KR101950389B1 - 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법 - Google Patents

열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법 Download PDF

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박용수
권형섭
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Abstract

본 발명은 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임(CF) 및 그 시공방법(M)에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 메인 프레임의 전면부에 연결부재가 체결되고, 상기 연결부재의 전방에 커버 프레임이 체결되어 복층 유리를 지지하는 커튼 월 프레임에 이어서, 상기 메인 프레임의 전면부에는 연결부재가 끼움 결합되되, 상기 연결부재의 후방에는 일부분만이 결합되도록 이격 공간부가 형성된다.
이로써, 이격 공간부가 형성되어 열전도를 근원적으로 차단함으로써 단열성능을 극대화할 수 있다.

Description

열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법{Energy-Saving Curtain Wall Frame by Heat Conduction Preventing and its Construction Method}
본 발명은 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 프레임의 전면부에 연결부재가 체결되고, 상기 연결부재의 전방에 커버 프레임이 체결되어 복층 유리를 지지하는 것으로, 상기 메인 프레임의 전면부에 결합되는 상기 연결부재의 후방에는 일부분만이 결합되도록 이격 공간부가 형성되는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법에 관한 것이다.
최근 고층 건물의 경우에는 입면의 미관을 위하여 대부분 커튼 월 구조를 설치하고 있다. 상기 커튼 월 구조는 건축물의 입면에 비내력 구조물로서 벽체를 부착하여 시공하는 방식으로, 통상적으로 슬라브의 단부에 브라켓을 설치한 후, 브라켓에 수직재로서의 멀리언과 수평재로서 트랜섬을 결합하여 프레임을 형성하고, 상기 프레임에 마감재로서 제작된 패널을 결합함으로써 커튼 월 구조를 완성하게 된다.
일반적으로 건축물의 벽체에는 조망, 일조 및 환기 등의 목적으로 창호가 설치되나, 최근에 활발히 시공되고 있는 상기 커튼 월 구조는 많은 경우 마감재 패널로서 창호의 기능도 함께 할 수 있도록 유리 패널을 부착하고 있다. 이로써, 현대적인 느낌을 부여하고, 자연 채광을 이용하여 에너지의 효율적 활용을 꾀하고 있다.
따라서, 최근에는 커튼 월 구조라 하면 대부분이 유리 패널을 부착한 건축물의 입면 구조를 의미하는 것으로 이해되기도 한다. 이때, 상기 유리 패널은 이중 유리 내지는 삼중 유리와 같은 복층 유리(Pair Glass)를 사용하여 단열 성능을 확보하는 것이 일반적이다.
이러한 유리 패널을 이용한 커튼 월 구조는 일반적으로 구조부재로 기능하는 메인 프레임에 외측으로 노출되게 연결부재를 구비하고, 상기 연결부재에 커버 프레임을 결합하되, 상기 연결부재 사이에 복층 유리를 구비하고, 실리콘 등의 실런트로 상호 부착하거나 별도의 지지 수단 또는 체결 수단을 사용함으로써 고정하게 된다. 이때 상기 커버 프레임이 체결수단에 의하여 복층 유리의 모서리를 가압함에 따라 추가적인 고정력이 확보되도록 시공하는 방법도 제안되고 있다.
한편, 커튼 월 구조의 프레임은 기본적으로 구조체의 기능을 수행함으로 경량화가 가능하면서도 부식에 강하고, 충분한 강도가 확보될 수 있는 알루미늄을 사용하는 것이 일반적이다. 하지만, 알루미늄의 높은 열전도율로 인하여 실내의 온기가 빠져나가거나 실외의 냉기가 쉽게 유입되는 열교현상이 발생되는 문제점이 있었다.
이에 상기 프레임의 메인 프레임과 커버 프레임 사이에 구비되는 연결부재는 폴리아미드나 아존과 같은 합성수지재 단열재로 제작하여 단열 성능을 확보하였으나, 폴리아미드나 아존과 같은 합성수지재는 자중이나 풍하중 등의 하중을 지지하도록 충분한 강도를 발휘하지 못하였고, 이로 인하여 빈 공간부에 별도의 체결수단을 구비하거나 추가적으로 알루미늄 부재를 구비하였으나, 이는 다시금 단열 성능을 저하시키는 서로 상반되는 문제점을 야기하는 한계가 있었다.
이와 같이 커튼 월 구조의 프레임에 연결부재를 구비하되, 상기 연결부재를 바탕으로 단열성능과 지지력을 동시에 확보하기 위하여 제안된 다수의 선행기술문헌들이 존재한다.
그 중 하나로서, 대한민국 등록특허 제10-1680722호(2016. 11. 23. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)의 '단열 창호프레임'이 제안된바 있다. 상기 선행기술문헌 1은 도 1a에 도시된 바와 같이 메인 프레임과 커버 프레임 사이에 복층 유리를 구비하여 이를 연결부재로 지지하되, 상기 연결부재가 에어로겔을 포함한 단열재를 포함하도록 함으로써 단열 성능을 보강하고자 하였다.
