KR910008089B1 - 지붕용 밸러스트 블럭 과 이를 사용한 지붕 구조물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1a도는 본 발명 밸러스트 블럭의 한 실시예를 보여주는 사시도.
제1b도는 제1a도 블럭의 평면도.
제2a도는 블럭의 아랫면을 보여주는 제1도와 같은 사시도.
제2b도는 블럭의 저면도.
제3도는 제1도의 선 3-3을 따라 취한 단면도.
제4도는 제1도의 선 4-4을 따라 취한 단면도.
제5도는 본 발명의 블럭들로 구성되는 지붕 구조물을 보여주는 부분단면도.
제6도는 본 발명의 블럭들로 이루어지는 제2지붕 구조물을 보여주는 부분단면도.
제7도는 제3지붕 구조물을 보여주는 부분단면도.
제8도는 지붕의 코너 부분에서의 본 발명 블럭들의 바람직한 정렬 방식을 보여주는 부분단면도.
제9도는 제8도의 선 9-9를 따라 취한 단면도.
제10도는 제9도의 선 10-10을 따라 취한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 밸러스트 블럭 12 : 윗면
14 : 아랫면 16, 18 : 경사진 연부면
20, 22 : 연직방향 연부면 24, 26 : 챈널
32 : 지붕마루 30 : 방수막
38 : 단열재 34, 42 : 난간
36, 44 : 내측면 40 : 접착제
47 : 경사벽 48, 50, 52 : 코너부분 블럭
본 발명은 향상된 내구력 및 내풍화성을 지니는 개량된 형상 및 특성의 지붕 구조물용 밸러스트 블럭(ballast block)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 방수막 위에 밸러스트 블럭층이 배치되어 이루어진 지붕 구조물, 구체적으로 말해서, 폭풍에 의해 블럭이 파괴되는 것을 최대한 방지할 수 있는 직각의 코너(conner) 부분에서의 밸러스트 블럭의 배열패턴에 관한 것이다.
방수막이 덮인 지붕 마루를 포함하는 지붕구조물을 제공하는 것은 통상적인 것인 바, 클레인의 미국 특허 제3,892,899호에 소개된 바와 같이, 상기와 같은 방수막은 단열층 및/또는 내마모성 보호층의 유수와 관계없이 비고착식(非固着式) 밸러스트 블럭에 의해 제위치에 유지보호된다.
연직방향 연부면과 편평한 아랫면을 지니는 통상의 밸러스트 블럭들은 많은 결함을 나타낸다. 그러한 블럭들은 방수막 표면과 블럭들 사이 틈새의 비와 습기의 배수를 억제함으로써 추운날씨에는 블럭들 사이에서 물이 빙결되어 블럭들이 균열 및 파괴되고, 블럭들 사이의 틈이 좁은 관계로 블럭의 교체 또는 분리가 어려웠다. 또한, 블럭이 무거운 경우 인력으로 취급 및 설치하기가 어렵고, 지붕 마루에 대해 더 강한 지지체가 필요하게 된다.
본 발명에 따른 밸러스트 블럭은, 대체로 장방형인 윗면과 아랫면, 수직으로부터 12°-23°의 실질적으로 같은 각도로 경사진 2개의 평행한 연부면 및 실질적으로 연직방향으로 연장하는 나머지 2개의 연부면으로 이루어져 있고, 아랫면에는 평행 이격된 다수의 챈널이 형성되어 있는 구조로서, 상기 밸러스트 블럭은 85-155lb/ft2의 밀도, 최소한 2500psi의 압축강도, 최소한 300psi의 굴곡 강도 및 균열없이 최소 100회의 동결-해동 순환(freeze-thaw cycle)에 견딜 수 있는 성능을 지니는 것을 특징으로 한다.
상기 밸러스트 블럭을 이용하여 지붕 구조물을 형성하는 경우의 밸러스트 배열 패턴은 다음과 같다.
