KR100742042B1 - 원적외선방사 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법 및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식으로 바닥난방을 하는 공법으로 슬래브 바닥 위에 단열재(31)를 부착한 후 바닥이격거치대(20)와 바닥지지판(30)으로 수평으로 편평한 면을 형성한 후 그 위에 온수관(12)이 관통되는 원적외선방사체(11)가 충진된 방열부재(10)와 하니콤부재(40)와 상부지지판(60)를 이용하여 편평한 면을 형성한 후 그 위에 열확산판(50)을 거치하고, 보일러의 난방용 출수관(90)을 방열부재(10)를 관통하는 온수관(12)을 연속적으로 연결하여 보일러 입수관(90)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 조립식으로 난방을 할 수 있는 원적외선방사 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법 및 장치에 관한 것이다.

난방, 바닥난방, 온수관, 원적외선, 조립식, 건식, 시공

Description

원적외선방사 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법 및 장치{ Method of Ondol flat construction }

도 1 은 본 발명의 중요한 핵심요소인 원적외선방사방열부재의 사시도.

도 2 는 도 1 의 A-A의 단면도.

도 3 은 본 발명의 중요한 핵심요소인 허니콤의 사시도.

도 4 는 본 발명을 이용한 뜬바닥 구조체 방식을 보여주는 단면도.

도 5 는 도 4 의 뜬바닥 구조체방식으로 조립하는 것을 나타내는 사시도.
도 6 은 슬라브 바닥 위에 본 발명을 바로 설치하는 것을 나타내는 단면도.
도 7 은 도 6 의 슬라브 바닥 위에 본 발명을 바로 설치하는 것을 나타내는 사시도.

*도면의 주요한 부호에 대한 설명

10 : 방열부재

11 : 원적외선방사체

12 : 온수관

13 : 캡

14 : 압출관

15 : 외부온수관

삭제

20 : 바닥이격거치대

21 : 방진패드

22 : 수평조절대

23 : 지지대

30 : 바닥지지판

31 : 단열재
35 : 폴리스티렌 성형물
35A : 요홈부
35B : 바닥이격거치부

40 : 허니콤부재

50 : 열확산판

60 : 상부지지판

70 : 마감재

90 : 보일러온수관

삭제

100 : 슬라브

출원번호 : 10-2005-0107791

출 원 명 : 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법

본 발명은 건축분야에서 바닥난방에 관한 부분이다.

종래의 바닥난방을 하기 위해서는 대부분 시멘트와 모르타르, 엑셀관을 이용하여 보일러와 연결하여 난방을 하는 방법을 주로 택하였다. 특히 바닥난방을 하기 위해서 많은 연구가 이루어지는바 LG화학에서는 히트릭스라는 제품을 개발하여 온수관을 내장한 조립식 난방장치를 개발하였고, 대우에서는 조립식 바닥형성장치에 온수관을 이용하는 난방장치를 개발하였다. 이와 같이 우수한 난방제품들이 개발되었음에도 불구하고 대부분 습식시공을 하는 이유는 시공시 단가문제와 바닥의 단단하고 편평한 느낌을 선호하기 때문이다.

본 발명인도 건식으로 바닥난방을 하기 위해서 2005년 11월 11일에 특허 10-2005-0107791 (히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법)으로 출원을 하였다. 그러나, 이 방법은 전기를 이용할 경우 매우 적합하나 전통적인 보일러 연결방법으로 부적합하다.

