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KR102819262B1 - 모듈화한 중공단열 구조체 - Google Patents

모듈화한 중공단열 구조체 Download PDF

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KR102819262B1
KR102819262B1 KR1020230059850A KR20230059850A KR102819262B1 KR 102819262 B1 KR102819262 B1 KR 102819262B1 KR 1020230059850 A KR1020230059850 A KR 1020230059850A KR 20230059850 A KR20230059850 A KR 20230059850A KR 102819262 B1 KR102819262 B1 KR 102819262B1
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Abstract

본 발명은 모듈화한 중공단열 구조체에 관한 발명으로, 건축물의 평면 구역에 상응하는 위치를 따라 배치하고 콘크리트 기초에서 일정 높이로 이격하여 수평으로 설치하는 베이스모듈(100)과, 베이스모듈(100)의 상측에 하단을 위치하여 직립 배치하고 베이스모듈(100) 및 슬래브모듈(400)을 지지하는 기둥모듈(200)과, 기둥모듈(200)의 상부 또는 하부에 교차하도록 수평 또는 경사지게 배치하고 기둥모듈(200)을 지지하는 슬래브모듈(400)과, 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 수직 또는 수평 또는 경사 연결부위에 결합하여 연결하는 이음모듈(600)과, 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 및 슬래브모듈(400) 각각에 형성된 공간 사이를 충진하여 구조체와 일체화하고 단열 및 불연 재질로 이루어지는 모듈중공단열부(800)를 포함하여 건축 구조체의 각 부를 모듈화하고 모듈 간 연결부위의 이음 구조에 상응하는 이음모듈을 조립하여 구축하도록 구성함으로써 규격화 및 모듈화를 통해 시공 편의성 및 생산성을 향상하고 견고한 구조성능을 도출할 수 있는 특징이다.

Description

모듈화한 중공단열 구조체{MODULE TYPE HOLLOW INSULATED STRUCTURE}
본 발명은 모듈화한 중공단열 구조체에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 건축 구조체의 각 부를 모듈화하고 모듈 간 연결부위에 결합하여 일체화하는 이음모듈 및 각각에 형성된 공간에 충진하는 모듈중공단열부를 포함하여 구성함으로써 규격화 및 모듈화를 통해 시공 편의성 및 생산성을 향상하고 견고한 구조성능을 도출하도록 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 건축 구조는 사용 재료와 구조 방식에 따라서 다양한 형식의 구축 방법이 존재한다. 예컨대, 기초 위에 벽돌 등을 조적하여 구축하는 조적 구조, 철근 또는 철골과 콘크리트를 이용하여 기둥 및 슬래브를 구축하는 철근 콘크리트 구조, 목구조, 혼합 구조 등 다양한 공법이 있다.
주거 및 상업용 건축물의 구축에 주로 적용되는 콘크리트 구조는 바닥 기초 위에 보, 내·외벽, 기둥 등의 형태로 거푸집을 설치하고 그 내부에 철근을 배근한 상태에서 콘크리트를 타설 및 양생, 경화 후 거푸집을 탈형하고 그 위에 슬래브를 구축하기 위한 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하는 과정을 반복하여 건축하는 방식으로 이루어진다.
한편, 최근에는 미리 가공된 건축 구조 부품을 현장에서 조립하여 구축하는 조립식 건축 공법(prefab)이 개발되어 제공되고 있는바, 그 개략적인 구조를 살펴보면, 콘크리트 기초 위에 건축물의 외부 규격에 맞게 'ㄷ'형 채널을 수평으로 앵커볼트로 고정하여 아웃베이스 및 인베이스를 구축하고, 아웃베이스 또는 인베이스의 측부를 따라서 'ㄷ'형 채널을 수직으로 연결하여 기둥을 구축한다. 그 상측에는 'ㄷ'형 채널을 수평으로 연결하여 슬래브를 구축함으로써 뼈대를 형성하고 패널을 조립하여 건축 구조를 형성하도록 구성한다.
상기와 같은 기존의 조립식 건축 구조를 보다 개선한 공지 기술의 일례로서, 한국등록특허 제 10 - 1902097 호에는 건축물의 바닥과 중간층 지붕을 구성하게 되는 스라브모듈과, L형강 또는 ㄷ형 채널을 스라브모듈과 스라브모듈의 수직방향으로 연결하여 건축물의 외벽 또는 내벽을 구성하는 기둥모듈과, 스라브모듈과 스라브모듈 및 스라브모듈과 기둥모듈을 연결하는 연결모듈과, 스라브모듈과 기둥모듈의 내, 외면에 마감처리를 위한 마감부재를 포함하는 건축구조물을 구성한다.
