KR20180106092A - 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널 및 그 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널 및 그 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법에 관한 것으로, 바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈이 구성된 면에는 기능성도막층을 형성하되, 기능성도막층은 황토분말과, 토르마린이 포함되어 구성하는 바닥단열패널이 구성되어, 정리된 슬라브에 바닥단열패널을 깔되, 온수난방은 파이프홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 온수파이프를 파이프홈에 배관하여 설치하고, 전기난방은 라인홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 라인홈에 전열선을 배선하여 건식 난방 시공을 하여, 현장에 따라 온수난방 시공이나 전기난방 시공이 모두 가능하고, 기능성 도막층에 의해 우수한 단열성을 갖는다.

Description

양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널 및 그 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법{the flooring insulating materials with compatibility of both sides for heating and dry construction method of heating system therewith }

본 발명은 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널 및 그 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법에 관한 것으로, 바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈이 구성된 면에는 황토와 토르마린을 주성분으로 하는 기능성도막층을 형성한 바닥단열패널이 구성되어, 온수난방은 파이프홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 온수파이프를 파이프홈에 배관하여 설치하고, 전기난방은 라인홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 라인홈에 전열선을 배선하여 건식 난방 시공을 하여, 현장에 따라 온수난방 시공이나 전기난방 시공이 모두 가능하고, 기능성 도막층에 의해 우수한 단열성을 갖는 것이다.

일반적으로 난방은 열을 공급해서 실내와 건물 내의 온도를 높이는 것을 말하는 것으로, 우리나라의 주택은 바닥 난방으로 주로 하고 있으며, 기존의 바닥 난방 시공 방법은 콘크리트 바닥 슬라브에 기포 콘크리트를 타설 및 양생하고, 온수파이프(일반적으로 X-L 파이프, PB 파이프, PPC 관, 동관 등을 사용한다)의 배관 작업을 하고 그 위에 마감 모르타르(몰탈)을 타설 및 양생하는 습식 난방 시공을 하였다.

앞서 설명한 습식 난방 시공은 기포 콘크리트와 마감 모르타르의 타설과 양생의 반복으로 시간이 오래 걸리는 문제가 있어서, 최근에는 모르타르를 사용하지 않고, 별도의 바닥재를 적용한 건식 난방 시공이 개발되어 난방 시공에 적용되고 있다.

그리고 건식 난방 시공의 예를 살펴보면, 대한민국특허출원 제2006-0023312호에는, 슬래브 상부에 폴리스티렌성형물, 그 폴리스티렌성형물의 요홈부에 설치되는 방열부재와 그 방열부재 내부를 통과하는 온수관, 설치된 폴리스틸렌성형물과 방열부재를 덮는 열확산판(금속)으로 시공되는 건식 바닥 난방 시공 공법에 대한 내용이 게시되어 있다.

또, 대한민국실용신안등록 제0445966호에는 단열부재홈이 형성된 단열부재, 전열부재로 구성되는 난방용 바닥재에 대한 내용이 게시되어 있다.

또한, 대한민국실용신안등록 제0432466에는 단열재부, 탄소발열섬유, 전원부, 마감재부로 구성하는 탄소발열섬유를 이용한 바닥난방구조에 대한 내용이 게시되어 있다.

그러나 앞서 예시한 첫 번째와 두 번째 발명의 경우, 폴리스티렌성형물을 사용하여 단열 및 열차단을 하고, 열확산판을 통해 열이 균일하게 확산되도록 하고 있으나, 단열재인 폴리스티렌성형물을 슬래브 하부 쪽으로 열이 빠져 손실되는 것을 방지하지만, 열을 저장하지는 못하고, 열확산판은 온수관의 열을 균일하게 전달하지만, 금속인 열확산판은 열을 빨리 발산하므로 온수관의 온도가 떨어지면 내부 온도가 빨리 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고 앞서 예시한 세 번째 고안의 경우, 탄소발열섬유부는 탄소섬유사와 일반섬유사가 제직되는 발열부를 난방 전면에 포설하게 되는데, 이 탄소발열섬유부위로 마감재가 포설되므로, 마감부 위에서 전해지는 반복되는 하중과 충격에 의해서 발열부의 부분 손상이나 파손의 발생 우려가 컸으며, 발열부의 파손은 화재에 취약한 스티로폼과 함께 안전성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제를 해결하고자, 바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈이 구성된 면에는 황토와 토르마린을 주성분으로 하는 기능성도막층을 형성한 바닥단열패널이 구성되어, 그 바닥단열패널은 건식 난방 시공에 적용하되, 온수난방은 파이프홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 온수파이프를 파이프홈에 배관하여 설치하고, 전기난방은 라인홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 라인홈에 전열선을 배선하여 건식 난방 시공을 하여, 현장에 따라 온수난방 시공이나 전기난방 시공이 모두 가능하고, 기능성 도막층에 의해 높은 단열성을 가지도록 한다.

