KR20200048657A - 진공단열재 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공단열재를 벽체에 시공함에 있어 진공단열재를 지지할 수 있는 조립체에 관한 것으로서, 특히 진공단열재의 두께 변화에 대한 대응이 신속하게 이루어질 수 있으며 시공이 빠르게 이루어지도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공단열재 조립체는 진공단열재와, 벽체에 고정된 볼트와, 볼트에 끼워져 벽체와 진공단열재의 사이에 위치하며 진공단열재의 일면 가장자리에 접하는 제1가압판과, 볼트에 끼워지며 진공단열재의 타면 가장자리에 접하는 제2가압판과, 볼트에 끼워져 제1가압판과 제2가압판의 사이에 위치하는 스페이서와, 볼트에 끼워져 제2가압판에 접하며 외장재가 장착되는 외장재 고정브래킷과, 볼트에 체결되어 외장재 고정브래킷을 가압하는 너트를 포함하며, 너트가 조여짐에 따라 제1가압판과 제2가압판 사이에 위치한 진공단열재의 가장자리가 가압되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

진공단열재 조립체{Vacuum Insulation Assembly}
본 발명은 진공단열재를 벽체에 시공함에 있어 진공단열재를 지지할 수 있는 조립체에 관한 것으로서, 특히 진공단열재의 두께 변화에 대한 대응이 신속하게 이루어질 수 있으며 빠른 시공이 가능하게 구성한 것이다.
진공단열재는 진공의 낮은 열전도 특성을 이용한 고성능 단열재로서, 최근 들어 스티로폼 또는 우레탄과 같은 종래 단열재를 대신하여 신축 또는 개축되는 건축물에 적용되고 있다. 진공단열재는 간격재의 역할을 수행하는 심재를 외피재 속에 삽입한 후 내부를 감압하여 밀봉한 단열재로서 소정 두께를 갖는 사각형 패널로 제작되며, 매우 낮은 열전도도를 갖는다.
이때, 심재로는 폴리우레탄 발포체와 같은 유기 심재 또는 유리 섬유와 실리카와 같은 무기 심재가 이용될 수 있으며, 종래의 일반적인 단열재가 0.031~0.040W/mk의 단열 성능을 발휘하는 반면, 진공단열재는 0.002~0.003W/mk의 우수한 단열 성능을 발휘한다. 이러한 진공단열재의 단열 성능은 진공도를 유지함으로써 발현되는데, 진공단열재 파손으로 인해 내부로 공기가 유입됨으로써 단열 성능이 현저히 저하될 수 있기 때문에 실제 시공 현장에서 진공단열재 설치 시 특별한 주의를 요한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0120013호(공개일 2016.10.17)에는 벽체에 진공단열재를 설치하기 위한 내용이 기술되어 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공단열재의 조립체를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조립체를 이용하여 진공단열재를 설치한 상태의 개념도이다.
종래 기술에 따른 진공단열재 조립체는 건축물에 고정 설치되는 앵커 볼트(10)와, 진공단열재(20)의 가장자리에 끼워지며 앵커 볼트(10)에 의해 지지되는 진공단열재 설치 브라켓(30) 및 외장재가 설치되며 앵커 볼트(10)에 의해 지지되는 외장재 설치 브라켓(50)을 포함하며, 진공단열재 설치 브라켓(30)은, 진공단열재(20)의 제1표면을 지지하도록 직선 단부와 곡선 단부를 포함하는 제1플레이트(31)와, 진공단열재(20)의 제2 표면을 지지하도록 직선 단부와 곡선 단부를 포함하는 제2플레이트(32)와, 진공단열재(20)의 두께 방향을 따라 제1플레이트(31)의 직선 단부와 제2플레이트(32)의 직선 단부를 연결하는 연결 플레이트(33) 및 진공단열재(20)의 두께 방향을 따라 연결 플레이트(33)에 연장 형성되는 장착홈(34)을 포함하며, 외장재의 자중에 의해 발생되는 굽힘 모멘트는 연결 플레이트(33)를 통해 건축물에 전달되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 진공단열재 조립체의 경우에는 진공단열재 설치 브래킷의 제1플레이트(31)과 제2플레이트(32)의 간격에 끼워져 지지될 수 있는 두께의 진공단열재만 설치 가능하다.
따라서 진공단열재를 시공하기 위해서는 진공단열재의 두께와 대응하는 진공단열재 설치 브래킷을 준비하여야 하는 단점이 있다. 그에 따라 진공단열재 설치 브래킷에 맞지 않은 진공단열재의 설치는 불가능하다.