최근에 건설교통부가 지침한 바닥에 관한 법령을 보면 공동주택은 벽식구조의 경우 바닥 슬래브의 두께를 180㎜ 이상으로 시공해야 한다. 이 경우 건축비 상승은 물론 일부 사선제한을 받는 아파트의 경우 가구수 축소조정 등이 불가피하며, 건설교통부는 공동주택의 층간소음을 줄이기 위해 표준 바닥구조 5종을 포함한 바닥충격음 성능 등급을 정한 고시안을 마련하였고, 이 고시안에 따르면 공동주택 바닥충격음 가운데 경량충격음의 최소기준인 58dB를 만족하는 바닥구조 5종을 정했다. 이에 따라 경량충격음과 중량충격음 완화를 위해 벽식구조 아파트의 경우 바닥 슬래브 두께를 현행 135㎜에서 180㎜로 확대해야 한다. 철골조 등 라멘조의 경우 현재 120㎜에서 135㎜로 15㎜가 강화된다. 또 밀도와 흡수량 등을 만족하는 두께 20∼40㎜의 완충재와 두께 20㎜ 이상의 단열재를 포함해야 한다. 이와 같이 건설교통부의 지침에 의하면 바닥에 관한 기준이 종래에 비해 소음,단열 그중에서도 중량충격음에 매우 엄격해짐을 알 수 있다.

그러나, 이와 같은 문제는 기존의 습식으로 바닥 난방을 설치하는 경우에 해당한다. 건설교통부는 다만 주택건설업체들이 소음등급을 만족시키는 범위 안에서 건설기술연구원, 주택공사 등의 인정을 받아 자체 개발한 바닥구조를 사용할 수 있다고 한다.

따라서, 종래의 습식으로 바닥을 시공하는 경우 건설교통부의 지침에 따르면 건축비가 상승할 수 밖에 없다.

습식시공을 하게 되면 1㎡당 150㎏의 중량에서 33%이상 증가 된 200㎏의 중량으로 늘어나게 되며, 이를 적층 하중으로 계산하면 상당히 많은 보강재가 들어가 결과적으로 건축비의 상승을 가져온다. 실제로 이 고시가 시행될 경우 가구당 공사비는 34평형(전용면적 25평)의 경우 현재보다 170만원 정도 늘어나면서 분양가도 상승할 것이다. 특히 바닥 슬래브 두께가 두꺼워질 경우 20층 아파트는 층고는 1m 안팎 높아진다.

여기서 습식시공의 문제점을 열거해 볼 수 있다.

1. 바닥을 수평으로 구성하기가 힘들다.

2. 설치시간이 많이 걸린다.

3. 유해 환경물질인 시멘트독이 나온다.

4. 바닥을 데우기 위한 열량이 매우 많이 들어간다.

5. 슬라브 두께를 두껍게 해야하며, 단열재, 소음방진 등에 추가비용이 들어간다.

6. 배관이 샐 경우 바닥 전체를 뜯어내고, 다시 재시공해야 한다.

7. 건설교통부의 고시대로 설치하면 비용이 매우 상승한다.

본 발명은 상기와 같이 습식시공으로 바닥난방을 하는 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 알류미늄등을 이용한 압출관과 압출관의 통공을 관통하는 온수관과 그 사이를 황토, 맥반석, 옥, 소금등의 원적외선방사체를 채운 후 압출관의 양쪽 끝을 밀봉한 것을 특징으로 하는 원적외선방사 방열부재와 허니콤구조재, 폴리스틸렌 성형물, 열확산판, 바닥이격거치대, 방진 패드등을 이용하여 바닥 난방을 구축 할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 첨부도면에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2 는 본 발명의 주요 구성요소인 원적외선 방열부재의 사시도와 단면도를 나타낸 것으로서, 사각형상의 열전도가 좋은 압출관(14)의 내부에 온수관(12)을 관통시킨 후 상기 압출관(14)과 온수관(12) 사이의 공간을 황토,맥반석,소금등 원적외선이 많이 나오는 분말로 충진하며, 압출관(14) 양쪽 끝을 원적외선방사체(11)가 새지 않고 온수관(12)이 돌출할 수 있는 캡(13)으로 밀봉한다.
도 3 은 본 발명의 또 다른 중요 요소 중의 하나인 하니콤부재(40)의 사시도를 나타낸 것이다. 허니콤부재(40)의 특성은 중량당 강도와 인장력이 크고, 평탄한 평면과 측면을 얻을 수 있으며, 방음 효과 및 방화효과가 크다. 하니콤부재(40)의 구조는 육각의 수많은 기둥이 서로 유지하며 당기는 힘이 강해 선단, 압축, 인장 등에 이상적인 분포가 되며 패널을 만들 경우 가벼우면서 튼튼하게 제작할 수 있다. 하니콤부재(40)는 평탄한 평면과 측면을 얻을 수 있어 판 자체의 굴곡을 방지한다. 하니콤부재(40)는 수많은 공간의 진공층을 형성하므로 방음 효과가 매우 크다. 하니콤부재(40)는 수많은 층으로 이루어져 일시에 타지 않아 방화에 매우 양호하다.(난염 하니콤을 사용하면 방화에 아주 우수하다.)
도 4 내지 5 는 발명을 이용한 뜬바닥 구조체 방식을 보여주는 단면도 및 사시도를 나타낸 것으로서, 뜬바닥 구조체 방식으로 시공을 하기 위해서는