또한, 상기 단열재는 발포 비드에 흑연과 난연제가 포함되어 단열성을 높이고 화재에 안전하도록 하며, 건식 난방 시공에서 온수파이프의 배관이나 전열선의 배선 다음에는, 방열판의 일면에 돌출된 한 쌍의 지지대가 일체된 방열브라켓을 파이프홈이나 라인홈을 따라 설치하여, 방열브라켓에 의해 상부로의 열전달 및 방사가 용이하도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈이 구성된 면에는 황토와 토르마린을 주성분으로 하는 기능성도막층을 형성한 바닥단열패널이 구성되어, 그 바닥단열패널은 건식 난방 시공에 적용하되, 온수난방은 파이프홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 온수파이프를 파이프홈에 배관하여 설치하고, 전기난방은 라인홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 라인홈에 전열선을 배선하여 건식 난방 시공을 하여, 현장에 따라 온수난방 시공이나 전기난방 시공이 모두 가능하고, 기능성 도막층에 의해 단열성이 우수하고, 원적외선 방사로 인체에 유익한 효과가 있으며, 바닥단열패널을 구성하는 단열재는 발포 비드에 흑연과 난연제가 포함되어 단열성이 높고 화재에 대한 안전한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 바닥단열패널의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 바닥단열패널의 저면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 바닥단열패널의 단면도 및 일부 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 바닥단열패널이 적용된 온수난방 시공에 따른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 바닥단열패널이 적용된 전기난방 시공에 따른 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 바닥단열패널이 적용된 건식 난방 시공 방법에 따른 시공 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 바닥단열패널이 적용된 건식 난방 시공 방법에 따른 시공 순서도.

본 발명은 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널 및 그 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법에 관한 것으로, 바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈이 구성된 면에는 황토와 토르마린을 주성분으로 하는 기능성도막층을 형성한 바닥단열패널이 구성되어, 온수난방은 파이프홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 온수파이프를 파이프홈에 배관하여 설치하고, 전기난방은 라인홈이 위쪽에 위치하도록 바닥단열패널을 깔아 라인홈에 전열선을 배선하여 건식 난방 시공을 하여, 현장에 따라 온수난방 시공이나 전기난방 시공이 모두 가능하고, 기능성 도막층에 의해 우수한 단열성을 갖는 것이다.

본 발명에 따른 바닥단열패널(100)을 설명하고, 그 바닥단열패널(100)을 이용한 건식 난방 시공 방법을 설명하기로 하며, 먼저 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 바닥단열패널(100)은 난방 시공에서 바닥의 단열과 난방용 온수파이프(200)나 발열체 설치하기 위한 것으로, 바닥단열패널(100)은 단열재 재질의 패널(판)로 구성하되, 일면에는 파이프홈(110)을 형성하고, 그 타면에는 라인홈(120)을 형성하며, 라인홈(120)을 형성한 면에는 기능성도막층(130)을 형성한 구조이다.

더욱 자세하게는, 바닥단열패널(100)은 발포폴리스틸렌(발포폴리스티렌, 스티로폼) 단열재를 사용하거나, 또는, 발포폴리스틸렌을 제조하면서 발포 비드에 흑연을 첨가한 단열재 사용하여, 첨가된 흑연에 의해 복사열을 반사시켜 건물 내의 열 손실을 감소시켜 단열성을 높이고, 또는, 발포폴리스틸렌을 제조하면서 인체에 무해한 난연제인 PolyFR(Polymeric Flame Retardant)을 첨가한 단열재(대표적으로 독일 BASF사의 ‘네오폴’이 있다.)를 적용하여, 화재에 안전하도록 한다.

