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KR20200120705A - 단열재에 접합된 적어도 하나의 경화된 시멘트층을 갖는 조립식 단열 건축용 패널 - Google Patents

단열재에 접합된 적어도 하나의 경화된 시멘트층을 갖는 조립식 단열 건축용 패널 Download PDF

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KR20200120705A
KR20200120705A KR1020207026297A KR20207026297A KR20200120705A KR 20200120705 A KR20200120705 A KR 20200120705A KR 1020207026297 A KR1020207026297 A KR 1020207026297A KR 20207026297 A KR20207026297 A KR 20207026297A KR 20200120705 A KR20200120705 A KR 20200120705A
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KR
South Korea
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insulating material
rigid
layer
rigid insulating
insulation
Prior art date
Application number
KR1020207026297A
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English (en)
Inventor
마이클 앤써니 돔보우스키
베네딕트 존 돔보우스키
Original Assignee
넥시 빌딩 솔루션스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 넥시 빌딩 솔루션스 인코포레이티드 filed Critical 넥시 빌딩 솔루션스 인코포레이티드
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
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Abstract

조립식 단열 건축용 패널은 강성 단열재 시트, 단열재의 한 면에 연결되는 내측 구조층, 경화된 복합 시멘트층이 그것과의 접합 작용에 의해 단열재에 지지되게 하는 두께를 갖는 강성 단열재의 대향하는 제2 면에 연결되는 경화된 복합 시멘트재의 외층을 특징으로 한다. 패널은 또한 복합 시멘트질 외층과 패널의 주변부로 연장되는 단열재의 제2 면 에있는 홈들에 의해 형성된 단열재 사이의 계면에 채널들을 특징으로 한다. 이러한 채널들은 패널에 압력 균등화 및 수분 배출 기능을 제공한다. 추가로, 내측 구조층은 단열재에 접합되는 경화된 복합 시멘트재 층을 포함하며, 이는 패널을 강화하기 위해 패널의 주변을 따라 증강되는 에지 부분을 갖는다.

Description

단열재에 접합된 적어도 하나의 경화된 시멘트층을 갖는 조립식 단열 건축용 패널
본 발명은 개괄적으로 건물들의 벽들, 바닥들 및 지붕들을 형성하기 위해 조립될 수 있는 적어도 하나의 경화된 시멘트층을 갖는 조립식 단열 건축용 패널들에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 유체를 배출하기 위한 채널들 및 단열재의 반대면들에 연결되는 경화된 시멘트층들의 쌍을 갖는 패널들에 관한 것이다.
구조용 단열 패널들(SIPs, Structural insulated panels)은 건축 산업에서 확고한 자리를 차지하고 있다. 이러한 유형의 조립식, 공장 제작 패널은 통상적으로 발포 폴리스티렌(EPS)과 같은 두꺼운 폐쇄 셀 단열재 및 그에 접합되는 구조용 스킨을 포함한다. 현재, 접착제로 EPS에 접합되는 두 가지 유형의 구조용 스킨, 예를 들어, OSB(oriented strand board) 목재 시트 또는 산업에서 콘크리트 보드로도 알려져 있는 산화 마그네슘 보드가 통용되고 있다.
SIP를 채용하는 건물 시스템의 단점은 패널들의 크기이며, 이는 일반적으로 대량 생산되는 목재 또는 콘크리트 보드 시트들의 크기로 제한된다. 이 결과 벽, 바닥 또는 지붕은 복수의 접합부를 갖는 복수의 SIP로 만들어진다. 추가적으로, 종래 기술 패널들은 통상적으로 내후성 및 장식을 위해 SIP에 부착될 추가 외층, 즉 그 외 목재 또는 콘크리트 시트의 외면을 필요로 한다. 또한, SIP로 형성된 건물의 내부는 통상적으로 내부를 마감하기 위해 석고 시트록 층 및 페인트를 수용해야 한다. 현재까지, OSB SIP들의 내 하중은 2층으로 제한되어 있다.
