KR100996657B1 - 복층유리 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창호의 틀을 형성하는 수평프레임 및 수직프레임; 상기 수평프레임 및 수직프레임의 외벽면에 돌출되며, 스페이서가 개재된 상태로 설치되는 한 쌍의 유리를 지지하는 지지바; 상기 한 쌍의 유리와 소정 간격을 두고 수평프레임 및 수직프레임의 길이 방향을 따라서 돌출 구비되는 고정턱를 포함하는 복층유리 구조체에 관한 것이다.

본 발명은 기존 복층유리(유리+공기단열층+유리) 건물 외피에 유리와 충분한 두께의 광폭 공기 단열층을 추가로 확보한 창호(유리+공기단열층+유리+광폭 공기단열층+유리) 를 구현함으로써, 기존 창호의 단열 성능을 획기적으로 향상시켜 건축물의 겨울철 난방에너지와 여름철 냉방에너지의 소비를 줄여줌으로 인해 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

복층유리, 단열, 방음

Description

복층유리 구조체{multi-layer glass assembly}

본 발명은 건축물의 복층유리 구조체에 관한 것으로, 에너지 낭비를 최대한으로 막기 위하여 기존 또는 신축되는 건축물의 창호 프레임에 유리와 공기단열층을 추가로 구비시켜 에너지 낭비를 최소화할 수 있도록 한 것이다.

최근 신축하는 아파트, 주상복합, 사무용 빌딩 등 크고, 작은 모든 건축물은 그 외관을 미려하게 함과 동시에 확 트인 전망을 확보하기 위해 건물 외벽 전체를 또는 대부분을 유리로 마감 처리하는 추세에 있다.

이처럼 유리는 건축물에 있어서 건물의 외형을 아름답고 다양하게 해 줄 수 있는 재료이나, 건축물에 있어서 유리는 몇 가지 치명적인 약점을 가지고 있다.

즉, 유리는 단열 성능이 떨어짐으로 인하여 통상의 건축물에 적용된 단열재에 비해 에너지의 낭비를 증가시키게 되고, 나아가서 건축물에서 유리의 비중이 높을수록 태양을 가리기 위한 블라인드, 버티컬, 커튼과 같은 차양장치를 겸비해야 하기 때문에 부대비용이 증가한다는 단점을 갖는 것이다.

특히, 유리는 태양으로부터 뜨거운 직사광선을 그대로 투과시킬 뿐만 아니라 실내의 열을 그대로 밖으로 유출시킴으로써 건물 내에서 에너지 손실의 주요 원인 중 하나로 작용하게 된다.

즉, 겨울철에는 유리로 인한 실내의 열이 밖으로 그대로 유출되기 때문에 난방에너지 소비가 증가하고, 여름철에는 외부의 열이 유리를 통과하여 그대로 실내로 유입되기 때문에 냉방에너지 소비가 증가하는 하나의 원인으로 작용하는 것이다.

이러한 문제를 해소하기 위하여, 최근에는 한 쌍의 페어유리를 창호 프레임에 설치하는 복층유리 시스템이 개시되었다. 그런데, 이와 같이 복층유리 시스템을 구현하기 위해서는 풍압(風壓)이나 진동 등으로부터 페어유리를 견고하게 지지할 수 있는 충분한 물리적 강도를 갖는 창호 프레임이 구비되어야 한다. 따라서, 공지의 알루미늄 창호 프레임은 페어유리에 대한 지지력을 확보하기 위해서 프레임의 폭이 대략 120mm 이상으로 구성되는데, 이와 같이 창호 프레임을 형성할 경우 넓은 프레임 폭을 활용하지 못하고, 결과적으로 건축물의 실내 공간 활용면에서 실용적이지 못한 문제점이 있다.

한편, 국내의 [건축물부위 열관류률 기준]에 따르면 외벽이 유리로 이루어진 건축물의 단열기준은 에너지 낭비를 억제하는데 매우 부족한 문제점을 내포하고 있다. 아래의 [표 1]을 참조하면, 건축물의 창호가 외기에 접하는 경우 열관류율은 거실의 외벽 열관류율 보다 8~10배 정도 높게 규정되어 있어 요즘과 같이 건물의 외벽이 통유리가 대세인 경우에는 열손실이 많이 발생하는 문제점을 가지고 있다.

