보의 스티프너(99)와 볼트 결합된다. 그리고, 각각의 블록부(10)에 구비되는 바닥성형부(12) 사이 공간은 무수축몰탈과 같은 제7연결부(97)가 현장에서 타설될 수 있다. 한편, 볼트 결합이 가능하도록, 프레임부(11)의 플랜지 일부를 절단하여 작업 공간을 확보하기 위한 제8연결부(98)가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록 모듈 및 블록 모듈러 건축물의 시공방법은 바닥과 천장이 일체화된 블록부(10)와, 수직으로 적층되는 블록부(10) 사이에 배치되는 연결부(20)와, 수평으로 마주보는 블록부 사이에 배치되는 복도부(30)를 분리 제작하여 운반성을 개선하고, 현장에서 블록부(10)와 연결부(20)와 복도부(30)를 조립하며, 연결부(20)의 길이에 따라 층고를 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 블록부 11 : 프레임부
12 : 바닥성형부 13 : 천장성형부
14 : 외장성형부 15 : 프레임기둥부
16 : 프레임연결부 20 : 연결부
21 : 외장연결중앙부 22 : 외장연결사이드부
23 : 외장연결창문부 30 : 복도부
31 : 복도바닥부 32 : 복도서비스부
40 : 공용코어부

Claims (22)

  1. 바닥과 천장이 일체화된 블록부;
    수직으로 적층되는 상기 블록부 사이에 배치되고, 층고를 조절할 수 있는 연결부; 및
    수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되는 복도부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 블록부는
    프레임부;
    상기 프레임부에 결합되고, 바닥을 형성하는 바닥성형부; 및
    상기 프레임부에 결합되고, 천장을 형성하는 천장성형부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 프레임부는
    복수개의 프레임기둥부; 및
    상기 프레임기둥부를 연결하는 프레임연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 바닥성형부는 상기 프레임연결부의 상부에 배치되고,
    상기 천장성형부는 상기 프레임연결부의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 블록부는
    상기 프레임부에 결합되고 외부로 노출되는 외장성형부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 연결부는
    상기 블록부 사이에 배치되고, 외벽을 형성하는 외장연결중앙부; 및
    상기 외장연결중앙부의 양단부에 형성되어 상기 블록부와 결합되는 외장연결사이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 연결부는
    상기 외장연결중앙부에 형성되고 공기나 광을 통과시키는 외장연결창문부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 연결부는 길이를 달리하여 층고를 조절 가능한 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 복도부는
    상기 블록부 사이에 배치되는 복도바닥부; 및
    상기 복도바닥부의 하부에 구비되고, 건물용 배관이나 전선 등이 내장되는 복도서비스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공하는 공용코어부;를 더 포함하고,
    상기 복도부는 상기 블록부와 상기 공용코어부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 블록 모듈.
  11. 바닥과 천장이 일체화된 블록부를 제작하는 단계;
    상기 블록부에 결합되고 층고 조절이 가능한 연결부를 제작하는 단계;
    상기 블록부 사이에 배치되는 복도부를 제작하는 단계;
    상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계;
    수직으로 적층되는 상기 블록부 사이에 상기 연결부가 배치되도록 상기 블록부와 상기 연결부를 현장에서 조립하는 단계; 및
    수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 상기 복도부가 배치되도록 상기 블록부와 상기 복도부를 현장에서 조립하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 블록부를 제작하는 단계는
    프레임부를 설치하는 단계;
    상기 프레임부의 상부에 바닥을 형성하는 바닥성형부를 설치하는 단계; 및
    상기 프레임부의 하부에 천장을 형성하는 천장성형부를 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 프레임부를 설치하는 단계는
    복수개의 프레임기둥부를 수직으로 배치하고,
    상기 프레임기둥부 사이에 배치되는 프레임연결부를 상기 프레임기둥부와 연결하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 블록부를 제작하는 단계는
    외부로 노출되는 외장성형부를 상기 프레임부에 결합하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 복도부를 제작하는 단계는
    상기 블록부를 연결하는 복도바닥부를 제작하는 단계; 및
    상기 복도바닥부의 하부에 건물용 배관이나 전선 등이 내장되는 복도서비스부를 장착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계는
    상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부가 각각 분리되어 차량에 적재되는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 블록부와 상기 연결부와 상기 복도부를 현장으로 운반하는 단계는
    상기 블록부의 상부 또는 하부에 상기 연결부가 조립된 상태로 차량에 적재되는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 블록부와 상기 연결부를 현장에서 조립하는 단계는
    상기 블록부를 설치하여 n층 바닥을 형성하는 단계;
    상기 블록부에 상기 연결부를 설치하는 단계; 및
    상기 연결부의 상단부에 상기 블록부를 결합하여 n+1층 바닥을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 블록부는 측방향으로 결합되어 건물 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 연결부는 길이를 달리하여 층고를 조절하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  21. 제 11항에 있어서,
    수평으로 마주보는 상기 블록부 사이에 배치되어 강성을 유지시키고 공용공간을 제공하는 공용코어부를 제작하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 복도부는 상기 블록부와 상기 공용코어부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 블록 모듈러 건축물의 시공방법.
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