KR20050111565A - 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한건식바닥난방시공공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법으로, 슬라브바닥위에 수평을 맞춘 다수개 배치되어지는 바닥이격지지대위에 형성된 바닥판위에 전원을 인가하여 방열하는 히터가 부착된 히트파이프를 내장하는 방열부재를 다수개로 배치하되, 상기 방열부재와 벽체사이의 빈공간은 스티로폼이 충진되도록 하고, 상부는 편평한 합판위에 열전도가 향상되도록 알류미늄이나 동판등의 금속재질을 부착한 열확산판을 접착하여, 현장에서 조립설치가 가능한 건식난방공법을 제공하는 것으로, 본 발명은 슬라브위에 바닥이격지지대, 바닥판, 단열재, 방열부재, 스티로폼, 열확산판을 순차적으로 조립할 수 있는 시공 공법으로 공기가 단축이되고, 건물자체의 하중이 가벼지며, 각 방별로 제어가 가능한 국부난방제어방식이 가능하고, 유해물질을 포함하지 않고, 새집증후군이 생기지 않으며, 원적외선이 방사되는 건강에 유익한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법{A method of construction of building of flooring system with heatpipes}

본 발명은 건축분야 있어서 바닥난방 시공에 관한 것이다. 종래의 바닥난방시공은 보일러실에서 엑셀파이프를 배관하여 바닥에 묻고 모르타르로 타설한 습식시공이나, 전기판넬을 바닥에 설치하여 그 위에 장판을 덮는 방법이 있다. 종래의 방법으로 시공하는 경우 다음과 같은 단점을 가지게 된다.

첫째, 습식시공의 문제점을 보면 다음과 같다.

습식시공은 슬라브바닥위에 단열판을 깔고, 그 위에 온수파이프를 배관후 축열재를 덮은 후 그 위에 콘크리트 및 시멘트를 양성하여 축열성능이 양호하고 견고한 장점이 있는 반면, 공사기간이 장기화 되고, 시공 현장에도 숙련된 기능공이 필요로 하며, 온수관의 누수 시에는 타설된 콘크리트 몰탈층을 파괴해야하는 단점이 있다. 또한, 현장에서 시공하기때문에 인건비가 높고, 바닥이 수평을 맞추는데 많은 애로점이 있으며, 모르타르가 완전히 굳기까지 양생하는 시간이 길며, 시멘트 독성으로 인하여 건강에 좋지 않다. 특히 양생기간이 길기 때문에 대규모 공사를 하는 경우 공사기간이 길어져서 전반적인 비용의 증가가 발생하며, 보일러실의 설치가 불가피하며, 각 방별로 난방하기 위해서는 분배관을 설치하는 단점이 있다.

둘째, 전기패넬을 바닥에 시공하는 경우, 전자파가 매우 많이 발생하여 건강에 좋지 않고, 전기패넬 사이의 공간차이때문에 벌어지거나, 수평이 맞지 않아 바닥이 쿨렁거리는 단점이 있다. 또한 축열이 되지않아 계속해서 가동하는 경우에 과도한 전기 사용량으로 전기세가 많이 나오는 단점이 있다.

본 발명인이 출원한 10-2005-0095775 분해조립이 용이한 히트파이프 난방패널 및 그 제조방법으로 출원을 한 적이 잇으나, 이를 건축 현장에 적용하면 매우 많은 자재와 인건비가 들어가기 때문에 부적절하고, 상기 출원 아이디어를 응용하여 건축시공공법으로 개선하고자 한다.

본 발명은 상기의 바닥시공방법의 단점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 슬라브바닥위에 수평으로 하부바닥판을 형성하는 단계와

전자파가 발생하지 않는 히트파이프를 내장하는 방열부재, 방열부재와 방열부재 사이, 지지대와 지지대 사이, 지지대와 방열부재와 벽체 사이의 빈공간을 채우기 위한 스티로폼, 상기 방열부재, 지지대, 스티로폼의 상부위에 열확산판을 거치하는 단계와 상부를 마감재로 마감하는 단계를 지닌 공법으로 고장시 쉽게 고칠 수 있는 공법이다.

또한 몸에 좋은 원적외선이 대량의 방사되는 황토를 바닥난방에 이용하고, 전자파가 전혀 없이 전기로 제어가 가능하여 각 방마다 온도조절이 가능하고,

바닥 자체가 경량화 되어 건물 전체의 구조체가 가볍게 될수 있도록 하며, 충간 소음을 저감시켜, 각 층고간의 높이를 더 높힐 수 있어 공간적인 안정감을 더 느낄 수 있는 건축시공공법을 제공하는 것이다.