상기 표에서 보는 바와 같이 중부지역을 기준으로 보면 "외기와 직접 면하는 거실의 외벽"은 열관류율이 0.47이지만, "창문이 외기에 직접 면하는 경우"에는 3.84로서 매우 높게 규정하고 있어, 건물 외벽 대부분이 유리로 이루어진 건축물에는 페어유리만으로 기준치를 만족하도록 허용하는 결과를 초래하여 에너지 낭비가 방치되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 기존에 전혀 활용하지 못하고 있던 소정 폭의 창호 프레임의 여유 폭을 활용하여 추가유리를 설치하여 광폭의 공기 단열층을 더 확보할 수 있도록 함으로써 실내 공간 활용도를 높이는 동시에 복층유리 시스템의 단열 성능을 획기적으로 증대하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 창호의 틀을 형성하는 수평프레임 및 수직프레임; 상기 수평프레임 및 수직프레임의 외벽면에 돌출되며, 스페이서가 개재된 상태로 설치되는 한 쌍의 유리를 지지하는 지지바; 상기 한 쌍의 유리와 소정 간격을 두고 수평프레임 및 수직프레임의 중앙에 적어도 하나 이상의 유리를 추가 설치하여 광폭의 공기 단열층을 구비하기 위한 고정턱을 포함하는 복층유리 구조체가 제공된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 기존의 복층유리(유리+공기단열층+유리) 건물에 마련된 창호 프레임에 유리와 충분한 두께의 광폭 공기단열층을 추가로 설치함(유리+공기단열층+유리+ 광폭 공기단열층+유리)으로써, 실내 공간 활용도를 높일 수 있는 한편 창호의 단열 성능을 높여줌에 따른 겨울철 난방에너지와 여름철 냉방에너지의 소비를 줄여줌으로 인해 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 의한 복층유리 구조체의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 복층유리 구조체의 제1실시예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 복층유리 구조체는 알루미늄, 스테인리스, 스틸 등의 금속재로 이루어진 수평프레임(10)과 수직프레임(20)이 장방형으로 상호 결합되어 건축물의 창호의 틀을 이룬다. 한편, 수평프레임과 수직프레임의 구조는 대동소이하므로 이하에서는 수평프레임(또는 창호 프레임)으로 통칭하여 설명한다.

이때, 수평프레임(10)의 외벽면(10a)에는 페어유리(pair glass)(12)를 설치하기 위한 지지바(11)가 외벽에 수직한 방향으로 돌출 형성된다. 지지바(11)는 유리의 하중 및 건축물의 외부에서 가해지는 외압에 대해 충분한 지지력을 제공할 수 있는 강도의 금속재로 이루어짐이 바람직하다.

페어유리(12)는 평행하게 배치된 한 쌍의 유리 사이에 스페이서(13)가 개재된 유리를 말하는 것으로, 한 쌍의 유리 사이에 개재되는 스페이서(13)는 각 유리 사이의 압력 팽창에 따른 응력을 최소화하기 위해 알루미늄 또는 FRP 소재의 재질 이 채택될 수 있다. 이때, FRP 소재의 스페이서는 기본적으로 우수한 단열성이 있고, 유리 사방 테두리의 열전도를 최소화할 수 있으므로 알루미늄 소재보다 FRP 소재가 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 한 쌍의 페어유리(12)와 소정 간격을 두고 수평프레임(10)의 상면에 별도의 추가유리(15)가 설치되도록 고정턱(30)이 더 구비된다.

고정턱(30)은 프레임을 외벽에 설치할 경우 외벽과 평행한 방향으로 돌출되도록 수평프레임(10)으로부터 수직하게 프레임의 길이방향을 따라서 직선형으로 일체로 사출 형성된다. 따라서, 고정턱(30)은 그 일측에 수직으로 입설되는 추가유리(15)를 지지할 수 있으며, 추가유리의 설치 후에는 유리와 고정턱(30) 사이에 실란트(14)를 충진하여 보다 견고하게 고정함이 바람직하다.

이와 더불어, 고정턱(30)의 일측에는 고정턱과 소정 간격을 두고 평행하게 보조턱(31)이 구비될 수 있으며, 이에 따라 추가유리(15)는 고정턱과 보조턱 사이에서 안정적으로 지지될 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 보조턱의 타측에 또 다른 추가유리(15)를 설치하여 4중 유리층을 형성할 수 있음은 물론이다.

즉, 본 실시예에서는 별도의 추가유리(15)가 1장 설치되도록 고정턱이 1개소 구비되어 있으나, 필요에 따라 고정턱을 더 부가할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 복층유리 구조체는 창호 프레임에 고정턱을 일체로 사출 성형하므로 신축 건축물에 적용될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 복층유리 구조체의 제2실시예를 도시한 것 으로, 본 실시예는 기존 건축물에 적용될 수 있다. 이때, 본 실시예에서 제1실시예와 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 복층유리 구조체는 제1실시예와 마찬가지로 창호의 틀을 이루는 프레임(10)(20)(수평프레임 및 수직프레임 포함)의 외벽면(10a)에 페어유리(12)를 설치하기 위한 지지바(11)가 건물 외벽과 수직한 방향으로 설치된다.

