KR20200045643A - 응력 분산형 열교 차단 단열재 - Google Patents

응력 분산형 열교 차단 단열재 Download PDF

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KR20200045643A KR1020180126423A KR20180126423A KR20200045643A KR 20200045643 A KR20200045643 A KR 20200045643A KR 1020180126423 A KR1020180126423 A KR 1020180126423A KR 20180126423 A KR20180126423 A KR 20180126423A KR 20200045643 A KR20200045643 A KR 20200045643A
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Abstract

본 발명은 인장철근을 이열로 이격되게 배치하고, 인장철근에 X바 형태의 전단철근을 서로 교차하도록 접합해주어 외력 및 하중에 의해 작용하는 응력을 분산시켜주어 충분한 내진성능을 확보할 수 있는 응력 분산형 열교 차단 단열재에 관한 것으로, 단열재의 상부측에 제1인장철근이 배치되고, 하부측에 제2인장철근이 배치되며, 제1전단철근이 제1인장철근의 상부측과 제2인장철근의 하부측을 경사지게 연결해주며, 제2전단철근이 제2인장철근의 하부측과 제1인장철근의 상부측을 경사지게 연결해주고, 제1전단철근의 제1경사부와 제2전단철근의 제2경상부가 X바 형태로 교차하도록 배치하여, 수직력에 의한 외력과 응력을 분산시켜 절반으로 줄여주고, 지진력으로 인해 외력이 상하로 번갈아가면서 작용하는 경우 인장응력과 압축응력이 줄어든 상태로 일체로 작용하도록 하여, 건축물에 적용되는 경우 충분한 내진성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

응력 분산형 열교 차단 단열재 {Stress Distribution Type Blocking Thermal Bridge Insulation}
본 발명은 단열재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인장철근을 이열로 이격되게 배치하고, 인장철근에 X바 형태의 전단철근을 서로 교차하도록 접합해주어 외력 및 하중에 의해 작용하는 응력을 분산시켜주어 충분한 내진성능을 확보할 수 있는 응력 분산형 열교 차단 단열재에 관한 것이다.
일반적으로 발코니 또는 내외부가 관통되는 캔틸레버 구조를 가지는 건축물의 경우 외벽체와 외벽체에서 돌출된 슬래브의 경계에 열교(Heat Bridge)를 차단하기 위하여 단열재가 설치된다.
그러나 건축물의 외벽체로부터 돌출된 발코니와 같은 슬래브는 외기에 노출된 상태이기 때문에 외기 환경의 온도 변화에 따라 온도차에 의한 결로 발생이나 실내 에너지의 손실을 유발한다.
이에 콘크리트 슬래브와 외벽체의 경계에 열교 차단 단열재를 설치하여, 슬래브를 통한 결로 발생이나 실내 에너지의 손실을 줄여주도록 하고 있다. 그러나 콘크리트 슬래브 내에 구조 보강재인 철근이 외벽체와 연속해서 배치됨에 따라 철근의 높은 열전도율에 의하여 외부로 많은 에너지가 손실되는 문제가 있다.
나아가 이와 같은 열교 차단 단열재는 캔틸레버 구조의 건축물에서 돌출된 슬래브를 견고하게 지지하기 위하여 압축력 및 인장력과 전단력을 강화시켜주는 구조를 취하고 있다.
통상 이를 위해 열교 차단 단열재의 하부에는 압축력 강화를 위한 복수의 압축 모듈이 하부에 위치하고, 각 압축 모듈에는 전단력 강화를 위한 전단 철근이 결합되며, 상부에는 인장력 강화를 위한 복수의 인장 철근은 설치된다. 즉 전단 철근은 상부에서 하부로 작용하는 수직력에 대응하기 위하여 배치된다. 그리고 전단 철근의 형상에 따라 작용하는 전단응력이 달라지게 된다.
도 1은 종래의 열교차단 장치의 단면도이다.
종래 기술의 경우 상하부에 내화판(10)이 위치하며, 중앙에 단열재(20)가 배치된다. 단열재(20)의 상부에는 인장철근(30)이 관통하며, 하부에는 압축부재(60)가 배치된다. 인장철근(30)의 끝단에는 연결철근(40)이 접합된다.
그리고 전단철근(50)이 연결철근(40)에서 시작되어 수직으로 꺽인 후 압축부재(60)와 단열재(20)를 차례로 관통한 후 다시 연결철근(40)과 수평을 이루도록 배치된다.
그러나 이와 같이 구성된 종래의 열교차단 장치에 수직력이 100으로 작용한다고 가정한 경우 일방향으로 형성된 전단철근(50)에는 외력의 약 1.4배에 해당하는 인장응력이 발생한다는 문제가 있다. 그에 따라 많은 하중이 작용하는 경우 구조적 안정성이 떨어지게 된다.
즉, 건물에 지진력이 작용하는 경우 상하로 외력이 번갈아가면서 작용하므로 전단철근(50)에 압축과 인장력이 동시에 작용하게 되는데, 전단철근(50)이 일방향으로 형성되어 있어서, 이때 발생하는 압축력에 대응하기 어려워 충분한 내진성능을 확보할 수 없다는 문제가 있다.
나아가 종래의 열교차단 장치의 경우 인장철근(300)과 전단철근(50)이 수평을 이루도록 하는 묶어주는 별도의 연결선이 필요하다는 문제가 있다.
KR 10-1462800 B1
본 발명의 목적은 이열로 배치된 인장철근의 사이에 X바 형태로 교차하도록 배치한 전단철근을 통해 수직력에 의한 외력과 전단철근에 작용하는 응력을 분산시켜 절반으로 줄여주며, 지진력으로 인해 외력이 상하로 번갈아가면서 작용하는 경우 X바에서 한쪽에는 인장응력과 다른 한쪽에는 압축응력이 줄어든 상태로 일체로 작용하도록 하여 충분한 내진성능을 확보할 수 있는 응력 분산형 열교 차단 단열재를 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 목적은 스테인리스 재질로 형성되어 단열재의 양측면으로부터 돌출되어 연결철근과 접합되는 인장철근의 길이와 직경의 비율을 전열량이 최소화될 수 있도록 설정할 수 있도록 하여, 단열 성능을 충분히 확보하면서 철근보다 고가인 스테인리스의 사용량을 최소화할 수 있는 응력 분산형 열교 차단 단열재를 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 인장철근과 전단철근이 수평을 이루도록 접합하고, 인장철근의 끝단에 접합되는 연결철근의 길이를 콘크리트로 이루어진 슬래브의 내부로 충분히 길게 들어가도록 하여, 별도로 인장철근과 전단철근을 묶어주는 연결선의 필요 없이 충분한 압축력과 전단력을 발휘할 수 있도록 하는 응력 분산형 열교 차단 단열재를 제공하는 것이다.
