KR20170001383A - 구조적 성능을 보강한 비노출형 단열 커튼월 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커튼월 창호시스템을 이루는 부재 중 유리패널과 접착제로 고정되는 내부 프로파일의 접착면 구조를 요철부로 구성하여 내부노출면적을 감소시켜 단열기능이 향상되도록 한 비노출형 단열 커튼월 창호시스템에 관한 것이다. 본 발명의 단열 커튼월 창호시스템은 실내에 위치하는 프로파일의 유리 패널을 향한 면에 톱니부를 형성하여 밀봉재와 접하는 프로파일의 단면부 길이를 일정하게 유지하면서도 상기 밀봉재가 프로파일에 접하는 부위의 부피를 감소시켜서 밀봉재를 통해 전달되는 열을 감소시킨다. 따라서 실내측에 위치한 프로파일로 전달되는 냉기와 열기의 대류 및 전도 현상을 최소화하면서도 프로파일에 단열재료를 부가하거나 별도의 가스켓을 사용하지 않는 경제성 있는 커튼월 창호시스템을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 밀봉재와 접하는 프로파일의 단면부 길이를 동일하게 유지되면하도 프로파일의 단면 크기를 작게 할 수 있어서, 실내에서 프로파일이 노출되는 면적이 줄어들어서 열의 방출을 최소화 할 수 있는 장점을 가진다.

Description

구조적 성능을 보강한 비노출형 단열 커튼월 시스템 {Adiabatic Curtain Wall System with Non-exposed Frame}

본 발명은 구조적 성능 및 단열성을 보강한 비노출형(Structaul Sealant Glazing, SSG) 단열 커튼월 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커튼월 시스템을 이루는 부재 중 유리패널을 구조용 실리콘 실란트를 이용하여 접착 고정되는 내부 프로파일의 접착면 구조를 요철부로 구성하여 실란트의 접착면적을 증가하고 부재의 내부노출면적을 감소시켜 단열기능이 향상되도록 한 단열 커튼월 시스템에 관한 것이다.

커튼월은 건축에서 단순히 칸막이 역할만 할 뿐 하중(荷重)을 지지하지 않는 바깥벽을 말하며, 비내력 칸막이벽 또는 장벽이라고도 한다. 현대건축은 건물의 기초와 벽, 기둥 등을 돌, 벽돌, 블록 따위를 쌓아올려서 만드는 건축 구조인?조적식구조에서 주체구조를 기둥과 들보로 구성하는 구조인 가구식구조로 변화하였다. 따라서 건물의 주체구조인 기둥과 보의 골조만으로 하중을 지지하게 되었고, 벽은 하중지지기능에서 해방되어 단순히 공간을 칸막이하는 커튼과 같은 구실만 하게 되었다. 커튼 월은 비·바람·소음·열 등을 차단하는 외에 외장용으로서 큰 기능을 하며 고층 또는 초고층건축에 많이 사용된다. 재료로는 금속판, 유리, 블록, 프리캐스트 콘크리트 등이 있으며 온도변화나 건물의 진동 등이 감안된다. 고층건축에서는 건물의 자중을 줄이기 위해 커튼 월에는 가벼운 재료가 사용된다.

통상적으로 커튼월은 상호 이격되도록 수직으로 세워지는 이웃하는 두 장의 복층유리를, 간봉(스페이서)을 이용하여 공기층을 구성하여 결합하고 이를 프레임에 장착하여 하나의 비내력벽으로 구성된다. 커튼월에 적용되는 프레임은 상기 복층유리와의 결합성 및 커튼월의 다양한 성능을 만족하기위한 형상의 복잡성을 고려할 때 압출이 용이하고 내구성이 우수하며 부식도가 낮은 알루미늄으로 제작되는 것이 일반적이다. 커튼월 설치공법은 크게 설치공법과 시스템공법으로 나누어진다. 먼저 설치공법으로는 유닛 공법과 넉다운공법이 있다. 유닛 공법은 1개층을 공장에서 조립 제작하고 유리를 끼운 뒤 양생하여 현장에 출하하고, 현장에서는 골조에 앵커 볼트(anchor bolt) 작업을 하여 단순히 유닛을 시공만 하는 공법으로, 공장 제작기간이라는 선작업이 필요하지만 현장에서는 시공속도가 빠르고 연결부에서 발생하는 하자가 적어 품질관리가 용이하여 공기를 단축할 수 있는 공법이다. 또한 고층건물에서는 현장작업이 단축되어 내부마감 등 후속공정을 빨리 진행할 수 있어서 공정단축에 유리하다.

