KR101347399B1 - 블록형 외단열 패널 프레임 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건식 외단열 패널에 관한 것으로서, 구체적으로
본 발명에 따르면 블록화된 외단열 시스템을 사전 제작하여 현장에서는 조립만으로 시공이 가능하므로 시공자의 숙련도에 관계없이 일정한 품질의 시공이 가능하고 공정이 간소화되고, 대형, 고층 건물에 시공이 가능하고, 수리 및 교환이 용이하여 건축물의 수명을 연장시키는 효과가 있으며, 프레임의 형상에 의하여 열교현상이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

블록형 외단열 패널 프레임{Block type panel frame for exterior insulation}
본 발명은 블록형 외단열 패널 프레임에 관한 것으로서, 일체화된 마감재로서 공정을 간소화하고 내구성이 향상된 외단열 벽체시스템에 관한 것이다.
최근 들어 에너지의 급격한 소비증가에 따라 에너지의 효과적인 관리가 우리나라를 포함한 세계 각국의 공통된 현안 문제로 대두되고 있다. 특히, 전체 에너지 소비량 중에 많은 양의 에너지가 건물의 열관리 및 에너지 보존 방법상의 문제와 대체 에너지 이용기술 부족 등으로 건물부분에 소비되고 있는데, 건물부문에서 외벽체 단열을 통해 에너지를 절약한다면 효율적인 에너지 절감을 이룰 수 있을 것이다.
건물의 외피는 건물을 구성하는 여러 요소 중 가장 큰 에너지 손실경로 중의 하나이다. 건물외피를 통한 열손실 저감을 위하여 선진 각국은 물론 우리나라도 지역별, 건물의 부위별 시공을 의무화함으로써 에너지 절약에 많은 기여를 하고 있다. 그러나, 건물의 단열을 통한 에너지 절약은 단지 법적 단열 기준치만으로는 그 효과를 달성할 수 없기 때문에, 건물 구조별 단열설계, 시공기술 및 단열방법 등에 대한 연구가 꾸준히 수행되어 오고 있다.
현재 건물 벽체에 사용되고 있는 단열재로는 폴리스틸렌계 발포체, 유리면, 암면, 우레탄 발포체, 퍼라이트, 질석 및 발포 콘크리트 등과 같은 많은 재료가 사용되고 있다. 이들 단열재료를 이용한 보편적인 시공방법으로는 외벽과 내벽 사이의 공동에 글래스울 등의 단열재를 충진하는 내단열공법을 들 수 있다.
종래 대부분의 건축물은 상기와 같은 내단열 방법으로 건축물 벽체에 단열성을 부여하고 있는데, 내단열의 경우 외단열에 비해 시공이 간편하며, 공사비가 저렴하다는 장점외에 단열재가 외부적인 충격으로부터 보호받기 쉬운 장점이 있다. 반면, 외피를 둘러쌓는 외단열의 형태보다 단열적인 측면에서 효과가 적으며, 열교(Thermal Bridge)가 발생할 경우 내부에서 결로가 발생하는 등의 피해가 발생할 수 있다.
이러한 이유로 외단열 시스템이 이용되고 있으나, 기존 외단열 시스템은 대부분이 습식 현장시공 공법이고 마감재 및 단열재 탈락의 하자가 발생하기 쉽다. 또한 현장 시공이 이루어짐으로써 현장 시공자의 숙련도에 따라 공사품질이 좌우되는 경향이 있으며, 기존의 외단열 건식 시스템의 경우 L형 행거나 미늘박스 형태로 단열재 자체에 지지되는 방식으로서 강도 및 내구성의 한계를 갖는다.
본 발명은 블록화된 외단열 시스템을 사전 제작하여 현장에서는 조립만으로 시공이 가능하도록 함으로써 시공자의 숙련도에 관계없이 일정한 품질의 시공이 가능하고 공정이 간소화되는 건식 외단열 패널을 제공한다.
또한 본 발명은 열교현상을 저감시킬 수 있는 프레임의 형상을 구비하는 건식 외단열 패널을 제공한다.
