KR102098757B1

KR102098757B1 - 우수한 난연성 및 단열성과 열변형 대응이 가능한 건축물 외벽 마감구조

Info

Publication number: KR102098757B1
Application number: KR1020190147194A
Authority: KR
Inventors: 김기태
Original assignee: 주식회사 한보엔지니어링; 김기태
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-04-09

Abstract

본 발명은 난연성과 단열성이 우수하고, 외부 온도변화에 따라 외장패널이 수축 및 팽창되더라도 휘어짐이나 파손을 방지할 수 있는 건축물 외벽 마감구조가 개시된다. 본 발명의 건축물 외벽 마감구조는 외벽에 설치되는 외벽 고정부재와 난연패널을 지지하는 난연패널 지지부재와 사이에 열차단 패드가 개재되어 난연패널 지지부재를 거쳐 외벽으로 전달되는 열을 효과적으로 차단함과 동시에, 다수 개의 난열패널 사이에 위치하는 난열패널 지지부재의 내부공간에 난연재가 충진됨에 따라 난연성능을 향상할 수 있으며, 또한 난연패널의 외부에 설치되는 외장패널이 탄성지지부재에 의해 탄성적으로 고정됨에 따라 온도변화에 따른 신축변형에도 휘어지거나 파손되지 않고 지지될 수 있어 양호한 외관이 유지될 수 있다.

Description

우수한 난연성 및 단열성과 열변형 대응이 가능한 건축물 외벽 마감구조 {Finishing structure of building exterior having excellent fire retardant and adiabatic effect and capable of corresponding with thermal strain}

본 발명은 건축물의 외벽을 마감하는 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난연성과 단열성이 우수하고, 외부 온도변화에 따라 외장패널이 수축 및 팽창되더라도 휘어짐이나 파손을 방지할 수 있는 건축물 외벽 마감구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물을 구성하는 콘크리트 벽체의 시공면에는 우천시 빗물이 건축물의 내부로 스며드는 것을 방지하고, 건물의 외벽을 아름답게 장식하기 위하여 외장패널이 설치된다.

외장패널은 외부에 노출 설치되는 점을 감안하여 내구성이 우수한 알루미늄, 용융아연도금강판, 스테인레스강판 등의 금속재로 이루어진다. 금속재의 외장패널은 정해진 크기로 절단하고, 그 가장자리를 절곡하거나 용접하는 등의 공정을 거쳐 가공하며, 가공된 후에는 그 표면을 마감 처리하여 제조된다.

이와 같은 외장패널을 건축물의 벽면에 시공하고자 하는 경우, 건물을 화재로부터 보호하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1132167호, 제10-1075141호 또는 공개특허 제10-2009-0019407호와 같은 난연성이 있는 단열패널과 함께 설치된다.

이와 같은 단열패널은 난연성이 우수한 실리카와 같은 무기입자로 이루어져 건축물의 벽면과 외장패널 사이에 개재하여 설치되는데, 설치 시 열전도성이 높은 금속 프로파일과 같은 고정구에 의해 단열패널이 건축물 외벽에 설치됨에 따라 외부의 열이 단열패널과 금속 고정구를 거쳐 건축물의 외벽으로 전달되는 문제가 있다. 또한, 외벽 전체를 커버하도록 수직 또는 수평방향으로 단열패널이 다수개가 설치됨에 따라, 단열패널 연결부위 사이로 열이 전달되어 단열성능이 저하된다.

그리고, 이와 같은 단열패널 상에 앙카볼트 등에 고정 설치되는 외장패널은 금속재의 박판형태로 이루어짐에 따라, 기온변화에 따라 앙카볼트에 고정되는 고정부위가 휘어지거나 파손되어 외관이 불량해지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1132167호 (내화성 샌드위치 판넬의 제조방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1075141호 (난연성제가 주입된 스치로폼과 불연 단열재가 결합된 판넬) 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0019407호 (난연 발포폴리스티로폼 및 그를 심재로 사용한 샌드위치판넬)

