KR200336938Y1 - 목조주택용 벽체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 목조주택의 벽체을 형성함에 있어서 모든 자재를 자연으로부터 얻을 수 있는 것으로 하여 자연 친화적이며 인체에 유익하고 단열의 효과를 누림과 동시에 건강하고 편안한 삶의 휴식처를 제공할 수 있도록 한 목조주택의 벽 구조에 관한 것으로서,

그 구성은 소정의 폭과 두께를 갖는 목재골조를 이용하여 내부에 공간이 형성된 틀을 만들고 그 만들어진 틀의 공간에는 황토30~70중량%, 소정의 길이로 절단된 지푸라기, 톱밥, 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지이상의 부원료 30~60중량%, 나머지는 점결제로 이루어진 황토블록이 내장되며 그 황토블록의 외측 면에는 내측에서부터 외측으로 합판, 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름, 외부마감패널이 순차적으로 적층되고 상기 황토패널의 내측 면에는 표면을 미려하게 하는 마감재를 이용하여 마감처리 하여 된 것이다.

Description

목조주택용 벽체{Wall structure for wood house}

본 고안은 목조주택용 벽체 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목조주택의 벽체을 형성함에 있어서 모든 자재를 자연으로부터 얻을 수 있는 것으로 하여 자연 친화적이며 인체에 유익한 원적외선 및 음이온이 발산되고 단열 및 방음의 효과를 누림과 동시에 건강하고 편안한 삶의 휴식처를 제공할 수 있도록 한 목조주택용 벽체 구조에 관한 것이다.

삶의 질의 향상과 더불어 다양한 종류의 목조주택이 시공되고 있으며, 이와 같은 목조주택들은 사용되는 목재의 형상에 따라 원주목 주택(log house)이나 각재목 주택(timber house) 또는 판재형태의 목조주택으로 분류되고 있다. 그러나 이들 목조주택은 그 대부분이 주재(主材)로서 통나무를 그대로 사용하거나 통나무를 일정두께로 제재한 판재를 사용하는 것이므로 벽체의 구조가 단순히 다수의 통나무 원목을 조적하거나 일정두께의 판재를 이어 붙이는 식의 시공방법에 의해 이루어지는 것이어서, 벽체에 형성되는 틈새들로 인해 목조주택의 보온성이나 방음성 또는 방풍성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 목조주택을 구성하는 주재인 목재가 온도변화 및 습기로 인해 휨이나 수축현상을 일으키게되고 그에 따라 목재가 뒤틀림 등의 변형을 일으키게되면서 목조주택의 전체적인 변형을 초래하게되어 목조주택의 사용수명의 단축 및 변형에 따른 더욱 많은 틈새가 발생되게되어 틈새를 메우기 위한 추가적인 노력과 자재가 수반되게 되므로 목조주택에 대한 전체적인 시공비용의 상승을 초래하게 될 뿐만 아니라 그만큼 냉난방을 위한 에너지의 낭비가 초래케 되는 등의 문제점이 있다.

따라서 근래에는 상기의 문제점을 해소하기 위하여 목조주택용 벽체를 구성함에 있어서, 내, 외벽패널 사이에 단열재와 방습패널 등을 설치하여 상기 목조주택의 내부와 외부간의 단열이 보다 확실하게 이루어지게 함으로서, 냉. 난방비용을 절감할 수 있게 한 목조주택용 벽체구조가 도 2에 나타낸 바와 같이 제공되어 있다.

상기 도 2의 종래 목조주택용 벽체구조를 살펴보면, 목조주택(H)의 벽체(10)를 구성함에 있어서, 다수의 보강재에 의해 일정간격이 유지되게 연결되는 일정두께를 갖는 나무재질의 내, 외부 방습판(13)(13a) 사이의 공간 내에 석면이나 스티로폼 또는 폴리우레탄 폼 재질의 단열재(14)와 방음재(14a)를 채워 설치하고, 상기 내부 방습판(13)의 외측에는 좌, 우 방향으로 연속 반복하여 이음 연결되어 내벽 면을 이루는 내벽패널(11)을 부착 설치함과 동시에 상기 외부 방습판(13a) 외측에는 상하방향으로 연속 반복하여 이음 연결되어 외벽 면을 이루는 외벽패널(12)을 부착 설치하여서 된 것이다.