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

먼저 본 발명의 설치하기전에 바닥위에 수평면을 형성하는 방법은 다음과 같다. 일반적으로 건축물을 시공할 때 바닥의 수평을 잡는 방법은 셀프레벨링 같은 수평모르타르를 타설하여 시공하나 비용이 만만치 않게 들어간다. 따라서 비용을 줄이고 정확하게 수평을 잡고자 하면 도 1 에 도시한 바와 같이 슬라브(101)위에 수평조절용받침대(102)를 고정시킨 후 상기 수평조절용받침대(102)위에 바닥이격지지대(103)를 거치시킨다. 이때, 수평조절용받침대(102)를 바닥에 고정하는 방법으로는 수평조절용받침대(102)의 저면에는 시멘트용본드를 바른 후 슬라브(101)에 부착시키고, 상부에서 에어건으로 피스를 발사하여 고정시킨다.

또, 다른 방법으로는 도 5 에 도시한바와 같이 슬라브(101)에 콘크리트를 타설할 때 바닥이격지지대(103)를 일부 묻힌 후 시공하면 일정기간이 지나면 콘크리트가 경화가 되어 슬라브에 바닥이격지지대(103)가 고정이 된다. 이때, 바닥이격지지대(1030의 수평을 잡는 기준은 레이져광원을 이용하는 포인터에 의한 방법이 바람직하며, 그 재질은 목재가 바람직하다.

상기 슬라브(101)위에 다수개로 배치된 바닥이격지지대(103)위에 하부바닥판(104)을 다수개로 배열하여 피스 및 접작체로 고정시킨다. 하부바닥판(104)은 상기 슬라브(101)위와 일정한 공간을 형성하여 공기층이 형성된다. 이때 형성된 공기층은 하부바닥판(104)에서 오는 진동 및 소음을 저감시켜준다. 또한 하부바닥판(104)에서 발생하는 열이 공기를 데우고, 데워진 공기가 다시 상승하는 작용으로 뛰어난 단열효과가 있다.

상기 하부바닥판(104)위에 단열재(105)를 부착하고, 그 위에 다수개의 방열부재(108)를 배치하되, 열원이 필요한 부분은 일정한 간격으로 배치하고, 가구등을 올리는 공간은 적게 배치하거나, 방열부재(108) 대신 지지대(107)를 배치하여 방열부재를 절약한다. 이렇게 배치된 방열부재(108)와 지지대(107)와 벽체(130)와 사이의 빈공간은 스티로폼(106)을 충진하여 방열부재(108)의 간격유지 및 단열, 열확산판(113)의 처짐을 방지하며, 상부로부터의 진동 및 소음을 저감시키는 기능을 한다. 이때 방열부재(108)와 하부바닥판(104)의 고정은 방열부재 저면에 접착력이 강한 양면테이프를 부착하여 고정시킨다.

상기 방열부재(108)는 축열재(122) 충진공간을 구비하는 사각형태의 금속압출관으로 이루어지며, 상기 축열재(122)의 중간에는 히트파이프(123)가 내장된 상태이다. 이때 축열재(122)는 다양한 재료를 사용할 수 있으나 열의 축적이 가능하고 원적외선을 방사하는 황토분말을 사용함이 바람직하다.

상기 히트파이프(123)의 일측에는 히터(121)가 결합되어 히트파이프(123)에 열을 공급하게 되고, 히터에 의해 가열된 히트파이프(123)는 내장된 열매체의 액체에서 기체로 상변이가 이루어지면서 히트파이프(123) 전체에 열을 전달하게 되어 결국 축열재(122)를 가열하게 된다. 상기에 히터는 PTC타입의 히터를 사용하여 일정한 온도로 제어가 가능하여 안전하게 한다. 즉, 일반적인 세라믹 히터가 가지는 특성인 고온이나 오버히트(overheat)같은 불안한 요소를 제거하고 안심하고 사용할 수 있다.

상기 방열부재(108)에 컨트롤러(112)에서 출력된 전원리드선(109)에 전기를 인가하면 히터(121)에서 발열되는 열원으로 히트파이프(123)를 가열하여 축열재(122)를 적정온도까지 올라가며, 이때 상기의 방열부재(108)근처에 부착된 온도센서(110)에 의해 컨트롤러(112)가 전원을 제어하게 된다.

이때 컨트롤러(112)는 벽체에 부착하는 것이 바람직하며, 컨트롤러(112)에 연결되어 있는 입력전원선(111)에 전원을 인가한다.

도 3 은 이러한 단계를 거쳐서 평면이 이루어진 것을 나타낸다. 방열부재(108)들과 지지대(107)들 사이에 빈 공간을 압축 스티로폼으로 채워서 평면을 형성한 후 상부에 열확산을 거치한다. 이때 열확산판은 갈바륨등과 같은 강판이나 합판위에 금속박막판을 부착시킨것이 바람직하며, 합판위에 탄소시트(카본시트)를 부착하여 사용할 수 있다. 상기의 열확산판을 방열부재와 접착시키는 방법으로는 접착성이 강한 양면테이프로 고정시키며, 열확산판과 지지대와 부착방법은 접착제를 이용하는 방법이 있다. 특히, 카본 시트는 원적외선이 다량 방사되고, 열전도가 우수한 특성이 있다. 또한 열확산판 사이의 틈은 접착테이프로 벌어지지 않게 고정시킨다.