외측열의 블럭들을, 코너 부분의 블럭을 제외하고는, 외측 하방으로 경사진 연부면이 지붕 마루의 연부와 인접하도록 배치하고, 상기 블럭 연부면들을 지붕 마루에 고정하는 수단을 설치하며, 외측열들로부터 내측으로 계속된 열들의 블럭들을, 그 열들이 교차하는 코너 부분의 블럭들을 제외하고는 외측열과 같은 배열로 배치하며 각각의 열의 코너 부분의 블럭은 그 코너부분을 이루는 2개의 열중 어떤 열과 정렬시켜 지붕의 각각의 연부로부터 내측으로 최소한 10열로 이루어지는 패턴을 형성한다.
이하, 첨부도면을 참고로 본원 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도면 제1-4도로부터 알 수 있듯이, 밸러스트 블럭(10)은 장방형의 윗면(12), 아랫면(14)과, 연직방향으로부터 거의 같은 각으로 경사진 2개의 연부면(16,18)들을 지닌다. 제4도의 각 A는 12°-23°사이에서 변할 수 있다. 나머지 2개의 연부면(20,22)들은 사실상 연직방향으로 연장한다. 아랫면(14)에는 경사진 연부면(16,18)들에 평행한 다수의 평행 이격된 챈널(24) 및 임의의 추가 챈널(26)이 형성되어 있고, 그 추가 챈널은 연직방향연부(22)에 평행하게 인접하여 있다. 바람직한 실시예에서 챈널(24)들은 경사진 연부(16,18)에 평행하지만, 변형예에서는 연직방향 연부면(20,22)에 평행하게 배치될 수 있다.
실시예의 블럭은 팽창된 혈암(Shale)으로 이루어진 경량 콘크리트로 조성되어 있거나 점토, 혈암 또는 사실상 같은 물리적 특성을 지니는 점판암(Slate), 작은 비율의 모래 및 포틀랜드 시멘트등으로 만들어진 혼합재로서 이루어진다. 그것은 팔렌의 Materials, Technology in the Americas 제1권 87-92 페이지에(뉴욕1980) 소개되어 있는 바, 그 조성 비율은, (ASTM C 331에 따라 결정된) 85-155lb/ft3의 비중 또는 밀도를 지니고, (15×㎝ 실린더를 사용하는 ASTM C 192와 C 495에 따라 결정된) 최소한 2500psi의 압축강도와, (ASTM C 293에 따라 결정된) 최소한 300 psi의 굴곡 인장강도를 지니며, (ASTM C 666에 따라 결정된) 균열 없이 최소한 100회의 동결-해동 순환을 견딜 수 있는 능력을 가지는 블럭을 제공하도록 선정 된다. 한변이 1ft이고 두께 2in의 제1-4도의 형상을 지니는 블럭중량은 윗면 단위 ft2당 10-17lb이다.
본 발명에 따른 블럭은, 통상의 콘크리트 블럭 제조장치를 이용하여, 바람직한 비율의 팽창된 노르망스킬혈암, 포틀랜드 시멘트, 모래 및 물의 슬럼프 없는 혼합물(a zero slump mixture)을 압출하여 제조할 수 있다. 이렇게 하여 제조된 블럭은, 제1-4도에서 볼 수 있듯이 연직방향 연부면(22)에 인접한 횡방향 챈널(26)을 지니며, 경사진 연부면(16,18)에 평행한 챈널(24)들을 지닌다.
비고정식으로 배치되는 지붕 구조물에 밸러스트 블럭들이 사용될때, 특히 임의의 횡방향의 챈널(26)이 없는 경우, 배수가 잘되도록 하기 위하여 챈널(24)들이 지붕마루의 경사방향에 평행하도록 블럭들을 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 횡방향의 챈널(26)이 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 사용하는 경우에는 배치 후의 챈널(24)들의 방향은 중요치 않다.