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하도록 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 건축물의 외벽으로 전달되는 효과적으로 열을 차단하도록 난연성과 단열성이 우수하며, 온도변화에 따른 신축변형에도 외장패널이 휘어지거나 파손되지 않고 지지될 수 있는 건축물 외벽 마감구조를 제공하는데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 건축물의 외벽 표면에 고정 설치되는 외벽 고정부재와, 외벽 고정부재에 이격되게 다수 개로 설치되는 바 형태의 프레임으로, 난연재가 충진되는 내부공간이 형성되는 프레임 몸체의 상면 단부가 절곡되어 길이방향으로 장착슬롯이 형성되는 난연패널 지지부재와, 상기 난연패널 지지부재의 하면과 이웃하는 난연패널 지지부재의 장착슬롯 사이에 결합되어 외벽의 전방에 이격되게 설치되는 난연패널과, 난연패널 지지부재에 구비되는 탄성지지부재와, 상기 탄성지지부재에 결합되어 외벽을 마감하는 외장패널 및, 외벽 고정부재와 난연패널 지지부재에 사이에 구비되어 외장패널을 통하여 전달되는 열을 차단하는 열차단 패드를 구비하는 건축물 외벽 마감구조를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 난연재는 난연재 전체 중량을 기준으로 40~60중량%의 유리섬유, 5~10 중량%의 활석, 10~15 중량%의 실리카분말 및, 20~35중량%의 실리카 졸을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 장착슬롯을 형성하는 난열패널 지지부재의 외면을 포함하는 소정구간에 실리콘 수지와 폴리설폰을 포함하는 기재에 스티렌부타디엔고무가 첨가되는 접착층이 형성되는 지지테이프가 접착될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 탄성지지부재는 난연패널 지지부재에 결합되는 지지몸체의 표면으로부터 돌출되어 단부를 이루며, 내부에 상기 외장패널이 탄성적으로 결합되는 결합홈이 형성되는 탄성결합부를 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 열차단 패드는 중공이 형성되는 아리미드 중공사로 이루어진 복수의 섬유층이 인계 난연재와 에폭시 접착제를 포함하는 접착층에 의해 상호 접착되어 소정 두께로 적층될 수 있다.

본 발명에 있어서, 열차단 패드의 표면은 수산화마그네슘, 콜로이드 실리카, 수용성 수지 및 물을 포함하는 무기코팅층이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 건축물의 외벽에 설치되는 외벽 고정부재와 난연패널을 지지하는 난연패널 지지부재의 사이에 열차단 패드가 개재되어 난연패널 지지부재를 거쳐 외벽으로 전달되는 열을 효과적으로 차단함과 동시에, 다수 개의 난열패널 사이에 위치하는 난열패널 지지부재의 내부공간에 난연재가 충진됨에 따라 난연성능을 향상할 수 있으며, 또한 난연패널의 외부에 설치되는 외장패널이 탄성지지부재에 의해 탄성적으로 고정됨에 따라 온도변화에 따른 신축변형에도 휘어지거나 파손되지 않고 지지될 수 있어 양호한 외관이 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 외벽 고정부재가 설치된 건축물 외벽의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 외벽 고정부재에 난열패널 지지부재가 결합된 건축물 외벽의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 난연패널 지지부재에 난열패널이 결합된 건축물 외벽의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따라 외장패널 지지부재에 외장패널이 결합된 건축물 외벽의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 건축물 외벽 마감구조의 평면도 및 요부 상세단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열차단 패드의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "형성되어", "포함되어", "결합되어", "고정되어" 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성, 포함, 결합 또는 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 내지 4는 각각 본 발명에 따른 건축물 외벽 마감구조가 설치되는 과정을 순차적으로 도시한 외벽 사시도이다.

도 1 내지 4에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 건축물 외벽 마감구조는 외벽(1) 표면에 고정 설치되는 외벽 고정부재(10), 외벽 고정부재(10)에 이격되게 다수 개로 설치되는 난연패널 지지부재(20), 외벽 고정부재(10)와 난연패널 지지부재(20) 사이에 구비되는 열차단 패드(30), 난열패널 지지부재(20)에 결합되는 난연패널(40), 난연패널 지지부재(20)에 구비되어 외장패널(60)을 탄성지지하는 탄성지지부재(50) 및, 탄성지지부재(50)에 설치되어 외벽을 마감하는 외장패널(60)을 포함하여 이루어진다.

