KR20140036458A - 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모듈러 건축물의 바닥 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모듈러 건축물의 바닥 시스템을 프리패브화하여 공사기간을 단축하고 시공오차를 줄일 수 있으며 진동과 소음 등의 바닥충격음과 콘크리트 중량을 감소시킬 수 있는 모듈러 건축물의 바닥 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템은, 기둥과 보로 이루어지는 모듈러 유닛에서 하부의 보 사이에 구성되는 바닥 시스템에 있어서, 하부에 공간부를 형성하여 뜬바닥 구조로 하부 보 사이에 설치되며, 베이스판과, 베이스판의 상부에 설치된 트러스근으로 구성된 트러스근 보강 데크; 트러스근 보강 데크의 상부에 배치되는 와이어메쉬; 하부 보 사이의 트러스근 보강 데크의 상부에 타설되는 콘크리트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템{Prefab floor system of modular unit system}
본 발명은 모듈러 건축물의 바닥 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모듈러 건축물의 바닥 시스템을 프리패브화하여 공사기간을 단축하고 시공오차를 줄일 수 있으며 진동과 소음 등의 바닥충격음과 콘크리트 중량을 감소시킬 수 있는 모듈러 건축물의 바닥 시스템에 관한 것이다.
"철골조 모듈러 유닛 주택"은 고품질의 주택을 자원의 재활용을 도모하는 한편, 일정 품질을 확보하고, 많은 고객에게 공급할 수 있도록 시스템화하는 기술이다. 이를 위해서는 완성도가 높은 박스형 철골조를 공장에서 생산하고, 현장에서는 최소한의 공정으로 단기간에 완성해 나갈 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
본 발명의 배경이 되는 배경기술로는 특허등록 제0947297호 "바닥 콘크리트가 일체로 형성되어 있는 건축 모듈러 유닛"(특허문헌 1)이 있다.
상기 배경기술에서는, 도 5에서와 같이 연결구가 없는 형태로 기둥, 천장 보, 바닥 보를 모두 조립하여 모듈러 유닛의 골격을 형성한 다음 모듈러 유닛을 거푸집 지지판 위에 올려놓고 내부에 하부로부터 거푸집 판(2) 및 슬래브 단열재(3)를 순차적으로 적재한 다음 철근(4)을 설치한 후 콘크리트(6)를 타설함으로써 저부에 슬래브 단열재 및 바닥 콘크리트가 일체로 형성된 모듈러 유닛을 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 슬래브 단열재와 바닥 콘크리트가 일체화되었으나, 철근 배근량 및 콘크리트 사용량이 과다하여 유닛의 자중이 증가하고 이에 따른 운반비 증가, 양중 문제 야기 등의 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 온돌층을 현장에서 시공하여야 하기 때문에 바닥판 제작공정이 복잡하여 공기가 길어지고 비용이 증대되는 등의 문제점과 함께, 층간소음 저감에도 어려움이 있었다.
특허등록 제0947297호 "바닥 콘크리트가 일체로 형성되어 있는 건축 모듈러 유닛"
본 발명은 모듈러 유닛의 하부 보 사이에 구성되는 바닥 시스템을 완충재가 내부에 설치된 형태로 프리패브화함으로써, 현장에서의 거푸집 설치와 철근 배근 과정을 생략할 수 있어 공사기간을 단축하고 시공오차를 줄일 수 있으며, 진동과 소음 등의 바닥충격음과 콘크리트 중량을 감소시킬 수 있는 모듈러 건축물의 바닥 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템은, 기둥과 보로 이루어지는 모듈러 유닛에서 하부의 보 사이에 구성되는 바닥 시스템에 있어서, 하부에 공간부를 형성하여 뜬바닥 구조로 하부 보 사이에 설치되며, 베이스판과, 베이스판의 상부에 설치된 트러스근으로 구성된 트러스근 보강 데크; 트러스근 보강 데크의 상부에 배치되는 와이어메쉬; 하부 보 사이의 트러스근 보강 데크의 상부에 타설된 콘크리트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 트러스근 보강 데크는, 원형 철선을 절곡하여 일정한 간격으로 삼각형 형상의 절곡부가 형성되며 베이스판의 상부에 일정한 간격으로 배치되어 결합구성된 결합근과; 상부와 하부에 평행하게 배치되는 상부근과 하부근 및 상부근과 하부근을 연결하는 래티스근으로 이루어진 트러스근으로 구성되며, 트러스근이 결합근과 직교하도록 상부근이 결합근의 절곡부의 내측 모서리에 결합근과 결합되고, 하부근이 베이스판의 상부에서 일정간격으로 떨어져 있도록 구성될 수 있다.