이와 같은 종래의 목조주택용 벽체구조는 내, 외부 방습판(13)(13a) 사이의 공간 내에 채워지는 단열재(14)와 방음재(14a)의 재질이 열 및 화재에 결정적으로 취약함을 보이는 스티로폼 또는 폴리우레탄 폼이고 그 외에도 발암물질인 석면이나 유리섬유가 채워지기 때문에 인체에 유해함을 주는 것을 말할 나위가 없는 것이다.

그리고, 상기 스티로폼 또는 폴리우레탄 폼은 인화성물질이기 때문에 화재가 발생하면 불이 급속도로 빨리 번지는 문제점이 있고, 그 외에도 불이 붙게 되면 유독가스가 발생하여 귀중한 생명을 읽게 되는 결정적인 문제점이 있다.

이상의 문제점 외에도 상기 목조주택용 벽체구조는 눈으로 보이는 외부만 목조주택 일뿐 내부는 모두 화학제품이기 때문에 자연 친화적이기 못하고 스틸하우스나 콘크리트주택과 별 다름이 없는 주택에 불과하다.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로서, 소정의 폭과 두께를 갖는 목재골조를 이용하여 내부에 공간이 형성된 틀을 만들고 그 만들어진 틀의 공간에는 황토와 소정의 길이로 절단된 지푸라기 또는 톱밥이나 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 부 원료를 적정비율로 혼합한 황토블록을 채워 설치하고 그 황토블록의 외측을 향하는 면에는 합판, 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름, 외부마감패널이 순차적으로 적층하고 상기 황토블록의 내측을 향하는 면에는 표면을 미려하게 하는 마감재를 이용하여 마감처리 하여 자연 친화적이면서 인체에 유익한 원적외선 및 음이온이 발산되고 단열 및 방음의 효과를 누림과 동시에 건강하고 편안한 삶의 휴식처를 제공할 수 있도록 한 목조주택용 벽체 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 목조주택의 일부 절개 사시도,

도 2는 상기 도 1의 A부분 발췌한 확대 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 목조주택의 사시도,

도4는 본 고안에 따른 목조주택의 벽체 구조를 설명하기 위한 발췌 분해 사시도,

도 5는 도4의 목조주택 벽체 구조를 설명하기 위한 결합 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호설명※

20 : 틀 21 : 목재골조

22 : 황토블록 23 : 합판

24 : 기능성필름 25 : 외부마감패널

26 : 마감재 t : 4각형의 틀 두께

w : 4각형의 틀 폭 h : 4각형의 틀 높이

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 기술적 구성은, 소정의 폭과 두께를 갖는 목재골조를 이용하여 내부에 공간이 형성된 틀을 만들고 그 만들어진 틀의 공간에는 황토 30~70중량%, 소정의 길이로 절단된 지푸라기, 톱밥, 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 부 원료 30~60중량%, 나머지는 점결제로 이루어진 황토블록이 내장되며 그 황토블록의 외측 면에는 내측에서부터 외측으로 합판, 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름, 외부마감패널이 순차적으로 적층되고 상기 황토블록의 내측 면에는 표면을 미려하게 하는 마감재를 이용하여 마감처리 하여 된 것이다.