그러나, 상기 선행기술문헌 1은 단열재를 바탕으로, 에어로겔을 포함한 단열성분을 이용하여 단열 성능을 확보하는 것에 성공하였으나, 메인 프레임에 구비된 연결부재가 하중을 수용하는데 구조적 어려움이 있어 메인 프레임과 커버 프레임을 상호 결합하는 체결수단을 추가적으로 구비하여야 하는 한계가 있었으며, 통상적으로 체결수단은 금속재로 제작됨에 따라 열교현상의 원인이 되어 단열성능의 저하를 유발하였다.
그 외에도 대한민국 등록특허 제10-1471578호(2014. 12. 04. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)의 '단열성 벽체프레임'이 제안된바 있다. 상기 선행기술문헌 2는 도 1b에 도시된 바와 같이 메인 프레임과 커버 프레임 사이에 복층 유리를 구비하여 이를 연결부재로 지지하되, 상기 연결부재가 제1, 2 단열재를 포함하되, 상기 제1, 2 단열재가 맞닿도록 결합되어 복수의 공간부가 형성되도록 제작함으로써 단열 성능을 보강하고자 하였다.
그러나, 상기 선행기술문헌 2는 추가적으로 커버 단열재를 형성하여 복층 유리를 통하여 전달되는 하중으로부터 충분한 지지력이 확보되도록 제안하였으나, 외기의 온도가 외측의 커버 프레임에서 연결부재로 열전도되는 과정에서 연결부재로 사용되는 폴리아미드나 아존 등의 소재가 알루미늄에 비해서는 비교적 전도율이 낮은 이점은 있었으나, 여전히 어느 정도의 열전도율을 지님에 따라 여전히 메인 프레임을 거쳐 실내로 열전도가 이루어질 수밖에 없는 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연결부재를 제작함에 있어서 최소한의 지지력을 확보하면서도 열전도를 근원적으로 차단함으로써 단열성능을 극대화할 수 있으며, 연결부재가 복수의 공기층을 형성하여 일부 발생되는 열전도를 최소하고, 그럼에도 불구하고 하중에 안정적인 지지력이 확보될 수 있도록 하며, 연결부재를 프레임에 연결함에 있어서도 시공성이 확보될 수 있는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임(CF)은, 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)가 체결되고, 상기 연결부재(200)의 전방에 커버 프레임(300)이 체결되어 복층 유리(PG)를 지지하는 커튼 월 프레임(CF)에 있어서, 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 연결부재(200)가 끼움 결합되되, 상기 연결부재(200)는 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 중공부(211)가 형성된 복수의 단열블럭(210)이 길이방향으로 일정 간격마다 체결되어 이격 공간부(S)가 형성되고, 상기 단열블럭(210) 전방에 중공부(221)가 형성된 보강부재(220)가 길이방향으로 체결되며, 상기 보강부재(220)의 전방에 중공부(231)가 형성된 외측 단열부재(230)가 체결되고, 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 상기 커버 프레임(300)이 체결되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 메인프레임(100)의 길이(L)에 대한 복수의 연결블럭(210)의 길이의 합(l)의 비(l/L)는 적어도 0.15 이상일 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 전방으로 돌출된 한 쌍의 가이드편(121)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(122)이 형성된 수용부(120)가 구비되고, 상기 단열블럭(210) 후방에는 돌출된 한 쌍의 삽입편(212a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(212b)이 형성된 삽입부(212)가 구비되어 상기 수용부(120)에 단열블럭(210)의 삽입부(212)가 끼움 결합될 수 있다.
또한, 상기 보강부재(220)는 중공부(221)를 중심으로 전,후방에 각각 폭방향으로 확장된 한 쌍의 전방 확장편(222)과 후방 확장편(223)이 형성되고, 상기 전방 확장편(222)의 양 단부에는 각각 전방을 향하여 중공 형성편(224)이 형성되고, 상기 후방 확장편(223)의 양 단부에는 각각 후방을 향하여 중공 형성편(225)이 형성되어 상기 단열블럭(210) 및 외측 단열부재(230)와 체결시 중공부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 외측 단열부재(230) 후방에는 내측으로 폭이 축소된 한 쌍의 단턱면(232a)이 형성되고, 상기 단턱면(232a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(232b)이 형성된 삽입부(232)가 구비되며, 상기 보강부재(220)의 전방에는 폭이 확장된 한 쌍의 단턱면(226a)이 형성되고, 상기 단턱면(226a)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(226b)이 형성된 수용부(226)가 구비되어 상기 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 삽입부(232)가 끼움 결합될 수 있다.