이때, 본 실시예의 고정턱(30')은 제1실시예와는 달리 수평프레임(10)에 길이 방향으로 결합되는 "ㄷ"자 형상의 받침브래킷 형상으로 이루어진다. 즉, 본 실시예에서는 받침브래킷 형상의 고정턱(30')이 창호 프레임에 일체로 형성되는 것이 아니라 기존의 건축물에 적용된 창호 프레임에 추가로 고정턱을 접합하기 위한 것이다. 이와 같이 일체가 아닌 추가로 고정턱을 설치하기 위해서는 충분한 지지력이 확보되어야 하므로 제1실시예와 같이 직선형의 돌출 고정턱 대신 "ㄷ"자 형상의 받침브래킷 형상으로 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 유리를 기준으로 받침브래킷(30)의 대향 측에는 유리를 충분히 지탱해 줄 수 있도록 보조턱(31')이 더 설치됨이 바람직하다. 이때, 보조턱(31')은 대략 "ㄱ"자 형상으로 이루어지며, 보다 견고하게 받침브래킷 형상의 고정턱(30')에 결합하기 위해서 넓은 바닥면과 보강편(32)이 구비됨이 바람직하다.

이와 같이 복층유리를 건축물에 설치하게 되면, 페어유리(15) 사이의 제1공기단열층(S1)과 페어유리와 추가유리(15) 사이의 광폭의 제2공기단열층(S2)이 구비됨으로써 보다 확실한 단열 효과를 제공할 수 있게 되고, 이에 따라 에너지 낭비를 최소화할 수 있게 된다.

한편, 상기 광폭의 제2공기단열층(S2)은 그 폭을 30mm 이상으로 하는 것이 바람직하다. [표 1]에서 보는 중부지역 기준 "거실의 외벽의 열관류율 기준치"는 콘크리트 벽체에 두께 80mm의 스티로폼을 구비하여야 만족할 수 있는 수준인 바, 본 발명의 제2공기단열층(S2)을 30mm로 하면 위와 같은 "거실의 외벽의 열관류율 기준치"를 만족할 수 있어 유리건물이라도 적절한 수준의 단열효과를 기대할 수 있다.

이와 같이 페어유리 사이에 제1공기단열층(S1)이 형성되고, 페어유리와 추가유리(15) 사이에 광폭의 제2공기단열층(S2)이 형성된 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 의한 복층유리 구조체에 따르면, 아래의 [표 2]에 기재된 바와 같이 기존의 페어유리 사이에 제1공기단열층만 형성된 복층유리 구조체에 비해서 4.12배의 열관류율을 향상시킬 수 있으므로, 단열재가 구비된 일반적인 콘크리트벽을 갖는 건축물과 대등하게 겨울철의 난방 에너지 및 여름철의 냉방 에너지를 절감할 수 있다.

한편, 이미 밝혀둔 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 설명은 편의상 3중 유리(페어유리, 추가 유리로 구성됨)를 포함하는 복층유리 구조체에 한정하여 기술하였으나 본 발명의 기술적 사상은 반드시 3중 유리에 한정되는 것은 아니라 그 이상의 복층유리 조합체에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 건축물의 에너지 낭비를 방지하기 위한 수단으로 복층유리 구조체에 추가유리를 설치하였으나, 추가유리 대신 폴리카보네이트 등으로 이루어진 채광판이 사용될 수도 있으며, 특히 채광판에 색채를 부가하거나 컬러필름을 부착한다면 별도의 차양장치가 필요하지 않을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 복층유리 구조체를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 복층유리 구조체를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 복층유리 구조체를 조립하는 사시도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 복층유리 구조체를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 복층유리 구조체를 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 복층유리 구조체를 조립하는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,20 : 프레임 11 : 지지바

12 : 페어유리 13 : 스페이서

14 : 실란트 15 ; 추가유리

16 ; 완충부재 30,30' : 고정턱

31,31` ; 보조턱 32 ; 보강편

Claims (6)

1. 창호의 틀을 형성하는 수평프레임 및 수직프레임;

   상기 수평프레임 및 수직프레임의 외벽면에 수직한 방향으로 돌출되며, 스페이서가 개재된 상태의 페어유리를 지지하는 지지바;

   상기 페어유리와 소정 간격을 두고 적어도 하나 이상의 추가유리가 설치되도록 수평프레임 및 수직프레임의 길이방향으로 외벽과 평행하게 돌출되는 "ㄷ"자 단면의 받침브래킷 형상의 고정턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 복층유리 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 고정턱은 수평프레임 및 수직프레임에 길이 방향으로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 복층유리 구조체.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 고정턱의 일측에는 설치된 추가유리를 보조 지지할 수 있도록 고정턱과 평행하게 보조턱이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 복층유리 구조체.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 고정턱의 일측에는 추가유리를 보조 지지하기 위한 보조턱이 결합되며, 상기 보조턱에는 사선으로 보강편이 구비되는 것을 특징으로 하는 복층유리 구조체.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 페어유리와 고정부재 사이의 간격은 30mm 이상인 것을 특징으로 하는 복층유리 구조체.

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