다른 설치공법인 넉다운공법은 각각의 부재를 절단 가공만 하여 현장에 출하하여 각 부재를 연결하는 공법으로 현장의 작업자의 숙련도에 따라 제품의 품질이 달라지고 하자의 발생가능성이 크다 . 그러나 중소규모의 건물에서는 유닛 공법에서 발생되는 제작을 위한 선 작업이 필요 없어 공기가 짧은 중소건물에 적합하다. 시스템 공법으로는 유리를 고정하는 방법에 따른 구분으로 유리를 부재의 요철홈에 끼우는 방식의 공법으로 외관상 부재의 두께가 노출되는 노출형 시스템과 유리를 부재와 실리콘 실란트 등 구조용 접착제를 이용하여 유리를 고정하는 비노출형 시스템으로 구분된다.

최근 커튼월의 단열성이 강조되면서 단열을 위한 노력이 여러 가지 방식으로 발전되어 가고 있지만, 노출형의 경우에는 부재의 외부 노출면적에 따라 외기의 냉기가 접촉하는 면을 줄여서 단열성 향상을 도모하거나 외부부재와 내부부재의 금속 연결을 단열소재를 이용하여 분절하는 공법을 추구하고 있다. 비노출형의 경우에는 외부에 노출되는 부재가 없으므로 이런 공법으로는 단열성 향상을 이루기 어렵기 때문에 비노출형 시스템의 한계를 느끼고 있다. 그러나 국내 건축설계에서는 지속적으로 이런 비노출 공법이 디자인되고 있으므로 이에 따른 단열성 향상방안을 개선하기 위한 노력이 이루어지고 있다.

이러한 커튼월 구조체는 냉기와 열기의 대류 및 전도 현상으로 인해 실내측에 위치한 프로파일로 냉기와 열기가 전달됨에 따라 여름철과 겨울철 냉난방 효율이 저하되고, 실외공기와 실내공기의 온도 차가 심할 경우, 프로파일에 결로현상이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 단열문제를 해결하기 위하여 한국 등록특허 1432187은 실내에 위치한 프로파일과 유리를 접합시키는 실리콘 및/단열테이프를 통해 전달되는 열을 차단하기 위해 단열 가스켓을 사용하는 ‘멀티 커튼월 프레임’에 관한 기술을 개시하였다.

그러나 상기 멀티 커튼월 프레임은 별도의 가스켓이 추가됨은 물론 프로파일에 단열재료를 추가하는 부가공정이 필요하여 경제성이 떨어지고 시공이 복잡해지는 문제점이 발생한다. 또한 비노출형의 경우 돌출부위에 단열 캡을 추가하여 단열성을 보완하였으나 재료비대비 성능이 큰 효과를 느낄 수 없으며 오히려 단열부재 캡과 유리사이에 방수코킹의 접착성능이 떨어져 누수 발생가능성이 있다.

대한민국 등록특허 1432187호

본 발명은 커튼월 구조체의 실내측에 위치한 프로파일로 전달되는 냉기와 열기의 대류 및 전도 현상을 최소화하면서도 프로파일에 단열재료를 부가하거나 별도의 가스켓을 사용하지 않고 구조적 안전성을 확보할 수 있는 경제성 있는 커튼월 시스템을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 종래 프로파일의 유리 패널 접합부위에 요철부를 형성하여 유리창과 접합을 연결하는 실란트의 접착면적을 증가시키고 이에 따른 프로파일 자체의 내부 노출면적을 함께 줄여 단열효과를 증대시킬 수 있는 커튼월 시스템을 발견함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 일정간격 이격하여 서로 평행하게 배치되는 복수개의 유리패널; 상기 유리패널 사이의 이격공간의 내측면을 덮으면서 상기 이격공간과 인접한 유리패널 부위와 밀봉재를 통해 접합되되, 상기 밀봉재와 접하는 부위에 접합부가 형성된 프로파일; 및 상기 이격공간과 인접한 유리패널 및 프로파일을 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 접합부는 그 단면이 톱니형상이며, 상기 고정부재는 상기 프로파일에 체결되며 상기 이격공간의 외측면을 덮도록 설치되는 외부 프로파일을 포함하는 노출형 또는 상기 프로파일과 연결되는 브라켓을 포함하는 비노출형이고, 상기 밀봉재가 상기 유리패널과 접하는 단면의 길이는 상기 밀봉재가 상기 접합부에 접한 부위의 직선 길이를 초과하고, 상기 밀봉재가 접합부에 접한 부위의 단면 톱니형상을 펼친 길이 이하이며, 그 재료는 실리콘을 포함하는, 비노출형 단열 커튼월 창호시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 톱니형상은 정삼각형인, 비노출형 단열 커튼월 창호시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 프로파일과 상기 유리 패널 사이의 접합에 상기 밀봉재와 함께 접착테이프를 사용하는, 비노출형 단열 커튼월 창호시스템을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 프로파일의 재질은 알루미늄인, 비노출형 단열 커튼월 창호시스템을 제공한다.