본 발명은 판 형상으로 형성되어 서로 이격되게 위치하는 내화판(100); 상기 내화판(100)의 사이 중앙에 위치하여, 상면과 하면이 상기 내화판(100)과 결합되는 단열재(200); 상기 단열재(200)의 상부측에서 일렬로 서로 나란하게 이격되며, 상기 단열재(200)의 전후 방향으로 관통하여 매립되어 양단이 외측으로 노출되는 제1인장철근(310)과, 상기 단열재(200)의 하부측에서 일렬로 서로 나란하게 이격되며, 상기 단열재(200)의 전후 방향으로 관통하여 매립되어 양단이 외측으로 노출되는 제2인장철근(320)이 구비된 인장철근(300); 상기 제1인장철근(310)과 상기 제2인장철근(320)의 양끝단에서 접합되어 슬래브(3)에 매립되는 연결철근(400); 상기 단열재(200)의 전면과 이격되어 상기 단열재(200)의 상부측에 위치한 상기 제1인장철근(310)의 하부측과 접하도록 나란하게 접합되는 제1상단수평부(510)와, 상기 단열재(200)의 후면과 이격되어 상기 단열재(200)의 하부측에 위치한 상기 제2인장철근(320)의 상부측과 접하도록 나란하게 접합되는 제1상단수평부(510)와, 시작단이 상기 제1상단수평부(510)의 끝단에서 하방으로 경사지게 형성되어 상기 단열재(200)를 관통하여 매립되며, 끝단이 상기 제1하단수평부(530)의 끝단과 연결되는 제1경사부(520)가 일체로 형성되는 제1전단철근(500); 상기 단열재(200)의 전면과 이격되어 상기 단열재(200)의 하부측에 위치한 상기 제2인장철근(320)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합되는 제2하단수평부(630)와, 상기 단열재(200)의 후면과 이격되어 상기 단열재(200)의 상부측에 위치한 상기 제1인장철근(310)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합되는 제2상단수평부(610)와, 시작단이 상기 제2하단수평부(630)의 끝단에서 상방으로 경사지게 형성되어 상기 단열재(200)를 관통하여 매립되며, 끝단이 상기 제2상단수평부(610)의 끝단과 연결되고, 상기 제1경사부(520)와 X바 형상으로 서로 교차하며, 교차지점이 서로 접합되는 제2경사부(620)가 일체로 형성되는 제2전단철근(600); 및 상기 단열재(200)의 하부에서 전후 방향으로 관통하여 설치되는 압축부재(700);를 포함한다.
여기서 본 발명의 상기 제1전단철근(500)은, 상기 제1상단수평부(510)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 전면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성되며, 상기 제1하단수평부(530)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 후면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 후면과 이격되도록 형성되고, 상기 제2전단철근(600)은, 상기 제2하단수평부(630)의 시작단이 상기 제2인장철근(320)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 전면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성되며, 상기 제2상단수평부(610)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 후면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성된다.
나아가 본 발명의 상기 인장철근(300)은 스테인레스 재질로 형성되고, 상기 연결철근(400)은 철 재질로 형성되어, 상기 인장철근(300)의 양끝단과 상기 연결철근(400)의 접합면이 이형접합되되, 상기 인장철근(300)이 상기 단열재(200)의 전면 또는 후면으로부터 돌출되는 내민길이(d1)와, 상기 인장철근(300)의 직경(d2) 비율이 8.5 내지 9.06이다.
한편, 본 발명의 상기 압축부재(700)는, 사다리꼴 기둥 형상으로 형성되어, 상하단이 평탄하게 형성되되, 상단 넓이보다 하단 넓이가 더 넓게 형성되고, 양측면에 외측을 향하는 호 형상의 만곡부(710)가 형성되며, 양측면의 상단이 상부 방향으로 돌출되는 돌출부(720)가 형성된다.
나아가 본 발명의 상기 제1전단철근(500)과 상기 제2전단철근(600)은 제1경사부(520)와 제2경사부(620)가 X바 형태로 접합된 상태의 일체형으로 제조되어, 상기 제1상단수평부(510)가 상기 제1인장철근(310)의 하부측에 접합되고, 상기 제1하단수평부(530)가 상기 제2인장철근(320)의 상부측에 접합되며, 상기 제2하단수평부(630)가 상기 제2인장철근(320)의 측면측에 접합되고, 상기 제2상단수평부(610)가 상기 제1인장철근(310)의 측면측에 접합된다.
본 발명은 단열재(200)의 상부측에 제1인장철근(310)이 배치되고, 하부측에 제2인장철근(320)이 배치되며, 제1전단철근(500)이 제1인장철근(310)의 상부측과 제2인장철근(320)의 하부측을 경사지게 연결해주며, 제2전단철근(600)이 제2인장철근(320)의 하부측과 제1인장철근(310)의 상부측을 경사지게 연결해주고, 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)가 X바 형태로 교차하도록 배치하여, 수직력에 의한 외력과 응력을 분산시켜 절반으로 줄여줄 뿐만 아니라, 지진력으로 인해 외력이 상하로 번갈아가면서 작용하는 경우 X바 형태의 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 한쪽에는 인장응력과 다른 한쪽에는 압축응력이 줄어든 상태로 일체로 작용하도록 하여, 건축물에 적용되는 경우 충분한 내진성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제1전단철근(500)의 시작단과 끝단이 제1인장철근(310)의 상부측 및 제2인장철근(320)의 하부측에 각각 용접으로 접합되고, 제2전단철근(600)의 시작단과 끝단이 제2인장철근(320) 및 제1인장철근(310)의 측면측에 각각 용접으로 접합되며, 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)의 X바 형태로 교차하는 지점이 용접으로 접합됨으로써, 외력이 작용하더라도 접합부위가 변함없이 견고하게 유지될 수 있도록 안정성이 강화되는 효과가 있다.