외벽 고정부재(10)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 소정 길이의 바 형태로 이루어진 금속재질의 프레임으로, 건축물의 외벽(1)에 수평방향으로 이격되어 다수 개로 설치된다. 외벽 고정부재(10)는 연결 브라켓(11)과 앙카볼트(12)에 의하여 외벽(1)에 고정 설치되는데, 외벽 고정부재(10)와 체결되는 연결 브라켓(11)의 결합홀(13)을 수평방향으로 긴 장공형상으로 형성하여 외부 온도변화에 따라 외장패널(60)이 수축 및 팽창되거나 바람과 같은 외력에 의해 충격을 받더라도 건축물의 외벽(1)에 고정된 외벽 고정부재(10)가 결합홀(13)의 길이 범위 내에서 유동이 가능하도록 결합되어 외벽 마감재가 이탈되거나 파손되는 사고의 위험을 줄일 수 있다.

난연패널 지지부재(20)는 외벽 고정부재(10)와 마찬가지로 소정 길이의 바 형태로 이루어진 금속재질의 프레임으로, 외벽 고정부재(10)에 직교하도록 수직방향으로 이격되어 다수 개 설치된다. 난연패널 지지부재(20)는 도 2에 도시되는 바와 같이, 프레임 몸체의 상면 단부가 절곡되어 길이방향으로 장착슬롯(21)이 형성되며 난연패널(40)이 장착슬롯(21)에 슬라이딩되어 설치된다.

여기서, 장착슬롯(21) 하부의 프레임 몸체가 형성되는 내부공간에 난연재(70)가 충진된다. 이와 같이 이웃하게 설치되는 난연패널(40) 사이에 노출되는 난연패널 지지부재(20)의 내부공간으로 난연재(70)를 충진함으로써 난연패널(40)이 커버되지 않는 전면부위에 난연성능을 향상시킬 수 있다.

난연재(70)는 유리섬유, 활석, 실리카분말, 및 실리카 졸을 포함하여 형성되는데, 유리섬유는 탄력성이 좋으므로 충진효과를 높이고, 서로 엉켜서 미세기공을 형성하므로 공기를 외부와 차단하여 단열효과를 향상시킬 수 있다. 유리섬유는 양호하게 충진이 가능하면서도 잘 풀어져 혼련이 가능하도록 길이가 1~5mm인 것이 바람직하다. 또한, 유리섬유는 난연재(70) 전체 중량을 기준으로 40~60중량%가 첨가되는 것이 바람직한데, 유리섬유가 40 중량%를 초과하면 단열성능이 저하되고, 60 중량%를 초과하면 유리섬유가 서로 얽혀 미세기공이 형성되기 어려운 단점이 있다. 또한 활석은 단열성이 우수하고 충진성을 향상하도록 첨가되는 것으로 5~10 중량%가 첨가되고, 실리카분말은 분산성을 향상하도록 첨가되는 것으로 10~15 중량%가 첨가되며, 실리카 졸은 충진되는 난연재(70)의 점성을 높이고 경화를 촉진하도록 첨가되는 것으로 20~35중량%가 첨가된다.

열차단 패드(30)는 금속재질인 난연패널 지지부재(20)를 통하여 전도되는 열을 효과적으로 차단하도록 외벽 고정부재(10)와 난연패널 지지부재(20) 사이에 구비된다. 열차단 패드(30)의 단면이 도시된 도 6을 참조하면, 열차단 패드(30)는 다수의 섬유층(31)이 접착층(32)에 의해 접착되어 소정 두께로 형성된다. 섬유층(31)은 난연성과 단열성이 우수한 아라미드 중공사로 이루어진 부직포로 형성되며, 섬유층(31)은 난연성이 우수한 인계 난연재와 에폭시 접착재를 포함하는 접착층(32)에 의해 다수 층이 면접하도록 접합된다. 그리고, 열차단 패드(30)의 표면은 난연성을 향상하도록 수산화마그네슘, 콜로이드 실리카, 수용성 수지 및 물을 포함하는 무기코팅층(33)이 형성된다. 이와 같이 난연성이 우수한 섬유층(31)을 다수 개로 면접하여 시트 형태로 형성함에 따라 금속재질의 난연패널 지지부재(20)를 통하여 전도되는 열을 효과적으로 차단함은 물론, 적층된 섬유층(31)이 외부 충격을 완충할 수 있어 바람 등과 같은 외력에도 건축물 외벽(1)을 보호할 수 있다.