그리고 상기 외측 단열부재(230) 전방에는 폭방향으로 한 쌍의 복사열 차단판(233)이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 시공방법(M)은, 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 길이방향으로 복수의 단열블럭(210)을 일정 간격마다 체결하여 이격 공간부(S)를 형성하는 이격 공간부 형성단계(S11); 보강부재(220)의 후방에 상기 단열블럭(210)의 전방이 삽입되도록 구비하는 보강부재 구비단계(S12); 및 제1 체결수단(F1)이 보강부재(220)와 단열블럭(210) 및 메인 프레임(100)의 전면부(110)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 보강부재 체결단계(S13);를 포함하여 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 이격 공간부(S)가 형성되도록 상기 연결부재(200)의 후방 일부분만을 체결하는 후방 프레임 형성단계(S10); 상기 폭방향 또는 길이방향으로 인접된 연결부재(200) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하는 복층 유리 구비단계(S20); 및 상기 보강부재(220)의 전방에 폭이 확장되도록 형성된 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 후방이 삽입되도록 구비하는 외측 단열부재 구비단계(S31); 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 폭방향으로 형성된 한 쌍의 복사열 차단판(233)에 커버 프레임(300)이 맞닿도록 구비하는 커버 프레임 구비단계(S32); 및 제2 체결수단(F2)이 커버 프레임(300)과 외측 단열부재(230) 및 보강부재(220)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 커버 프레임 체결단계(S33);를 포함하여 상기 연결부재(200)의 전방에 상기 커버 프레임(300)을 체결하는 전방 프레임 형성단계(S30);를 포함한다.
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그리고 상기 커버 프레임(300)의 전방에 캡 부재(400)를 끼움 결합하는 캡 부재 결합단계(S40);를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임(CF)에 의하면, 메인 프레임에 연결부재를 결합함에 있어서 상기 연결부재의 후방에는 일부분만이 결합되도록 이격 공간부가 형성되어 열전도를 근원적으로 차단함으로써 단열성능을 극대화할 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 단열블럭, 보강부재 및 외측 단열부재가 순차적으로 체결되면서도 각각 중공부가 형성되어 단열블럭에 의하여 일부 발생되는 열전도에도 마저도 최소화할 수 있다.
이로써 단열재의 사용량을 절감할 수 있어 제조 단가가 절감되는 추가적인 이점이 있다.
특히, 상기 보강부재는 전,후방에 중공 형성편이 형성되어 추가적인 중공부를 형성할 수 있으며, 캡 부재 및 메인 프레임의 수용부까지 포함하면 7중의 중공부를 형성할 수 있다.
상기 보강부재는 열전도를 최소화하면서도 금속재로 제작되어 복층 유리에 가해지는 횡하중에 충분한 지지력이 확보될 수 있으며, 전방 확장편과 후방 확장편에 의하여 단면 모멘트가 증가되어 구조적 보강이 가능하다.
또한, 실험에 의하여 입증된 바에 따라 상기 메인프레임의 길이에 대한 복수의 연결블럭의 길이의 합의 비는 적어도 0.15 이상이 되도록 형성하여 최소한의 지지력은 확보되도록 한다.
나아가, 연결부재는 단열블럭, 보강부재 및 외측 단열부재가 끼움 결합만으로도 가결합이 가능하여 시공성이 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 외측 단열부재 전방에는 폭방향으로 한 쌍의 복사열 차단판이 형성됨에 따라 연결부재의 온도를 상승시켜 전도열을 유발할 수 있는 복사열을 미연에 차단할 수 있다.
그리고 시공간에 후방 프레임을 먼저 시공하고, 복층 유리를 구비한 후 전방 프레임을 시공함에 따라 시공성이 향상될 수 있으며, 특히 전방 프레임을 형성하는 과정에서 체결되는 제1 체결부재와 후방 프레임을 형성하는 과정에서 체결되는 제2 체결부재를 분리하여, 관통하는 체결수단에 의하여 유도될 수 있는 열전도를 차단할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 커튼 월 구조체를 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 월 프레임을 도시한 사시도 및 복층 유리를 분리한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 월 프레임의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 월 프레임의 (a) 입면도와 (b) 열 전달 개념도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 월 프레임의 단면도와 그에 대한 확대도.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 커튼 월 프레임의 시공방법을 시계열적으로 도시한 블록도.
도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 커튼 월 프레임의 시공방법을 순차적으로 도시한 상세도.
이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 커튼 월 프레임(CF)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 도메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)가 체결되고, 상기 연결부재(200)의 전방에 커버 프레임(300)이 체결되어 복층 유리(PG)를 지지하도록 형성된 구조체에 관한 것으로, 상기 커튼 월 프레임(CF)은 수직재로서 멀리언과 수평재로서 트랜섬 모두 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 규정하는 '길이방향'은 수직재 또는 수평재로 형성되는지에 따라서 절대적인 방향이 달라질 수 있으나, 메인 프레임(100)을 형성하는 부재의 길이방향을 의미하는 것으로 정의하며, '폭방향'은 상기 길이방향과의 관계에서 수직된 방향으로 정의한다.
또한, '전방', '전면'은 커튼 월 프레임(CF)에 있어서 상대적으로 커버 프레임(300)이 구비된 방향으로 정의하며, '후방', '후면'은 상대적으로 메인 프레임(100)이 구비된 방향으로 정의한다.
한편, 상기 메인 프레임(100)은 구조 부재로 작용하는바 알루미늄과 같은 경량의 금속재로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 연결부재(200)는 복층 유리(PG)를 지지하는 구조 부재로 기능함과 동시에 외기로부터 단열성능을 확보하여야 하므로 아존, 폴리아미드 또는 유리강화섬유 등의 단열 소재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 커버 프레임(300)은 알루미늄으로 제작될 수 있으나, 기타 단열 소재로 제작될 수도 있다. 상기 커버 프레임(300)의 전방에는 추가적으로 캡 부재(400)가 결합될 수 있다.