기성 콘크리트 샌드위치 패널들은 SIP들의 한계들을 해결하여, 적절한 외부 마감, 더 큰 내 하중 용량을 갖고 통상적으로 SIP들에 비해 다른 유사한 패널들과 조립될 때 보다 적은 접합부를 사용하도록 더 큰 크기를 갖는다. 그러나, 이러한 유형의 패널의 단점은 SIP에 비해 초과 중량이다. 중량 증가와 연관된 단점들에도 불구하고, 기성 샌드위치 콘크리트 패널들은 SIP들에 비해 개선된 내 하중 및 내화 성능을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면 조립식 단열 건축용 패널로서:
반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트;
상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 연결되는 내측 구조층을 포함하며;
상기 강성 단열재는 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 리세스된 베이스를 각각 갖는 복수의 홈을 그것의 상기 제2 면에 획정하고;
상기 홈들은 각각 상기 강성 단열재의 상기 제2 면상의 위치로부터 상기 시트의 주변부로 연장되어 상기 시트의 상기 주변부에서 종결되는 각각의 상기 홈의 단부가 개방되고;
경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에서 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 외층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 외층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되고;
상기 복합 시멘트재는 상기 패널의 주변부 내의 위치들로부터 상기 패널의 외부로 유체 흐름을 위한 경로들을 획정하기 위해 상기 홈들의 상기 베이스들에 대향하여 폐쇄되는 원주 방향으로 둘러싸인 채널들을 획정하기 위해 상기 홈들을 덮는, 조립식 단열 건축용 패널이 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 조립식 단열 건축용 패널로서:
반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트;
상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 연결되는 내측 구조층를 포함하며;
상기 내측 구조층은 경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에서 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면으로부터 내층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 내층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 복합 시멘트재가 접합되고;
경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에서 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 외층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 외층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되고;
(ⅰ) 상기 제1 및 상기 제2 면들, 또는 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 단부들 중 적어도 하나는 돌출면들이 각각의 상기 돌출면 및 상기 제1 면에 횡 방향으로 배향되는 전이 표면에 의해 상기 제1 면과 상호 연결되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 대체로 평행하게 배향되나 그로부터 리세스된 상기 강성 단열재의 주변부를 따라 상기 가로대 표면들을 획정하기 위해 외향으로 연장되는 대향 플랜지들의 쌍을 형성하고;
상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 강성 단열재의 상기 제1 면과 상기 전이 표면들 사이에 형성되는 에지들 주위를 감싸고 상기 돌출면들로 연장되고;
상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 돌출면들에 접합되고;
상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 돌출면들 중 하나로부터 상기 강성 단열재의 상기 제1 면을 가로질러 상기 돌출면들 중 다른 하나로 연속적이며;
상기 돌출면으로부터 상기 내층의 상기 외면까지의 상기 경화된 시멘트질 내층의 두께는 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에서 상기 경화된 시멘트질 내층의 상기 두께보다 더 큰, 조립식 단열 건축용 패널이 제공된다.
따라서 복합 시멘트재를 강성 단열재로 경화하는 동안 이루어지는 접합 작용만으로 예를 들어 단열재의 두께를 통과하는 파스너들에 의해, 시멘트층을 내측 구조층에 직접 고정하지 않고 경화된 시멘트층의 미리 규정된 두께의 중량을 견딜 수 있다.
복합 시멘트재를 내측 구조층에 연결하기 위해 단열재의 전체 두께를 통과하는 파스너들과 같은 열 전도성 요소들이 없도록 시멘트질 외층이 내측 구조층에 직접 고정되지 않는 그러한 배열들에서, 그에 따라 열 에너지가 패널의 두께 방향으로 바람직하지 않게 통과할 수 있는 열교 현상이 없다. 그에 따라 각 패널에 의해 중단되지 않는 단열 블랭킷이 형성된다.
또한, 비교적 얇은 경화된 시멘트층들의 제공은 패널의 중량을 감소시켜 예를 들어 크레인을 사용하여 건물의 부분들을 형성하는데 운송 및 배열을 포함하여 작업하기가 더 쉽다.
패널의 둘레에 따른 증강 에지들은 각각의 증강 에지들의 대향하는 쌍 사이에 걸쳐 이어지는 방향으로 패널을 더 강성으로 만들어 비교적 얇은 경화된 시멘트층을 갖는 패널이 생산 과정과 배송 및 설치 동안 구부러지거나 경화된 시멘트질 층들이 갈라지지 않고 그것의 형상 및 원래 상태를 유지하기에 충분히 강해진다.
그에 따라, 건축되는 건물의 공통 부분, 예를 들어, 바닥 또는 벽 또는 엘리베이터 샤프트를 일체로 형성하는데 사용되는 패널 수를 줄임으로써 그것의 접합부들의 수 그리고 그에 따라 현장의 조립 노동을 줄이기 위해 보다 큰 패널들이 공장 제작될 수 있다.
또한, 패널들은 패널들의 내외부 마감을 위한 임의의 마감을 포함하여 실질적으로 마감될 수 있다.
또한, 시멘트질 외층과 강성 단열재 사이의 경계에 형성되고 위치되는 채널들은 벽을 형성하는데 사용되는 패널이 주변 환경에 노출될 때 외층을 관통하는 바람에 의한 습기 배출 기능을 제공하고 중력에 의해 요소들을 패널 외부로 보낸다. 채널들은 벽 패널에 외부 "비 차단막"과 강성 단열재 사이의 공기 공간을 제공하여, 패널이 비와 함께 강풍 조건에 노출될 때 건물에 습기가 유입되는 것을 방지하는 "압력 균등화"를 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 바닥을 형성하는 데 사용할 때 채널들은 수도관들과 같은 배관 및 바닥 내 복사 난방 파이프들을 운반하기 위한 도관들을 획정한다.
또한, 지붕 또는 천장을 형성하는데 사용할 때 채널들은 화재 스프링클러와 수도관들 및 전기 배선을 운반하기 위한 도관들을 획정한다.