건축 구조물의 외측에 구비되는 단열 패널에 있어서, 본 발명에 따른 건식 외단열 패널은 제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드; 상기 제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드 사이에 구비되는 제1 단열재; 및 상기 제1 단열재의 마주보는 두 변을 포함하는 적어도 둘 이상의 측면에 구비되고, 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 측면 일부를 수용하는 본체와, 상기 본체로부터 상기 건축 구조물 방향으로 연장 형성되는 연장부를 포함하는 외곽 프레임을 포함한다.
또한 상기 외곽 프레임은 불연성 강화 플라스틱으로 형성될 수 있다.
나아가 상기 외곽 프레임은 FRP(fiber reinforced plastics) 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드는 탄소섬유강화 시멘트 보드(CRC) 판넬일 수 있다.
또한 상기 제2 섬유강화 시멘트 보드에 고정되는 외장재를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 제2 섬유강화 시멘트 보드와 상기 외장재 사이에는 순차적으로 제2 단열재와 제3 섬유강화 시멘트 보드가 구비될 수 있다.
나아가 상기 제2 단열재 및 상기 제3 섬유강화 시멘트 보드는 횡방향으로 구비되는 적어도 둘 이상의 제2 섬유강화 시멘트 보드들의 폭의 합에 해당하는 폭을 갖도록 구비될 수 있다.
또한 상기 제2 단열재는 상단에는 길이방향을 따라 형성되는 돌출부 또는 홈부가 형성되고, 하단에는 상기 돌출부 또는 홈부에 대응하는 홈부 또는 돌출부가 형성될 수 있다.
또한 상기 외곽 프레임은 개구면과 마주보는 타측면의 적어도 일부가 절개된 절개부가 형성될 수 있다.
나아가 상기 외곽 프레임은 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 네 측면에 모두 구비되어 상기 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 둘레를 둘러쌀 수 있다.
또한 상기 연장부는 상기 건축 구조물의 구조 프레임에 연결되기 위한 고정용 앵글로서 기능할 수 있다.
본 발명에 따르면 블록화된 외단열 시스템을 사전 제작하여 현장에서는 조립만으로 시공이 가능하므로 시공자의 숙련도에 관계없이 일정한 품질의 시공이 가능하고 공정이 간소화된다.
또한 본 발명에 따르면 대형, 고층 건물에 시공이 가능하고, 수리 및 교환이 용이하여 건축물의 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 프레임의 형상에 의하여 열교현상이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 배면 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 실시예 2에 따른 건식 외단열 패널에 구비되는 외곽 프레임의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 횡단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 사시도이다. 도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 배면 사시도이다.
본 실시예에 따른 건식 외단열 패널(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 슬래브(10)의 외측에 구비되는 구조프레임(20)에 고정된다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에서의 건물 등의 구조물은 슬래브식 구조를 예를 들어 설명한다. 슬래브식 구조의 구조물은 슬래브(10)와 구조프레임(20, 백프레임)으로 구성된다.
본 실시예에 따른 건식 외단열 패널(100)은 구조물 측으로 돌출된 형상을 갖는 외곽 프레임(121)이 구비된다. 건식 외단열 패널(100)은 외곽 프레임(121)의 일부와 구조프레임(20)간을 L형 앵글(21) 등의 결합부재를 이용하여 결합함으로써 구조물에 고정된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 건식 외단열 패널(100)은 구조프레임(20)에 고정되어 구조물의 외벽을 형성하게 된다.
이하에서는 본 실시예에 다른 건식 외단열 패널(100)이 구체적인 구조에 대하여 설명한다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 4는 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 실시예 2에 따른 건식 외단열 패널에 구비되는 외곽 프레임의 모습을 나타내는 사시도이다. 또한 도 6은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 종단면도이고, 도 7은 일 실시예에 따른 건식 외단열 패널의 모습을 나타내는 횡단면도이다.