한국등록특허 제 10 - 1902097 호 (2018.09.27) 한국등록특허 제 10 - 1140627 호 (2012.05.02)
종래의 주거 및 상업용 건축물의 구축에 주로 적용되는 콘크리트 구조는 보, 내·외벽, 기둥 등의 구조체를 구축하기 위해 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하는 과정을 반복하여 건축하는 방식으로 이루어진다.
그러나, 이와 같은 종래의 철근 콘크리트 및 기타 구조체는 시공 기술 적용 방법이나 시공 기술자의 숙련 정도, 또는 기후 및 시공환경에 따라서 시공 품질의 편차가 심하며 공사 기간이 길게 소요되는 등의 단점이 있다.
따라서, 최근에는 조립식 건축 공법(prefab)이 개발되어 제공되고 있는 바, 공장에서 생산된 채널 및 패널을 현장으로 배송한 후 기초 위에 채널 및 패널을 고정, 연결하는 작업을 통해 구조체를 구축하도록 이루어진다.
그러나, 이와 같은 종래의 조립식 건축 구조체는 건축물의 다양한 요구 조건 및 현장 환경에 100% 만족하는 규격화 및 모듈화가 사실상 불가능하므로 종래와 마찬가지로 작업자의 기술 및 숙련도에 따라 시공 품질과 내구성 및 완성도에서 현격한 차이가 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래의 조립식 건축 구조체는 아웃베이스와 인베이스, 뼈대, 중간층스라브 및 지붕스라브구조를 용접 이음할 경우 연결부위의 강성이 미흡하여 외부 충격, 진동 및 휨응력, 전단응력, 압축응력에 취약하게 되므로 지진이나 강풍 등의 자연재해 및 구조물의 장기 하중의 작용에 대한 구조적인 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있다.
한편, 상기와 같은 기존의 조립식 건축 구조를 보다 개선한 형태의 건축구조물은 각 부 구조를 모듈화함으로써 상술한 바와 같은 종래의 조립식 건축 구조체의 문제점을 저감하고 있으나, 기존의 L 또는 ㄷ형강을 적용함에 따라 각각의 연결부위에 따라서 부품수가 복잡, 방대하게 소요되어 중량을 가중하고 가공 및 재료비를 증대하며 현장 조립에 장시간이 소요되고 취급상 안전사고의 발생 가능성이 높은 문제가 있다.
또한, 종래의 모듈 건축구조물은 구조물과 외벽마감재 및 내벽마감재의 사이에 단열재 부착 처리하여 마감하는 구조로 이루어지므로 접착제 등 화학물질의 사용이 불가피하며 공사 기간 및 공사비용을 증대하는 문제가 있는 실정이다.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
건축물의 평면 구역에 상응하는 위치를 따라 배치하고 콘크리트 기초에서 일정 높이로 이격하여 수평으로 설치하는 베이스모듈(100)과, 베이스모듈(100)의 상측에 하단을 위치하여 직립 배치하고 베이스모듈(100) 및 슬래브모듈(400)을 지지하는 기둥모듈(200)과, 기둥모듈(200)의 상부 또는 하부에 교차하도록 수평 또는 경사지게 배치하고 기둥모듈(200)을 지지하는 슬래브모듈(400)을 포함하고,
상기 베이스모듈(100)은,
지면과 평행하고 일정 높이로 이격하는 베이스저부(111)와, 베이스저부(111)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상으로 형성하고 상면에 결합구를 배치하는 베이스절곡부(112)를 구비하는 채널 형상의 복수의 베이스부재(110)로 이루어지고,
상기 기둥모듈(200)은,
지면에 수직하고 결합구를 배치하는 기둥측부(211)와, 기둥측부(211)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 기둥절곡부(212)를 구비하는 채널 형상의 복수의 기둥부재(210)로 이루어지고,
상기 슬래브모듈(400)은,
결합구를 배치하는 슬래브측부(411)와, 슬래브측부(411)의 상, 하에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 슬래브절곡부(412)를 구비하는 채널 형상의 복수의 슬래브부재(410)로 이루어지고,
상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 수직 또는 수평 또는 경사 연결부위에 결합하여 연결하는 이음모듈(600)과,
상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 및 슬래브모듈(400) 각각에 형성된 공간 사이를 충진하여 구조체와 일체화하고 단열 및 불연 재질로 이루어지는 모듈중공단열부(800)를 포함하여 구성함으로써 건축 구조체의 각 부를 모듈화하고 모듈 간 연결부위의 이음 구조에 상응하는 이음모듈을 조립하여 구축하도록 구성함으로써 규격화 및 모듈화를 통해 시공 편의성 및 생산성을 향상하고 견고한 구조성능을 도출할 수 있는 목적 달성이 가능하다.
본 발명은 건축 구조체의 각 부를 모듈화하고 모듈 간 연결부위에 결합하여 일체화하는 이음모듈 및 각각에 형성된 공간에 충진하는 모듈중공단열부를 포함하여 구성하는 모듈화한 중공단열 구조체를 제공한다.