제조 동안, 홈들을 갖는 강성 단열재를 포함하는 부분적으로 형성된 패널을 수평 주조 베드에 일정 형태로 구속되는 굳지 않은 복합 시멘트재에 배치하여 시멘트질 외층이 형성될 때, 이러한 홈들은 갇힌 공기 주머니가 홈들을 따라 패널 외부로 빠져 나갈 수 있게 한다. 그에 따라 접합이 굳지 않은 복합 시멘트재와 접촉하는 강성 단열재의 전체 표면에 걸쳐 발생한다.
본 개시에서 사용되는 '복합 시멘트재'는 경화될 때 단단한 내구성 재료를 형성하는 시멘트를 포함하는 복수의 구성 재료를 포함하는 재료를 지칭한다. 복합 시멘트재의 예들은 콘크리트 및 시멘트질 수지계 코팅을 포함한다.
바람직하게는, 상기 복합 시멘트재는 상기 채널들 각각이 각각의 상기 홈의 상기 측벽들 중 하나로부터 다른 하나, 상기 홈의 상기 베이스 및 상기 홈의 상기 측벽들 각각의 일 부분으로 걸쳐 있는 상기 복합 시멘트재에 의해 집합적으로 획정되도록 상기 복합 시멘트재가 상기 홈들 내로 연장되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 상기 제2 면으로부터 각각의 상기 베이스로 연장되는 상기 홈들의 측벽들 사이에 형성되는 상기 홈들의 외측 에지들 주위를 감싼다. 이러한 복합 시멘트재의 홈들로의 연장 및 그것의 측벽들에의 부착은 경화된 시멘트층과 단열재의 보다 강한 접합을 제공한다.
통상적으로, 상기 홈들은 상기 홈들 중 적어도 하나가 다른 하나의 홈을 통해 연장되도록 교차 어레이로 배열된다. 그에 따라 홈들의 표준화된 레이아웃은 벽 패널든, 지붕 패널이든 또는 바닥 패널이든 패널의 임의의 적용에 적절하게 기능한다.
그러한 배열에서, 상기 홈들은 통상적으로 상기 단열재의 일측 또는 일단으로부터 타측 또는 타단을 향하는 방향으로 서로 평행하게 연장되는 상기 홈들의 제1 세트 및 상기 단열재의 일측 또는 일단으로부터 타측 또는 타단을 향하는 방향으로 서로 평행하고 상기 제1 세트에 대해 횡 방향으로 각각 연장되는 상기 홈들 제2 세트를 갖는 격자를 형성한다.
바람직하게는, 상기 단열재의 상기 제2 면으로부터 각각의 상기 홈의 상기 베이스로 측정된 상기 홈들 각각의 깊이가 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 측정되는 상기 단열재의 두께의 절반 미만이다. 이는 채널들과 내측 구조층 사이에 그러한 채널들이 존재하는 것과 실질적으로 유사한 단열 속성들을 제공하기에 충분한 단열재를 남긴다.
바람직하게는, 상기 내측 구조층은 경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에서 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면으로부터 내층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 내층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 접합되는 복합 시멘트재를 포함한다.
바람직하게는, 상기 내측 구조층 및 상기 경화된 시멘트질 외층은 강성 단열재의 두께에 의해 서로 분리된다.
통상적으로, 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 표면적은 평면이다.
통상적으로, 상기 강성 단열재의 상기 제1 면의 표면적은 평면이다.
바람직하게는, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 측정된 상기 강성 단열재의 상기 두께가 상기 경화된 시멘트질 외층의 상기 두께의 3배 내지 30배 정도이다.
바람직하게는, 상기 강성 단열재의 상기 제1 면의 상기 경화된 시멘트질 내층 및 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 상기 경화된 시멘트질 외층 각각의 상기 두께는 0.25 인치 내지 1.5 인치 범위 내이다.
통상적으로, 상기 플랜지들은 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 같은 높이에 있어, 상기 제2 면의 표면적이 상기 제1 면보다 더 크게 되고, 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 실질적으로 전체를 덮는 상기 경화된 시멘트질 외층은 상기 플랜지들에서 상기 강성 단열재의 두께에 의해 상기 경화된 시멘트질 내층으로부터 분리되는, 조립식 단열 건축용 패널.
바람직하게는, (ⅰ) 상기 제1 및 제2 측들, 및 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 제1 및 제2 단부들 모두는 각각 상기 경화된 시멘트질 내층이 상기 강성 단열재 시트의 상기 주변부 전체 주위에서 증강되도록 상기 돌출면들의 반대면들을 형성한다.