아울러, 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)가 X바 형태로 교차하는 지점이 용접으로 견고하게 접합됨으로써, 지진력에 의한 좌굴(Buckling) 발생을 완화해주는 효과가 있다.
나아가 본 발명은 단열재(200)의 전면 또는 후면으로 인장철근(300)의 내민길이(d1)와, 인장철근(d2)의 직경 비율을 8.5 내지 9.06로 설정하여, 스테인레스로 형성된 인장철근(300)의 길이에 따른 사용량을 최소화할 수 있도록 하여, 제조 비용을 절감하면서도 전열량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 제1전단철근(500)은 시작단이 제1인장철근(310)의 하부측과 접합되며, 끝단이 제2인장철근(320)의 상부측과 접합되고, 제2전단철근(600)은 시작단이 제2인장철근(320)의 측면측과 접합되며, 끝단이 제1인장철근(310)의 측면측과 접합되고, 제1인장철근(310)의 제1경사부(520)와 제2인장철근(320)의 제2경사부(620)의 X바로 교차하는 부분이 서로 접합되도록 하여, 별도로 인장철근(300)과 제1전단철근(500) 및 제2전단철근(600)을 고정하기 위해 묶어주는 연결선 없이 충분한 압축력과 전단력을 발휘할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 압축부재(700)가 단열재(200)의 하부에서 인장철근(300)의 사이사이에 위치하며, 제1전단철근(500) 및 제2전단철근(600)이 압축부재(700)를 관통하지 않는 구조이기 때문에 단열재를 제조 시 간편할 뿐만 아니라, 건축 현장에서 연결철근(400)만 용접해서 시공하면 되므로, 시공이 간편하고, 작업자의 작업성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 열교차단 장치의 사용 상태 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 측면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 단면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사용 상태 단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사시도, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 정면도이다. 도 2에서 압축부재(700)는 이등각투시도로 같이 도시하였으며, 도 3에서 압축부재(700)는 좌측면을 기준으로 바라보았을 때의 정면도로 같이 도시하였다.
아울러 도 2에서 우측 끝단에 위치한 인장철근(300), 제1전단철근(500), 제2전단철근(600) 및 연결철근(400)에만 용접으로 접합되는 부위를 음영으로 표시하여 나타내었다.
내화판(100)은 판 형상으로 서로 이격되게 위치하여 후술할 단열재(200)의 상면과 하면에 각각 설치되어 단열재(200)를 화재로부터 보호해주는 역할을 한다.
내화판(100)은 내부가 중공형으로 형성된 직사각형으로 형성되며, 내부에 발포콘크리트가 내장된다. 발포콘크리트의 재질은 EPS bead를 포함하는 초고강도 콘크리트(UHPC)로 형성된다. 초고강도 콘크리트는 비드와 혼합하여 기존 콘크리트 대비 단열성능을 강화하고 경량화하면서 불연성능을 향상시킨다.
EPS bead는 구슬 모양의 발포폴리스틸렌으로 내화판(100)의 단열 기능을 강화해주는 역할을 한다. 이때 내화판(100)은 단열재(200)의 구조를 강화시켜주면서, 내화판(100)을 통해 발생되는 손실을 줄여준다. 한편, 내화판(100)의 외부는 얇은 UHPC 또는 고강도 합성 수지 또는 발포콘크리트로 형성될 수 있다.
단열재(200)는 외벽체와 외벽체에서 돌출된 슬래브의 경계에 열교(Heat Bridge)를 차단을 위해 설치되는 것으로 사각 블럭 형태로 형성된다. 단열재(200)의 앞뒤 폭과 좌우 길이 및 두께는 열교를 차단하는 정도에 따라 달라진다. 단열재(200)의 재질은 EPS(Expanded Polystyrene), XPS(Extruded Polystylene), EPP(Expanded Polypropylene) 등이 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 단열재(200)의 상면과 하면에는 화재 발생시 건물의 상층과 하층간의 불이 번지는 것을 막아주는 내화판(100)이 고정된다.
단열재(200)의 상부측과 하부측에는 일렬횡대로 서로 균등하게 이격된 인장철근(300)이 외측으로 관통하도록 설치된다. 인장철근(300)의 가운데는 단열재(200)의 내부에 위치하며, 양단은 단열재(200)의 양측면을 관통하여 연장된다.
아울러 단열재(200)의 하부측에는 일렬횡대로 서로 균등하게 이격된 압축부재(700)가 설치된다. 이때 압축부재(700)는 억지끼움 결합 방식으로 설치될 수 있다.
이때 압축부재(700)와 단열재(200)의 하부측에 배치된 인장철근(300)의 위치는 정면에서 바라보았을 때 좌우 간격이 이격되도록 서로 번갈아가면서 단열재(200)에 설치된다. 또한 압축부재(700)는 단열재(200)의 하부측에 위치한 내화판(100)의 상부에 위치하게 된다.
인장철근(300)은 막대 형상으로 스테인레스 재질로 형성된다. 인장철근(300)은 단열재(200)의 상부측에 일렬횡대로 서로 균등하게 이격되어 설치되는 제1인장철근(310)과, 단열재(200)의 하부측에서 일렬횡대로 서로 균등하게 이격되어 설치되는 제2인장철근(320)을 포함한다. 이때 단열재(200)를 정면에서 바라보았을때 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)은 상하 방향은 일직선을 이루면서, 좌우 방향은 서로 균등하게 이격되도록 설치된다.
아울러 제1인장철근(310) 및 제2인장철근(320)은 가운데 영역이 단열재(200)의 내측에 위치하고, 양단이 단열재(200)의 전면과 후면에서 각각 돌출되도록 형성된다.
제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)의 양끝단에는 각각 연결철근(400)이 용접으로 접합된다. 이때 연결철근(400)은 일반 철 재질로 형성되고, 인장철근(300)은 스테인레스 재질로 형성된다. 그에 따라 인장철근(300)과 연결철근(400)은 이형접합된다.
한편, 인장철근(300)은 단열재(200)의 전면과 후면에서 각각 돌출된 양 끝단의 위치하는 후술할 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 시작단 또는 끝단보다 앞선 위치에 있도록 길게 형성된다.