그리고, 상기 외부마감패널은 목재, 합성수지, 시멘트콘크리트 중 어느 하나이고, 상기 기능성필름은 타이벡(Tyvek)이며, 상기 합판은 OSB 합판이고, 상기 황토블록의 내측 면의 마감재는 석고보드이며, 상기 황토블록의 내측 면의 마감재는 황토로 미장처리 하여 된 것이고, 상기 황토블록의 내측을 향하는 면의 마감재는 벽지이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안의 목조주택용 벽체 구조를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 목조주택의 사시도이고, 도4는 본 고안에 따른 목조주택의 벽체 구조를 설명하기 위한 발췌 분해 사시도이며, 도 5는 도4의 목조주택 벽체 구조를 설명하기 위한 결합 단면도로서. 먼저 도 4와 같이 폭과 두께를 갖는 목재골조(21)를 이용하여 제작된 4각형의 틀(20)에 내장되는 황토블록(22)을 제조하는데 주원료로 사용되는 황토는 이미 잘 알려진 바와 같이 인체에 유익한 원적외선방출과 항균 탈취효과 및 자외선 차단의 효과가 있는 것이다.

상기 황토는 한 스푼에는 약 2억 마리의 미생물이 살고 있어 다양한 효소들이 순환 작용을 일으키고 있으며, 상기 미생물 중에는 이끼, 곰팡이, 방선균, 세균 등의 미생물이 있는데 그 미생물이 각종 유기물을 분해하는 역할을 한다. 따라서, 상기 미생물에 의해 분해된 유기물은 모든 동. 식물은 물론 인간의 질병을 치료하는 약품으로까지 활용되고 있다.

상기 황토 속의 미생물은 중금속 등 공해물질을 해독하고 인체에서 뿜어져나오는 독을 제거하는 등 탁월한 약성을 가지고 있는 해독제의 대명사임은 이미 널리 알려진 사실입니다.

황토는 다량의 탄산칼슘(CaCo₃)을 가지고 있는데. 이 탄산칼슘에 의해 황토는 쉽게 부서지지 않는 점력을 지니고 있으며 물을 가하면 찰흙으로 변하는 성질이 있다. 또, 상기 황토는 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 철분, 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼리(K₂O)등으로 구성된 주로 0.05-0.01mm 실트(silt) 입자의 황색 광물질(loses)이다.

또한. 상기 황토에서 발산하는 원적외선이 인체에 흡수되어 신진대사와 혈액순환을 활성화시켜 인체의 노화방지, 만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과가 있는 것도 이미 잘 알려져 있고, 실내온도가 떨어지면 상승하고 올라가면 하강하여 적정온도를 유지시켜 주는 역할도 한다. 그리고, 실내의 적정수분을 유지(호환작용)시켜 쾌적한 주거환경을 제공하는 역할을 한다.

이와 같은 장점을 갖는 황토를 이용한 본 고안의 황토블록(22)은 황토 30∼70중량%, 소정의 길이로 절단된 지푸라기, 톱밥, 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 부 원료 30∼60중량%, 나머지는 점결제와 적정량의 물을 이용하여 골고루 혼합한 다음 그를 성형 틀에 공급하여 원하고자하는 크기로 성형을 한다. 이와 같이 성형된 성형 품은 건조를 하는데, 그 건조방법은 자연건조 함이 가장 좋고 차선책으로는 건조실에 공급하여 상기 부 원료가 탄화되지 않을 정도의 온도에서 열처리 건조를 한다.

상기 황토의 사용량을 30∼70중량%로 하는 이유는 30중량% 이하를 사용하게 되면 상대적으로 부 원료인 지푸라기, 톱밥, 왕겨 등을 많이 사용해야 함으로 그 부 원료에서 발생하는 음이온의 발생 량이 많아지는 장점은 있으나 원적외선의 방출량이 적어지고, 또, 기공율이 너무 좋아 단열성이 떨어지며, 강도가 약해지는 문제점이 있고, 상기 황토의 사용량을 70중량% 이상을 사용하게 되면 상대적으로 부 원료인 지푸라기, 톱밥, 왕겨 등을 적게 사용해야 함으로 강도는 좋아지나 건조 과정에서 크랙이 갈 수 있고, 또, 기공율이 목적하고자 하는 만큼 유지되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 지푸라기, 톱밥, 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 부 원료는 그 사용량이 30∼60중량%인데, 그 이유는, 상기 황토의 사용이유와 같다. 그리고, 상기 점결제는 성형 품의 점결력을 향상시키기 위한 것으로 10중량% 이하를 사용한다, 상기 황토 자체에도 점결력이 있어 성형하는데는 문제가 없으나, 점결력이 없는 부 원료와 함께 성형됨으로 그 성형성을 좋게 하기 위함이다.