하나의 배열에서, 상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 대향 플랜지들 중 하나로부터 다른 하나로 걸쳐 있는 연속 매립된 보강 기판을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 조립식 단열 건축용 패널로서:
반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트;
상기 패널에 가해지는 하중을 견디기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 연결되는 내측 구조층을 포함하며;
상기 강성 단열재는 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 리세스된 베이스를 각각 갖는 복수의 홈을 그것의 상기 제2 면에 획정하고;
상기 홈들은 각각 상기 강성 단열재의 상기 제2 면상의 위치로부터 상기 시트의 주변부로 연장되어 상기 시트의 상기 주변부에서 종결되는 각각의 상기 홈의 단부가 개방되고;
경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에서 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 외층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 외층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되고;
상기 복합 시멘트재는 상기 패널의 주변부 내의 위치들로부터 상기 패널의 외부로 유체 흐름을 위한 경로들을 획정하기 위해 상기 홈들의 상기 베이스들에 대향하여 폐쇄되는 원주 방향으로 둘러싸인 채널들을 획정하기 위해 상기 홈들을 덮으며;
상기 복합 시멘트재는 상기 채널들 각각이 각각의 상기 홈의 상기 측벽들 중 하나로부터 다른 하나, 상기 홈의 상기 베이스 및 상기 홈의 상기 측벽들 각각의 일 부분으로 걸쳐 있는 상기 복합 시멘트재에 의해 집합적으로 획정되도록 상기 복합 시멘트재가 상기 홈들 내로 연장되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 상기 제2 면으로부터 각각의 상기 베이스로 연장되는 상기 홈들의 측벽들 사이에 형성되는 상기 홈들의 외측 에지들 주위를 감싸는, 조립식 단열 건축용 패널이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 조립식 단열 건축용 패널로서:
반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트를 포함하며;
(ⅰ) 상기 제1 및 상기 제2 면들, 또는 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 단부들 중 적어도 하나는 돌출면들이 각각의 상기 돌출면 및 상기 제1 면에 횡 방향으로 배향되는 전이 표면에 의해 상기 제1 면과 상호 연결되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 대체로 평행하게 배향되나 그로부터 리세스된 상기 강성 단열재의 주변부를 따라 상기 가로대 표면들을 획정하기 위해 외향으로 연장되는 대향 플랜지들의 쌍을 형성하고;
상기 돌출면들 중 하나로부터 상기 강성 단열재의 상기 제1 면을 가로질러 상기 돌출면들의 다른 하나로 연장되는 제1 연속 경화된 시멘트층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면, 상기 돌출면들 및 상기 전이 표면들에 복합 시멘트가 접합되며, 상기 제1 경화된 시멘트층은 상기 강성 단열재의 상기 제1 면으로부터 상기 제1 면 및 상기 돌출면들에 대향하는 상기 제1 경화된 시멘트층의 외면으로 측정된 두께를 갖고;
상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 그에 대향하는 제2 경화된 시멘트층의 외면으로 측정되는 두께를 갖는 상기 제2 경화된 시멘트층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되며;
상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각은 그것들의 상기 외면과 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 대응하는 면 사이의 두께로 크기가 결정되어 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 상기 대응하는 면에 그것과의 접합 작용에 의해 지지되는, 조립식 단열 건축용 패널이 제공된다.
바람직하게는, 상기 외면과 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 상기 대응하는 면 사이의 상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각의 두께는 0.25 인치 내지 1.5 인치 범위 내이다.
하나의 배열에서, 상기 플랜지들은 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 같은 높이에 있어, 상기 제2 면의 표면적이 상기 제1 면의 표면적보다 더 크게 되고, 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 실질적으로 전체를 덮는 상기 경화된 시멘트질 외층은 상기 플랜지들에서 상기 강성 단열재의 두께에 의해 상기 경화된 시멘트질 내층으로부터 분리된다.
하나의 배열에서, (ⅰ) 상기 제1 및 제2 측들, 및 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 제1 및 제2 단부들 모두는 각각 상기 제1 경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재 시트의 상기 주변부 전체 주위에서 증강되도록 상기 돌출면들의 반대면들을 형성한다.
하나의 배열에서, 상기 제1 경화된 시멘트층은 상기 대향 플랜지들 중 하나로부터 다른 하나로 걸쳐 있는 연속 매립된 보강 기판을 포함한다.
하나의 배열에서, 상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들을 상호 연결하기 위해 상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각은 상기 경화된 시멘트질 내층 및 외층 중 하나 내의 위치로부터 상기 강성 단열재의 두께를 통해 상기 경화된 시멘트질 내층 및 외층 중 다른 하나로 연장되는 상호 연결 파스너가 없다.
이제 본 다음 첨부 도면들과 함께 발명이 설명될 것이다:
도 1은 패널의 다양한 층을 보기 위해 패널의 일 부분이 절개된 본 발명에 따른 조립식 단열 건축용 패널 배열의 사시도이다;
도 2는 도 1의 조립식 단열 건축용 패널의 배열의 입면도이다;
도 3은 도시의 명확성을 위해 일부 구성요소가 생략된 도 1의 라인 3-3을 따라 취한 단면도이다;
도 4는 도 3의 Ⅰ로 표시된 부분 확대도이다;
도 5는 도 3의 Ⅱ로 표시된 부분 확대도이다;
도 6은 강성 단열재만을 보여주는 본 발명에 따른 조립식 단열 건축용 패널의 다른 배열의 사시도이다;
도 7은 도 6의 배열의 입면도이다;
도 8은 패널의 다양한 층을 보기 위해 패널의 일 부분이 절개된 본 발명에 따른 조립식 단열 건축용 패널의 추가 배열의 사시도이다;
도 9는 도 8의 라인 9-9에 따른 수평 단면이다.