또한 열의 확산을 넓게 하기 위해서는 상기에 서술된 카본시트외에도 세라믹류의 물질이 도포 또는 코팅된 원적외선방사 시트를 사용하는 것이 좋다.

본 발명인 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법 (100)을 완성하기 위해서는 상기 열확산판(113) 위에 상판마감(114)을 해주어야 한다. 상기 상판마감(114)은 천이나, 종이, 나무판, 석판(石板), 황토모르타르, 은나노처리된 패드, 장판 등으로 처리되어진다.

본 발명은 건축 슬라브위에 약간의 공기층을 가지고, 뜬 바닥 구조체로 하부바닥판을 수평면으로 만든 후 전열히터가 장착된 히트파이프를 이용한 방열부재를 다수개 배치 하고, 빈 공간을 스티로폼으로 채워서 수평을 만든 후 열 확산판을 올리고, 상면마감을 처리한후, 상기의 방열부재에 전기만 인가하면 바닥 난방이 되는 공법으로 건축현장에 적용하면 다음과 같은 효과를 갖는다.

1. 난방비용의 절감효과이다. - 전기방식으로 히터를 사용하면 순식간에 데워지고, 일단 데워진 바닥체의 축열성이 좋기 때문에 초기에 전력소모가 있으나, 일단 설정온도까지 올라가면 전기의 사용이 없어 난방비를 줄일 수 있다. 특히 한국전력공사에서 제공하는 심야전기를 이용하면 월 난방비에 소요되는 비용을 상당히 줄일 수 있다.

2. 불필요한 보일러실이 필요없다.

3. 국부난방이 가능하다.

4. 분해조립이 용이하여 수선이 매우 쉽다.

5. 시공이 시간이 매우 짧아 공기가 단축된다.

6. 건물자체의 하중이 가벼워지는 효과가 있다.

7. 소음 진동에 대해 우수한 특성을 갖는다.

8. 몸에 매우 좋은 원적외선복사난방 방식이다.

9. 설치 후 바로 사용할 수 있는 건식공법이다.

10. 현행 건축법에 의하면 용적율을 20%이상 증설할 수 있는 이점이 있다.

11. 층고가 높아져서 공간적인 안정감을 주게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 건식바닥난방시공공법을 시공하기 위한 조립구성도를 보여주는 분해조립사시도.

도 2 는 본 발명의 의해 시공된 바닥의 절개사시도.

도 3 은 본 발명의 의해 시공된 바닥중 상부 열확산판 및 마감재를 덮기전의 상태를 나타내는 사시도.

도 4 는 본 발명의 핵심요소인 히트파이프를 내장한 방열부재의 단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 설명

100 : 본 발명인 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법

101 : 슬라브(slab) 102 : 수평조절용 받침대

103 : 바닥 이격(離隔) 지지대 104 : 하부바닥판

105 : 단열재 106 : 스티로폼

107 : 지지대 108 : 방열부재

109 : 전원리드선 110 : 온도센서

111 : 입력전원선 112 : 컨트롤러

113 : 열확산판 114 : 상판마감

120 : 압출관 121 : 히터

122 : 축열재 123 : 히트파이프(heat-pipe)

130 : 벽체

Claims (2)

1. 슬라브 바닥위에 조립식으로 온돌난방을 설치하는 건축공법에 있어서,

   슬라브(101)위에 수평조절용받침대(102)와 바닥이격지지대(103)를 설치한 후 그 위에 하부바닥판(104)을 거치하여 평평한 바닥면을 형성하는 단계와,

   상기 하부바닥판(104)위에 단열재(105)를 설치하는 단계와

   상기의 단열재(105)가 설치된 평평한 면위에 히트파이프를 내장하는 방열부재(108)를 다수개로 배치하는 단계와,

   상기의 방열부재(108)들의 끝부분에 돌출된 리드선과 벽면에 부착된 온도컨트롤러(112)에서 돌출된 전선을 연결하는 단계와,

   난방이 필요하지 않은 구역은 지지대(107)를 배치하여 하부바닥판(104)에 부착하는 단계와,

   벽체와 상기 방열부재(108)들과 지지대(107)들 사이의 빈공간은 스티로폼(106)으로 채운 후 평평한 면을 만든 단계와

   상기 방열부재(108), 지지대(107), 스티로폼(106)으로 형성된 평평한 면위에 열확산판(113)을 거치후 부착하는 단계와

   상기 열확산판(113)위에 상면마감재(114)를 설치하는 단계를 특징으로 하는

   히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법.
2. 제 1항에서 열확산판(113)의 상면재질은 목재, 금속, 세라믹 또는 탄소 중 하나를 특징으로 하는 히트파이프를 내장하는 방열부재를 이용한 건식바닥난방시공공법.