열교차단재가 설치되는 건물의 구조에 따라 제품에서 요구되는 전단력은 작은 반면 인장력이 큰 경우 전단철근과 용접하지 않은 별도의 인장철근을 제품 내에 추가로 배치할 수 있다. 이때 사용 가능한 인장철근의 재질은 철근과 스테인레스가 이형접합된 재료, 혹은 섬유강화플라스틱(FRP)의 종류인 보론 섬유강화 플라스틱(BFRP), 바잘트(SASALT), 탄소 섬유강화 플라스틱(CFRP), 유리 섬유강화 플라스틱(GFRP)중 어느 하나가 단독으로 사용될 수 있다.
연결철근(400)은 막대형상으로 인장철근(300)의 끝단에 수평을 이루도록 용접으로 접합된다. 연결철근(400)은 콘크리트로 이루어진 슬래브에 삽입된다. 이때 연결철근(400)의 길이는 단열재(200)의 전면이나 후면으로 돌출되는 인장철근(300)의 길이보다 길게 형성되어 슬래브 내부로 삽입된다.
제1전단철근(500)은 단열재(200)에서 제1인장철근(310)의 전면측에 위치하는 제1상단수평부(510)와, 제2인장철근(320)의 후면측에 위치하는 제1하단수평부(530)와, 제1상단수평부(510)와 제1하단수평부(530)를 경사지게 연결해주는 제1경사부(520)가 일체로 형성된다. 제1전단철근(500)은 스테인레스 재질로 형성된다.
제1상단수평부(510)는 시작단이 제1인장철근(310)의 전면측 끝단보다 단열재(200) 전면에 가깝도록 앞선 위치에서 시작되어, 제1인장철근(310)의 하부측과 접하도록 나란하게 접합된다. 제1상단수평부(510)는 일직선의 막대 형상으로 형성된다. 제1상단수평부(510)의 끝단은 단열재(200)의 전면과 이격된다.
제1하단수평부(530)는 시작단이 제2인장철근(320)의 후면측 끝단보다 단열재(200) 후면에 가깝도록 앞선 위치에서 시작되어, 제2인장철근(320)의 하부측과 접하도록 나란하게 접합된다. 아울러 제1하단수평부(530)도 일직선의 막대 형상으로 형성된다. 제1하단수평부(530)의 끝단은 단열재(200)의 후면과 이격된다.
제1경사부(520)는 시작단이 제1상단수평부(510)의 끝단과 연결되어, 하부 방향으로 경사지게 형성된 후 끝단이 제1하단수평부(530)의 끝단과 연결된다. 이때 경사진 각도는 45도로 형성될 수 있다.
한편, 제1전단철근(500)은 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)과 도 3 및 도 6과 같이 정면에서 바라보았을 때 일렬을 이루도록 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)의 내측에 위치한다.
제2전단철근(600)은 단열재(200)에서 제2인장철근(320)의 전면측에 위치하는 제2하단수평부(630)와, 제1인장철근(310)의 후면측에 위치하는 제2상단수평부(610)와, 제2하단수평부(630)와 제2상단수평부(610)를 경사지게 연결해주는 제2경사부(620)가 일체로 형성된다. 제2전단철근(600)은 스테인레스 재질로 형성된다.
제2하단수평부(630)는 시작단이 제2인장철근(320)의 전면측 끝단보다 단열재(200)의 전면에 가깝도록 앞선 위치에서 시작되어, 제2인장철근(320)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합된다. 제2하단수평부(630)는 일직선의 막대 형상으로 형성된다. 제2하단수평부(630)의 끝단은 단열재(200)의 전면과 이격된다.
제2상단수평부(610)는 시작단이 제1인장철근(310)의 후면측 끝단보다 단열재(200)의 후면에 가깝도록 앞선 위치에서 시작되어, 제1인장철근(310)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합된다. 아울러 제2상단수평부(610)도 일직선의 막대 형상으로 형성된다. 제2상단수평부(610)의 끝단은 단열재(200)의 후면과 이격된다.
제2경사부(620)는 시작단이 제2하단수평부(630)의 끝단과 연결되어, 상부 방향으로 경사지게 형성된 후 끝단이 제2상단수평부(610)의 끝단과 연결된다. 이때 경사진 각도는 45도로 형성될 수 있다.
한편, 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)는 서로 접하도록 X형태로 교차하고, 교차되는 지점은 용접으로 접합된다.
제1전단철근(500)은 제1인장철근(310)의 하부측과 제2인장철근(320)의 상부측을 접하고, 제2전단철근(600)은 제1인장철근(310)의 측면측과 제2인장철근(320)의 측면측을 접하도록 배치되기 때문에, 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 길이가 서로 다르게 형성된다. 즉, 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)의 측면에 접하는 제2전단철근(600)은 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)의 내측에 위치하는 제2전단철근(500)보다 그 길이가 길게 형성된다.
나아가 제2전단철근(600)은 제2하단수평부(630)는 제2인장철근(320)의 측면에서 나란하게 배치되고, 제2상단수평부(610)는 제1인장철근(310)의 측면에서 나란하게 배치된다.
압축부재(700)는 단열재(200)의 하부측에 앞뒤 방향으로 관통하도록 설치된다. 압축부재(700)는 단열재(200)의 하부측에서 좌우 방향 일렬횡대로 서로 균등하게 이격되도록 고정된다. 압축부재(700)의 재질은 초고강도 콘크리트(UHPC)로 형성된다.
압축부재(700)는 도 3에 도시된 바와 같이 좌측면을 기준으로 바라보았을 때, 정면 형상이 사다리꼴의 기둥 모양으로 형성된다. 아울러 압축부재(700)의 상하단은 평탄하게 형성된다. 이때 압축부재(700)는 상단의 넓이보다 하단의 넓이가 더 넓게 형성된다.
이를 통해 압축부재(700)는 단열재(200)의 하부를 지지하는 하단의 넓이가 상단의 넓이 보다 상대적으로 넓기 때문에 단열재(200)의 하부에 전달되는 압축하중의 압력을 용이하게 버틸 수 있다.
나아가 압축부재(700)의 양측면은 외측을 향하는 호 형상의 만곡부(710)가 형성된다. 이때 만곡부(710)는 상부보다 하부가 외측으로 더 돌출되게 형성된다. 즉 만곡부(710)는 하부에서 상부로 갈수록 경사지도록 형성된다.