도면들에서 상이한 도면들에서 같은 참조 부호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.
첨부 도면들은 건물의 벽, 지붕 또는 바닥을 형성하기 위해 같은 패널들로 사용 가능한 조립식 단열 건축용 패널을 도시한다.
10으로 표시된 패널은 발포 폴리스티렌(EPS)(예를 들어, EPS 유형 2)과 같은 강성 폐쇄 셀 단열재 시트(12), 산업에서 강성 암면 또는 강성 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트로도알려진 강성 광물면을 포함한다. 단열재 시트(12)는 전체 형상이 직사각형이고 평면이고 서로 평행하며 반대 방향들을 향하는 시트의 내외측면들(19, 20)을 집합적으로 구획하는 대향하는 좌우측들(14, 15) 및 대향하는 상하단들(17, 18)을 갖는다. 시트의 좌우측들(14, 15) 및 상하단들(17, 18)은 또한 강성 단열재 시트(12)의 주변부를 집합적으로 구획한다. 패널(10)은 건물 건축에 사용되는 방법에 따라 다양한 방식으로 배향될 수 있으므로 예를 들어, 측들을 좌우로 그리고 단부들을 상하단으로 지칭하는 것은 비제한적이고 단순히 편리한 지칭을 위한 것이라는 것이 이해될 것이다.
패널에 가해지는 하중의 적어도 일 부분을 견디기 위한 패널의 내측 구조층(23)은 경화된 시멘트층이 시트(12)의 내면(19)에 대한 접합 작용에 의해 절연재 시트에 연결되도록 단열재(12)와 접촉하여 배치되는 동안 경화된 복합 시멘트재(24)를 포함한다. 경화된 시멘트질 내층(23)은 층(23)을 형성하는 재료의 양의 중량이 접합 작용만으로 단열재와 관련하여 지지될 수 있도록 시트의 내면(19)으로부터 시멘트층의 외측 또는 원위면(26)으로 측정된 두께를 갖는다.
경화된 시멘트질 내층(23)을 형성하는 복합 시멘트재(24)는 비 수축성, 빠른 경화성, 높은 가요성, 자기 평활성 및 섬유 보강성이고, 패널의 강도에 관해 층 주조시 제조 공정 동안 그리고 사용시를 포함하여 최상의 성능을 위해 어떠한 쇄석도 없다. 그러한 재료의 일례는 칼슘 설포알루미네이트(CSA) 시멘트를 포함한다.
단열재(12)의 측 방향으로 이격된 좌우측들(14, 15) 및 길이 방향으로 이격된 상하단들(17, 18)의 각각의 쌍은 내외측면들(19, 20) 사이에서 측정되는 두께보다 작은 두께를 갖도록 보다 적은 단열재의 외향으로 연장되는 대향 플랜지들의 쌍(28, 29 및 31, 32)을 형성한다. 플랜지들(28, 29 및 31, 32)은 단열 시트(12)의 전체 주변부를 따라 돌출면들(34)을 획정한다. 돌출면들(34)은 시트(12)의 내면(19)에 대해 평평하고 평행하게 배향되나, 돌출면들 각각이 각각의 돌출면(34) 및 내면에 수직으로 횡 방향으로 배향되는 평면 전이 표면(36)에 의해 상호 연결되도록 내면(19)으로부터 리세스된다. 그에 따라, 전이 표면들(36)은 내면(19) 및 돌출면들(16) 양자에 수직으로 배향된다. 플랜지들은 처음에는 완전히 직사각형인 단열재 시트의 내면(19)의 에지들을 따라 직사각형 블록들이 제거되는 그것의 내면(19)상의 시트(12)의 에지 부분들의 절개부들로서 형성된다. 돌출면(34)에 대향하는 플랜지들(28, 29 및 31, 32) 각각의 측은 평평하고 시트(12)의 외면(20)과 같은 높이에 있어 외면(20)의 표면적이 내면(19)보다 더 크게 된다.