상기와 같은 조성비에 의해 제조된 황토블록(22)은 4각형의 틀(20) 내부에 내장되는데, 상기 4각형의 틀(20)은 그 4각형의 틀(20)을 형성하는 각 목재골조(21)를 이용하여 두께(t)를 89mm 또는 140mm로 하고, 폭(w)은 368mm로 하며 높이(h)는 1182mm로 한다. 이는 목조주택을 형성하는 벽체의 규격이다.

상기와 같은 크기를 갖는 4각형의 틀(20) 내부에 황토블록(22)이 내장되면 외측을 향하는 면에 내측에서부터 외측으로 합판(23), 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름(24), 외부마감패널(25)이 순차적으로 적층되고, 상기 합판(23)은OSB(Oriented Strand board)합판을 사용하는 것이 바람직하고 필요에 따라서는 그 이외의 일반합 판, 태고합판, MDF, PB, 미송합판 중 어느 하나를 선택하여 사용해도 된다.

상기 OSB합판은 파티클보드, 플래이크보드, 칩보드 와는 다른 제품으로 합판과 같이 각층을 교차방향으로 적층함으로써 구조적 성능을 향상시킨 강도가 높은 구조용 패널제품이다. 그리고, OSB합판은 직사각형 모양의 나무 조각을 각층마다 서로 교차되는 방향으로 뿌려 매트처럼 하여 패널모양을 만든다. 이렇게 함으로써 합판에서처럼 패널의 모든 방향에서 강도가 우수하게끔 만들어진다. 또, OSB판은 내수 접착제를 사용하고 모서리부분엔 일반적으로 실런트 처리를 함으로써 모서리부분을 통한 습기의 침투를 억제시킨다.

또한, 상기 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름(24)은 타이벡(Tyvek)을 사용하는 것이 가장 바람직하고, 그 이유는 결로를 방지하고, 방수와 방풍효과가 뛰어나며 단열 효과를 증대시켜주고 시공이 간편하기 때문이다. 또한, 상기 타이벡은 자외선에 대한 저향력이 강하며, 노출시에도 물성변화를 일으키지 않음은 물론, 산, 염기 등에 반응하지 않음으로 부식에 강하다.

또, 상기 타이벡은 영하 73도에서 섭씨 95도까지 견고함과 유연성을 제공하는 탁원한 열적 특성을 갖고 있기 때문에 지붕 혹은 벽체안에 시공되면 화재에 영향을 미치지 않는 장점과 곰팡이 등 균에 대한 저항성이 있어 곰팡이가 근본적으로 발생되지 않아 잡충들의 번식 또는 유인을 하지 않는 장점이 있다.

상기 외부마감패널(Siding)(25)은 소정의 길이와 너비를 갖는 패널로서 그를상하방향으로 연속 반복하여 이음 연결 설치되며, 재질은 목재, 합성수지, 시멘트콘크리트 중 어느 하나를 사용하는데, 상기 목재의 경우 하기와 같은 종류로 구분된다.

1. 시다 베벨 사이딩(cedar bevel siding)

* 규격: 1"×8"

* 재질: western red cedar(W.R.C)

2. 스프러스 베벨 사이딩(spruce bevel siding)

* 규격: 8.5mmㅧ140mm(1"×6")

* 재질: 스프러스(spruce)

3. 로그 사이딩(log siding)

* 규격: 2"×6", 2"×8"

* 재질: 스프러스(spruce), western red cedar(W.R.C)

4. 더글라스 합판 사이딩(douglas ply wood panel siding)

* 규격: 15.3mm×1220mm×2440mm

* 재질: 더글라스퍼(douglas fir)

상기와 같은 종류의 목재 외부마감패널(25)을 사용하는 이유는 휘어지거나 틀어짐 등의 변형이 없고 작업이 용이하며 가격이 저렴하여, 사이딩의 용도 외에도 실내인테리어 용으로도 널리 사용된다.