또한, 종래 기술에서는 진공단열재 설치 브래킷을 진공단열재에 설치하고, 진동단열재 설치 브래킷들이 외장재 설치 브래킷을 가압하여야 하는 순서로만 작업이 이루어진다. 하지만, 시공 순서 또는 작업의 제한된 범위에 따라 외장재를 먼저 설치하여야 할 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 종래의 진공단열재 조립체의 경우 외장재 설치 작업을 우선적으로 수행할 수 없다는 작업의 제한이 따르는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0120013호(2016.10.17) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0051473호(2018.05.16) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0004836호(2017.01.11) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0121098호(2017.11.01) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0264133호(2002.02.19) 대한민국 공개특허공보 특2002-0041356호(2002.06.01)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 외장재를 고정하기 위한 외장재 고정브래킷을 이용하여 진공단열재를 안정적으로 고정할 수 있으며, 외장재를 미리 설치한 상태에서 후속 작업으로 진공단열재를 설치할 수 있게 구성한 진공단열재 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공단열재 조립체는 진공단열재와, 벽체에 고정된 볼트와, 볼트에 끼워져 벽체와 진공단열재의 사이에 위치하며 진공단열재의 일면 가장자리에 접하는 제1가압판과, 볼트에 끼워지며 진공단열재의 타면 가장자리에 접하는 제2가압판과, 볼트에 끼워져 제1가압판과 제2가압판의 사이에 위치하는 스페이서와, 볼트에 끼워져 제2가압판에 접하며 외장재가 장착되는 외장재 고정브래킷과, 볼트에 체결되어 외장재 고정브래킷을 가압하는 너트를 포함하며, 너트가 조여짐에 따라 제1가압판과 제2가압판 사이에 위치한 진공단열재의 가장자리가 가압되어 고정되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스페이서의 길이는 진공단열재의 두께와 같거나 10mm이내로 작다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 진공단열재가 제1가압판과 제2가압판의 사이에 끼워지는 것을 유도하기 위해 제1가압판의 가장자리 또는 제2가압판의 가장자리가 진공단열재가 끼워지는 방향에 대응하여 바깥방향으로 벌어지게 만곡된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 진공단열재 조립체는 진공단열재를 가압하는 가압판의 사이에 진공단열재의 두께와 같거나 작은 길이의 스페이서가 위치함으로써, 외장재를 고정하는 조립체를 시공함에 있어 진열단열재를 고정하는 조립체를 동시에 설치할 수 있다. 따라서 진공단열재와 외장재의 시공이 빠르다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 진공단열재 조립체는 진공단열재를 외장재 시공 후에 설치할 수 있도록 구성함에 따라 외장재를 먼저 시공해야하는 조건에 적합하게 시공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공단열재의 조립체를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 조립체를 이용하여 진공단열재를 설치한 상태의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공단열재 조립체를 이용하여 진공단열재를 시공한 상태를 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 진공단열재 조립체의 분해사시도이며,
도 5는 도 3에 도시된 진공단열재 조립체를 이용하여 외장재를 시공한 후에 진공단열재를 시공하는 과정을 나타낸 개념도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 진공단열재 조립체의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 진공단열재 조립체를 이용하여 진공단열재를 시공한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 진공단열재 조립체의 분해사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 진공단열재 조립체를 이용하여 외장재를 시공한 후에 진공단열재를 시공하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 진공단열재 조립체(100)는 벽체(1)에 박혀 고정되는 앵커 볼트(110)와, 앵커 볼트(110)에 끼워져 벽체(1)에 접하는 제1가압판(121)과, 상기 제1가압판(121)과 간격을 두고 앵커 볼트(110)에 끼워져 위치하는 제2가압판(122)과, 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이에 위치하며 설치하고자 하는 진공단열재(130)의 두께와 같거나 작은 길이의 스페이서(140)와, 앵커 볼트(110)에 끼워져 제2가압판(122)을 가압하며 외장재(3)가 지지 또는 고정되는 외장재 고정브래킷(150)을 포함한다.
여기에서 스페이서(140)의 길이는 진공단열재(130)의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 외장재 고정브래킷(150)에 의해 제2가압판(122)이 진공단열재(130)를 가압함에 있어 진공단열재(130)의 파손 없이 소정의 가압력을 지지할 수 있는 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다.
아래에서는 이와 같이 구성된 진공단열재 조립체에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 벽체(1)에는 앵커 볼트(110)가 박혀 고정된다. 벽체(1) 밖으로 돌출된 앵커 볼트(110)에는 앞서 설명한 바와 같이, 제1가압판(121), 스페이서(140), 제2가압판(122), 외장재 고정브래킷(150)이 순차적으로 앵커 볼트(110)에 끼워져 위치하며 앵커 볼트(110)에 체결되는 너트(160)가 조여짐에 따라 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이에 위치한 진공단열재(130)가 가압된 상태로 고정된다.