또한, 트러스근 보강 데크의 트러스근과 트러스근의 사이에 구성되며, 콘크리트에 매입되도록 완충재가 더 설치될 수 있다.
또한, 베이스판은 강판 또는 콘크리트판으로 구성될 수 있다.
또한, 콘크리트의 상부에, 아래서부터 차례로, 락울, 단열재, 엑셀파이프, 마감몰탈 및 마감재로 구성되는 습식 온돌층이나, 락울, 단열재, 파티클보드, 섬유강화시멘트보드, 건식 온수패널 및 마감재로 구성되는 건식 온돌층을 추가로 구성하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템은 모듈러 유닛의 하부 보 사이에 구성되는 바닥 시스템을 완충재가 내부에 설치된 형태로 프리패브화함으로써, 현장에서의 거푸집 설치와 철근 배근 과정을 생략할 수 있어 공사기간을 단축하고 시공오차를 줄일 수 있으며, 진동과 소음 등의 바닥충격음과 콘크리트 중량을 감소시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 프리패브 바닥 시스템이 적용된 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 프리패브 바닥 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 트러스근 보강 데크(10)의 일 실시 예의 확대단면도이다.
도 4는 본 발명에 온돌층이 추가로 구성된 실시예의 단면도이다.
도 5는 종래의 바닥 콘크리트가 일체로 형성되어 있는 건축 모듈러 유닛의 바닥 콘크리트의 단면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시 예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 프리패브 바닥 시스템이 적용된 모듈러 유닛의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모듈러 건축물을 형성하는 모듈러 유닛(100)은 네 모서리에 배치된 기둥(120), 기둥을 서로 연결하도록 상단의 네 변과 하단의 네 변을 각각 배치된 보(130)로 이루어지고, 하부 보 사이에는 바닥 시스템(110)이 구성된다. 도면에서는 기둥(120)에 보(130)가 별도의 연결철물을 이용하여 결합되는 것으로 도시되었지만, 기둥(120)에 보(130)가 직접 결합되는 것이 일반적이다. 본 발명은 이러한 기둥(120)과 보(130)의 결합 구조에 제한되지 않는다.
기존의 모듈러 유닛의 바닥판은 모듈러 유닛을 거푸집 지지판 위에 올려놓고 내부의 하부로부터 거푸집 판 및 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설하여 완성하였다. 그러나 하부 보(130)의 높이 전체에 대하여 콘크리트가 타설되어 철근 배근량 및 콘크리트의 사용량이 과다하여 모듈러 유닛의 자중이 증가하며, 온돌층을 현장에서 시공하여야 하기 때문에 공사기간이 길어지고 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
본 발명은 모듈러 유닛(100)의 하부 보(130) 사이에 구성되는 바닥 시스템(110)을 하부 보(130) 사이에서 뜬바닥 구조로 지지되도록 트러스근 보강 데크(10)를 구성하고, 트러스근 보강 데크(10)의 상부에 와이어메쉬(20) 및 콘크리트(40)를 타설하여 구성함으로써 콘크리트(40) 타설을 위한 별도의 거푸집 설치와 철근 배근과정을 생략할 수 있어 시공성이 향상되며, 트러스근 보강 데크(10)를 구성하는 트러스근 사이에 완충재(30)를 설치하여 바닥 시스템(110) 자체의 자중을 감소시켜 고층화에 유리할 뿐만 아니라 트러스근 보강 데크(10)의 하부에 공기층을 형성한 공간부(S)를 구성하여 뜬바닥 구조로 구성하여 바닥 충격음을 감소시키도록 구성하였다.
도 2는 본 발명의 프리패브 바닥 시스템의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 트러스근 보강 데크의 일 실시 예의 확대단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 트러스근 보강 데크(10)는 하부 보(130) 사이에 구성되는데, 그 하부에 공간부(S)를 형성하도록 띄워서 보(130) 사이에서 지지되도록 결합한다.