본 발명의 커튼 월 프레임(CF)은 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)가 끼움 결합된다. 이때, 상기 연결부재(200)의 후방에는 이격 공간부(S)가 형성되도록 일부분만이 상기 전면부(110)에 결합될 수 있다. 상기 이격 공간부(S)는 전방에 위치하는 커버 프레임(300)으로부터 전달된 외기의 온도가 이격 공간부(S)에 의하여 메인 프레임(100)으로 전달되지 않도록 하여 열전도를 근원적으로 차단할 수 있다.
이로써, 단열부재를 연속적으로 구비하여 복수의 중공부를 형성함으로써 열전도율을 감소시키고자 한 종래기술과는 달리 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 이격 공간부(S)를 형성함에 따라 공기층을 마련할 수 있어, (b)와 같이 연전도율이 낮은 공기층을 바탕으로 단열성능을 획기적으로 개선할 수 있다.
소재별 열전도율
소재 Azon Polyamid FRP Air Aluminum
연전도율 (W/mK) 0.12 0.30 0.22 0.025 199.5
일 실시예로, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 연결부재(200)는 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 중공부(211)가 형성된 복수의 단열블럭(210)이 길이방향으로 일정 간격마다 체결되어 이격 공간부(S)가 형성될 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 길이방향으로 결합된 복수의 단열블럭(210) 전방에 중공부(221)가 형성된 금속재의 보강부재(220)가 길이방향으로 체결되고, 상기 보강부재(220)의 전방에 중공부(231)가 형성된 외측 단열부재(230)가 체결될 수 있다.
상기 보강부재(220)는 금속재로 제작됨에 따라 풍하중이나 자중과 같은 하중으로부터 복층 유리(PG)를 구조적으로 안정되게 지지할 수 있으며, 다만 보강부재(220)의 경량화를 위하여 알루미늄 소재로 제작하는 것이 바람직하다.
도 5a에 도시된 바와 같이 상기 연결부재(200)를 형성하는 단열블럭(210), 보강부재(220) 및 외측 단열부재(230)는 각각 중공부(211)(221)(231)가 구비되도록 횡단면이 폐단면의 형상을 지니도록 형성될 수 있다. 상기 연결부재(200)의 중공부(211)(221)(231)가 연속적인 적층형 중공부를 형성함에 따라 이격 공간부(S)가 아닌 단열블럭(210)과 메인 프레임(100)이 맞닿는 부분으로 일부 열전도가 이루어지더라도 그 정도를 최소할 수 있어 보다 효과적인 단열성능의 확보가 가능해지는 이점이 발휘된다.
한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 전방으로 돌출된 한 쌍의 가이드편(121)의 내측 또는 외측에 상호 대향되도록 끼움턱(122)이 형성된 수용부(120)가 구비되고, 상기 수용부(120)에 대응되도록 상기 단열블럭(210) 후방에는 돌출된 한 쌍의 삽입편(212a)의 외측 또는 내측에 상호 대향되도록 끼움홈(212b)이 형성된 삽입부(212)가 구비될 수 있다.
상기한 구성을 바탕으로, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 수용부(120)에 단열블럭(210)의 삽입부(212)가 끼움 결합될 수 있는 것으로, 상기 메인 프레임(100)의 수용부(120)에 형성된 가이드편(121)가 삽입부(212)의 삽입편(212a)이 맞닿도록 구비되고, 상기 끼움홈(212b)에 끼움턱(122)이 끼움 결합되어 상호 견고한 끼움 결합구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 끼움턱과 끼움홈은 가이드편(121)과 삽입편(212a)이 상호 위치를 달리하여 반전된 형태로 형성될 수도 있다.
이로써, 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 형성된 수용부(120)에 상기 단열블럭(210)을 간단히 끼움 결합할 수 있어 시공상의 효율성을 기재할 수 있으며, 상기 가이드편(121)과 삽입편(212a)에 의하여 추가적인 중공부를 형성하여 보다 개선된 단열성능을 기대할 수 있다.
도 7c에 도시된 바와 같이 상기 단열블럭(210)을 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 끼움 결합한 이후에는 후술할 부강부재(220)에서부터 상기 단열블럭(210) 및 메인 프레임(100)의 전면부(110)를 순차적으로 관통하도록 제1 체결수단(F1)을 체결함으로써 견고한 체결력을 확보할 수 있다.
한편, 상기 보강부재(220)는 중공부(221)를 중심으로 전,후방에 각각 폭방향으로 확장된 한 쌍의 전방 확장편(222)과 후방 확장편(223)이 형성될 수 있다. 상기 전,후방 확장편(222)(223)은 전후방으로 각각 단면적을 폭방향으로 확장시킴에 따라 단면 모멘트가 증가되며, 이로써 복층 유리(PG)를 통해 연결부재(200)에 전달되는 횡하중에 충분한 지지력이 확보될 수 있다.