그리고 바닥단열패널(100)의 파이프홈(110)은 ‘11’자 또는 ‘U’자의 홈으로 형성하며, 도4에 도시한 바와 같이, 이 파이프홈(110)은 일반적인 온수파이프(200)( X-L 파이프(엑셀파이프), PB 파이프, PPC 관, 동관 등)가 매입될 정도의 두께와 깊이로 형성한다.

또, 바닥단열패널(100)의 라인홈(120)은 ‘11’자 또는 ‘U’자의 홈으로 형성하며, 이 라인홈(120)은 일반적인 전열선(300)이 매입될 정도의 두께와 깊이로 형성하는데, 전열선(300)은 전기(전류)를 전달받아 발열하는 발열체로, 대표적인 발열체는 탄소섬유가 있는데, 전열선(300)은 탄소섬유선을 사용하거나, 또는, 도5에 도시한 바와 같이, 탄소섬유선을 보호튜브(310)(절연 재료의 튜브)로 감싼 구조의 탄소섬유전열선을 사용한다.

또한, 도3에 도시한 바와 같이, 바닥단열패널(100)의 라인홈(120)이 형성된 면은 기능성도막층(130)을 형성하는데, 기능성도막층(130)은 기능성페인트를 도포(또는, 분사)하여 경화한 것으로, 기능성페인트는 황토분말 70 중량부에 대해서, 액상 토르마린 10∼15 중량부, 접착제 10∼12 중량부, 경화제 10∼12 중량부를 균일하게 혼합한 것으로, 액상 토르마린(액상 토르말린)은 용매에 토르마린 분말을 혼합한 것이며, 이 기능성 페인트는 바닥단열패널(100)의 라인홈(120)이 형성된 면에 도포하거나 분사하여 일정 시간 두어 경화한다.

이렇게 일면은 파이프홈(110)을 형성하고, 그 타면은 기능성도막층(130)을 구성하면서 라인홈(120)을 형성한 구조의 바닥단열패널(100)을 구성한다.

이와 같은 바닥단열패널(100)을 이용한 건식 난방 시공 방법을 도7의 공정도를 참고하여 설명하면, 먼저, 슬라브 정리 단계(S0)는 난방을 시공할 바닥, 즉 슬라브(500)를 깨끗하게 정리하는 단계로, 슬라브(500)는 난방 시공이 안 된 건물의 바닥 부분이고, 슬라브(500)는 일반적으로 콘크리트이며, 슬라브(500)의 표면은 깨끗이 정리하고, 평평한 상태로 정리한다.

그리고 도6에 도시한 바와 같이, 바닥단열패널 설치 단계(S1)는 정리된 슬라브(500)에 바닥단열패널(100)을 설치하는 단계로, 난방 열원에 따라 바닥단열패널(100)의 설치 방향이 다른데, 난방 열원을 온수 보일러로 할 경우(온수난방)에는 파이프홈(110)이 형성된 면이 위로 향하도록 설치하며, 또한, 난방 열원을 전열선(300)으로 할 경우(전기난방)에는 라인홈(120)이 형성된 면이 위로 향하도록 설치한다.

한편, 필요에 따라, 바닥단열패널(100)을 설치하기 전에, 방수성이 있는 비닐, 고무시트 또는 수지시트 등의 방수지를 슬라브(500)에 깔아 습기를 차단한다.

또, 발열체 설치 단계(S2)는 설치된 바닥단열패널(100)에 온수파이프(200)나 전열선(300)과 같은 발열체를 설치하는 단계로, 도4 및 도6에 도시한 바와 같이, 바닥단열패널(100)의 파이프홈(110)이 위로 드러나도록 설치한 경우, 각 파이프홈(110)에는 온수파이프(200)를 설치하는데, 온수파이프(200)는 설치된 바닥단열패널(100)에 진입하여 균일하게 배관한 다음 빠져나오도록 한다.

또는, 도5에 도시한 바와 같이, 바닥단열패널(100)의 라인홈(120)이 위로 드러나도록 설치한 경우, 각 라인홈(120)에는 균일하게 전열선(300)을 배선한다.

다음으로, 방열브라켓 설치 단계(S3)는 설치된 발열체에 방열브라켓(400)을 설치하는 단계로, 도4 및 도6에 도시한 바와 같이, 방열브라켓(400)은 방열판(410)의 일면에 돌출된 한 쌍의 지지대(420)가 일체로 구성한 구조로, 방열브라켓(400)은 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 금속으로 제조한다.