제1가압판(121)과 제2가압판(122)은 평판 구조로서 중심에 앵커 볼트(110)가 관통할 수 있는 관통공(121H, 122H)이 형성된다.
그리고 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이에는 스페이서(140)가 위치하는데, 스페이서(140)는 슬리브와 같은 구조로서 앵커 볼트(110)가 관통한 상태로 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이에 위치한다.
한편, 제1가압판(121)과 벽체(1)의 사이에는 와셔(170)가 앵커 볼트(110)에 끼워져 위치하고 제2가압판(122)과 외장재 고정브래킷(150)의 사이에도 와셔(170)가 앵커 볼트(110)에 끼워져 위치한다.
이 상태에서 외장재 고정브래킷(150)이 앵커 볼트(110)의 단부에 끼워져 위치한다.
외장재 고정브래킷(150)은 길이 중간이 절곡된 'L'형태의 브래킷으로서 일측벽에는 앵커 볼트(110)가 관통하는 볼트 홀(151)이 형성되고, 타측벽에는 외장재를 고정하기 위한 장공(152)이 형성된다.
따라서 벽체(1)에 박혀 고정된 앵커 볼트(110)에는 와셔(170), 제1가압판(121), 스페이서(140), 제2가압판(122), 와셔(170), 외장재 고정브래킷(150)이 관통해 위치하며, 이 상태에서 앵커 볼트(110)에 너트(160)가 체결되어 조여지면 너트(160)의 조임력에 의해 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이 간격이 좁아지게 되고, 결국 스페이서(140)의 길이만큼의 간격을 갖게 된다.
스페이서(140)의 길이는 진공단열재(130)의 두께와 같거나 진공단열재(130)의 두께보다 10mm정도 작은 것이 바람직하다. 만약 스페이서(140)의 길이가 진공단열재(130)의 두께보다 10mm를 초과하여 작을 경우 제1가압판(121)과 제2가압판(122)에 의해 진공단열재(130)에 변형이 발생할 수 있고, 그로 인해 진공단열재(130)의 내부 진공 조건이 파괴될 수 있다.
따라서 진공단열재(130)의 변형을 최소화하며, 진공단열재(130)를 안정적으로 가압 고정하기 위해서는 진공단열재(130)의 두께가 스페이서(140)의 길이가 보다 10mm이내로 큰 것이 바람직하다.
아래에서는 이와 같이 구성된 진공단열재 조립체를 이용하여 진공단열재를 설치하는 관계에 대해 설명한다.
우선 벽체(1)에는 진공단열재(130)와 외장재(3)를 설치할 수 있게 앵커 볼트(110)를 설치한다.
벽체(1)에서 돌출된 앵커 볼트(110)에 와셔(170)와 제1가압판(121) 및 스페이서(140)를 끼우고, 진공단열재(130)의 가장자리가 제1가압판(121)에 접하도록 위치한다. 그 상태에서 제2가압판(122)을 앵커 볼트(110)에 끼워 진공단열재(130)의 양면이 제1가압판(121)과 제2가압판(122)에 접한 상태가 되도록 한다. 이후 와셔(170)를 끼우고 외장재 고정브래킷(150)을 앵커 볼트(110)에 끼운 상태에서 너트(160)를 앵커 볼트(110)에 체결하고 조이면, 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이에 위치한 진공단열재(130)의 가장자리는 제1가압판(121)과 제2가압판(122)에 의해 가압되면서 고정된다. 1장의 진공단열재(130)를 설치함에 있어 외장재(3)의 크기 등을 고려하여 진공단열재(130)의 가장자리에 최소 2개 이상의 진공단열재 조립체(100)가 설치되어 진공단열재(130)를 고정하는 것이 바람직하다.
아래에서는 진공단열재의 설치 전에 외장재를 설치한 후 진공단열재를 시공하는 경우의 시공방법에 대해 설명한다.
통상 석재, 벽돌, 블록 등의 외장재(3)의 경우 설치한 후 양생 시간 등이 필요로 하기 때문에, 진공단열재(130)를 설치하기 이전에 외장재(3)를 먼저 시공하는 경우가 종종 발생한다.
이 경우 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 시공 후에 진공단열재(130)를 삽입하여 끼워넣을 수 있도록 가장자리에 진공단열재 진입 가이드(121G, 122G)가 형성된다.