경화된 시멘트질 내층(23)은 단열재(12)의 내면(19)을 완전히 덮을 뿐만 아니라 시트의 내면(19)과 전이 표면들(36) 사이에 형성되는 에지들(38) 주위를 감싸고, 돌출면들(34)로 연장되어 돌출면들에 접합되고 전이 표면들(36)에도 접합된다. 그에 따라, 돌출면들의 각각의 대향하는 쌍(34)에는 내층의 내면(19)과 외면(26) 사이에서 측정되는 강성 단열재의 내면(19)의 경화된 시멘트질 내층의 두께보다 큰 돌출면(34)으로부터 내층(23)의 외면(26)으로 측정되는 경화된 복합 시멘트재의 두께를 갖는 경화된 시멘트층(23)의 증강 에지 부분(40)이 형성된다. 경화된 시멘트질 내층(23)은 내층(23)의 대부분을 형성하는 내면에 감소된 두께를 가짐으로써 층의 중량을 최소화하면서 경화된 시멘트재의 층을 양측(14, 15) 사이의 측 방향과 양단(17, 18) 사이의 길이 방향 양자에서 경화된 시멘트재의 층을 강성으로 만들기 위해 에지들이 단열 시트의 주변부 전체를 따라 증강되는 공통 통합 재료층을 형성하기 위해 각각의 대향하는 쌍의 돌출면 중 하나의 돌출면(34)으로부터 내면(19)을 가로질러 해당 쌍의 돌출면들(34) 중 다른 하나의 돌출면로 연속적이다. 내층(23)의 각 증강 에지 부분(40)은 인접한 연접 전이 표면(36) 반대편의 그것의 자유 원위부로부터 해당 표면(36)으로 돌출면(34)의 전체 폭에 걸쳐 증가되는 두께를 포함한다. 전이 표면(36)과 플랜지의 자유 단부 사이에서 측정되는 에지 부분(40)의 폭은 시멘트층의 내면(19)과 외면(26) 사이에서 측정되는 층(23)의 두께와 실질적으로 동일하다. 패널의 제조 동안 내층(23)은 연속 층으로서 주조되고, 내층의 외면(26)은 단열체의 내면(19) 및 각각의 대향하는 쌍의 돌출면(34)을 덮는 그것의 전체 표면 영역에 걸쳐 평평하다.
경화된 시멘트질 내층(23)은 또한 경화된 시멘트재(24)에 매립된 가요성 메쉬, 예를 들어, 유리 섬유 스크림 또는 탄소 섬유 메쉬 형태의 연속 보강 기판(43)을 포함한다. 보강 기판(43)은 패널의 측 방향 및 세로 방향 양자로 하나의 플랜지로부터 대향하는 플랜지로 걸쳐 이어진다. 기판(43)은 간단히 단열 시트(12)의 내면(19) 위에 기판(43)을 놓고 에지들(38) 위로 동일하게 드레이핑하여 돌출면들에 하향으로 디펜딩함으로써 층(23)에 매립되고, 굳지 않은 복합 시멘트재가 부어질 때 이 재료는 복합 시멘트재가 단열 시트와 내층(23)의 노출된 외면들 사이의 중간 위치에 매립된 기판(43)과 함께 경화되도록 메쉬 기판에 획정된 개구들(45) 주위로 흐른다. 또한 메쉬 형태의 보조 보강 기판(46)이 단열 시트(12)의 감소된 폭 부분의 전체 주변부에 걸쳐 이어지고 돌출면(34)에 수직으로 배향되고 대체로 돌출면(34)으로부터 경화된 시멘트질 내층(23)의 외면(26)을 향해 연장되어 보강 기판(43)에 추가하여 증강 에지 부분들(40)에 배치될 수 있다. 그에 따라, 두 개의 보강 기판(43, 46)은 증강 에지 부분들에서 서로 겹쳐져 있다.
단열재(12)는 트로프(trough)(47)의 길이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 금속 보강 바(48)를 수용하는 중앙 트로프(47)를 내면(19)에 획정한다. 단열 시트의 길이 방향으로 연장되고 양 단부(17, 18)에서 개방되는 트로프(47)는 내면(19)과 연접하고 그로부터 내면(19)과 평행하지만 이격되어 리세스된 트로프 베이스(54)로 연장되는 대향 측벽들의 쌍(51, 52)을 갖는다. 트로프 베이스(54)는 돌출면(34)과 동일 평면상에 있어서 트로프(47)의 깊이가 돌출면들(34)이 내면(19)으로부터 리세스되는 단열 시트의 두께 방향의 거리와 동일하게 된다. 대향 측벽들(51, 52) 사이의 트로프(47)의 폭은 약 1.5 인치이다. 트로프(47)에는 적어도 하나의 보강 바(48)가 트로프 베이스(54) 및 측벽들(51, 52)로부터 이격된 위치에 배치되고 트로프에 놓인 복수의 통상적인 크래들에 의해 제조 동안 그곳에 지지되어, 굳지 않은 시멘트재가 중력에 의해 트로프로 그리고 각각의 보강 바 주위로 흐르게 된다. 그에 따라, 해당 기술분야에서 통상적으로 이해되는 바와 같이 경화된 시멘트질 내층에 T-빔이 형성된다.
강성 단열재(12)는 그것의 외면(20)에 단열 시트(12)의 외면(20)으로부터 리세스된 베이스(57) 및 베이스(57)로부터 에지들(62)에서 연접하도록 외면(20)으로 연장되는 대향 측벽들(59, 60)을 각각 갖는 복수의 세장형 홈(56)을 획정한다. 홈 베이스들(57)은 단열 시트(12)의 두께 방향으로 그 사이에 단열재를 남기도록 돌출면들(34)로부터 이격되어 있다.