그리고 방열브라켓(400)은 일정한 길이를 가지는데, 파이프홈(110)에 설치하는 방열브라켓(400)의 방열판(410)이 가지는 폭은 파이프홈(110)의 폭보다 크게 형성하고, 방열브라켓(400)에 형성된 한 쌍의 지지대(420)의 간격은 파이프홈(110) 폭보다 작게 형성한다.

또한, 라인홈(120)에 설치하는 방열브라켓(400)의 방열판(410)이 가지는 폭은 라인홈(120)의 폭보다 크게 형성하고, 방열브라켓(400)에 형성된 한 쌍의 지지대(420)의 간격은 라인홈(120) 폭보다 작게 형성한다.

이렇게 구성하는 방열브라켓(400)은 온수파이프(200)가 설치된 파이프홈(110)에 지지대(420)가 끼움되도록 파이프홈(110) 따라 설치하거나, 또는, 전열선(300)이 설치된 라인홈(120)에 지지대(420)가 끼움되도록 라인홈(120)을 따라 설치하며, 방열브라켓(400)의 설치로 온수파이프(200)나 전열선(300)의 유동을 방지하면서, 온수파이프(200)나 전열선(300)의 열을 상부로 전달하여 발산한다.

마지막으로, 바닥마감재 설치 단계(S4)는 설치된 바닥마감재(600)를 깔아 바닥 난방 시공을 완료하는 단계로, 바닥마감재(600)는 장판, 목재바닥마감재, 타일, 강화마루, 강마루, 기타 다양한 바닥마감재를 사용하여 바닥을 마감하며, 설치하는 바닥마감재(600)의 종류에 따라 바닥마감재(600) 사이에 용착제와 같은 접착제 도포, 줄눈 작업 등을 실시하고, 또한, 필요에 따라, 바닥마감재(600)가 접하는 벽(벽체)에는 걸레받이를 설치하며, 이러한 마무리 단계로 바닥단열패널(100)을 이용한 건식 난방 시공 방법을 완료한다.

한편, 발열체 설치 단계(S2) 이후에는, 보일러 시공이나 전기 시공으로 온수나 전기를 공급하는데, 바닥단열패널(100)에 온수파이프(200)가 배관된 경우에는 보일러의 온수가 온수파이프(200)로 유입되어 순환할 수 있도록 보일러 시공을 완료하고, 바닥단열패널(100)에 전열선(300)이 배선된 경우에는 전기가 전열선(300)에 공급될 수 있도록 전기시공을 완료한다.

이와 같이 본 발명에 따른 바닥난방패널은 현장에 따라 온수파이프(200)에 의한 난방이나 전열선(300)에 의한 건식 난방 시공에 적용할 수 있는 특징이 있으며, 이 바닥단열패널(100)이 적용된 건식 난방 구조를 보면, 바닥단열패널(100)에 의해 온수파이프(200)가 배관되어 난방 시공한 경우, 바닥난방패널의 저면에는 기능성도막층(130)이 단열성을 높여주어 열이 바닥으로 빠지는 것을 방지하고, 상부의 발열브라켓에 의해 열을 균일하게 방사하는 특징이 있다.

또한, 바닥단열패널(100)에 의해 전열선(300)이 배선되어 난방 시공한 경우, 바닥난방패널의 상면에는 기능성도막층(130)이 단열성을 높여주어 열이 하부로 빠지는 것을 방지하고, 기능성도막층(130)의 황토와 토르마린이 원적외선을 방사하여 인체에 유익하며, 전열선(300)이 라인홈(120)을 따라 매입되어 있고 발열브라켓에 보호되므로, 상부의 반복되는 하중 전달에도 전열선(300)의 손상이 최소화되고, 상부의 발열브라켓에 의해 열을 균일하게 방사하는 특징이 있다.

참고로, 기능성도막층에 적용된 황토와 토르마린에 대해 간단히 설명하면, 우선 황토는 인체에 유익한 미네랄과 많은 약성이 있고, 원적외선을 다량 방사하며, 습도조절기능과 단열 및 보온 기능이 있고, 오랜 기간 축적된 토양 미생물과 효소작용에 의한 항균·방충·탈취효과 및 오염 물질 제거 효과에 의한 공기 정화 기능 등을 가지는 특징이 있다.

