건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리(frame assemble for fixing outer panel on the wall of building)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(11) 공개번호 20-2009-0006395
(43) 공개일자 2009년06월29일
(51) Int. Cl.

E04F 13/09 (2006.01) E04F 13/07 (2006.01)
E04F 13/22 (2006.01)
(21) 출원번호 20-2007-0020591
(22) 출원일자 2007년12월24일
심사청구일자 2007년12월24일
(71) 출원인
김인영
서울 송파구 오륜동 선수촌아파트 107동801호
(72) 고안자
김인영
서울 송파구 오륜동 선수촌아파트 107동801호
(74) 대리인
박준연
전체 청구항 수 : 총 2 항
(54) 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리
(57) 요 약
본 고안은 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리에 관한 것이다. 그의 구성은, 가장자리(P1)가 경사진 유리
등의 마감용 외장패널(P)을 건물의 외벽(W)에 부착 고정하기 위한 것으로서; 앵커수단(102)에 의해 콘크리트 등
으로 된 건물의 외벽(W)에 고정되는 외벽고정단(104)과, 상기 외장패널(P)을 끼울 수 있는 패널홀딩부(106)와,
상기 외벽고정단(104)과 상기 패널홀딩부(106)를 연결하기 위한 연결단(108)으로 구성되며; 알루미늄형강을 기본
적 구조로 하되; 온도에 의한 상기 외장패널(P)의 부피변화에 대응할 수 있는 동시에 탄성 복원력을 가짐으로써
원래 형태로 복귀될 수 있도록 강판 또는 합성수지판과 같은 재질에 의한 탄성복원부(112)가 더 포함되도록 하는
것을 특징으로 한다.
대 표 도 - 도4
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공개실용신안 20-2009-0006395
실용신안 등록청구의 범위
청구항 1
가장자리(P1)가 단일 평면형태 또는 계단형태로 경사진 유리 등으로 된 단위규격의 마감용 외장패널(P)을 건물
의 외벽(W)에 부착 고정하기 위한 것으로서;
앵커수단(102)에 의해 콘크리트 등으로 된 건물의 외벽(W)에 고정되는 외벽고정단(104)과, 상기 외장패널(P)을
끼울 수 있는 패널홀딩부(106)와, 상기 외벽고정단(104)과 상기 패널홀딩부(106)가 일정한 간격을 유지하며 연
결되도록 하기 위한 연결단(108)으로 구성되며; 일정한 단면 형상을 가지는 알루미늄형강을 기본적 구조로
하되; 그 기본적 구조에 더하여, 온도에 의한 상기 외장패널(P)의 부피변화에 대응할 수 있는 동시에 탄성 복원
력을 가짐으로써 원래 형태로 복귀될 수 있도록 강판 또는 합성수지판과 같은 재질에 의한 탄성복원부(112)가
더 포함되도록 하는 것을 특징으로 하는 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리.
청구항 2
제 1항에 있어서, 상기 탄성복원부(112)는, 상기 연결단(108)과 일체로 연결되어 상기 외장패널(P)의 배면을
받치도록 된 받침부(110) 상에 볼트(114)의 체결에 의해 또는 요철식으로 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는
건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리.
명 세 서
고안의 상세한 설명
기 술 분 야
본 고안은 건물의 외장패널에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 건물의 미관을 위해 건물 외벽에 유리 또는 타<1>
일 등의 외장패널을 고정할 때 사용하는 고정장치로서 특히 계절별 기후변화에 따른 열 수축팽창을 감안하여 외
장패널이 받는 기계적 스트레스를 비약적으로 완화하고 안정성을 높일 수 있도록 설계한 건물의 외장패널 부착
용 프레임 어셈블리에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 최근의 건물에는 외관을 고려하여 유리패널이 설치되는 사례를 많이 볼 수 있다. 기존에 유리패널을<2>
건물에 설치하는 공법으로 커튼월 공법이라 하여 내측 방향으로 홈이 있는 사각테두리 프레임 내에 유리패널을
고정하되 유리패널을 외부유리와 내부유리로 두 장을 중간의 스페이서를 사이에 두고 설치하는 방법이 많이 시
도되고 있었다.
이러한 커튼월 공법은 유리패널을 이중으로 사용하며 그 시공 또한 수월치 않아 단가가 상승하는 문제점이 있었<3>
다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 한 장의 유리패널을 건물 외벽에 설치하는 방법을 모색할 수 있다.<4>
이러한 방안으로 제안된 것이 대한민국 실용신안 출원 제20-2006-0002049호의 건물의 외장패널 고정장치가<5>
있다.