슬라브(100)위에 단열시트(31)를 부착한 후 바닥이격거치대(20)를 고정 시킨다.
단열재(31)는 방열부재(10)에 의해 발생된 열이 슬라브(100)로 새지 않고 상부로 올라올 수 있도록 하며, 열용량이 큰 슬라브(100)에서 상부로 열을 뺏기지 않도록 하며,상부로부터 오는 소음이나 진동을 완화시킨다. 이때, 바닥이격거치대(20)를 고정시키는 방법으로는 도 4 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 계단형으로 높이를 조절하여 거치할 수 있는 수평조절대(22)위에 바닥이격거치대(20)를 적치하여 수평을 조절하여 맞춘다. 상기 수평조절대(22)는 타카핀 같은 피스로 바닥에 단단히 고정을 시킨다.

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이때, 바닥이격거치대(20)는 목재,금속, 플라스틱 압출물 중에 사용하며, 수평으로 맞추는 방법으로는 레이져포인터기 같은 장비를 사용하는 것이 바람직하다. 바닥이격거치대(20)를 사용하여 수평으로 바닥판을 형성하는 방법은 이미 공지의 방법으로 사용한다.

이렇게 수평이 형성된 바닥이격거치대(20)의 상부에는 방진패드(21)를 부착시켜 상부로부터 오는 소음이나 진동을 완화시킨다.

상기 방진패드(21)가 부착된 바닥이격거치대(20)의 상부에 바닥지지판(30)을 고정 시킨다. 바닥지지판(30)은 두께 12~25mm의 합판이 바람직하며, 고정 방법은 에어 컴프레셔에 의한 타카를 사용한다.

상기 바닥지지판(30)은 바닥이격거치대(20)에 의해서 수평으로 편평한 바닥면을 형성한다.

이렇게 수평으로 편평하게 형성된 바닥지지판(30)위에 일정간격으로 원적외선방사 방열부재(10)를 다수개를 배치한다.

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삭제

상기 방열부재(10)에서 돌출된 온수관(12)과 외부온수관(15)을 L보와 같은 접속부재를 사용하여 지그재그형태로 연결하여 보일러온수관(90)과 연결한다. 따라서 보일러에서 가동되는 온수가 상기의 방열부재(10)를 관통하는 온수관(12)을 온수가 통과하면 원적외선방사재를 데워서 원적외선을 방출하는 열이 발생하고, 상당한 강도를 지닌 구조재가 된다.