본 발명은 건축 구조체의 규격화 및 모듈화를 통한 프리패브 시공공법의 적용이 가능하여 기존의 철근 콘크리트 및 기타 구조체에 비해 기후 및 시공환경의 영향을 최소화하고 공기 단축 및 비용 절감을 통해 시공 편의성 및 생산성, 경제성이 탁월한 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 포스맥(PosMAC) 또는 아연도금 강판을 가공하여 구조체 부재를 제작 생산하므로 제품의 균일화 및 표준화된 시공 매뉴얼을 제공함은 물론, 일반 금속 강판에 비해 내구성을 증대하며, 친환경 내화성 건축재료 및 시공공법의 적용이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 각 모듈 간 연결부위의 구조적 일체화를 통해 지진, 태풍 등 자연재해에 대하여 견고하고 안전한 구조성능을 도출할 수 있으며, 특히 종래의 내단열, 외단열 시공공법과 차별하여 구조체 내부 공간을 단열부로 충진하여 빈틈 없이 일체화되므로 결로 및 열교 현상, 에너지 손실을 근본적으로 해소하고 단열성능을 현저히 향상하며 기밀성 및 차음성 확보가 가능하여 건강하고 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈화한 중공단열 구조체의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 베이스모듈 및 기둥모듈의 개략적인 사시도.
도 3은 본 발명의 베이스모듈의 평면도, 좌우 측면도, 및 저면도.
도 4는 본 발명의 기둥모듈 및 보조기둥모듈의 정면도 및 상하 측면도.
도 5는 본 발명의 슬래브모듈 및 보모듈의 개략적인 사시도.
도 6은 본 발명의 슬래브모듈의 평면도 및 좌우 측면도.
도 7은 본 발명의 보모듈의 평면도 및 좌우 측면도.
도 8 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 타입 이음모듈의 정면도 및 측면도와 모듈중공단열부를 포함한 사용 상태 예시도.
도 16 및 도 17은 본 발명의 수평이음모듈의 개략적인 사시도 및 평면도.
이하, 본 발명의 모듈화한 중공단열 구조체의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 설명에서 당해 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있다. 아울러, 하기의 설명은 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 들어 설명하는 것이므로 본 발명은 하기 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 제공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
본 발명의 기술이 적용되는 모듈화한 중공단열 구조체는 건축 구조체의 각 부를 모듈화하고 모듈 간 연결부위의 이음 구조에 상응하는 이음모듈을 조립하여 구축하도록 구성함으로써 규격화 및 모듈화를 통해 작업성 및 생산성을 향상하고 견고한 구조성능을 도출하도록 하는 기술에 관한 것임을 주지한다.
이를 위한 본 발명의 모듈화한 중공단열 구조체는 크게 베이스모듈(100)과, 기둥모듈(200)과, 슬래브모듈(400)과, 이음모듈(600)을 포함하여 구성하며 구체적으로는 하기와 같다.
상기 베이스모듈(100)은 건축물의 평면 구역에 상응하는 위치를 따라 배치하고 콘크리트 기초에서 일정 높이로 이격하여 수평으로 설치한다.
상기 베이스모듈(100)은 구조체의 기저부를 이루는 구성으로서 콘크리트 기초 상에 설치하여 건축물의 구역을 형성 및 구획하고 기둥모듈(200)의 하부를 지지하도록 배치한다.
상기 베이스모듈(100)은 복수의 베이스부재(110)와, 베이스앵커부재를 포함하여 이루어진다.
상기 베이스부재(110)는 설치 구역의 가로 또는 세로 길이에 상응하는 길이로 구비한다.
상기 베이스부재(110)는 지면과 평행하는 베이스저부(111)와, 베이스저부(111)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 베이스절곡부(112)를 형성하는 채널 형상으로 구비한다.
상기 베이스저부(111)는 평판 형상으로 형성하며 좌, 우 폭은 후술하게 될 기둥모듈(200)의 폭에 상응하도록 구비한다.
상기 베이스저부(111)의 좌, 우에서 길이 방향으로 복수의 앵커홀을 배치하여 베이스앵커부재를 임의의 위치에 결합 가능하도록 구비한다.
상기 베이스앵커부재는 상기 베이스저부(111)의 앵커홀에 상단을 결합하고 콘크리트 기초에서 일정 높이로 설치하도록 구비하여 기초 지면에 대하여 베이스모듈(100) 전반을 수평으로 설치하기 위한 간극을 확보하도록 구성한다.
상기 베이스절곡부(112)는 상기 베이스저부(111)의 좌, 우변에서 각각 90도씩 상호 대칭하도록 2회 절곡하여 양 측면 및 상면을 형성한다.