이에 개시된 건물의 외장패널 고정장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 단열재(2)가 충진되는<6>
일정한 크기의 공간부(3)를 가지는 사각틀상의 몸체(4)와, 상기 몸체(4)의 전면 테두리면에서 정면으로 일정한
깊이를 가지며 연장형성되며 테두리면이 일정한 경사각을 가지며 경사진 통상의 외장패널(P)이 내입되어 고정되
도록 일정한 경사각을 가지도록 경사진 내주면을 가지는 고정부(6)와, 상기 고정부(6)와 몸체(4)의 경계면에서
내측으로 일정한 길이로 연장현성되어 상기 외장패널(5)의 내면을 지지하는 플랜지부(7)와, 상기 몸체(4)의 후
면에서 외측으로 일정한 길이를 가지며 연장형성되며 건물의 외벽(W)에 밀착되는 고정플랜지(8)를 포함하는 구
성으로 되며,
또한, 상기 고정플랜지에는 건물 외벽(W)에 타설되는 고정못을 고정하는 통공(10)이 형성되는 구성을 갖게 하거<7>
나,
상기 몸체(4)는 단면구조를 형상으로 하는 샷시들의 조립으로 형성되어 있는 것, 또는 상기 몸체(4)의 외주면과<8>
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또 다른 고정장치(1)의 몸체(4)의 외주면의 사이 공간에는 탄성링(12)이 밀착되도록 고정되며 상기 몸체(4)와
몸체(4)의 이격공간에는 실리콘마감재(13)가 도포 되는 것을 특징으로 하고 있다.
여기에서 외장패널의 테두리부분은 도시된 것처럼 평평한 경사면일 수 있으며, 계단식의 경사면일 수도 있다.<9>
후자의 경우 크기가 약간 다른 2장의 유리패널을 서로 라미네이팅 방법으로 접합함으로써 테두리부분을 경사지
게 할 수 있는 것이다. 이 경우 고정부(6)는 도시된 것과 다르게 계단식으로 절곡 형성됨이 당연할 것이다.
이러한 선행기술에 대해서는 그 출원 전부터 본원인도 검토한 바 있으나 상술한 선행기술은 외부와 직접 접하는<10>
환경에 있는 외장패널에 있어서는 계절에 따른 유리패널과 알루미늄이나 스틸 등의 금속재를 주로 사용하게 되
는 프레임 몸체의 열팽창 계수의 차이로 인한 유리패널의 스트레스 및 고정부위의 유격발생으로 인한 안전성에
문제점이 있고 또한 건물 외벽의 변형이나 진동, 그리고 지진이나 태풍 등의 천재지변 등에도 유리패널이 깨질
수 있는 문제점이 있어 건축시공시 막대한 위험부담을 안고 있는 것이었다.
고안의 내용
해결 하고자하는 과제
이러한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 사각 프레임 몸체와 외장패널의 열 수축팽창의<11>
차이로 인한 문제를 해결하고 지진 및 태풍 등의 천재지변이나 건물의 변형 및 외벽 진동에도 외장패널을 완충
할 수 있는 구조를 갖게 한, 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리를 제공함에 목적을 두고 있다. 나아가 팽
창되었던 외장패널의 형태가 원상태로 복귀되더라도 프레임의 형태가 영구적으로 변형이 일어나지 않도록 하는
건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제 해결수단
상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가장자리가 단일 평면형태 또는 계단형태로 경사진 유리 등으로 된 단<12>
위규격의 마감용 외장패널을 건물의 외벽에 부착 고정하기 위한 것으로서;
앵커수단에 의해 콘크리트 등으로 된 건물의 외벽에 고정되는 외벽고정단과, 상기 외장패널을 끼울 수 있는 패<13>
널홀딩부와, 상기 외벽고정단과 상기 패널홀딩부가 일정한 간격을 유지하며 연결되도록 하기 위한 연결단으로
구성되며; 일정한 단면 형상을 가지는 알루미늄형강을 기본적 구조로 하되; 그 기본적 구조에 더하여, 온도변화
에 의해 상기 외장패널의 단면적변화가 일어나도 그 단면적변화에 대응할 수 있는 동시에 탄성 복원력을 가짐으
로써 원래 형태로 복귀될 수 있도록 강판 또는 합성수지판과 같은 재질에 의한 탄성복원부가 더 포함되도록 하
는 것을 특징으로 하는 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리에 의해 달성된다.