제5도에서 도시된 바와 같이, 가장 단순한 지붕 건축물에서, 블럭(10)들은 지붕마루(32)에 의해 지지되는 방수막(30) 위에 직접 비고착식으로 인접하게 놓인다. 방수막(30)은 부틸 합성고무, 플라스틱, 아스팔트가 주입된 펠트(felt)와 같은 어떤 통상적인 조성물일 수 있다. 필요한 경우, 지붕 바닥(32)의 연부를 따라 난간(34)에 경사진 내측벽(36)을 제공하고, 그 내측벽이 블럭(10)의 외측열의 경사진 연부면과 중첩하도록 하여 블럭들의 연부면들을 지붕 마루에 고정시킨다. 제6도에 도시된 바와 같이, 발포 폴리스티렌, 유리섬유, 섬유판, 포말 폴리우레탄과 같은 통상적인 단열재료층(38)이 지붕 마루(32)와 방수막(30) 사이에 존재하고, 2층의 블럭(10)들을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 윗층의 각각의 블럭들은 접착물(40)로 아래층에 고착될 수 있다. 이 구조에서, 난간(42)은 수직의 내측벽(44)을 지니며, 그 내측벽(44)에 경사벽(47)을 지니는 경사진 블럭띠(46)가 고정되어 블럭(1)의 외측열을 지붕마루에 고정시킨다. 블럭(10)들은 팽창된 노르망스킬(Normanskill) 혈암으로 이루어져 있으며, 블럭의 아랫면에 챈널이 형성되어 있기 때문에(ASTM C 177에 규정된 바와 같이) 0.3-0.6w/mk의 대단히 낮은 열전도 계수를 지니며, 따라서 지붕 구조물에서 보통 요구되는 것보다는 더 적게 단열재를 사용할 수 있거나, 아예 단열재를 사용하지 않을 수도 있다. 제7도에 도시된 지붕 구조물에 있어서, 단열재(38)의 층은 방수막(30)위에 배치되어, 블럭(10)의 층과 방수막(30)의 층 사이에 위치한다. 이 실시예에서, 필요하다면 4연부가 모두 직각으로된 통상적인 블럭(49)들로 이루어지는 제2층을 블럭(10)의 제1층 위에 배치할 수 있다.
지붕 바닥이 하나 이상의 직각 코너 부분을 지니는 지붕 구조물의 경우에 폭풍이 불때의 큰 바람이 각별한 문제를 일으킨다는 것이 알려져 왔다.
그러한 코너 부분의 경우에, 특별한 패턴으로 본 발명의 블럭들을 배치함으로써 큰 풍력에 의한 손상을 최대한 막을 수 있다.
상기 블럭의 배열 패턴을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제8-10도에 도시된 바와 같이, 각각의 외측 열의 모든 블럭(10)을, 코너 부분에 배치되는 블럭(48)을 제외하고는, 외측 하방으로 경사진 연부면들이 지붕 마루의 연부에 인접하도록 정렬시킨다.
상기 코너 부분의 블럭(48)은 그 코너부분을 이루는 2개의 외측 열중 한 열과는 일직선으로 배치되지 않고 90°회전된 상태로 배치되어 다른 외측열과 일직선으로 정렬된다. 마찬가지로, 각각의 외측열로부터 내측으로 연속된 블럭열들은, 각각의 연속된 열들의 코너부분의 블럭들이 그 코너 부분을 이루는 2개의 열중 어느 한 열과 일직선으로 정렬되는 것을 제외하고는 외측열과 동일한 배열로서 배치된다.
블럭열의 붕괴를 최대한 방지하기 위하여, 외측열을 따라 코너부분으로부터 연속해서 최소한 15개의 블럭에 대하여 상기와 같은 패턴을 유지하고, 또한, 코너를 이루는 지붕 마루의 각각의 연부로부터 내측으로 최소한 10열, 바람직하기로는 15열에 대하여 상기한 바와 같은 패턴을 유지하는 것이 필수적이다. 다만, 지붕중심을 향하여 내측으로, 그리고 코너 부분으로부터 멀리 떨어져 열을 이루는 블럭 배열은 풍력에 의한 파괴에 거의 영향을 받지 않으므로 블럭들을 비정렬 상태로 임의로 설치할 수 있다. 상기한 바와 같이, 방수막 표면으로부터의 원활한 배수를 위하여, 지붕의 중심부분까지도 챈널(24)들이 지붕 마루의 경사방향에 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
제5-7도에 도시된 패턴으로 설치된 블럭(10)의 경우, 블럭들의 경사진 연부면들은 블럭의 열 팽창·수축시에 상호 용이하게 미끄럼 이동할 수 있으며, 인접한 블럭들의 경사면 사이에 지레등의 기구를 삽입하여 개개 블럭의 교체 또는 분리를 용이하게 할 수 있다.