또한, 도 7b 및 도 7e에 도시된 바와 같이 상기 전방 확장편(222)의 양 단부에는 각각 전방을 향하여 중공 형성편(224)이 형성되고, 상기 후방 확장편(223)의 양 단부에는 각각 후방을 향하여 중공 형성편(225)이 형성되어 상기 단열블럭(210) 및 외측 단열부재(230)와 체결시 중공부가 마련될 수 있다.
상기 중공 형성편(224)(225)는 상기 전,후방 확장편(222)(223)과 유기적으로 결합하여 단면력을 더욱 증대시킬 수 있어 보다 효과적인 구조 보강이 가능하며, 상기 중공 형성편(224)(225)에 의하여 마련되는 한 쌍의 중공부에 의하여 연결부재(200)에만 총 5개의 중공부가 형성될 수 있으며, 전술한 상기 가이드편(121)과 삽입편(212a)에 의하여 형성되는 중공부 및 커버 프레임(300)과 캡 부재(400)에 의하여 형성되는 중공부를 포함하여 최종적으로 7중의 중공부를 형성할 수 있어 보다 개선된 단열성능을 기대할 수 있다.
또한, 도 7d에 도시된 바와 같이 한 쌍의 중공 형성편(224)(225)은 각각 폐단면 형상의 중공부(221)측으로 연장되어 가스켓 수용홈(228)을 형성하여 상기 메인 프레임(100)과 커버 프레임(300) 그리고 연결부재(200)와 복층 유리(PG) 사이에 구비되는 공기가 복사나 전도로 데워지더라도 대류에 의한 열전달이 차단되도록 가스켓을 구비할 수 있다.
나아가, 상기 보강부재(220)는 전,후방에 각각 폭이 확장되도록 각각 수용부(226)(227)가 형성될 수 있다. 상기 수용부(226)(227)는 상기 중공 형성편(224)(225)이 폭방향으로 더욱 확장되어 단턱된 형상을 지니도록 형성될 수 있으며, 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 수용부(226)(227)에는 각각 단열블럭(210)의 전방부와 외측 단열부재(230)의 후방부가 삽입 안착될 수 있어 시공간에 작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 체결이 완료된 이후에도 보다 견고한 결합 구조를 형성할 수 있다.
한편, 상기 외측 단열부재(230) 후방에는 내측으로 폭이 축소된 한 쌍의 단턱면(232a)이 형성되고, 상기 단턱면(232a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(232b)이 형성된 삽입부(232)가 구비되며, 상기 보강부재(220)의 전방에 형성된 수용부(260)에는 폭이 확장된 한 쌍의 단턱면(226a)이 형성되고, 상기 단턱면(226a)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(226b)이 형성될 수 있다.
상기한 구성을 바탕으로, 상기 보강부재(220)의 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 삽입부(232)가 삽입되도록 구비될 수 있으며, 도 7e에 도시된 바와 같이 상기 수용부(226)에 형성된 한 쌍의 단턱면(226a)에 상기 삽입부(232)의 단턱면(232a)이 맞닿도록 구비되고, 상기 끼움턱(226b)이 끼움홈(232b)에 끼움 결합되어 상호 견고한 끼움 결합구조를 형성할 수 있다. 이때, 상기 끼움턱과 끼움홈은 단턱면(226a)(232a)이 상호 위치를 달리하여 반전된 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 외측 단열부재(230) 전방에는 폭방향으로 한 쌍의 복사열 차단판(233)이 형성될 수 있다. 상기 복사열 차단판(233)은 외기나 태양광에 의하여 연결부재(200)에 따라 유발될 수 있는 열전도나 내측에 구비되는 공기의 대류를 미연에 차단하여 보다 효율적인 단열 성능의 확보가 가능해진다.
또한, 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 상기 커버 프레임(300)이 제2 체결수단(F2)에 의하여 체결될 수 있다. 상기 제2 체결수단(F2)은 상기 커버 프레임(200)을 관통하여 상기 외측 단열부재(230) 및 보강부재(220)를 순차적으로 관통함으로써 체결될 수 있다.
도 7g에 도시된 바와 같이 상기 연결부재(200)는 보강부재(220)를 중심으로 제1 체결수단(F1)에 의존하여 단열블럭(210)이 체결되고, 상기 제2 체결수단(F2)에 의존하여 커버 프레임(300)과 외측 단열부재(230)가 체결되므로 분리된 체결수단(F1)(F2)에 의하여 열전도가 이루어지는 것을 차단하여, 견고한 결합구조를 형성하면서도 단열성능을 저하를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 커튼 월 프레임(CF)을 바탕으로, 상기 메인프레임(100)의 길이(L)에 대한 복수의 연결블럭(210)의 길이의 합(l)의 비를 바탕으로, 열전도율과 체결력에 대한 실험을 수행하였다.
메인프레임(100)에 결합되는 연결블럭(210)의 길이의 비에 따른 열전도율(외기의 온도가 실내보다 낮은 경우)
l/L Color Infrared

1
Figure 112018085405768-pat00001

0.8
Figure 112018085405768-pat00002

0.5
Figure 112018085405768-pat00003

0.3
Figure 112018085405768-pat00004

0.15
Figure 112018085405768-pat00005
상기 표 2에서 확인되듯 메인프레임(100)에 결합되는 연결블럭(210)의 길이의 비(l/L)가 작아질 수록 열전도율도 비례하여 순차적으로 낮아짐을 확인할 수 있다.