본 발명의 단열 커튼월 창호시스템은 실내에 위치하는 프로파일의 유리 패널을 향한 면에 톱니부를 형성하여 밀봉재와 접하는 프로파일의 단면부 길이를 일정하게 유지하면서도 상기 밀봉재가 프로파일에 접하는 부위의 부피를 감소시켜서 밀봉재를 통해 전달되는 열을 감소시킨다. 따라서 실내측에 위치한 프로파일로 전달되는 냉기와 열기의 대류 및 전도 현상을 최소화하면서도 프로파일에 단열재료를 부가하거나 별도의 가스켓을 사용하지 않는 경제성 있는 커튼월 창호시스템을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 밀봉재와 접하는 프로파일의 단면부 길이를 동일하게 유지되면서도 프로파일의 단면 크기를 작게 할 수 있어서, 실내에서 프로파일이 노출되는 면적이 줄어들어서 열의 방출을 최소화 할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 커튼월 커튼월 창호시스템을 노출형 고정부재에 적용한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 커튼월 커튼월 창호시스템을 비노출형 고정부재에 적용한 단면도이다.
도 3a는 프로파일의 접합부가 평면구조인 형상이고, 도 3b는 프로파일의 접합부가 톱니구조인 형상을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

여기서, 본원의 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한 양태에서 본 발명은 단열 커튼월 창호시스템이며, 상기 창호시스템은 일정간격 이격하여 서로 평행하게 배치되는 복수개의 유리패널; 상기 유리패널 사이의 이격공간의 내측면을 덮으면서 상기 이격공간과 인접한 유리패널 부위와 밀봉재를 통해 접합되되, 상기 밀봉재와 접하는 부위에 접합부가 형성된 프로파일; 및 상기 이격공간과 인접한 유리패널 및 프로파일을 고정시키는 고정부재를 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 접합부는 그 단면이 톱니형상이며, 상기 고정부재는 상기 프로파일에 체결되며 상기 이격공간의 외측면을 덮도록 설치되는 외부 프로파일을 포함하는 노출형 또는 상기 프로파일과 연결되는 브라켓을 포함하는 비노출형이다.

도 1은 본 발명의 커튼월 커튼월 창호시스템을 노출형 고정부재에 적용한 단면도이다. 노출형 고정부재는 실내측에 수직 또는 수평으로 설치된 프로파일을 외부에 노출되는 외부 프로파일과 결합하는 결합부, 상기 외부 프로파일 및 마감캡 등을 구비한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유리패널은 두 장이 서로 일정한 간격으로 평행하게 배열되어 있으며 상기 일정한 간격을 유지할 수 있도록 간격유지재를 내부에 구비한다. 상기 외부 프로파일은 상기 유리패널의 외부면에 패킹 및 완충재를 개재하며 접하고, 상기 마감캡은 상기 외부 프로파일의 외부 노출면을 덮으면서 외부 프로파일과 접합된다.

도 2는 본 발명의 커튼월 커튼월 창호시스템을 비노출형 고정부재에 적용한 단면도이다. 비노출형 고정부재는 실내측에 수직 또는 수평으로 설치된 프로파일을 브라켓에 연결하는 결합부, 상기 브라켓 등을 구비한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 유리패널은 두 장이 서로 일정한 간격으로 평행하게 배열되어 있으며 상기 일정한 간격을 유지할 수 있도록 간격유지재를 내부에 구비한다. 상기 일정간격 이격하여 서로 평행하게 인접하여 배치되는 유리패널은 상기 브라켓을 사이에 두고 패킹 및 완충재를 개재하며 접한다.