상기 좌, 우 베이스절곡부(112)의 상면에는 길이 방향으로 복수의 결합구를 배치하여 임의의 위치에서 후술하게 될 기둥모듈(200)을 배치하고 베이스모듈(100)과 연결하기 위한 이음모듈(600)을 결합 가능하도록 구성한다.
상기 기둥모듈(200)은 상기 베이스모듈(100)의 상측에 하단을 위치하여 직립 배치하고 베이스모듈(100) 및 슬래브모듈(400)을 지지한다.
상기 기둥모듈(200)은 구조체의 수직부를 이루는 구성으로서 상기 베이스모듈(100)의 베이스부재(110) 상측에 설치하여 건축물의 벽면을 형성하고 슬래브모듈(400)의 하중을 지지하도록 배치한다.
상기 기둥모듈(200)은 복수의 기둥부재(210)로 이루어지며 건축물의 각 층별 높이에 상응하는 길이로 구비한다.
상기 기둥부재(210)는 지면에 수직하는 기둥측부(211)와, 기둥측부(211)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 기둥절곡부(212)를 형성하는 채널 형상으로 구비한다.
상기 기둥측부(211)는 평판 형상으로 형성하며 좌, 우 폭은 상기 베이스모듈(100)의 폭에 상응하도록 구비한다.
상기 기둥측부(211)의 좌, 우에서 길이 방향으로 복수의 결합구를 배치하여 임의의 위치에서 후술하게 될 슬래브모듈(400)을 배치하고 이들을 연결하기 위한 이음모듈(600)을 결합 가능하도록 구성한다.
상기 기둥절곡부(212)는 상기 기둥측부(211)의 좌, 우변에서 각각 90도씩 상호 대칭하도록 2회 절곡하여 양 측면 및 절곡면을 형성한다.
상기 기둥모듈(200)은 보조기둥모듈(300)을 더 포함한다.
상기 보조기둥모듈(300)은 문의 상부 및 창호의 상, 하부 또는 후술하게 될 슬래브모듈(400)의 중간부위의 하부에서 기둥모듈(200)과 평행 배치하여 베이스모듈(100)과 슬래브모듈(400) 또는 보모듈(500) 사이를 지지한다.
상기 보조기둥모듈(300)은 상기 기둥모듈(200)보다 낮은 높이의 위치에서 구조체의 수직부를 이루는 구성으로서 상기 베이스모듈(100)의 베이스부재(110) 상측 또는 슬래브모듈(400) 하측에 설치하여 건축물의 벽면을 형성하고 하중을 지지하도록 배치한다.
상기 보조기둥모듈(300)은 복수의 보조기둥부재(310)로 이루어지는바, 문 또는 창호 등의 높이를 고려하여 소정의 길이로 구비한다.
상기 보조기둥부재(310)는 지면에 수직하는 보조기둥측부(311)와, 보조기둥측부(311)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 보조기둥절곡부(312)를 형성하는 채널 형상으로 구비한다.
상기 보조기둥측부(311)는 평판 형상으로 좌, 우 폭은 상기 베이스모듈(100)의 폭에 상응하도록 구비한다.
상기 보조기둥측부(311)의 좌, 우에서 길이 방향으로 복수의 결합구를 배치하여 임의의 위치에서 후술하게 될 슬래브모듈(400)을 배치하고 이들을 연결하기 위한 이음모듈(600)을 결합 가능하도록 구성한다.
상기 보조기둥절곡부(312)는 상기 보조기둥측부(311)의 좌, 우변에서 각각 90도씩 상호 대칭하도록 2회 절곡하여 양 측면 및 절곡면을 형성한다.
상기 슬래브모듈(400)은 상기 기둥모듈(200)의 상부 또는 하부에 교차하도록 수평 또는 경사지게 배치하고 기둥모듈(200)을 지지한다.
상기 슬래브모듈(400)은 구조체의 층바닥 또는 지붕을 이루는 구성으로서 상기 기둥모듈(200)에 결합하여 건축물의 층을 구획하고 기둥모듈(200)의 상부 또는 하부를 지지하도록 배치한다.
상기 슬래브모듈(400)은 복수의 슬래브부재(410)로 이루어지며 설치 구역의 가로 또는 세로 길이에 상응하는 길이로 구비한다.
상기 슬래브부재(410)는 슬래브측부(411)와, 슬래브측부(411)의 상, 하에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 슬래브절곡부(412)를 형성하는 채널 형상으로 구비한다.
상기 슬래브측부(411)는 평판 형상으로 형성하며 좌, 우 폭은 상기 기둥모듈(200)의 폭에 상응하도록 구비함이 바람직하다.
상기 슬래브측부(411)의 상, 하에서 길이 방향으로 복수의 결합구를 배치하여 임의의 위치에서 상기 기둥모듈(200)과 연결하기 위한 이음모듈(600)을 결합 가능하도록 구성한다.