상기 방열부재(10)와 방열부재(10) 사이의 빈 공간에는 단열재이자 구조재인 허니콤부재(40)를 충진하는 것이 바람직하다. 허니콤부재(40)는 방열부재(10)의 간격유지 및 단열, 열확산판(50)의 처짐을 방지하며, 상부로부터 오는 소음 및 진동의 충격을 완화시키는 기능을 한다.
방열부재(10)와 방열부재(10) 사이에 틈틈이 허니콤부재(40)를 끼워 넣어 벌집 모양의 형상의 구조재로 사용한다. 이때, 강도를 더 높게 하기 위해서는 방열부재(10)의 높이로 허니콤부재(40)위에 상부지지판(60)을 접착제로 부착하여 하니콤 패널을 형성한다. 또한 일정한 규격을 지닌 허니콤패널을 공장에서 미리 제작하여 바닥지지판(30) 위에 거치하면 시간과 경비를 줄일 수 있다. 또한, 방열부재(10)가 설치되지 않은 공간과 벽체 사이를 허니콤부재(40)와 상부지지판(60)를 형상에 맞게 절단하여 채워서 바닥을 단단하게 만든다.

상기 방열부재(10)와 지지대(23) 및 허니콤부재(40)로 채워진 공간은 위에서 바라볼 때 편평한 수평면이 형성되나, 방열부재(10)와 연결되는 외부온수관(15)이 돌출되는 공간은 온수관(12)이 통과하는 덮개(80)를 덮어서 벽체와 틈이 없는 편평한 공간을 형성한다.

이때, 덮개(80)는 현장상황에 맞추어 합판으로 제작하여 하니콤구조재(40)에 접착제와 타카로 부착한다.

이렇게 형성된 편평한 면 위에 열확산판(50)을 부착한다.이때, 열확산판(50)은 열전도가 좋은 금속이나 탄소시트, 탄소를 코팅한 금속, 아연코팅을 한 섬유판등이 바람직하다.

상기 열확산판(50)의 저면과 방열부재(10)의 상면은 접착력이 강한 양면테이프를 부착하여 열전달이 잘 되도록 한다.

상기 열확산판(50)이 부착된 편평한 면 위에 한지, 장판, 데코타일, 황토, 목재등의 마감재(70)를 이용하여 바닥을 완성시킨다.
도 6 내지 7 은 바닥이격거치대와 수평조절대를 사용하지 않고, 슬라브 바닥위에 바로 설치한 것을 나타내는 단면도 및 사시도 이다.
바닥이 평평한 면을 지닌 슬라브에 설치하기 위해서는 바닥이격거치대와 수평조절대를 사용하지 않고, 설치가 가능하다. 바닥이격거치대와 수평조절재를 설치하는 인건비와 시간을 절약하게 해준다. 최근에는 건축 공사를 하면서 바닥을 수평으로 잡을 수 있는 기술들이 발달 되었기 때문에 인건비와 자재비를 절감하기 위해서 바로 설치를 할 수 있다.
바닥이 평평한 면을 지닌 슬라브 위에 단열재를 설치하고, 단열재 위에 바닥지지판을 설치하고 바로 방열부재를 설치하는 단계부터 시작한다. 이하의 시공단계는 상기에 기술된 순서와 동일하기 때문에 생략한다.

본 발명은 건축의 바닥난방을 형성하기 위한 방법으로 난방비절감, 충간소음 및 진동 완화, 시공의 용이성, 공기의 단축, 시공비의 절감, 층고의 확보, 건강성, 유지보수의 용이 등의 경제성을 지닌 효과를 갖는다.

1. 난방비 절감 - 종래 바닥의 체적을 70%이상 줄였기 때문에 바닥을 데우는 열량이 그만큼 줄어든다. 이는 물 10ℓ데우는 열량보다 3ℓ를 데우는 열량이 적은 것을 생각할 수 있다. 따라서 바닥이 차지하는 중량을 줄이기 때문에 기존 바닥을 데우는 열량에 비해 상당하게 절감된다. 또한, 황토분말등을 사용하는 경우 축열성이 매우 뛰어나 장시간 축열의 효과를 지닌다. 하부로 방출되는 열은 바닥에서 이격된 만큼 공기층과 단열재(31)에 의하여 단열효과가 매우 높다.