Claims (10)
- 장방형의 윗면 및 아랫면, 그들 면에 대해 수직방향으로부터 12°내지 23°의 실질적으로 동일한 각도로 경사진 2개의 평행한 연부면 및 상호 평행한 2개의 연직방향 연부면으로 구성되고, 아랫면에는 복수의 평행 이격된 챈널을 가지며, 85 내지 155lb/ft3의 밀도, 최소한 2,500psi의 압축강도, 최소한 300psi의 굴곡 인장강도 및 최소 100회의 동결- 해동 순환(freeze-thaw cycle)에 균열없이 견딜 수 있는 성능을 가지는 것을 특징으로 하는 지붕 밸러스트 블럭.
- 제1항에 있어서, 상기 블럭이 정사각형의 윗면과 아랫면을 가지고 있으며, 챈널들은 상기 경사진 연부면에 평행한 것을 특징으로 하는 지붕 밸러스트 블럭.
- 제1항에 있어서, 블럭의 아랫면에 상기 평행한 챈널들에 대해 횡방향인 최소한 하나의 추가 챈널을 갖는 것을 특징으로 하는 지붕 밸러스트 블럭.
- 제2항에 있어서, 블럭 아랫면에 상기 연직방향 연부면 중 하나에 평행하게 인접된 최소한 하나의 추가 챈널을 가지며, 윗면 단위 ft3면적당 10-17lb의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 지붕 밸러스트 블럭.
- 최소한 하나의 직각 코너 부분이 있는 지붕 마루, 방수막, 그 방수막 위에 연직방향으로부터 12-23°경사진 2개의 평행한 연부면과 2개의 연직방향 연부면을 각기 구비한 밸러스트 블럭들을 상호 인접하게 배열한 블럭 열들의 층으로 구성된 지붕 구조물에 있어서, 외측 열들의 코너 부분의 블럭들을 제외한 블럭들은 그 외측 하방으로 경사진 연부면들이 지붕 마루의 연부에 인접하게 배치되어 있고, 각각의 블럭 연부면을 상기 지붕 마루에 고정하는 수단이 제공되어 있으며, 상기 외측 열로부터 내측으로 연속된 열을 이루는 블럭들은 그 열들의 교차 지점인 코너 부분의 블럭을 제외하고는 외측열과 같은 배열로 정열되어 있으며, 각각의 열의 코너 부분의 블럭을 제외하고는 외측열과 같은 배열로 정렬되어 있으며, 각각의 열의 코너 부분의 블럭들은 그 코너 부분을 이루는 2개의 열중 한 열과 일직선으로 정렬되어 있고, 지붕의 각각의 연부로부터 내측으로 최소한 10열이 상기와 같은 패턴으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
- 제5항에 있어서, 인접한 블럭들의 연부를 결합시키기 위하여 경사진 연부면들 사이에 접착제가 제공되는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 최소한 한층의 추가 블럭층이 제1층 위에 그 층과 같은 패턴으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 각각의 블럭들은 경사진 연부면에 평행하게 형성된 다수의 챈널들을 아랫면에 지니는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 블럭들이, 경사진 연부면에 평행하게 형성된 다수의 챈널과 상기 연직방향 연부면에 평행하게 인접한 추가 챈널을 아렛면에 가지고 있는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 블럭들은 각기 윗면 단위 ft2당 10-17lb의 중량을 지니며, 최소한 2500psi의 압축강도, 최소한 300psi의 굴곡강도 및, 적어도 100회의 빙결- 해동 순환을 균열 없이 견딜 수 있는 성능을 가지는 것을 특징으로 하는 지붕 구조물.
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