상기 슬래브절곡부(412)는 상기 슬래브측부(411)의 상, 하변에서 각각 90도씩 상호 대칭하도록 2회 절곡하여 상, 하면 및 절곡면을 형성한다.
본 발명에 따른 상기 슬래브부재(410)는 상기 슬래브절곡부(412)의 상, 하면이 기둥모듈(200)과 직교하는 평지붕슬래브부재, 또는 일정 각도로 경사를 형성하는 경사지붕슬래브부재를 선택적으로 적용하도록 구성한다.
상기 평지붕슬래브부재는 상기 기둥부재(210)와 직각을 이루는 수평으로 후술하게 될 이음모듈(600)의 복수 타입 이음부재(610) 중에서 선택적으로 결합하여 층바닥을 형성한다. 상기 경사지붕슬래브부재는 상기 기둥부재(210)와 일정 경사각을 이루도록 후술하게 될 이음모듈(600)의 복수 타입 이음부재(610) 중에서 경사 결합구를 배치하는 이음부재(610)와 결합하여 경사 지붕을 형성한다.
상기 기둥모듈(200) 사이에는 보모듈(500)을 더 포함한다.
상기 보모듈(500)은 문의 상부 및 창호의 상, 하부에서 상기 기둥모듈(200) 또는 보조기둥모듈(300)과 직교하도록 수평 배치하여 지지한다.
상기 보모듈(500)은 건축물 벽면에 형성하는 문 또는 창호를 설치하는 위치에서 상기 슬래브모듈(400)보다 짧은 길이로 수평부를 형성하는 구성으로서 상기 슬래브모듈(400)의 하측 또는 기둥모듈(200)의 상, 하 임의의 위치에 설치하여 지지한다.
상기 보모듈(500)은 보부재(510) 한 쌍을 일정 간격 상호 대칭하도록 배치하여 구비하는바, 문 또는 창호의 폭을 고려하여 소정의 길이로 구비한다.
상기 보부재(510)는 보측부(511)와, 보측부(511)의 상, 하에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 보절곡부(512)를 형성하는 채널 형상으로 구비한다.
상기 보측부(511)는 평판 형상으로 형성하며 좌, 우 폭은 상기 기둥모듈(200)의 폭에 상응하도록 구비함이 바람직하다.
상기 보측부(511)의 상, 하에서 길이 방향으로 길이 방향으로 복수의 결합구를 배치하여 임의의 위치에서 상기 기둥모듈(200)과 연결하기 위한 이음모듈(600)을 결합 가능하도록 구성한다.
상기 보절곡부(512)는 상기 보측부(511)의 상, 하변에서 각각 90도씩 상호 대칭하도록 2회 절곡하여 상, 하면 및 절곡면을 형성한다.
상기 이음모듈(600)은 상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 수직 또는 수평 또는 경사 연결부위에 결합하여 연결한다.
상기 이음모듈(600)은 상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 연결부위의 형상에 따라서 상이한 결합구조를 형성하는 복수 타입의 이음부재(610) 중 하나 또는 복수를 선택적으로 적용하여 각 모듈 간 연결부위를 일체화하도록 구비한다.
상기 복수 타입의 이음부재(610)는 이음측부(611)와 이음절곡부(612)를 형성한다.
상기 이음측부(611)는 사각형, '┐'형, '┬'형, 또는 일측 경사 변을 형성하는 평판 형상으로 구비하며, 원형 또는 장공 형상의 복수의 결합구를 수직, 수평, 또는 일정 각도 경사지게 배치하여 구성한다.
상기 이음절곡부(612)는 상기 이음측부(611)의 일측 또는 양측에서 90° 절곡하여 형성하며 복수의 결합구를 배치한다.
상기와 같은 복수 타입의 이음부재(610)는 예컨대, 상기 베이스모듈(100)의 베이스절곡부(112)와 기둥모듈(200)의 기둥측부(211) 간 연결부위에는 사각형 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610)를 적용하여 상호 결합한다.
예컨대, 상기 기둥모듈(200)의 기둥측부(211)와 슬래브모듈(400)의 슬래브측부(411) 간 연결부위에는 장방 형상의 사각형 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610)를 적용하여 상호 결합한다.
또는, 화장실 등 높이 편차가 있는 상기 슬래브모듈(400)의 슬래브측부(411)와 보조기둥듈의 보조기둥측부(311) 간 연결부위에는 '┐'형 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610) 및 사각형 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610)를 복수로 적용하여 상호 결합한다.
또는, 상기 한 쌍의 보부재(510)로 구성하는 상기 보모듈(500)의 보측부(511) 사이 간격부와 보조기둥모듈(300)의 보조기둥측부(311) 간 연결부위에는 '┬'형 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610)를 적용하여 상호 결합한다.