2. 층간소음 및 진동완화 - 이미 알려진 사실이지만 소음이나 진동은 단일 매질의 고체보다는 다른 매질이 여러 층으로 쌓여있으면 훨씬 감소한다. 또한 바닥을 형성하는 하니콤구조는 소음을 감쇄시키는 효과가 있다.

3. 시공의 용이성 및 공기의 단축 - 본 발명은 공장에서 미리 완성된 조립품을 현장에서 조립하기 때문에 시공이 매우 용이하고, 공기가 단축이 된다.

5. 시공비의 절감 - 현 건설교통부에서 고시한 바로 시공하면 시공비가 상승하나, 본 발명을 통하면 기존 시공비수준으로 시공을 하기 때문에 시공비가 매우 절감이 된다.

6. 층고의 확보 - 기존 습식 시공에 비해 50mm이상 감소하기 때문에 층고를 확보하는데 매우 용이하다.

7. 건강성 - 기존 습식시공은 시멘트를 사용하기 때문에 유해물질이 매우 많이 나와서 유해하였으나, 몸에 좋은 원적외선을 사용하기 때문에 건강에 매우 유익하다.
8. 편평한 바닥면 형성 - 일반적으로 습식시공은 바닥이 울퉁불퉁하나,
본 발명을 이용하면 바닥이 단단하면서도 울퉁불퉁하지 않는 편평한 바닥면을 형성한다.
9. 일반 히팅 판넬에 비해서 형상을 자유롭게 배치한다. - 전기 패널등 기존의 히팅 패널이 규격사이즈 외 제작시 애로점이 많으나, 본 발명은 자유로운 공간의 배치를 가진다.

이와 같이 본 발명은 건축의 바닥난방을 하는 공법에서 탁월한 효과를 지닌다.

Claims (3)

1. 바닥난방을 하는 시공방법에서,

   편평한 면을 지닌 슬라브(100)위에 단열시트(31)를 부착하는 단계와,

   상기 단열시트(31) 위에 다수개의 방열부재(10)를 일정간격으로 위치시키는 단계와,

   방열부재(10)와 방열부재(10) 사이의 빈 공간을 허니콤부재(40)으로 채워놓는 단계와,

   상기 방열부재(10)와 방열부재(10)에서 돌출된 온수관(12)을 외부온수관(15)과 L보(16)등을 이용하여 연속적으로 연결하는 단계와,

   상기 외부온수관(15)을 보일러온수관(90)에 연결시키는 단계와,

   상기 방열부재(10), 외부온수관(15), 허니콤부재(40) 로 채워진 수평이 형성된 바닥면과 벽체와의 빈 공간을 하니콤부재(40)와 상부지지판(60)으로 퍼즐조각처럼 빈틈없이 바닥면을 편평하게 형성하는 단계와,

   상기 편평한 면 위에 열확산판(50)을 거치하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 원적외선방사 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법.
2. 청구항 1 항에서

   편평하지 않은 바닥면을 수평으로 맞추기 위하여,

   상기 슬라브(100)위에 타카핀으로 같은 고정수단으로 바닥이격거치대(20)를 수평으로 설치하는 단계와,

   상기 바닥이격거치대(20)위에 바닥지지판(30)를 편평하게 형성하는 단계를 거치는 것을 특징으로 한 원적외선방사 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법.
3. 청구항 1항 또는 제 2항에서

   방열부재는 열전도가 좋은 압출관(14)과 압출관(14)의 통공을 관통하는 온수관(12)의 사이를 원적외선방사체(11)로 가득 채운 후, 압출관(14)의 양쪽 끝에 온수관(12)이 외부로 돌출되고 원적외선방사체(11)가 새지 않는 구조의 캡(13)을 밀봉한 것을 특징으로 한 원적외선방사 방열부재를 이용한 난방장치.

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