그리고 압축부재(700)의 양측면 상단은 상부 방향으로 돌출되도록 돌출부(720)가 형성된다. 이때 돌출부(720)는 상단면의 중앙에서 외측을 향하여 완만하게 경사지도록 이어지게 형성된다. 돌출부(720)가 압축부재(700)의 상단 중앙을 향하여 경사지게 형성됨으로써, 돌출부(720)는 압축부재(700)에 가해지는 하중을 일부 분산해주는 역할을 할 수 있다.
한편, 적용되는 건축물의 구조에 따라 단열재(200)에서 압축부재(700)의 배치를 생략할수도 있다.
이하, 본 발명에서 전단철근의 형상에 따른 전단응력을 종래의 기술과 비교하여 상세히 설명하며, 전열량을 최소화시키는 제1전단철근(500) 및 제2전단철근(600)의 적정길이를 분석하였다.
도 1은 종래의 열교차단 장치의 사용 상태 단면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 단면도, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사용 상태 단면도이다.
먼저 본 발명에서 전단철근의 형상에 따른 전단응력을 종래의 기술과 비교하여 상세히 설명한다.
본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재는 외벽체(2)의 경계에 설치된다.
단열재(200)는 돌출된 슬래브(3)로 인해 외벽단열재(1)가 끊기는 부위에 설치됨으로써 열교를 차단해주는 역할을 한다.인장철근(300)은 외벽단열재(1)에서 돌출된 슬래브(3)의 수직하중에 대하여 저항하는 역할을 한다.
한편, 슬래브(3)의 경우 콘크리트로 타설이 이루어지게 되는데, 이때 압축부재(700)의 양측면에 형성된 만곡부(710)가 콘크리트와의 직접 접촉하게 된다. 만곡부(710)는 외측을 향하여 호 형상으로 형성되어 있기 때문에 콘크리트와 접촉하는 면적이 넓어지게 된다. 이로써 콘크리트의 타설로 이루어지는 슬래브(3)와 본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재의 결합력을 향상시킬 수 있게 된다.
종래 기술과 본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재에 수직력(v)이 100으로 작용한다고 가정한 경우, 종래 기술은 전단철근(50)이 일방향으로 형성되어 있기 때문에 외력의 약 1.4배에 해당하는 인장응력이 발생하게 된다.
반면, 본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재의 경우는 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)이 상하단에 위치함으로서 각 단열재(200)의 상단에 위치한 제1인장철근(310)과, 하단에 위치한 제2인장철근(320)에 작용하는 수직력의 절반으로 외력이 줄어들며, 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에 작용하는 응력 또한 반으로 줄어들게 된다.
인장철근(300)과 접합된 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)이 X바 형태로 접합되어 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에서 단열재(200)의 전면측에 위치한 제1상단수평부(510)와 제2하단수평부(630)에는 인장응력이 작용하며, 단열재(200)의 후면측에 위치한 제1하단수평부(530)와 제2상단수평부(610)에는 압축응력이 작용하여 동시에 인장, 압축재로써 효율적으로 작용하게 된다.
즉 본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재는 종래 기술에 비해 작용하는 외력이 절반으로 줄어들기 때문에 큰 하중이 작용하는 경우에도 구조적으로 안전하다는 이점이 있다. 아울러 지진력이 작용할 때 상하로 외력이 번갈아가면서 작용하여 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에 압축과 인장력이 번갈아가면서 작용하게 되는데, 용접된 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)은 압축력과 인장력이 일체로 작용하므로 충분한 내진성능이 확보되게 된다.
- 실험예 1
이하, 유한요소 구조해석이 가능한 DIANA 프로그램을 통해 종래 기술과 본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재에 대한 전단응력을 검증해보았다. 4.5m X 6.0m (베란다 내민길이 1.5m) 사이즈의 모델에 단열구조체 제품을 설치한 경우 구조적으로 가장 취약한 양쪽 끝단에 발생하는 전단력을 분석하였다.
종래기술은 압축부재 8개, 전단철근 4개, 인장철근 4개로 구성하였으며, 압축요소 2개 유닛 사이에 45도 각도로 전단 철근을 별개로 설치하였다. 여기서 종래기술은 Shoeck社의 isokorb 제품을 사용하였다.
본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재는 앞서 설명한 X바 형태의 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)이 인장철근(300)에 접합된 형태로, 압축부재 5개, 제1전단철근(500)과 제2전단철근을 한 쌍으로 4개, 인장철근 4개로 구성하였다.
DIANA 프로그램의 시뮬레이션을 통해 종래 기술 구성의 전단철근에 인장력이 100% 작용한다면, 본 발명의 X바 형태로 형성한 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 경우 압축력과 인장력이 각각 50% 작용하는 것이 수치적으로 검증하였다.
종래 기술의 경우 전단철근 단면에 인장응력 3.27kN이 작용하며, 본 발명의 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 경우 인장응력과 압축응력이 각각 1.44kN, 1.38kN으로 종래 기술의 약 50% 미만의 응력이 작용하는 것을 확인하였다. 여기서 kN은 킬로뉴턴의 약자로 충격력을 표시하는 단위이다.
즉, 더 큰 외력이 작용하거나 순간적으로 큰 힘이 발생되더라도 본 발명의 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)으로 이루어진 X바 형상이 구조적으로 더욱 안전하며, 압축과 인장을 동시에 견디어 내므로 내진성능도 확보하는 것을 확인하였다.
나아가 일반 철근의 경우 인장강도에 비해 상대적으로 압축강도가 약한데, X바 형태의 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에는 압축응력과 인장응력이 동시에 작용하므로 극한 조건에서 압축력에 대한 안전성을 검토하였다.
단열재에서 제1전단철근(500) 민 제2전단철근(600)으로 사용한 철근 종류는 STS 304, D10(직경), 용접한 연결철근(400)을 8개 적용하였다. 이때 인장강도는 fy = 210 N/mm2 = 2.1 t/cm2, As(철근단면적) = 0.71cm2이다.
적용한 하중은 보가 없는 내민 슬래브 1.5m X 횡스판 4.6m의 1.2m 지지점의 주위의 슬래브에서 발생하는 극단적 전단력을 기준으로 하며 1.4 DL+1.7 LL 계수를 적용하여 m당 작용하는 극한 하중값을 산정하였다. 이때 Vu(ultimate load)는 10t/m으로 설정하였다.