본 발명의 일 구현예에서 상기 밀봉재가 상기 유리패널과 접하는 단면의 길이는 상기 밀봉재가 상기 접합부에 접한 부위의 직선 길이보다는 길고, 상기 밀봉재가 접합부에 접한 부위의 단면 톱니형상을 펼친 길이보다는 같거나 짧다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 밀봉재의 재료는 실리콘을 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다.

도 3a는 프로파일의 접합부가 평면구조인 형상이고, 도 3b는 프로파일의 접합부가 톱니구조인 형상을 나타낸 단면도이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 톱니형상은 정삼각형이다. 상기 톱니형상이 정삼각형으로 유지되면 상기 밀봉재가 접하는 단면의 길이는 평면에 비해 증가한다. 평면을 삼각형의 밑변의 길이 L이라고 하면 톱니바퀴의 길이는 2×{(L/2)/cos60°}=2×{(L/2)×2}=2L로, 밑변의 길이의 2배가 된다. 즉, 유리패널과 프로파일을 밀봉하는 밀봉재가 프로파일의 톱니형상 단면(T1+T2=2L)과 접하는 길이는 평면으로 된 단면(S=L)과 접하는 길이의 2배가 되는 것이다.

이와 같은 구성에서 유리패널과 프로파일에 접하는 밀봉재는, 상기 유리패널에 접하는 면적이 동일하더라도 프로파일에 접하는 부위에서는 그 면적이 줄어들게 되어 밀봉재를 통해 전달되는 열이 감소하게 된다. 또한 이와 같이 밀봉재가 유리패널에는 동일하게 유지되더라도 프로파일에서 유리패널을 향한 단면의 면적을 줄일 수 있으므로, 프로파일의 전체 단면적이 줄어들게 된다. 프로파일의 단면적이 줄어들게 되면 프로파일을 통한 열의 발산이 줄어드는 효과로 인해서 단열효과가 증대하게 된다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 프로파일과 상기 유리 패널 사이의 접합에 상기 밀봉재와 함께 접착테이프를 사용한다. 상기 접착테이프는 접착기능과 함께 상기 밀봉재를 보호하는 기능도 함께 한다.

본 발명의 일 구현예서, 상기 프로파일의 재질은 알루미늄이나 이로 제한하는 것은 아니다.

이상에서 본 발명의 예시에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.

1. 프로파일
2. 접합부
3. 밀봉재
4. 유리패널
5. 간격유지재
6. 고정부재
7. 외부 프로파일
8. 마감캡
9. 완충재
10. 패킹
11. 브라켓
12. 접착 테이프
S: 평면 단면
T1, T2: 톱니형상 단면

Claims (4)

1. 일정간격 이격하여 서로 평행하게 배치되는 복수개의 유리패널;
   상기 유리패널 사이의 이격공간의 내측면을 덮으면서 상기 이격공간과 인접한 유리패널 부위와 밀봉재를 통해 접합되되, 상기 밀봉재와 접하는 부위에 접합부가 형성된 프로파일; 및
   상기 이격공간과 인접한 유리패널 및 프로파일을 고정시키는 고정부재를 포함하고,
   상기 접합부는 그 단면이 톱니형상이며,
   상기 고정부재는 상기 프로파일에 체결되며 상기 이격공간의 외측면을 덮도록 설치되는 외부 프로파일을 포함하는 노출형 또는 상기 프로파일과 연결되는 브라켓을 포함하는 비노출형이고,
   상기 밀봉재가 상기 유리패널과 접하는 단면의 길이는 상기 밀봉재가 상기 접합부에 접한 부위의 직선 길이를 초과하고, 상기 밀봉재가 접합부에 접한 부위의 단면 톱니형상을 펼친 길이 이하이며, 그 재료는 실리콘을 포함하는,
   비노출형 단열 커튼월 창호시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 톱니형상은 정삼각형인,
   비노출형 단열 커튼월 창호시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로파일과 상기 유리 패널 사이의 접합에 상기 밀봉재와 함께 접착테이프를 사용하는,
   비노출형 단열 커튼월 창호시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로파일의 재질은 알루미늄인,
   비노출형 단열 커튼월 창호시스템.

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