이와 같이 공간부(S)를 형성하도록 하는 것은 바닥충격음을 저감시켜 층간소음을 감소시킬 수 있고, 단열효과를 높이기 위해서이다. 또한, 공간부(S)를 형성한 만큼 콘크리트 타설량과 철근 배근량을 줄일 수 있으므로, 바닥 시스템(110)을 경량화시킬 수 있고, 경량화에 따른 자중 감소로 양중 문제 해결과 건축물의 고층화가 가능하도록 할 수 있다.
트러스근 보강 데크(10)는 베이스판(11)과 베이스판(11)의 상부에 트러스근(12)을 일체화시킨 것으로, 트러스근(12)의 형태에 크게 제한을 두지 않는다. 즉, 트러스근은 그 형상에 따라 카이저, 옴니아, KH, MT 등 다양한 데 본 발명은 특정한 트러스근의 형상에 제한되지 않는다. 또한, 베이스판(11)으로는 도면에서는 아연도 강판으로 도시되었지만 콘크리트판이 사용될 수도 있다. 즉, 본 발명에서 트러스근 보강 데크(10)는 트러스근(12)으로 보강된 형태이면 족하고 그 베이스판의 재질은 강판 또는 콘크리트판 등 특별히 제한되지 않는다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트러스근 보강 데크(10)는 베이스판(11)의 상부에 트러스근(12)과 평면형 트러스근(12)을 직교하여 결합되는 결합근(13)으로 구성할 수 있다.
트러스근(12)은 상부와 하부에 평행하게 구성되는 상부근(12a)과 하부근(12b) 및 상부근(12a)과 하부근(12b)을 연결하는 래티스근(12c)으로 구성된다.
결합근(13)은 원형 철선을 절곡하여 일정한 간격으로 삼각형 형상의 절곡부(13a)를 형성한 형태로 구성되며, 일정간격으로 베이스판(11)의 상부에 용접하여 구성된다.
결합근(13)과 트러스근(12)의 결합은 트러스근(12)이 결합근(13)과 직교하도록 상부근(12a)이 결합근(13)의 절곡부(13a)의 내측 모서리에서 결합근(13)과 결합한다. 이때, 트러스근(12)의 하부근(13b)이 아연도 강판(10)의 상부에서 일정간격으로 떨어져 있도록 구성하여, 콘크리트(40)와의 결합을 더욱 견고히 하도록 한다.
이와 같이, 트러스근 보강 데크(10)를 사용하면 트러스근 보강 데크(10) 자체를 거푸집 대용으로 사용할 수 있기 때문에 별도로 거푸집을 설치하지 않아도 되고, 철근 배근 공정도 생략할 수 있어 공기단축이 가능하고, 거푸집 제거 등에 의한 폐자재가 발생하지 않으므로 친환경적이다. 또한, 트러스근(12)을 이용함으로써 배근의 간격이 일정하게 유지되어 균일한 품질의 바닥 시스템을 형성할 수 있다.
또한, 트러스근 보강 데크(10)의 트러스근(12)과 트러스근(12)의 사이에 완충재(30)가 추가로 구성되도록 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 완충재(30)는 트러스근(12)과 트러스근(12)의 사이, 베이스판(11)과 와이어메쉬(20)의 사이에 구성되도록 하여, 콘크리트(40)에 매입되도록 한다.
완충재(30)는 콘크리트량 절감, 단열, 바닥 충격음 감소 등을 위하여 설치되는데, EPS(Expanded Polystyrene), 폴리우레탄 폼 등 용도에 따라 공지의 다양한 완충재가 사용될 수 있다. EPS계 단열재의 일종인 네오폴(바스프에서 생산하는 EPS계 고효율 단열재의 상품명)의 경우, 단열성이 우수하여 두께가 제한되는 모듈러 건축물의 특성상 허용된 두께 내에서도 우수한 에너지 절감 효과를 얻어낼 수 있다. 또한, 최소한의 두께로 구성할 수 있기 때문에, 바닥 시스템 자체의 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
와이어메쉬(40)는 트러스근 보강 데크(10)의 상부에 구성되어 콘크리트(40) 타설 후 균열을 방지할 목적으로 설치된다.