제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 개소당 각각 작용하는 Vu, Vs를 계산하면 다음과 같다.
Vu = (10t/m) ÷ 8ea = 1.25t/m.ea
위 값은 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에 각각 1/2씩 분배되어 적용되므로 Vu = 1.25 * 0.5 = 0.625t/m.ea이고, Vs(service load) = 0.625/1.45안전율 = 0.43t 이다.
아울러 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에 작용하는 압축응력 값의 안전여부를 파악하면 다음과 같다.
fs, 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)에 작용하는 압축하중 = 6.06/0.71 철근 단면적 = 8.54kN/cm2
fc, 허용압축응력 = 13.2kN/cm2 : 단면 2차모멘트, 단면 2차반경, 세장비를 이용하여 찾은 값
Figure pat00001
따라서 fs = 8.54kN/cm2 < fc = 13.2kN/cm2 이므로 구조적으로 안전한 상태임을 확인하였다.
다음은 마찰에 의해 발생하는 전단력 값을 검토하였다.
Vcb, 외력에 의해 발생하는 전단력 = 6.06kN이며
Figure pat00002
이다.
따라서 Vcb = 6.06kN < øVn = 17.8kN이므로 전단력 값 역시 구조적으로 안전한 상태임을 확인하였다.
- 실험예 2
다음으로 전열량을 최소화시키는 제1전단철근(500) 및 제2전단철근(600)의 적정길이를 분석하였다. 최종 제품은 인장요소, 압축요소, 전단요소 외피단열재(EPS), 화재안전 요소가 복합적으로 구성되어있기 때문에 수계산을 통해서나 단일 재료의 열전도율 측정방법으로는 개발 제품의 열전도율을 평가하는 것이 불가능하다. 따라서 전열해석 프로그램을 이용하여 적용된 재료들의 공인 열전도율 데이터와 구성된 요소들의 설계 값을 반영하여 평균 열전도율을 측정하였다.
열성능 평가 툴로는 ISO 10211표준에 근거한 Physibel 社의 TRISCO을 적용하는 것이 가장 적절할 것으로 조사되었는데, 이는 TRISCO가 불투명 외피 구조 분석을 위한 다각적인 접근이 가능하여 공동주택 및 빌딩 구조에 최적하다고 평가되기 때문이다.
전열해석 프로그램을 이용하여 구성 재료에 따라 달라지는 이동 열량과 등가 열관류율을 비교하여 최적의 단열성능이 구현될 수 있도록 제품을 설계하고, 제품이 설치되는 환경 조건에 따른 열적 성능평가에도 활용하였다.
단열재(200)의 양쪽으로 인장철근(300) 및 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)이 길게 뻗어나와있기 때문에 실제 건물에서 설치되는 조건과 동일하게 콘크리트 구조에 설치된 환경을 구현하였다. 또한, 제품의 열관류율 혹은 열전도율 값을 구하기 위해서는 이동하는 열량이 있어야 하므로 제품이 설치된 위치를 기준으로 하여 실내는 20℃, 실외는 0℃로 온도 차이를 설정한 후 전열평가를 진행하였다.
본 발명의 응력 분산형 열교 차단 단열재는 단열재인 동시에 구조적인 역할을 수행하기 때문에 철근이 배근되어야 하나 철근의 열전도율이 50W/m·K로 매우 높기 때문에 철근을 그대로 배치할 경우 열이 그대로 관통하는 통로가 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 열전도율이 15W/m·K로 철근보다 월등히 낮은 스테인레스 재질을 인장철근(300)에 적용하여 열류량값을 줄이고자 하였다.
이때 적용되는 인장철근(300)의 길이가 너무 짧으면 연결철근(400)을 통해 이동하는 열이 발생하면서 전체 열류량이 높아지고, 인장철근(300)의 길이가 길어지면 철근보다 고가인 스테인레스의 사용량이 늘어나면서 제품의 단가가 올라가게 된다.
따라서 전열해석 시뮬레이션을 통해 철근이 제품의 열 이동에 영향을 미치지 않는 상태의 지점을 정확히 찾아서 열류량과 인장철근(300)의 길이, 즉 스테인레스의 사용량을 최소화시키고자 한다.
전열해석을 통해 살펴본 제품 주변의 온도 구배를 살펴보면 알 수 있듯이 일정길이 이상이 되는 부위는 주위 환경과 열평형이 이뤄지면서 adiabatic(단열) 상태가 된다. 이러한 까닭으로 제품 표면으로부터 일정 길이만큼 떨어진 지점에서 인장철근(300)에 연결철근(400)을 접합하더라도 철근의 높은 열전도율값은 제품의 열류량에 영향을 미치지 않게 된다.
인장철근(300)이 일정길이 이상이 되면 이형접합을 하는 경우와 단일재료를 사용한 경우의 열류량이 동일하다는 것을 수치로 확인하였으며, 인장철근(300)이 스테인레스 단일재료로 이루어진 경우와 인장철근(300)이 기존의 해외제품보다 길게 적용된 위치에서 철근과 접합된 경우의 등가 열관류율을 전열해석 시뮬레이션을 이용하여 계산하였다.
전열해석 결과 아래 표 1에 나온 대로 인장철근(300)에서 사용되는 재료가 단일재료와 접합된 재료를 사용한 각각의 경우 등가 열관류율 값이 동일하게 도출되어 제품을 통해 발생하는 열류량도 같을 것으로 예상 할 수 있다. 여기서 열관류율은 열관류에 의한 관류 열량의 계수로서, 전열의 정도를 나타내는데 사용된다.
인장철근(300)에 적용되는 재료별 분류 스테인레스 단일재료 스테인레스 재질의 인장철근(300)과 연결철근(400)의 접합
등가 열관류율 1.478(W/m2.K) 1.478(W/m2.K)
아래의 표 2는 단열재(200)의 전면 또는 후면으로부터 인장철근(300)의 내민길이(d1)에 따른 등가 열류관율 및 열류량을 비교한 것이다. 여기서 내민길이(d1)는 단열재(200)의 전면 또는 후면으로부터 인장철근(300)이 외측으로 돌출된 길이를 의미한다.