본 실시예에 따른 건식 외단열 패널(100)의 레이어들(110)은 적어도 하나 이상의 섬유강화 시멘트 보드와 하나 이상의 단열재와 외장재를 포함한다. 도 4를 참조하여 설명하면, 내측, 즉 구조물 방향으로부터 순차적으로 섬유강화 제1 섬유강화 시멘트 보드(111a), 제1 단열재(112a), 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)가 구비된다. 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)의 외측에는 다시 제2 단열재(112b)와 제3 섬유강화 시멘트 보드(111c)가 구비된다. 제3 섬유강화 시멘트 보드(111c)의 외측에는 외장재(113)가 구비된다.
이 때 제1 내지 제3 섬유강화 시멘트 보드는 탄소섬유강화 시멘트 보드(CRC, CFRC, carbon fiber reinforced concrete)를 이용할 수 있다. 탄소섬유강화 시멘트 보드란 석유나 석탄의 피치에서 제조되는 피치계 탄소 섬유를 혼입한 콘크리트로, 종래의 콘크리트에 비해 인장 장도, 휨 강도가 5~10배, 휨의 인성이 200~300배로 커지는 특징을 가지고 있다. 제1 단열재(112a) 및 제2 단열재(112b)로는 압출법 또는 비드법 2종 단열재 등을 이용할 수 있다.
한편, 제2 단열재(112b), 제3 섬유강화 시멘트 보드(111c) 및 외장재(113)는 앞서 설명한 타 레이어들과는 다른 폭을 갖도록 형성할 수 있다. 즉, 제2 단열재(112b), 제3 섬유강화 시멘트 보드(111c) 및 외장재(113)는 횡방향으로 연속적으로 구비되는 복수개의 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)의 폭의 합에 해당하는 폭을 갖도록 구비될 수 있다.
제2 단열재(112b)는 상단에는 길이방향을 따라 형성되는 돌출부(1122b)가 형성될 수 있으며, 하단에는 상술한 돌출부(1122b)가 삽입될 수 있도록 길이방향을 따라 형성되는 홈부(1121b)가 형성될 수 있다. 돌출부(1122b)와 홈부(1121b)는 형성위치가 바뀌어도 무방하다. 상하의 위치에서 인접하는 각각의 제2 단열재(112b)들은 돌출부와 홈부의 결합에 의하여 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.
외곽 프레임(121a, 121b)들은 제1 섬유강화 시멘트 보드(111a), 제1 단열재(112a) 및 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)의 둘레에 구비된다. 외곽 프레임은 불연성 강화 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 특히 불연성 FRP(fiber reinforced plastics) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
FRP는 유리 및 카본 섬유로 강화된 플라스틱계 복합재료로, 경량, 내식성, 성형성(成型性) 등이 뛰어난 고성능, 고기능성 재료이다. 합성수지 속에 섬유기재를 혼입시켜 기계적 강도를 향상시킨 수지의 총칭. 수명이 길고 가볍고 강하며 부패하지 않는 등의 특징을 살려 욕조, 요트, 골프클럽, 공업용 절연자재 등 폭넓은 용도에 사용되고 있다.
도 5를 참조하여 설명하면, 외곽 프레임(121a, 121b)은 제1 본체(1211), 제2 본체(1212a), 제3 본체(1212b) 및 연장부(1214)를 포함한다. 제1 본체(1211), 제2 본체(1212a) 및 제3 본체(1212b)는 ㄷ자 형상의 단면이 형성되도록 구비되어 일측면이 개구된 상태로 내측에 일정한 공간을 형성한다.
제1 본체(1211)에는 적어도 하나 이상의 절개부(1213)가 형성된다.
한편, 제1 본체(1211)와 제2 본체(1212a)의 경계선으로부터 제1 본체(1211)로부터 연장되는 연장부(1214)가 형성된다. 연장부(1214)는 타 부재와의 연결을 위한 철재 앵글과 같은 결합부재로서 기능할 수 있다.
도 6의 종단면도에서 도시된 바와 같이, 외곽 프레임(121b)의 본체들(1211, 1212a, 1212b)가 형성하는 내측 공간부로는 제1 섬유강화 시멘트 보드(111a), 제1 단열재(112a) 및 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)의 단부가 삽입된다. 또한 연장부는 구조 프레임(20) 측으로 향하도록 구비된다. 연장부(1214)는 L형 앵글(21) 등을 이용하여 슬래브(10)에 고정된 구조 프레임(20)에 고정된다. L형 앵글(21)은 인접하는 외곽 프레임(121b)들 사이에 구비된 상태로 고정될 수 있다.