본 고안에 의하면 상기 탄성복원부는 상기 패널홀딩부의 일부를 구성하도록 할 수 있다. 즉, 패널홀딩부의 일부<14>
를 탄성복원부로 대체함으로써 전체적으로는 외장패널의 형태변형에 의해서도 프레임 어셈블리의 영구적 변형이
최소화되도록 할 수 있다. 패널홀딩부와 변형수용부는 각각 단면이 일정한 형강구조로서 볼트, 리벳 또는 암수
결합에 의한 끼워맞춤식으로 일체로 결합될 수 있다. 또한, 본 고안에 의하면 상기 탄성복원부는, 상기 연결단
과 일체로 연결되어 외장패널의 배면을 받치도록 된 받침부 상에 볼트의 체결에 의해 또는 요철식으로 끼워져
결합될 수 있다.
효 과
이상과 같은 구성으로 된 본 고안은, 외장패널을 안정적으로 지지하는 동시에, 외장패널과 프레임 몸체의 수축<15>
팽창에도 결합상태의 유격이 발생하지 않게 하고 외부로부터 가해지는 충격을 흡수할 수 있는, 건물의 외장패널
부착용 프레임 어셈블리를 제공한다. 나아가 탄성복원부를 가짐으로써 영구적인 형태적 변형이 최소화되어 내구
성이 높은, 건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블리가 제공된다.
고안의 실시를 위한 구체적인 내용
상술한 본 고안의 구체적 내용을 실시예로서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 3은 시공이 완<16>
성된 상태에서의 조립 단면도이다. 도 4는 외장패널이 부피팽창한 상태에서 프레임 어셈블리가 형태적으로 변형
되는 모습을 나타내는 단면도이다.
외장패널(P)은 대표적으로 유리가 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 금속, 석재, 합성수지에 의<17>
할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 유리를 기준으로 설명한다.
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외장패널(P)은 통상 단위 규격으로 제공되며, 다수의 단위 외장패널이 "건물의 외장패널 부착용 프레임 어셈블<18>
리"(100, 이하, 단지 '프레임 어셈블리'로 칭한다)에 의해 건물의 외벽에 상하좌우로 연속되게 부착 고정된다.
프레임 어셈블리(100)는 사각의 틀체로 구성되지만 건물의 구체적인 형태에 따라 삼각형, 마름모 또는 반구형<19>
등 다양한 형태로 제작될 수 있다.
도시된 바와 같이 사각형으로 된 프레임 어셈블리(100)는 3개의 변을 건물 외벽에 먼저 고정하고, 외장패널(P)<20>
을 끼운 후 나머지 1개의 변을 조립함으로써 한 개의 단위 외장패널(P)을 완전하게 건물 외벽(W)에 부착할 수
있도록 되어 있다. 프레임어셈블리(100)의 모서리부분의 결합형태는 공지의 사항이므로 상세한 설명이 필요치
않다.
외장패널(P)은 그의 가장자리가(P1) 단일 평면형태 또는 계단형태로 경사진 상태로 보급된다. 이는 미관상 또는<21>
자재 특성상 외장패널(P) 자체에 볼트 등의 체결수단을 가할 수 없기 때문이다. 이러한 이유로 외장패널(P)과
프레임 어셈블리(100)는 갈고리 방식으로 걸어서 건물 외벽에 부착하는 방식이 채용된다.
위에서 설명된 작용을 위해 프레임 어셈블리(100)는 앵커수단(102)에 의해 콘크리트 등으로 된 건물의 외벽(W)<22>
에 고정되는 외벽고정단(104)과, 외장패널(P)을 끼울 수 있는 패널홀딩부(106)와, 외벽고정단(104)과 패널홀딩
부(106)가 일정한 간격을 유지하며 연결되도록 하기 위한 연결단(108)으로 구성된다. 패널홀딩부(106, 구체적으
로는 그의 일부), 외벽고정단(104) 및 연결단(108)은 압출성형에 의해 일체로 연결되어 있다.
제작의 용이성, 단가, 강성, 중량 및 내식성 등을 고려하여 프레임 어셈블리(100)는 전체적으로는 알루미늄으로<23>
제작된다. 특히 알루미늄은 압출성형에 의해 복잡한 단면구조를 가지는 임의 길이의 선형부재로 가공하기에 적
합하기 때문에, 프레임 어셈블리(100)는 기본적으로 알루미늄 재질로 선택된다.