상기와 같이 구성된 바닥 시스템(110)의 상부에는 습식 또는 건식 온돌층을 추가로 구성하여 공장에서 미리 제작할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 온돌층이 추가로 구성된 실시예의 단면도이다.
콘크리트(40)의 상부에 습식 온돌층(200a)을 추가로 구성하거나, 건식 온돌층(200b)을 추가로 구성할 수 있다.
도 4a는 습식 온돌층(200a)가 추가로 구성된 실시예의 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 습식 온돌층(200a)은 아래서부터 차례로, 락울(230), 단열재(240), 엑셀파이프(250), 마감몰탈(260) 및 마감재(280)로 구성된다.
락울(230)은 상기 콘크리트(40)의 상부에 구성되는데, 콘크리트가 충분히 양생된 이후에 콘크리트(40)의 상부에 구성되어, 흡음재로서 주기능을 한다.
락울(암면, Rock wool)은 암석을 원료로 공장에서 제조된 인조광물섬유로서, 흡음, 단열 등의 효과가 있는 단열재로서, 무기질이므로 내화성(耐火性)이 우수하며, 열전도율은 작고 흡음률(吸音率)이 높으므로 보온재나 흡음재로서의 용도가 넓고, 고온 보온재로서도 사용된다.
락울(230)의 상부에는 단열재(240)가 구성된다.
단열재(240)는 단열을 위하여 구성되는데, EPS(Expanded Polystyrene), 폴리우레탄 폼 등 용도에 따라 공지의 다양한 완충재가 사용될 수 있다. EPS계 단열재의 일종인 네오폴(바스프에서 생산하는 EPS계 고효율 단열재의 상품명)의 경우, 단열성이 우수하여 두께가 제한되는 모듈러 건축물의 특성상 허용된 두께 내에서도 우수한 에너지 절감 효과를 얻어낼 수 있다. 또한, 최소한의 두께로 구성할 수 있기 때문에, 바닥 시스템 자체의 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
엑셀파이프(250)는 단열재(240)의 상부에 구성된다. 엑셀파이프(250)는 난방용 배관으로, 단열재(240)의 상부에 일정간격으로 고루 분포하도록 구성하여 난방이 고루 되도록 하며, 하부에 구성된 단열재(240)에 의하여 하부로의 열확산을 방지하여 단열성능을 높인다.
마감몰탈(260)은 엑셀파이프(250)의 상부에 마감을 위하여 구성되며, 엘셀파이프(250)를 고정하고 외부충격으로부터 보호하는 역할을 한다.
마감몰탈(260)의 시공후에는 상부에 마감재(280)를 구성하여 완성한다.
도 4b는 건식 온돌층(200b)가 추가로 구성된 실시예의 단면도이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 건식 온돌층(200b)은 아래서부터 차례로, 락울(230), 단열재(240), 파티클보드(250a), 섬유강화시멘트보드(260a), 건식 온수패널(270a) 및 마감재(280)로 구성된다.
습식 온돌층(200a)과 동일하게 상기 콘크리트(40)의 상부에 차례로 락울(230)과 단열재(240)가 구성된다.
단열재(240)의 상부에는 파티클보드(250a)가 구성된다.
파티클 보드(Particle Board)는 원목으로 목재를 생산하고 남은 폐 잔재를 부수어 작은 조각으로 만들고 접착제를 섞어 고온 고압으로 압착시켜서 만든 가공재. 원목이 가지는 단점을 보완할 수 있으며, 소리를 잘 흡수하고, 크기나 모양을 다양하게 할 수 있으며, 여러 가지 원목의 가공 과정에서 발생하는 폐 잔재를 재활용한다는 측면에서 효율적이고 경제적이다. 이는 습식 난방방식과는 달리 상부에 건식 온수패널(270a)이 구성되기 때문에, 흡음 기능을 효과적으로 배가시키기 위해서 구성된다.
상기 파티클보드(250a)의 상부에는 섬유강화시멘트보드(260a)가 구성된다.
섬유강화시멘트보드(260a)는 상기 파티클보드(250a) 상부에 구성되어 마감재로 사용되어, 파티클보드(250a)에서 부족한 내수성 및 내화성능을 향상시키기 위하여 구성된다.