또한, 상기 외부마감패널(25)에서 합성수지재의 경우 비닐 사이딩(vinyl siding)이라고 하며, 이는 동일색상의 폴리염화물과 최고 순도의 첨가제를 정밀한배합 율로 혼합한 PVC수지로서 견고하며, 외부의 충격에 강하고 , 어떠한 기후조건에도 성분의 영향을 받지 않습니다. 따라서, 휘어짐이나 변색, 기포, 부식이 없으며 전기에 전도되지 않고 염분이나 모래바람에도 변함는 장점이 있기 때문이다.

이상의 설명은 황토블록(22)의 외측을 향하는 면에 설치되는 자재들에 대하여 설명한 것이고, 이하에서의 설명은 황토블록(22)의 내측을 향하는 면에 설치되는 것으로서, 이는 석고보드를 사용함이 바람직하고 필요에 따라서는 황토몰타로 미장처리 하거나 벽지를 붙여도 된다.

상기 석고보드는 석고패널로 시공이 간편하여 단 시간내에 시공할 수 있고, 특히 불연성 단열재로써 장시간의 화재 시에도 재료의 형태나 강도 등이 크게 변하지 않고 견디어 내어 인명 및 재산을 보호하고, 화재 후 간단한 수선으로 건축물의 재사용을 가능케 한다.

또, 황토몰타로 미장처리 하는 경우에는 그 미장처리 자체로서 내벽 면을 형성하거나 그 위에 벽지 붙여 사용해도 된다.

이상과 같은 본 고안의 목조주택용 벽체 구조는 모든 자재가 자연에서 얻어지는 것을 사용하였기 때문에 자연 친화적인 주택이 될 수 있고, 또, 황토와 지푸라기, 톱밥, 왕겨 등을 사용한 황토블록을 사용함으로서 건강유지에 도움이 되며, 쾌적한 주거 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와 같은 본 고안은 목재골조를 이용하여 4각형의 틀을 만들고 그 만들어진 4각형의 틀 내부에 황토블록을 채워 설치한 후 황토블록의 외측을 향하는면에는 합판, 기능성필름, 외부마감패널이 순차적으로 적층하고 상기 황토블록의 내측을 향하는 면에는 표면을 미려하게 하는 마감재를 이용하여 마감처리 하여 자연 친화적이면서 인체에 유익한 원적외선 및 음이온이 발산되고 단열 및 방음의 효과를 누림과 동시에 건강하고 편안한 삶의 휴식처를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 소정의 폭과 두께를 갖는 목재골조(21)을 이용하여 내부에 공간이 형성된 틀(20)을 만들고 그 만들어진 틀의 공간에는 황토 30∼70중량%, 소정의 길이로 절단된 지푸라기, 톱밥, 왕겨 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 부 원료 30∼60중량%, 나머지는 점결제로 이루어진 황토블록(22)이 내장되며 상기 황토블록의 외측 면에는 내측에서부터 외측으로 합판(23), 공기는 통하고 습기를 차단되는 기능성필름(24), 외부마감패널(25)이 순차적으로 적층되고 상기 황토블록의 내측 면에는 표면을 미려하게 하는 마감재(26)를 이용하여 마감처리 하여 된 것을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 외부마감패널은 목재, 합성수지, 시멘트콘크리트 중 어느 하나임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 기능성필름은 타이벡(Tyvek)임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 합판은 OSB 합판임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 황토블록의 내측을 향하는 면의 마감재는 석고보드 임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
6. 제1항에 있어서, 상기 황토블록의 내측을 향하는 면의 마감재는 황토로 미장처리 하여 된 것임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.
7. 제1항에 있어서, 상기 황토블록의 내측을 향하는 면의 마감재는 벽지임을 특징으로 하는 목조주택용 벽체 구조.