구체적으로 제1가압판(121)과 제2가압판(122)은 평판 구조이며, 진입 가이드(121G, 122G)는 평판의 가장자리가 바깥방향으로 만곡된 부위로서, 차후 진공단열재(130)가 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이로 진입 시에 진공단열재(130)가 변형없이 진입하여 가압될 수 있게 구성한 것이다.
이와 같이 가장자리가 만곡된 제1가압판(121)과 제2가압판(122)을 앵커 볼트(110)에 끼우고, 진공단열재(130)를 설치하지 않은 상태에서 외장재 고정브래킷(150)을 끼우고 너트(160)로 고정한다. 그리고 외장재 고정브래킷(150)의 타측벽에 형성된 장공(152)을 통해 외장재(3)에 연결된 브래킷(3B)을 위치하고 볼트 체결하여 외장재(3)를 고정한다. 이때 장공(152)의 길이만큼 외장재(3)의 위치 이동이 가능하여 인접한 외장재와 정렬 가능하다.
한편, 외장재(3)가 고정된 상태에서 진공단열재(130)를 외장재(3)와 벽체(1)의 사이에 끼워 넣는다. 이때 진공단열재(130)의 가장자리가 제1가압판(121)과 제2가압판(122))의 사이에 끼워지도록 진공단열재(130)를 밀어 넣게 되는데, 제1가압판(121)의 진입 가이드(121G)과 제2가압판(122)의 진입 가이드(122G)가 상호 벌어지는 방향으로 위치함에 따라 제1가압판(121)의 진입 가이드(121G)와 제2가압판(122)의 진입 가이드(122G)를 따라 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이로 진입해 위치하게 된다.
앞에서 설명한 바와 같이 스페이서(140)의 길이는 진공단열재의 두께보다 10mm 범위 이내로 작기 때문에, 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 사이로 진공단열재(130)가 진입하면서 진공단열재는 변형된다. 이때 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 진입 가이드(121G, 122G)가 형성되지 않을 경우 강재질의 가압판의 모서리에 진공단열재가 찍혀 내부 진공조건이 파괴되는 문제점을 해결하기 위해 제1가압판(121)과 제2가압판(122)의 가장자리에 각각 진입 가이드(121G, 122G)가 진공단열재(130)의 진입방향을 향해 벌어지는 형태로 형성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 진공단열재 조립체는 앵커 볼트(110)의 안쪽에서부터 와셔(170), 제1가압판(121), 스페이서(140), 진공단열재(130), 제2가압판(122), 와셔(170), 외장재 고정브래킷(150), 너트(160)를 순차적으로 끼우고 체결함으로써, 시공이 간편하다는 장점이 있다.
또한, 외장재(3)를 먼저 시공한 상태에서 벽체(1)와 외장재(3)의 사이에 진공단열재(130)를 끼워 시공하는 과정에서, 진공단열재(130)의 파손을 방지할 수 있도록 제1가압판(121)과 제2가압판(122)이 형성되어 효율적인 시공이 가능하다.
1 : 벽체
3 : 외장재
100 : 진공단열재 조립체
110 : 앵커 볼트
121, 122 : 가압판
121H, 122H : 관통공
121G, 121G : 진입 가이드
140 : 스페이서
150 : 외장재 고정브래킷
151 : 볼트 홀
152 : 장공
160 : 너트
170 : 와셔

Claims (3)

  1. 진공단열재와,
    벽체에 고정된 볼트와,
    볼트에 끼워져 벽체와 진공단열재의 사이에 위치하며 진공단열재의 일면 가장자리에 접하는 제1가압판과,
    볼트에 끼워지며 진공단열재의 타면 가장자리에 접하는 제2가압판과,
    볼트에 끼워져 제1가압판과 제2가압판의 사이에 위치하는 스페이서와,
    볼트에 끼워져 제2가압판에 접하며 외장재가 장착되는 외장재 고정브래킷과,
    볼트에 체결되어 외장재 고정브래킷을 가압하는 너트를 포함하며,
    너트가 조여짐에 따라 제1가압판과 제2가압판 사이에 위치한 진공단열재의 가장자리가 가압되어 고정되는 것을 특징으로 하는 진공단열재 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    스페이서의 길이는 진공단열재의 두께와 같거나 10mm이내로 작은 것을 특징으로 하는 진공단열재 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    진공단열재가 제1가압판과 제2가압판의 사이에 끼워지는 것을 유도하기 위해 제1가압판의 가장자리 또는 제2가압판의 가장자리가 진공단열재가 끼워지는 방향에 대응하여 바깥방향으로 벌어지게 만곡되도록 진입 가이드가 형성된 것을 특징으로 하는 진공단열재 조립체.
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