그리고 토르마린(토르말린, 전기석, 電氣石)은 규산염 광물의 일종으로, 전기를 발생시키고 원적외선을 방사하는 것으로 알려져 있는데, 원적외선은 우리 몸의 심층부까지 침투해서 세포를 따뜻하게 하여 혈액순환을 좋게 하고 신진대사를 원활하게 하는 효과가 있고, 토르마린의 원적외선 방사율은 거의 100%에 가까워서 다른 광물에 비해 더욱 인체에 유익하며, 이러한 토르마린은 광물의 한 종류로, 황토와 함께 열의 축열 기능을 가진다고 알려져 있다.

100: 바닥단열패널 110: 파이프홈 120: 라인홈
130: 기능성도막층 200: 온수파이프
300: 전열선 310: 보호튜브
400: 방열브라켓 410: 방열판 420: 지지대
500: 슬라브 600: 바닥마감재

Claims (5)

1. 건식 난방 시공에 사용되는 단열재의 바닥단열패널에 있어서,
   바닥단열패널의 일면에는 온수파이프가 배관되는 파이프홈을 형성하고, 그 타면에는 전열선이 배선되는 라인홈을 형성하며, 라인홈을 형성한 면에는 기능성도막층을 형성하되, 기능성도막층은 황토분말과, 토르마린이 포함되어 구성하는 바닥단열패널이 구성되어,
   바닥단열패널을 통해 현장에 따라 온수파이프나 전열선을 설치할 수 있고, 기능성도막층으로 단열성을 높임을 특징으로 하는 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 기능성도막층은 바닥단열패널에 기능성페인트가 도포 또는 분사된 후 경화되어 구성하되, 기능성페인트는 황토분말 70 중량부에 대해서, 액상 토르마린 10∼15 중량부, 접착제 10∼12 중량부, 경화제 10∼12 중량부가 혼합되어 구성하고,
   바닥단열패널은 발포 비드에 흑연이나 난연제를 첨가해 제조한 단열재를 사용함을 특징으로 하는 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널.
   
3. 온수파이프를 배관하여 난방하는 건식 난방 시공 방법에 있어서,
   청구항 1 또는 청구항 2에 해당하는 바닥단열패널을 바닥에 설치하되, 파이프홈이 형성된 면이 위로 향하도록 설치하는 바닥단열패널 설치 단계(S1);
   설치된 바닥단열패널의 파이프홈에 온수파이프를 설치하되, 온수파이프는 설치된 바닥단열패널에 진입하여 균일하게 배관한 다음 빠져나오도록 설치하는 발열체 설치 단계(S2);
   온수파이프가 설치된 파이프홈을 따라 방열브라켓을 설치하되, 방열브라켓은 방열판의 일면에 돌출된 한 쌍의 지지대가 일체로 구성한 금속 재질로 구성되어, 방열브라켓의 지지대를 파이프홈에 끼워 설치하는 방열브라켓 설치 단계(S3);
   설치된 바닥단열패널과 방열브라켓 위로 바닥마감재를 까는 바닥마감재 설치 단계(S4)로 바닥 난방 시공이 완료함을 특징으로 하는 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법.
   
4. 전열선을 배선하여 난방하는 건식 난방 시공 방법에 있어서,
   청구항 1 또는 청구항 2에 해당하는 바닥단열패널을 바닥에 설치하되, 라인홈이 형성된 면이 위로 향하도록 설치하는 바닥단열패널 설치 단계(S1);
   설치된 바닥단열패널의 파이프홈에 전열선을 균일하게 설치하는 발열체 설치 단계(S2);
   전열선이 설치된 파이프홈을 따라 방열브라켓을 설치하되, 방열브라켓은 방열판의 일면에 돌출된 한 쌍의 지지대가 일체로 구성한 금속 재질로 구성되어, 방열브라켓의 지지대를 라인홈에 끼워 설치하는 방열브라켓 설치 단계(S3);
   설치된 바닥단열패널과 방열브라켓 위로 바닥마감재를 까는 바닥마감재 설치 단계(S4)로 바닥 난방 시공이 완료함을 특징으로 하는 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 발열체 설치 단계(S2)에서 배선하는 전열선은,
   탄소섬유선을 사용하거나, 또는, 탄소섬유선을 절연선의 보호튜브로 감싼 구조의 탄소섬유전열선을 사용함을 특징으로 하는 양면 호환이 가능한 난방용 바닥단열패널을 이용한 건식 난방 시공 방법.

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