난연패널(40)은 도 3에 도시되는 같이, 수직방향을 따라 상부 및 하부에 배치되는 한 쌍의 난연패널 지지부재(20) 사이에 결합되며, 난연패널 지지부재(20)를 개재하여 다수 개가 외벽 수직방향으로 따라 설치된다. 이를 위해, 난연패널(40)의 하면이 하부 난연패널 지지부재(20)의 장착슬롯(21)애 수용되어 후술하는 탄성지지부재(50)에 의해 고정되고, 난연패널(40)의 상면은 후술하는 지지테이프(80)에 의해 상부 난연패널 지지부재(20)에 접착 고정된다. 이와 같은 난연패널(40)은 발포폴리스티렌(EPS)에 난연성을 부여하도록 석고, 점토, 흑연, 제올라이트와 같은 무기분말이 혼합되어 성형될 수 있으며, 이 외에도 공지된 다양한 난연패널(40)이 사용될 수 있다.

이때, 난연패널(40)의 상면을 고정하는 지지테이프(80)는 이웃하는 난연패널(40)의 경계부분인 장착슬롯(21)을 형성하는 난연패널 지지부재(20) 외면을 포함하는 소정구간에 부착된다. 지지테이프(80)는 외부의 온도 변화에 따라 신축되도록 신축성이 있는 실리콘 수지에 내열성이 우수한 폴리설폰(polysulfone) 수지가 첨가되어 형성되는 기재와, 기재 표면에 외부 진동에 의해 쉽게 이탈되지 않도록 강한 접착력이 발현되도록 스티렌부타디엔고무가 첨가되는 접착층으로 형성된다.

여기서, 폴리설폰 수지는 실리콘수지 120~150중량부에 대하여 10~50중량부를 첨가함이 바람직한데, 10중량부 미만으로 첨가할 경우 내열성이 취약하며, 50중량부를 초과할 경우 기재가 갖는 경화성이 너무 커지게 되므로 외부 충격에 의해 쉽게 끊어질 우려가 있다. 지지테이프(80)는 도 3에 도시되는 바와 같이, 외장패널 지지부재(60)의 외면을 개재한 상부 및 하부구간에 접착됨에 따라, 전술한 바와 같이 난연재(70)가 충진되는 외장패널 지지부재(60)의 난연성과 단열성을 향상함으로써, 난연패널(40)에 의해 커버되지 않는 이웃하는 난연패널(40)의 경계부분도 효율적으로 단열할 수 있다.

탄성지지부재(50)는 도 4 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 난연패널 지지부재(20)의 프레임 몸체에 앙카볼트(22)에 의해 결합되는 지지몸체(51)와, 지지몸체(51)의 표면으로부터 돌출되어 단부를 이루며 내부에 외장패널(60)이 탄성적으로 결합되는 결합홈(50a)이 형성되는 탄성결합부(52)가 마련된다. 탄성지지부재(50)는 지지테이프(80)를 개재하여 난연패널 지지부재(20)에 앙카볼트(22)로 결합되며, 탄성지지부재(50)의 탄성결합부(52)에 외장패널(60)의 단부가 탄성적으로 결합된다.

외장패널(60)은 금속판이 절곡되어 형성되는 프레임으로, 도 5에 도시되는 바와 같이 절곡되는 내부에는 공간이 형성되고 이웃하는 외장패널(60)과 암, 수 결합되도록 일단에는 결합요홈(60a)이 형성된 암결합부(61)가 형성되며, 타단에는 이웃하는 결합요홈(60a)에 결합되도록 절곡편(60b)이 형성되는 수결합부(62)가 마련된다. 외장패널(60)의 암결합부(61)와 수결합부(62)가 결합되어 이웃하여 설치되는데, 암결합부(61)에 결합되는 수결합부(62)의 일단이 도 5에 도시되는 바와 같이 탄성지지부재(50)의 결합홈(50a)에 수용되어 결합된다.