섬유강화시멘트보드(CRC board; Cellulose fiber Reinforced Cement)는 천연펄프와 시켄트, 규사, 첨가제 등을 물과 혼합하여 가압한 후 양생과정을 통하여 생산되는 제품으로, 내수성, 내화성, 차음성이 우수하다.
섬유강화시멘트보드(260a)의 상부에는 건식 온수패널(270a)을 구성한다.
건식 온수패널(270a)은 난방을 위한 것이며, 일정한 규격으로 형성된 건식 온수패널(270a)을 섬유강화시멘트보드(260a)의 상부에 깔아 시공하기 때문에 시공이 매우 용이하고, 필요한 곳만 구성하여 분할 난방이 가능하다.
건식 온수패널(270a)의 상부에 마감재(280)를 구성하여 완성한다.
이상에서 상세히 설명한 것과 같이 본 발명에 따른 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템은 모듈러 유닛의 하부 보 사이에 구성되는 바닥 시스템을 완충재가 내부에 설치된 형태로 프리패브화함으로써, 현장에서의 거푸집 설치와 철근 배근 과정을 생략할 수 있어 공사기간을 단축하고 시공오차를 줄일 수 있으며, 진동과 소음 등의 바닥충격음과 콘크리트 중량을 감소시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10 : 트러스근 보강 데크 11 : 베이스판
12 : 트러스근 13 : 결합근
13a : 절곡부 20 : 와이어메쉬
30 : 단열재 40 : 콘크리트
100 : 모듈러 유닛 110 : 바닥 시스템
120 : 기둥 130 : 보
200a : 습식 온돌층 200b : 건식 온돌층
230 : 락울 240 : 단열재
250 : 엑셀파이프 250a : 파티클보드
260 : 마감몰탈 260a : 섬유강화시멘트보드
270a : 건식 온수패널 280 : 마감재

Claims (7)

  1. 기둥(120)과 보(130)로 이루어지는 모듈러 유닛(100)에서 하부의 보(130) 사이에 구성되는 바닥 시스템(110)에 있어서,
    하부에 공간부(S)를 형성하여 뜬바닥 구조로 하부 보(130) 사이에 설치되며, 베이스판(11)과, 베이스판(11)의 상부에 설치된 트러스근(12)으로 구성된 트러스근 보강 데크(10);
    하부 보(130) 사이의 트러스근 보강 데크(10)의 상부에 타설된 콘크리트(40);로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    트러스근 보강 데크(10)의 상부에 와이어메쉬(20)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    트러스근 보강 데크(10)는,
    원형 철선을 절곡하여 일정한 간격으로 삼각형 형상의 절곡부(13a)가 형성되며 베이스판(11)의 상부에 일정한 간격으로 배치되어 결합구성된 결합근(13)과;
    상부와 하부에 평행하게 배치되는 상부근(12a)과 하부근(12b) 및 상부근(12a)과 하부근(12b)을 연결하는 래티스근(12c)으로 이루어진 트러스근(12)으로 구성되며,
    트러스근(12)이 결합근(13)과 직교하도록 상부근(12a)이 결합근(13)의 절곡부(13a)의 내측 모서리에 결합근(13)과 결합되고, 하부근(13b)이 베이스판(11)의 상부에서 일정간격으로 떨어져 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    트러스근 보강 데크(10)의 트러스근(12)과 트러스근(12)의 사이에 구성되며, 콘크리트(40)에 매입되도록 완충재(30)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    베이스판(11)은 강판 또는 콘크리트판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    콘크리트(40)의 상부에,
    락울(230), 락울(230)의 상부에 구성되는 단열재(240), 단열재(240)의 상부에 구성되는 엑셀파이프(250), 엑셀파이프(250)의 상부에 마감을 위하여 구성되는 마감몰탈(260) 및 마감몰탈(260)의 상부에 형성되는 마감재(280)로 구성되는 습식 온돌층(200a)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    콘크리트(40)의 상부에,
    락울(230), 락울(230)의 상부에 구성되는 단열재(240), 단열재(240)의 상부에 구성되는 파티클보드(250a), 파티클보드(250a)의 상부에 구성되는 섬유강화시멘트보드(260a), 섬유강화시멘트보드(260a)의 상부에 구성되는 건식 온수패널(270a) 및 마감재(280)로 구성되는 건식 온돌층(200b)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 건축물의 프리패브 바닥 시스템.
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