한편, 외곽 프레임(120)과 인접하는 타 외곽 프레임의 사이에는 패널 연결패드(140)를 더 구비할 수 있다. 패널 연결패드(140)는 열교현상을 저감하기 위하여 인접하는 외곽 프레임(120)들 사이에 구비된다.
도 7의 횡단면도에서 도시된 바와 같이, 수직방향으로도 외곽 프레임(121a)들이 구비된다. 마찬가지로 외곽 프레임(121a)의 내측 공간부로는 제1 섬유강화 시멘트 보드(111a), 제1 단열재(112a) 및 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)의 단부가 삽입되고, 연장부는 구조 프레임(20) 측으로 향하도록 구비된다. 연장부(1214)는 L형 앵글(21) 등을 이용하여 슬래브(10)에 고정된 구조 프레임(20)에 고정된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 외곽 프레임(121a, 121b)들은 개구면이 제1 단열재(112a)를 향하도록 구비되다. 제1 섬유강화 시멘트 보드(111a)와 외곽 프레임(121a, 121b) 및 제2 섬유강화 시멘트 보드(111b)와 외곽 프레임(121a, 121b)들은 각각 볼트(126) 등으로 고정될 수 있다.
한편, 외곽 프레임(120)과 인접하는 타 외곽 프레임의 사이에는 패널 연결패드(140)를 더 구비할 수 있다. 패널 연결패드(140)는 열교현상을 저감하기 위하여 인접하는 외곽 프레임(120)들 사이에 구비된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 건식 외단열 패널로 구현될 수 있다.
100: 건식 외단열 패널(시스템) 110: 레이어들
111: 섬유강화 시멘트 보드 112: 단열재
121a, 121b: 외곽 프레임

Claims (10)

  1. 복수로 구비되어 건물의 외피를 형성하는 건식 외단열 패널에 있어서,
    제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드;
    상기 제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드 사이에 구비되는 제1 단열재; 및
    상기 제1 단열재의 마주보는 두 변을 포함하는 적어도 둘 이상의 측면에 구비되고, 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 전체 측면을 수용하는 본체와, 상기 본체로부터 상기 건축 구조물 방향으로 일체형으로 연장 형성되어 상기 건축 구조물의 구조 프레임에 연결되기 위한 고정용 앵글로서 기능하는 연장부를 포함하는 외곽 프레임; 및
    상기 제2 섬유강화 시멘트 보드의 외측에는 순차적으로 제2 단열재, 제3 섬유강화 시멘트 보드 및 외장재를 포함하고,
    상기 제2 단열재 및 상기 제3 섬유강화 시멘트 보드는 횡방향으로 구비되는 적어도 둘 이상의 제2 섬유강화 시멘트 보드들의 폭의 합에 해당하는 폭을 갖도록 구비되고,
    상기 외곽 프레임은 타 건식 외단열 패널에 포함되는 외곽 프레임과의 사이에 열교현상 저감을 위한 패널 연결패드를 구비하는 건식 외단열 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외곽 프레임은 불연성 FRP(fiber reinforced plastics) 재질로 형성되는 건식 외단열 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 섬유강화 시멘트 보드는 탄소섬유강화 시멘트 보드(CRC) 판넬인 건식 외단열 패널.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단열재는 상단에는 길이방향을 따라 형성되는 돌출부 또는 홈부가 형성되고, 하단에는 상기 돌출부 또는 홈부에 대응하는 홈부 또는 돌출부가 형성되는 건식 외단열 패널.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 외곽 프레임은 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 네 측면에 모두 구비되어 상기 상기 제1 섬유강화 시멘트 보드, 제1 단열재 및 제2 섬유강화 시멘트 보드의 둘레를 둘러싸는 건식 외단열 패널.
  10. 삭제
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