따라서, 외장패널(60)이 앙카볼트(22)에 의해 고정되는 탄성지지부재(50)의 탄성결합부(52)에 수용되어 고정됨에 따라 외부 온도변화에 따라 외장패널(60)이 수축 및 팽창되더라도 탄성결합부(52) 내부에서 수직방향으로 탄성적으로 유동이 가능하여 휘어짐이나 파손을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 건축물 외벽 마감구조는, 건축물의 외벽(1)에 설치되는 외벽 고정부재(10)와 난연패널(40)을 지지하는 난연패널 지지부재(20) 사이에 열차단 패드(30)가 개재되어 난연패널 지지부재(20)를 거쳐 외벽(1)으로 전달되는 열을 효과적으로 차단함과 동시에, 다수 개의 난열패널(40) 사이에 위치하는 난열패널 지지부재(20)의 내부공간에 난연재(70)가 충진됨에 따라 난연성능이 향상된다. 또한 난연패널(40)의 외부에 설치되는 외장패널(60)이 탄성지지부재(50)에 의해 탄성적으로 고정됨에 따라 온도변화에 따른 신축변형에도 휘어지거나 파손되지 않고 지지될 수 있어 양호한 외관이 유지될 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 외벽 고정부재 11 : 연결 브라켓
12, 22 : 앙카볼트 20 : 난연패널 지지부재
21 : 장착슬롯 30 : 열차단 패드
31 : 섬유층 32 : 접착층
33 : 무기코팅층 40 : 난연패널
50 : 탄성지지부재 50a: 결합홈
51 : 지지몸체 52 : 탄성결합부
60 : 외장패널 60a: 결합요홈
61 : 암결합부 62 : 수결합부
70 : 난연재 80 : 지지테이프

Claims

건축물의 외벽을 마감하는 구조에 있어서,
상기 외벽 표면에 고정 설치되는 외벽 고정부재;
상기 외벽 고정부재에 이격되게 다수 개로 설치되는 바 형태의 프레임으로, 난연재가 충진되는 내부공간이 형성되는 프레임 몸체의 상면 단부가 절곡되어 길이방향으로 장착슬롯이 형성되는 난연패널 지지부재;
상기 난연패널 지지부재의 하면과 이웃하는 난연패널 지지부재의 장착슬롯 사이에 결합되어 상기 외벽의 전방에 이격되게 설치되는 난연패널;
상기 난연패널 지지부재에 구비되는 탄성지지부재;
상기 탄성지지부재에 결합되어 상기 외벽을 마감하는 외장패널; 및,
상기 외벽 고정부재와 난연패널 지지부재에 사이에 구비되어 상기 외장패널을 통하여 전달되는 열을 차단하도록, 중공이 형성되는 아라미드 중공사로 이루어진 복수의 섬유층이 인계 난연재와 에폭시 접착제를 포함하는 접착층에 의해 상호 접착되어 소정 두께로 적층되는 열차단 패드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물 외벽 마감구조.
제1항에 있어서,
상기 난연재는,
난연재 전체 중량을 기준으로 40~60중량%의 유리섬유, 5~10 중량%의 활석, 10~15 중량%의 실리카분말 및, 20~35중량%의 실리카 졸을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 외벽 마감구조.
제1항에 있어서,
상기 장착슬롯을 형성하는 난연패널 지지부재의 외면을 포함하는 소정구간에 실리콘 수지와 폴리설폰을 포함하는 기재에 스티렌부타디엔고무가 첨가되는 접착층이 형성되는 지지테이프가 접착되는 것을 특징으로 하는 건축물 외벽 마감구조.
제1항에 있어서,
상기 탄성지지부재는,
상기 난연패널 지지부재에 결합되는 지지몸체의 표면으로부터 돌출되어 단부를 이루며, 내부에 상기 외장패널이 탄성적으로 결합되는 결합홈이 형성되는 탄성결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물 외벽 마감구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 열차단 패드의 표면은 수산화마그네슘, 콜로이드 실리카, 수용성 수지 및 물을 포함하는 무기코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 건축물 외벽 마감구조.