내민길이(d1) 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm 80 mm 90 mm 100 mm 110 mm 120 mm
등가 열관류율(W/m2.K) 1.509 1.499 1.491 1.487 1.483 1.481 1.480 1.479 1.479
열류량 Q(W) 6.338 6.294 6.264 6.244 6.229 6.222 6.216 6.210 6.210
단열재(200)의 전면 또는 후면으로부터 양쪽으로 인장철근(300)이 40mm 씩 떨어진 부위에서 연결철근(400)이 접합하는 것으로 설정한 뒤 10mm 씩 늘려가면서 내민길이(d1)를 변수로 하여 각각의 경우에 계산된 열류량과 등가 열관류율값을 비교하였다.
그 결과 내민길이(d1)의 끝단과 연결철근(400)이 접합되는 지점이 단열재(200)의 외측면에서 110mm 이상 떨어진 경우 등가 열관류율값과 열류량값이 변함없는 것을 확인하였다. 따라서 이 지점이 인장철근(300)의 길이 즉, 스테인레스 사용량과 열류량값이 모두 최소가 되는 부분이므로 이 값을 반영하였다.
연결철근(400)과 인장철근(300)을 통해 이동하는 열량값은 각 부재의 단면적과 제품 내에서 차지하는 체적에 따라 달라지게 되므로 위와 같이 설계 이외에 인장철근(300)의 직경에 따라 전열량이 최소화 되는 내민길이(d1)의 길이도 달라지게 된다. 따라서 표 3에서는 건축 현장에서 주로 사용하는 철근 세 종류인 D10, D13, D16을 대상으로 하여 최적의 내민길이(d1)를 분석하였다. 도면에서는 인장철근(300)의 직경을 d2로 표시하였다.
인장철근(300)의
직경(d2)[mm]		 인장철근(300)의
내민길이(d1)[mm]		 등가 열관류율
[W/m2·K]		 인장철근(300)의 최적 내민길이(d1) / 인장철근(300)의 직경(d2)
D10 80 1.170
85 1.169 85/10 = 8.5
90 1.169
100 1.169
D13 90 1.317
100 1.316
110 1.315 110/13 = 8.46
120 1.315
D16 120 1.489
130 1.488
140 1.487
145 1.486 145/16 = 9.06
150 1.486
인장철근(300)의 3가지 직경별로 전열량이 최소화되는 내민길이(d1)를 분석한 결과 인장철근(300)의 내민길이(d1)과 인장철근(300)의 직경(d2)의 비율이 약 8.5 내지 9.06으로 결과값이 도출되었다. 즉 인장철근(300)의 직경(d2)이 클수록 단면적이 커짐에 따라 전열량을 최소화하기 위해 필요한 인장철근(300)의 내민길이(d1)가 길어지지만 그 비율은 일전한 것으로 확인 되었다.
이때 내민길이(d1)와 직경(d2)의 비율이 8.5 미만인 경우에는 인장철근(300)의 내민길이(d1)가 너무 짧게 형성되어, 연결철근(400)을 통해 이동하는 열이 발생하면서 전체 열류량이 높아지는 문제가 있다.
아울러 내민길이(d1)와 직경(d2)의 비율이 9.06을 초과하는 경우에는 인장철근(300)의 내민길이(d2)가 길어지면서 철 재질로 이루어진 연결철근(400)보다 고가인 스테인리스 재질의 인장철근(300)의 사용량이 늘어나면서 단열재의 단가가 올라가게 되는 문제가 있다.
따라서 스테인레스로 이루어진 인장철근(300)의 사용량을 최소화하면서, 전열량을 최소화하되, 직경(d2)과 내민길이(d1)을 최적의 길이로 설정하는 비율은 8.5 내지 9.06이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 응력 분산형 열교 차단 단열재의 사시도이다. 도 6에서는 인장철근(300)과, 제1전단철근(500), 제2전단철근(600) 및 연결철근(400)만을 도시하였고, 나머지 구성은 생략하여 나타내었다.
제2실시예는 제1실시예와 달리 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)가 접합된 상태로 일체형으로 주물로 제조된 것이다. 제2실시예는 앞서 설명한 제1실시예의 내용을 포함한다. 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
제1실시예의 경우 제1전단철근(500)의 제1상단수평부(510)와, 제1하단수평부(530) 및 제1경사부(520) 그리고 제2전단철근(600)의 제2하단수평부(630)와, 제2상단수평부(610) 및 제2경사부(620)의 총 5군데를 용접해야 했지만, 제2실시예의 경우 제1경사부(520)와 제2경사부(620)가 접합된 상태로 일체로 주물로 제조되며, 5군데의 접합부가 있게 된다.
제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)은 X바 형태의 홈이 파여진 틀에 스테인레스 주물로 일체로 제조된다. 그에 따라 제1전단철근(500)의 제1경사부(520)와 제2전단철근(600)의 제2경사부(620)는 용접할 필요 없이 하나로 이어진 상태로 만들어지게 된다.
나아가 제1전단철근(500)에서 제1상단수평부(510)는 제1인장철근(310)의 하부측에 용접으로 접합되고, 제1하단수평부(530)는 제2인장철근(320)의 상부측에서 용접으로 접합된다.
또한 제2전단철근(600)에서 제2하단수평부(630)는 제2인장철근(320)의 상부측에 용접으로 접합되고, 제2상단수평부(610)는 제1인장철근(310)의 하부측에 용접으로 접합된다.
이때 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)은 제1인장철근(310)과 제2인장철근(320)과 일렬이 되도록 접합되게 된다.
이와 같이 제1경사부(520)와 제2경사부(620)를 용접없이 일체의 주물로 형성함으로써, 제1전단철근(500)과 제2전단철근(600)의 강도를 더욱 향상시킬 수 있으며, 인장철근(300)과 용접시 더욱 쉽게 용접이 가능하게 된다.