다만, 연결블럭(210)의 길이의 비율이 현저하게 낮은 경우에는 결합력의 저하가 유발될 수 있으므로, 상기 복층 유리(PG)를 지지함에 있어서 최소한으로 요구되는 연결블럭(210)의 길이를 도출하고자 하였다. 이를 위하여, 별도의 체결수단을 체결함이 없이 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 전방으로 돌출된 한 쌍의 가이드편(121)에 각각 끼움턱(122)이 형성된 수용부(120)와, 상기 단열블럭(210) 후방에는 돌출된 한 쌍의 삽입편(212a)에 각각 끼움홈이 형성된 삽입부(212)가 상호 끼움 결합되도록 하여, 상기 복층 유리(PG)의 자중하중과 폭방향으로 지지해야할 기준 풍하중을 상기 연결블럭(210)에 가함으로써 체결상태의 변화를 살펴보았다.
수평방향으로 구비된 메인프레임(100)과 연결블럭(210)의 길이 비율(l/L)에 따른 연직하중(복층 유리 자중) + 횡하중 재하 후 체결상태
l/L 정압에 의한 최대 변위량(mm) 부압에 의한 최대 변위량(mm)
0.2 -24.23 26.97
0.175 -25.76 28.01
0.15 -27.19 29.61
0.125 -28.34 끼움턱의 일부 이탈
0.10 완전 이탈 완전 이탈
한편, 상기 실험은 가로, 세로의 길이가 2,000mm이고, 폭이 180mm인 복층 유리(PG)를 본 발명의 커튼 월 프레임(CF)이 180mm의 길이와 60mm의 길이의 단면을 지니도록 제작하여 상기 복층 유리(PG)를 에워싸도록 제작하였으며, 메인프레임(100)과 연결블럭(210)의 길이 비율(l/L)을 달리하되, 풍압은 최대기준인 3600Pa에 관하여 정압과 부압에 대한 측정치만을 정리하였다.
또한, 상기 실험에 있어서 메인프레임(100)과 보강부재(220)는 알루미늄으로, 단열블럭(210)과 외측 단열부재(230)는 폴리아미드로 제작하여 도 5b의 단면형상을 지니도록 제작하여 실험을 수행하였다.
상기한 실험의 결과를 정리한 표 3을 바탕으로, 메인 프레임(100)의 길이(L)에 대한 연결블럭(210) 길이의 합(l)의 비(l/L)적어도 0.15 이상이 되도록 형성하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다.
또한, 상기 커버 프레임(300)의 전방에는 추가적으로 캡 부재(400)가 결합될 수 있으며, 상기 커버 프레임(300)의 커버 플랜지(310) 양 단에 수직되게 형성된 걸림편(320)의 걸림홈(321)에 상기 캡 부재(400)의 양측 내측면에 형성된 걸림턱(410)이 걸리도록 끼움 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 커튼 월 프레임의 시공방법(M)은, 도 6에 도시된 바와 같이 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)를 체결하고, 상기 연결부재(200) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하며, 상기 복층 유리(PG)의 전방에 커버 프레임(300)을 체결하는 것으로, 후방 프레임 형성단계(S10), 복층 유리 구비단계(S20) 및 전방 프레임 형성단계(S30)을 포함하여 진행된다.
상기 후방 프레임 형성단계(S10)는 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 이격 공간부(S)가 형성되도록 상기 연결부재(200)의 후방 일부분만을 체결하는 단계로서, 이격 공간부 형성단계(S11), 보강부재 구비단계(S12) 및 보강부재 체결단계(S13)를 포함할 수 있다.
상기 이격 공간부 형성단계(S11)는 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 길이방향으로 복수의 단열블럭(210)을 일정 간격마다 체결하여 상기 단열블럭(210) 사이에 이격 공간부(S)를 형성하는 단계이다.
이때, 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 전방으로 돌출된 한 쌍의 가이드편(121)의 내측 또는 외측에 상호 대향되도록 끼움턱(122)이 형성된 수용부(120)가 구비되고, 상기 수용부(120)에 대응되도록 상기 단열블럭(210) 후방에는 돌출된 한 쌍의 삽입편(212a)의 외측 또는 내측에 상호 대향되도록 끼움홈(212b)이 형성된 삽입부(212)가 구비되어 상기 수용부(120)에 끼움부(212)에 끼움 결합될 수 있다. 이로써, 시공과정에서 간단하게 부재간의 가결합이 가능하므로 시공성이 확보될 수 있다.
이후에 진행되는, 보강부재 구비단계(S12)는 도 7b에 도시된 바와 같이 보강부재(220)의 후방에 폭이 확장되도록 형성된 수용부(227)에 상기 단열블럭(210)의 전방이 삽입되도록 구비하는 단계이다. 다만, 공장에서의 제작단계부터 상기 단열블럭(210)과 보강부재(220)가 기결합된 상태로 현장에 제공될 수 있으며, 이 경우에는 상기 이격 공간부 형성단계(S11) 이전에 상기 보강부재 구비단계(S12)가 먼저 진행되어 단열블럭(210)의 전방에 보강부재(220)가 결합된 상태에서 상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 체결할 수도 있다.