또는, 상기 슬래브모듈(400)의 경사지붕슬래브부재의 슬래브측부(411)와 기둥모듈(200)의 기둥측부(211) 간 연결부위에는 일측 경사 변을 형성하고 경사 결합구를 구비하는 이음측부(611)를 형성하는 이음부재(610)를 적용하여 상호 결합한다.
한편, 상기 상부 및 하부 기둥모듈(200)의 연결부위, 또는 상기 슬래브모듈(400)의 중간부위의 하부에는 수평이음모듈(700)을 포함한다.
상기 수평이음모듈(700)은 복수의 결합구를 배치하는 평판 형상으로 형성하며 좌, 우 폭은 상기 기둥모듈(200)의 폭에 상응하도록 구비한다.
상기 수평이음모듈(700)은 결합구가 미형성되는 기둥모듈(200)의 단부 또는 슬래브모듈(400)의 슬래브절곡부(412)에 수평 배치하여 상기 이음모듈(600)의 결합이 가능하도록 하며 구조체 전체가 상, 하 및 좌, 우 일체화되도록 구성한다.
본 발명에 따른 모듈화한 중공단열 구조체는 상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 및 슬래브모듈(400) 각각에 형성된 공간 사이에는 모듈중공단열부(800)를 포함한다.
상기 모듈중공단열부(800)는 상기 복수가 배치되는 베이스부재(110), 기둥부재(210) 및 보조기둥부재(310), 슬래브부재(410) 및 보부재(510) 사이에 형성되는 공간을 충진하여 구조체와 일체화하도록 구성한다. 하기 도 1을 포함한 사시도 상에는 편의상 모듈중공단열부(800)의 도시를 생략하였으며 도 9, 11, 15에 도시된 바를 참조하면 될 것이다.
상기 모듈중공단열부(800)는, 상기 베이스모듈(100)에서는 복수의 베이스부재(110)가 형성하는 구역 내부 공간에 베이스절곡부(112)의 상면과 동일 높이로 모듈중공단열부(800)를 충진하여 바닥을 형성한다. 상기 기둥모듈(200)에서는 복수의 기둥부재(210)가 이격 배치되는 사이 공간에 기둥측부(211)와 동일 두께로 모듈중공단열부(800)를 충진하여 벽을 형성한다. 상기 슬래브모듈(400)에서는 복수의 슬래브부재(410)가 이격 배치되는 사이 공간에 슬래브측부(411)와 동일 두께로 모듈중공단열부(800)를 충진한다.
상기 모듈중공단열부(800)는 단열 및 불연 재질로 이루어지는 수성 연질 폼, 우레탄폼을 적용할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기술이 적용된 모듈화한 중공단열 구조체의 개략적인 시공방법을 살펴보면 다음과 같다.
건축물을 구축하고자 하는 지면에 콘크리트 기초를 형성하고 건축물의 평면 구역에 상응하는 위치를 따라 베이스모듈(100)의 베이스부재(110)를 수평 배치한다. 베이스저부(111)에 마련된 결합구에 베이스앵커부재를 결합하고 콘크리트 기초에 매립 또는 고정한다. 베이스부재(110)와 콘크리트 기초 사이는 일정 높이를 이격하여 베이스모듈(100) 전반의 수평을 유지하도록 설치한다.
베이스모듈(100)이 설치되면 기둥모듈(200)의 기둥부재(210)를 베이스절곡부(112) 상면을 따라 일정 간격으로 수직 배치한다. 기둥부재(210)의 하부 기둥측부(211)에는 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 사각형 타입의 이음측부(611)를 면접하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다. 기둥부재(210)에 결합된 이음부재(610)의 이음절곡부(612)를 베이스부재(110)의 베이스절곡부(112) 상면에 위치하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다.
문 또는 창호를 설치하는 위치에는 보조기둥모듈(300)을 기둥모듈(200)과 평행 배치한다. 기둥모듈(200)의 기둥부재(210)를 베이스절곡부(112) 상면을 따라 일정 간격으로 수직 배치한다. 보조기둥부재(310)의 하부 보조기둥측부(311)에는 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 사각형 타입의 이음측부(611)를 면접하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다. 보조기둥부재(310)에 결합된 이음부재(610)의 이음절곡부(612)를 베이스부재(110)의 베이스절곡부(112) 상면에 위치하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다.
기둥모듈(200) 및 보조기둥모듈(300)이 설치되면 슬래브모듈(400)의 슬래브부재(410)를 기둥모듈(200)의 기둥부재(210) 상부을 따라 수평 또는 경사지게 배치한다. 슬래브부재(410)는 평지붕슬래브부재 또는 일정 각도로 경사를 형성하는 경사지붕슬래브부재를 선택적으로 적용한다.