1 : 외벽단열재 2 : 외벽체 3 : 슬래브
100 : 내화판
200 : 단열재
300 : 인장철근
310 : 제1인장철근 320 : 제2인장철근
400 : 연결철근
500 : 제1전단철근
510 : 제1상단수평부 520 : 제1경사부 530 : 제1하단수평부
600 : 제2전단철근
610 : 제2상단수평부 620 : 제2경사부 630 : 제2하단수평부
700 : 압축부재
710 : 만곡부 720 : 돌출부

Claims (5)

  1. 판 형상으로 형성되어 서로 이격되게 위치하는 내화판(100);
    상기 내화판(100)의 사이 중앙에 위치하여, 상면과 하면이 상기 내화판(100)과 결합되는 단열재(200);
    상기 단열재(200)의 상부측에서 일렬로 서로 나란하게 이격되며, 상기 단열재(200)의 전후 방향으로 관통하여 매립되어 양단이 외측으로 노출되는 제1인장철근(310)과, 상기 단열재(200)의 하부측에서 일렬로 서로 나란하게 이격되며, 상기 단열재(200)의 전후 방향으로 관통하여 매립되어 양단이 외측으로 노출되는 제2인장철근(320)이 구비된 인장철근(300);
    상기 제1인장철근(310)과 상기 제2인장철근(320)의 양끝단에서 접합되어 슬래브(3)에 매립되는 연결철근(400);
    상기 단열재(200)의 전면과 이격되어 상기 단열재(200)의 상부측에 위치한 상기 제1인장철근(310)의 하부측과 접하도록 나란하게 접합되는 제1상단수평부(510)와, 상기 단열재(200)의 후면과 이격되어 상기 단열재(200)의 하부측에 위치한 상기 제2인장철근(320)의 상부측과 접하도록 나란하게 접합되는 제1상단수평부(510)와, 시작단이 상기 제1상단수평부(510)의 끝단에서 하방으로 경사지게 형성되어 상기 단열재(200)를 관통하여 매립되며, 끝단이 상기 제1하단수평부(530)의 끝단과 연결되는 제1경사부(520)가 일체로 형성되는 제1전단철근(500);
    상기 단열재(200)의 전면과 이격되어 상기 단열재(200)의 하부측에 위치한 상기 제2인장철근(320)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합되는 제2하단수평부(630)와, 상기 단열재(200)의 후면과 이격되어 상기 단열재(200)의 상부측에 위치한 상기 제1인장철근(310)의 측면측과 접하도록 나란하게 접합되는 제2상단수평부(610)와, 시작단이 상기 제2하단수평부(630)의 끝단에서 상방으로 경사지게 형성되어 상기 단열재(200)를 관통하여 매립되며, 끝단이 상기 제2상단수평부(610)의 끝단과 연결되고, 상기 제1경사부(520)와 X바 형상으로 서로 교차하며, 교차지점이 서로 접합되는 제2경사부(620)가 일체로 형성되는 제2전단철근(600); 및
    상기 단열재(200)의 하부에서 전후 방향으로 관통하여 설치되는 압축부재(700);를 포함하는 응력 분산형 열교 차단 단열재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전단철근(500)은,
    상기 제1상단수평부(510)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 전면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성되며, 상기 제1하단수평부(530)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 후면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 후면과 이격되도록 형성되고,

    상기 제2전단철근(600)은,
    상기 제2하단수평부(630)의 시작단이 상기 제2인장철근(320)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 전면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성되며, 상기 제2상단수평부(610)의 시작단이 상기 제1인장철근(310)과 상기 연결철근(400)의 접합면보다 상기 단열재(200)의 후면을 향하도록 앞서게 위치하여 끝단이 상기 단열재(200)의 전면과 이격되도록 형성되는 응력 분산형 열교 차단 단열재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인장철근(300)은 스테인레스 재질로 형성되고, 상기 연결철근(400)은 철 재질로 형성되어, 상기 인장철근(300)의 양끝단과 상기 연결철근(400)의 접합면이 이형접합되되,
    상기 인장철근(300)이 상기 단열재(200)의 전면 또는 후면으로부터 돌출되는 내민길이(d1)와, 상기 인장철근(300)의 직경(d2) 비율이 8.5 내지 9.06인 응력 분산형 열교 차단 단열재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압축부재(700)는,
    사다리꼴 기둥 형상으로 형성되어, 상하단이 평탄하게 형성되되, 상단 넓이보다 하단 넓이가 더 넓게 형성되고, 양측면에 외측을 향하는 호 형상의 만곡부(710)가 형성되며, 양측면의 상단이 상부 방향으로 돌출되는 돌출부(720)가 형성되는 응력 분산형 열교 차단 단열재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전단철근(500)과 상기 제2전단철근(600)은 제1경사부(520)와 제2경사부(620)가 X바 형태로 접합된 상태의 일체형으로 제조되어,
    상기 제1상단수평부(510)가 상기 제1인장철근(310)의 하부측에 접합되고, 상기 제1하단수평부(530)가 상기 제2인장철근(320)의 상부측에 접합되며,
    상기 제2하단수평부(630)가 상기 제2인장철근(320)의 측면측에 접합되고, 상기 제2상단수평부(610)가 상기 제1인장철근(310)의 측면측에 접합되는 응력 분산형 열교 차단 단열재.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102420650B1 (ko) * 2021-08-19 2022-07-14 주식회사 정양에스지 상하부 인장근이 구성된 내단열용 열교차단재
CN115110707A (zh) * 2022-07-04 2022-09-27 上海圣奎塑业有限公司 加强型集成保温外挂墙板单元构件及其制作方法和节能墙体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101462800B1 (ko) 2013-07-26 2014-11-21 청원화학 주식회사 불연속 철근을 이용한 열교차단 장치
KR101552057B1 (ko) * 2014-07-02 2015-09-10 청원화학 주식회사 고하중용 열교차단 장치
EP2824249B1 (de) * 2013-07-11 2016-08-24 H-Bau Technik GmbH Thermisch isolierendes Bauelement
KR101788212B1 (ko) * 2016-11-02 2017-10-19 주식회사정양에스지 열교 차단 단열재

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2824249B1 (de) * 2013-07-11 2016-08-24 H-Bau Technik GmbH Thermisch isolierendes Bauelement
KR101462800B1 (ko) 2013-07-26 2014-11-21 청원화학 주식회사 불연속 철근을 이용한 열교차단 장치
KR101552057B1 (ko) * 2014-07-02 2015-09-10 청원화학 주식회사 고하중용 열교차단 장치
KR101788212B1 (ko) * 2016-11-02 2017-10-19 주식회사정양에스지 열교 차단 단열재

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102420650B1 (ko) * 2021-08-19 2022-07-14 주식회사 정양에스지 상하부 인장근이 구성된 내단열용 열교차단재
CN115110707A (zh) * 2022-07-04 2022-09-27 上海圣奎塑业有限公司 加强型集成保温外挂墙板单元构件及其制作方法和节能墙体

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