상기 보강부재 체결단계(S13)는, 도 7c에 도시된 바와 같이 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 단열블럭(210)이 가결합된 이후에, 제1 체결수단(F1)이 보강부재(220)와 단열블럭(210) 및 메인 프레임(100)의 전면부(110)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 단계로서, 메인 프레임(100)의 전면에 단열블럭(210)과 보강부재(220)가 체결된 후방 프레임을 완성할 수 있다.
이후에 진행되는 복층 유리 구비단계(S20)는 도 7d에 도시된 바와 같이 상기 폭방향 또는 길이방향으로 인접된 연결부재(200) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하는 단계이다.
멀리언과 트랜섬으로 형성되는 메인 프레임(100)과 그 길이방향을 따라 전방에 결합되는 연결부재(200)의 단열블럭(210)과 보강부재(220) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하고, 추가적으로 가스켓을 가스켓 수용홈(228)에 구비한 후, 복층 유리(PG)와 연결부재(200) 사이에 실리콘 등을 구비하여 부착력을 확보할 수 있다.
상기 복층 유리 구비단계(S20) 이후에 진행되는 전방 프레임 형성단계(S30)는 상기 연결부재(200)의 전방에 상기 커버 프레임(300)을 체결하는 단계로서, 외측 단열부재 구비단계(S31), 커버 프레임 구비단계(S32) 및 커버 프레임 체결단계(S33)를 포함할 수 있다.
상기 외측 단열부재 구비단계(S31)는 도 7e에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(220)의 전방에 폭이 확장되도록 형성된 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 후방이 삽입되도록 구비하는 단계이다.
일 실시예로,상기 외측 단열부재(230) 후방에는 내측으로 폭이 축소된 한 쌍의 단턱면(232a)이 형성되고, 상기 단턱면(232a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(232b)이 형성된 삽입부(232)가 구비되며, 상기 보강부재(220)의 전방에는 폭이 확장된 한 쌍의 단턱면(226a)이 형성되고, 상기 단턱면(226a)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(226b)이 형성된 수용부(226)가 구비됨에 따라 상기 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 삽입부(232)가 끼움 결합될 수 있다.
이후에 진행되는 상기 커버 프레임 구비단계(S32)는 도 7f에 도시된 바와 같이 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 폭방향으로 형성된 한 쌍의 복사열 차단판(233)에 커버 프레임(300)이 맞닿도록 구비하는 단계이다.
한편, 상기 외측 단열부재(230)의 전방에는 복수의 돌출편(234)이 형성되고, 상기 커버 프레임(300)도 후방으로 복수의 돌출편(330)이 형성되어 후술할 제2 체결수단(F2)을 체결함에 있어서, 각각 커버 플랜지(310)와 복사열 차단판(233)에 맞닿아 상호 위치가 특정될 수 있도록 제작함이 바람직하며, 추가적으로 공간부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 외측 단열부재(230)의 최외곽에 구비된 돌출편(234) 사이에 커버 프레임(300)의 최외곽에 구비된 돌출편(330)이 맞닿도록 구비되어 외력에 의한 유동이나 이탈없이 견고한 고정 및 지지가 가능할 수 있다.
이후에 진행되는 커버 프레임 체결단계(S33)는 도 7g에 도시된 바와 같이 제2 체결수단(F2)이 커버 프레임(300)과 외측 단열부재(230) 및 보강부재(220)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 단계이다.
상기한 바와 같이 연결부재(200)는 보강부재(220)를 중심으로 제1 체결수단(F1)에 의존하여 단열블럭(210)이 체결되고, 상기 제2 체결수단(F2)에 의존하여 커버 프레임(300)과 외측 단열부재(230)가 체결되므로 분리된 체결수단(F1)(F2)에 의하여 열전도가 이루어지는 것을 차단하여, 견고한 결합구조를 형성하면서도 단열성능을 저하를 방지할 수 있다.