평지붕슬래브부재는 기둥모듈(200)의 기둥부재(210)의 상부 기둥측부(211)에는 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 사각형 타입의 이음측부(611)를 면접하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다. 기둥부재(210)에 결합된 이음부재(610)의 이음절곡부(612)를 슬래브부재(410)의 슬래브절곡부(412) 하면에 위치하고 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다.
높이 편차가 있는 구역은 기둥부재(210)의 상부 기둥측부(211)에 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 '┐'형 타입의 이음측부(611)의 일측을 면접하고 체결수단을 체결하여 결합하고, 기둥부재(210)에 결합된 이음측부(611)의 타측을 슬래브부재(410)의 슬래브측부(411)에 면접하고 체결수단을 체결하여 결합한다.
경사지붕슬래브부재의 경사 하부를 보조기둥모듈(300)의 상측 단부, 즉 결합구가 미형성되는 연결부위에 연결 시에는 보조기둥부재(310)의 상단에 수평이음모듈(700)을 배치하고 그 상면에 슬래부부재의 슬래브절곡부(412)를 안착한 상태로 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 일측 경사 변을 형성하는 타입의 이음측부(611) 및 사각형 타입의 이음측부(611) 등 복수를 적용하여 결합한다.
문 또는 창호를 설치하는 위치에는 보조기둥모듈(300)의 상측 또는 하측에 한 쌍의 보모듈(500)의 보부재(510)를 상호 대칭하도록 수평 배치하고 이음모듈(600)의 이음부재(610), 예컨대 '┬'형 타입의 이음측부(611)의 이음절곡부(612)를 위치하여 한 쌍의 보부재(510)의 보측부(511), 및 보조기둥부재(310)의 보조기둥측부(311)의 결합구에 체결수단을 체결하여 결합한다.
기둥모듈(200)의 기둥부재(210)의 최상단부에는 파라펫모듈(900)을 이음모듈(600)을 이용해 결합하여 마감한다.
베이스모듈(100), 기둥모듈(200) 및 보조기둥모듈(300), 슬래브모듈(400) 및 보모듈(500)의 베이스부재(110), 기둥부재(210) 및 보조기둥부재(310), 슬래브부재(410) 및 보부재(510) 사이에 형성되는 공간에 모듈중공단열부(800)를 충진한다.
복수의 베이스부재(110)가 형성하는 구역 내부 공간에는 베이스절곡부(112)의 상면과 동일 높이로 모듈중공단열부(800)를 충진하여 바닥을 형성한다. 복수의 기둥부재(210) 및 보조기둥부재(310)가 이격 배치되는 사이 공간에는 기둥측부(211)와 동일 두께로 모듈중공단열부(800)를 충진하여 벽을 형성한다. 복수의 슬래브부재(410) 및 보부재(510)가 이격 배치되는 사이 공간에는 슬래브측부(411)와 동일 두께로 모듈중공단열부(800)를 충진한다. 모듈중공단열부(800)는 단열 및 불연 재질로 이루어지는 수성 연질 폼, 우레탄폼을 적용할 수 있다. 모듈중공단열부(800)의 시공이 완료되면 내, 외장 마감을 수행하여 중공단열 구조체의 구축을 완료한다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 모듈화한 중공단열 구조체는 규격화 및 모듈화를 통한 프리패브 시공공법의 적용이 가능하여 기존의 철근 콘크리트 및 기타 구조체에 비해 기후 및 시공환경의 영향을 최소화하고 공기 단축 및 비용 절감을 통해 시공 편의성 및 생산성, 경제성이 탁월한 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 구조체 부재를 제작 생산하므로 제품의 균일화 및 표준화된 시공 매뉴얼을 제공하므로 시공 편의성 및 재료비 절감이 가능하고 내구성을 증대하며 친환경 내화성 건축재료 및 시공공법의 적용이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 각 모듈 간 연결부위의 구조적 일체화를 통해 지진, 태풍 등 자연재해에 대하여 견고하고 안전한 구조성능을 도출할 수 있으며, 특히 구조체 내부 공간을 단열부로 충진하여 빈틈 없이 일체화하므로 단열성능을 현저히 향상하며 기밀성 및 차음성 확보가 가능한 등의 다양한 이점이 있으므로 산업상 이용 가능성이 매우 클 것으로 기대된다.