그에 따라, 단열재(12)의 외면(20)으로부터 베이스(57)로 측정된 홈들(56) 각각의 깊이는 통상적으로 내외면들(19, 20) 사이에 측정되는 단열재의 두께의 절반 미만이며 이는 여기서 설명된 바와 같이 채널들(44)이 채용되는 목적에 충분하다. 예를 들어, 홈들(56)은 측에서 측까지 0.75 인치 깊이 및 0.5 인치 폭일 수 있다. 이는 또한 홈들의 베이스들(57)과 단열 시트(12)의 내면(19) 사이에 충분한 단열재(12)를 남겨 상기한 채널들이 존재하지 않는 것과 같이, 도시된 배열에서 깊이가 내외면들(19, 20) 사이 단열재의 4 인치의 두께의 18.75%인 것과 실질적으로 유사한 단열 속성들을 제공한다. 또한, 트로프(47)의 베이스(54)와 동일 평면상에 있는 외면(20)과 돌출면들(34) 사이 단열재의 두께가 감소하더라도, 증강 에지 부분들(40) 및 트로프(47)의 폭은 패널(10)의 전체 폭에 비해 작아 순 단열 효과가 여전히 상대적으로 높고 곧 더 잘 이해될 바와 같이 임의의 열교의 부재로 더 개선되게 된다.
단열재(12)의 홈들(56)은 홈들 중 적어도 하나(56A)가 그것에 가로 놓인 다른 하나의 홈(56B)을 통해 연장되도록 교차 어레이로 배열되고, 도시된 배열의 교차 어레이는 정사각형 격자를 포함하기 때문에 각 홈은 다수의 다른 홈과 교차하며 홈들의 제1 세트는 단열재의 일측(14)으로부터 반대측(15)을 향해 측 방향 또는 수직 횡 방향으로 연장되는 56A의 홈을 포함하고 홈들의 제2 세트는 단열재의 일단(17)으로부터 타단(18)을 향해 패널의 길이 방향으로 연장되는 56B의 홈을 포함한다. 제1 세트의 홈들은 서로 평행하고 제2 세트의 홈들은 서로 평행하고 홈들의 제1 세트에 수직으로 가로 놓인다.
또한, 홈들(56)은 각각 홈이 패널(10)의 외부와 연통되도록 단열재(12)의 외면(20)상의 주변부 내향 위치로부터 단열재의 주변부로 연장된다. 도시된 실시 예의 각 홈은 홈이 홈의 양쪽 말단 단부에서 패널(10)의 외부로 개방되도록 단열재의 일측 또는 일단의 주변부로부터 반대측 또는 반대단의 단열재의 주변부까지 연장된다.
홈들(56)은 강성 단열재(12)의 외면(20)에 접합되고 외면(20)의 전체를 덮으나 경화된 시멘트질 내층(23)으로부터 플랜지들(28, 29, 31 및 32)에 강성 단열재(12)의 두께만큼 분리되는 경화된 복합 시멘트재(66)의 외층(65)에 의해 덮인다. 그에 따라, 패널의 주변부 내의 위치들로부터 패널의 외부로 유체 흐름을 위한 원주 방향으로 둘러싸인 경로들을 획정하기 위해 홈 베이스들(57)에 대향하여 폐쇄되는 복수의 관형 채널(68)이 형성된다. 이러한 복합 시멘트재(66)는 내측 구조층(23)을 형성하는 동일한 유형을 갖고, 경화된 시멘트질 외층(65)은 층(65)을 형성하는 재료의 양의 중량이 접합 작용만으로 단열재와 관련하여 지지될 수 있도록 단열재 외면(20)으로부터 시멘트층의 외측 또는 원위면(70)으로 측정된 두께를 갖는다.
경화된 시멘트층들(23, 65) 각각의 두께는 실질적으로 0.5 인치와 동일하지만, 일반적으로 0.25 인치 내지 1.5 인치 사이의 제1 두께 범위 또는 0.3 인치 내지 1 인치 사이의 제2 두께 범위에 있을 수 있다.
두 개의 시멘트층이 접착 작용만으로 단열재(12)에 연결되기 때문에, 패널(10)은 예를 들어 복합 시멘트재로부터 내측 구조층에 고정되도록 단열재의 전체 두께를 통과하는 금속 파스너들에 의해 층들 중 어느 하나를 단열재에 직접 체결하는 파스너 또는 앵커가 없다. 결과적으로 단열재(12)는 그것의 접합된 면에서 단열재의 외면(20)과 접촉하는 경화된 시멘트층 내 또는 그것에 적어도 닿는 위치로부터, 경화된 시멘트질 외층(65)과 내측 구조층(23)을 가교하는 비 단열 객체가 내측 구조층(23)에 닿는 위치로 연장됨으로써 어떠한 가교 비 단열, 열 전도성 객체에 의해서도 중단되지 않는다.