한편, 도 7h에 도시된 바와 같이 상기 커버 프레임(300)의 전방에 캡 부재(400)를 끼움 결합하는 캡 부재 결합단계(S40)를 더 포함하여, 캡 부재(400)를 바탕으로 커튼 월 프레임을 제작함에 있어 미려한 외관을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임(CF) 및 그 시공방법(M)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
CF:커튼 월 프레임 PG:복층 유리
100:메인 프레임 110:전면부
120:수용부 121:가이드편
122:끼움턱 200:연결부재
210:단열블럭 211:중공부
212:삽입부 212a:삽입편
212b:끼움홈 220:보강부재
221:중공부 222:전방 확장편
223:후방 확장편 224,225:중공 형성편
226,227:수용부 226a:단턱면
226b:끼움턱 228:가스켓 수용홈
230:외측 단열부재 231:중공부
232:삽입부 232a:단턱면
232b:끼움홈 233:복사열 차단판
234:돌출편 300:커버 프레임
310:커버 플랜지 320:걸림편
321:걸림홈 330:돌출편
400:캡 부재 410:걸림턱
M:커튼 월 프레임의 시공방법 S10:후방 프레임 형성단계
S11:이격 공간부 형성단계 S12:보강부재 구비단계
S13:보강부재 체결단계 S20:복층 유리 구비단계
S30:전방 프레임 형성단계 S31:외측 단열부재 구비단계
S32:커버 프레임 구비단계 S33:커버 프레임 체결단계
S40:캡 부재 결합단계

Claims (11)

  1. 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)가 체결되고, 상기 연결부재(200)의 전방에 커버 프레임(300)이 체결되어 복층 유리(PG)를 지지하는 커튼 월 프레임(CF)에 있어서,
    상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 연결부재(200)가 끼움 결합되되, 상기 연결부재(200)는 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 중공부(211)가 형성된 복수의 단열블럭(210)이 길이방향으로 일정 간격마다 체결되어 이격 공간부(S)가 형성되고, 상기 단열블럭(210) 전방에 중공부(221)가 형성된 보강부재(220)가 길이방향으로 체결되며, 상기 보강부재(220)의 전방에 중공부(231)가 형성된 외측 단열부재(230)가 체결되고, 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 상기 커버 프레임(300)이 체결되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인프레임(100)의 길이(L)에 대한 복수의 연결블럭(210)의 길이의 합(l)의 비(l/L)는 적어도 0.15 이상인 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에는 전방으로 돌출된 한 쌍의 가이드편(121)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(122)이 형성된 수용부(120)가 구비되고, 상기 단열블럭(210) 후방에는 돌출된 한 쌍의 삽입편(212a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(212b)이 형성된 삽입부(212)가 구비되어 상기 수용부(120)에 단열블럭(210)의 삽입부(212)가 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재(220)는 중공부(221)를 중심으로 전,후방에 각각 폭방향으로 확장된 한 쌍의 전방 확장편(222)과 후방 확장편(223)이 형성되고, 상기 전방 확장편(222)의 양 단부에는 각각 전방을 향하여 중공 형성편(224)이 형성되고, 상기 후방 확장편(223)의 양 단부에는 각각 후방을 향하여 중공 형성편(225)이 형성되어 상기 단열블럭(210) 및 외측 단열부재(230)와 체결시 중공부가 마련되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외측 단열부재(230) 후방에는 내측으로 폭이 축소된 한 쌍의 단턱면(232a)이 형성되고, 상기 단턱면(232a)의 외측에 상호 대향되도록 끼움홈(232b)이 형성된 삽입부(232)가 구비되며, 상기 보강부재(220)의 전방에는 폭이 확장된 한 쌍의 단턱면(226a)이 형성되고, 상기 단턱면(226a)의 내측에 상호 대향되도록 끼움턱(226b)이 형성된 수용부(226)가 구비되어 상기 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 삽입부(232)가 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측 단열부재(230) 전방에는 폭방향으로 한 쌍의 복사열 차단판(233)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임.
  8. 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 연결부재(200)를 체결하고, 상기 연결부재(200) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하며, 상기 복층 유리(PG)의 전방에 커버 프레임(300)을 체결하는 커튼 월 프레임의 시공방법(M)에 있어서,
    상기 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 길이방향으로 복수의 단열블럭(210)을 일정 간격마다 체결하여 이격 공간부(S)를 형성하는 이격 공간부 형성단계(S11); 보강부재(220)의 후방에 상기 단열블럭(210)의 전방이 삽입되도록 구비하는 보강부재 구비단계(S12); 및 제1 체결수단(F1)이 상기 보강부재(220)와 단열블럭(210) 및 메인 프레임(100)의 전면부(110)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 보강부재 체결단계(S13);를 포함하여 메인 프레임(100)의 전면부(110)에 이격 공간부(S)가 형성되도록 상기 연결부재(200)의 후방 일부분만을 체결하는 후방 프레임 형성단계(S10);
    상기 폭방향 또는 길이방향으로 인접된 연결부재(200) 사이에 복층 유리(PG)를 구비하는 복층 유리 구비단계(S20); 및
    상기 보강부재(220)의 전방에 폭이 확장되도록 형성된 수용부(226)에 외측 단열부재(230)의 후방이 삽입되도록 구비하는 외측 단열부재 구비단계(S31); 상기 외측 단열부재(230)의 전방에 폭방향으로 형성된 한 쌍의 복사열 차단판(233)에 커버 프레임(300)이 맞닿도록 구비하는 커버 프레임 구비단계(S32); 및 제2 체결수단(F2)이 커버 프레임(300)과 외측 단열부재(230) 및 보강부재(220)를 순차적으로 관통하도록 체결하는 커버 프레임 체결단계(S33);를 포함하여 상기 연결부재(200)의 전방에 상기 커버 프레임(300)을 체결하는 전방 프레임 형성단계(S30);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 시공방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 커버 프레임(300)의 전방에 캡 부재(400)를 끼움 결합하는 캡 부재 결합단계(S40);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도 차단을 통한 에너지 절약형 커튼 월 프레임 시공방법.
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