10: 콘크리트 기초 100: 베이스모듈
110: 베이스부재 111: 베이스저부
112: 베이스절곡부 113: 베이스앵커부재
200: 기둥모듈 210: 기둥부재
211: 기둥측부 212: 기둥절곡부
300: 보조기둥모듈 310: 보조기둥부재
311: 보조기둥측부 312: 보조기둥절곡부
400: 슬래브모듈 410: 슬래브부재
411: 슬래브측부 412: 슬래브절곡부
500: 보모듈 510: 보부재
511: 보측부 512: 보절곡부
600: 이음모듈 610: 이음부재
611: 이음측부 612: 이음절곡부
700: 수평이음모듈 800: 모듈중공단열부
900: 파라펫모듈

Claims (5)

  1. 건축물의 평면 구역에 상응하는 위치를 따라 배치하고 콘크리트 기초에서 일정 높이로 이격하여 수평으로 설치하는 베이스모듈(100)과, 베이스모듈(100)의 상측에 하단을 위치하여 직립 배치하고 베이스모듈(100) 및 슬래브모듈(400)을 지지하는 기둥모듈(200)과, 기둥모듈(200)의 상부 또는 하부에 교차하도록 수평 또는 경사지게 배치하고 기둥모듈(200)을 지지하는 슬래브모듈(400)을 포함하고,
    상기 베이스모듈(100)은,
    지면과 평행하고 일정 높이로 이격하는 베이스저부(111)와, 베이스저부(111)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상으로 형성하고 상면에 결합구를 배치하는 베이스절곡부(112)를 구비하는 채널 형상의 복수의 베이스부재(110)로 이루어지고,
    상기 기둥모듈(200)은,
    지면에 수직하고 결합구를 배치하는 기둥측부(211)와, 기둥측부(211)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 기둥절곡부(212)를 구비하는 채널 형상의 복수의 기둥부재(210)로 이루어지고,
    상기 슬래브모듈(400)은,
    결합구를 배치하는 슬래브측부(411)와, 슬래브측부(411)의 상, 하에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 슬래브절곡부(412)를 구비하는 채널 형상의 복수의 슬래브부재(410)로 이루어지고,
    상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 수직 또는 수평 또는 경사 연결부위에 결합하여 연결하는 이음모듈(600)과,
    상기 베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 및 슬래브모듈(400) 각각에 형성된 공간 사이를 충진하여 구조체와 일체화하고 단열 및 불연 재질로 이루어지는 모듈중공단열부(800)를 포함하고,
    상기 슬래브부재(410)는,
    슬래브절곡부(412)의 상, 하면이 기둥모듈(200)과 직교하는 평지붕슬래브부재와, 일정 각도로 경사를 형성하는 경사지붕슬래브부재를 구비하여 선택적으로 적용하도록 하고,
    상기 이음모듈(600)은,
    베이스모듈(100), 기둥모듈(200), 슬래브모듈(400)의 연결부위의 형상에 따라서 상이한 결합구조를 형성하는 복수 타입의 이음부재(610) 중 하나 또는 복수를 선택적으로 적용하여 각 모듈 간 연결부위를 일체화하도록 구비하고,
    상기 복수 타입의 이음부재(610)는,
    사각형, '┐'형, '┬'형, 또는 일측 경사 변을 형성하는 평판 형상의 이음측부(611)와, 이음측부(611)의 일측 또는 양측에서 90° 절곡하는 이음절곡부(612)를 형성하고,
    상기 이음측부(611)에는,
    원형 또는 장공 형상의 복수의 결합구를 수직, 수평, 또는 일정 각도 경사지게 배치하여 구비하고, 복수의 결합구를 배치하는 평판 형상으로 구비하고 결합구가 미형성되는 상부 및 하부 기둥모듈(200)의 연결부위, 또는 상기 슬래브모듈(400)의 중간부위의 하부에 수평 배치하여 상기 이음모듈(600)의 결합이 가능하도록 하며 구조체 전체가 상, 하 및 좌, 우 일체화되도록 하는 수평이음모듈(700)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈화한 중공단열 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    문의 상부 및 창호의 상, 하부 또는 슬래브모듈(400)의 중간부위의 하부에서 상기 기둥모듈(200)과 평행 배치하여 베이스모듈(100)과 슬래브모듈(400) 또는 보모듈(500) 사이를 지지하는 보조기둥모듈(300)을 더 포함하고,
    상기 보조기둥모듈(300)은,
    지면에 수직하는 보조기둥측부(311)와, 보조기둥측부(311)의 좌, 우에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 보조기둥절곡부(312)를 형성하는 채널 형상의 복수의 보조기둥부재(310)와,
    보조기둥측부(311)의 좌, 우에서 길이 방향으로 배치하는 결합구를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈화한 중공단열 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    문의 상부 및 창호의 상, 하부에서 기둥모듈(200) 또는 보조기둥모듈(300)과 직교하도록 수평 배치하여 지지하는 보모듈(500)을 더 포함하고,
    상기 보모듈(500)은,
    보측부(511)와, 보측부(511)의 상, 하에서 상호 대칭하는 '┌' 및 '┐' 형상의 보절곡부(512)를 형성하는 채널 형상의 보부재(510) 한 쌍을 일정 간격 상호 대칭하도록 배치하여 구비하고,
    상기 보부재(510)에는 보측부(511)의 상, 하에서 길이 방향으로 배치하는 결합구를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈화한 중공단열 구조체.
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