도 3에 도시된 프레임 어셈블리의 단면구조에 의하면 모든 변 전체 구간을 따라 트러스에 해당하는 구조물이 없<24>
기 때문에, 외장패널(P)이 온도상승에 의해 부피팽창을 하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 외장패널(P)과 반대
방향으로 휘어질 수 있는 구조이다. 특히 연결단(108)이 건물외벽과 평행한 방향으로 가해지는 힘에 의해 좌우
유동이 용이하도록 얇게 되어 있으며, 특히 길이를 신장시키기 위해 대략" " 형태로 절곡되어 있어 프레임 어셈
블리(100)의 각 변은 외장패널의 팽창에 의해 충분히 대응할 수 있는 구조를 가진다.
본 고안의 특징에 의하면 패널홀딩부(106)는 두 종류의 재질로 구성된다. 하나는 프레임 어셈블리의 기본 재료<25>
인 알루미늄이고 나머지는 복원력이 뛰어난 강철 또는 합성수지(예를 들면 엔지니어링 플라스틱)이다.
패널홀딩부(106)는 연결단(108)과 일체를 이루는 받침부(110)와 소정의 체결수단에 의해 이 받침부(110)에 결합<26>
고정되는 탄성복원부(112)로 구성된다. 받침부(110)와 탄성복원부(12)의 결합은 도 3에 도시된 바와 같이 요철
결합에 의한 끼움방식이 채용될 수 있다. 이에 의하면 받침부(110)는 아암(110a)을 가짐으로써 다소 복잡한 형
태를 가지게 된다. 본 고안의 다른 실시예에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이 볼트(114) 또는 리벳과 같은 요소
체결수단에 의해 결합되는 방식이 이용될 수 있다. 받침부(110), 특히 도면상 외장패널을 향해 돌출된 돌출지지
단(110b)은 외장패널(P)의 배면에 지지되어 건물외벽(W)에 대하여 수직으로 작용하는 힘에 대한 강성을 향상시
키고 있다.
탄성복원부(112)는 "ㄷ" 형태의 걸림단(116)과 이 걸림단(116)과 일체로 연결된 플랜지 형태의 연결단고정단<27>
(118)으로 구성되며, 이 양자가 일체를 이루고 있다.
외장패널(P)과 건물 외벽(W) 사이에는 판재 형태의 단열재(H)가 더 개입된다. 두께 및 재질 등 단열재(H)에 대<28>
한 내용은 공지사항이다.
본 고안의 다른 실시예에 의하면 외장패널(P), 받침부(110) 및 탄성복원부(112)가 만드는 빈 공간(s1)에 실리콘<29>
등의 충전재(120)가 강도보강을 위하여 또는 볼트(114)의 부식 방지를 위하여 더 개입될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 프레임 어셈블리(100)는 각 프레임 어셈블리(100) 사이에 소정의 이격공간(s2)이 마련<30>
되도록 설치된다. 이는 외장패널의 팽창길이를 수용하기 위한 여유공간으로서 고무 또는 실리콘 등의 보충재
(122)에 의해 메워지게 된다.
본 고안의 핵심적 사항인 탄성복원부(112)는 프레임 어셈블리의 패널홀딩부(106)가 아닌 다른 위치에 개입될 수<31>
도 있다. 예를 들면 연결단(108)을 탄성복원부로 대체할 수 있다. 탄성복원부는 프레임 어셈블리의 변 전체 길
이이 걸치도록 길게 하는 것이 바람직하지만 이에 한정될 것은 아니고 변의 일부 구간에만 부분적으로 설치될
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수도 있다. 이처럼 다양한 변형실시가 예상되지만 이는 모두 본 고안의 청구범위 내에 있게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 건물 외장패널 고정장치에 관한 사시도이다.<32>
도 2는 종래의 건물 외장패널 고정장치의 설치상태를 보인 단면도이다. <33>
도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 프레임 어셈블리의 시공이 완성된 상태에서의 조립 단면도이다. <34>
도 4는 외장패널이 부피팽창한 상태에서 프레임 어셈블리가 형태적으로 변형되는 모습을 나타내는 단면도이다. <35>
도 5 내지 도 7은 본 고안의 다른 실시예에 의한 프레임 어셈블리의 일부 단면도이다. <36>
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><37>
100; 프레임 어셈블리 102; 앵커수단 <38>
104; 외벽고정단 106; 패널홀딩부<39>
108; 연결단 110; 받침부<40>
112; 탄성복원부 114; 볼트<41>
116; 걸림단 118; 고정단<42>
120; 보충재 W; 건물 외벽<43>
P; 외장패널 H; 단열재<44>
도면
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도면2
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