본 기술분야에서 이해되는 바와 같이, 여기에 설명된 유형의 건축용 패널들은 패널들이 건설 현장에서 핸들링되고 그것들의 원하는 위치로 적절하게 조작될 수 있도록, 비교적 경량으로 만드는 것이 바람직하다. 비교적 얇은 복합 시멘트재 층을 사용함으로써, 그것의 내외면들(19, 20) 사이의 단열재(12)의 두께는 본 발명의 패널(10)의 단열 특성들, 즉 R 값을 증가시키기 위해 종래의 배열들에서 사용된 것보다 증가될 수 있는 한편 패널은 적절한 중량을 유지한다. 그에 따라, 단열재(12)는 경화된 시멘트층보다 몇 배, 예를 들어 단열 시트(12)의 면과 해당 시멘트층의 외면 사이의 내층 또는 외층 중 어느 하나를 형성하는 복합 시멘트재의 두께의 3배 내지 30배 더 두꺼울 수 있다. 도시된 실시 예에서, 내외면들(19, 20) 사이의 단열재의 두께는 실질적으로 4 인치와 같고 그에 따라 0.5 인치 두께의 경화된 시멘트층보다 8배 더 두껍다. 그러나, 일반적으로 말하면, 패널(10)에서 단열재의 두께는 경화된 시멘트층들(23, 65)보다 약 3 내지 10, 4 내지 8 또는 5 내지 30배 더 두꺼울 수 있다.
외층(65)의 복합 시멘트재(66)는 단열재(12)의 외면(20)에 접합될 뿐만 아니라 홈들(56)로 연장되고 홈 베이스(57) 원위에 있는 측벽들(59, 60)의 일 부분에 접합되도록 외면이 홈 측벽들(59, 60)과 만나는 에지들(62), 즉 홈들(56)의 외측 에지들 주위를 감싼다. 이는 단열재의 평면 외면(20)에만 접합하는 것보다 단열재(12)에 더 강한 연결을 제공한다. 또한, 그에 따라 단열재(12) 및 내층(23)의 내부가 보이도록 한 도 1에 간단하게 도 1에 완전히 도시되지 않은 홈들(56)에 대응하는 경화된 시멘트질 외층(65)의 내측 접합면(73)상에 획정된 복수의 교차 릿지(72)가 도시된다.
이와 같이, 각 채널(68)은 접합되지 않은 경화된 시멘트질 표면(72A), 홈의 베이스(57) 및 베이스(57)로부터 단열재의 외면(20)으로부터 내향으로 이격된 위치로 연장되는 홈의 측들 각각의 일 부분(75)을 제공하기 위해 홈의 일측벽(59)으로부터 타측벽(60)에 걸쳐 이어지는 복합 시멘트재에 의해 집합적으로 획정된다. 통상적으로 시멘트재는 홈들에 홈 깊이 공극의 약 2/3를 남기고 홈들(56) 깊이의 약 1/3만큼 연장된다. 그에 따라, 일반적으로 말하면, 채널들은 (ⅰ) 베이스(57)가 외면(20)으로부터 리세스된 단열재의 외면(20)에 있는 홈(30) 및 (ⅱ) 홈(56)을 가로질러 홈의 베이스(57)로부터 이격된 위치에 걸쳐 이어지는 복합 시멘트재(66)에 의해 집합적으로 획정되어, 원주 방향으로 폐쇄되지만 패널 외부와의 유체 연통을 위해 단열재(12)의 주변부에 위치되는 채널 단부들에서 개방된다. 결과적으로 형성된 채널들(68)은 직사각형 단면을 갖는다.
채널들(68)은 특히 건축용 패널(10)의 경화된 시멘트층이 건물의 외벽면을 획정할 때, 패널에 압력 균등화 및 수분 배출 기능들을 제공하여, 패널이 강풍 동안 증가하는 대기압과 압력 균등화되고 수분이 함유된 공기가 경화된 시멘트질 외층(65)의 크랙들 또는 개구들, 예를 들어, 콘크리트의 공극들을 관통하게 하는 경향을 갖게 된다. 그러한 상황들에서, 경화된 시멘트층을 통과하는 임의의 결과적인 수분은 중력에 의해 아래로 채널들을 통해 패널의 하단으로 이동하여 외부로 나간다.
경화된 시멘트질 외층(65)은 또한 단열 시트(12)의 외면(20)의 표면적에 실질적으로 걸쳐 이어지는 메쉬 형태의 보강 기판(77)을 포함한다.
패널(10)을 형성하는 방법은 수평 주조 베드상의 폼에 포함된 굳지 않은 복합 시멘트재의 바디 하향으로 향하는 단열재의 외면(20)을 하강시킴으로써 단열재(12)를 홈들(56)과 함께 위치시키는 단계를 포함한다. 단열재 시트(12)가 굳지 않은 복합 시멘트재로 하강됨에 따라, 단열재(12)와 굳지 않은 복합 시멘트재 사이 단열 시트의 주변부로부터 이격된 위치(들)에 공기가 포획되어 공기 주머니를 형성할 수 있게 된다. 그러나, 이러한 포획된 공기는 홈들(56)을 따라 패널의 외부로 빠져 나갈 수 있게 된다. 또한, 홈들(56)의 격자에 의해 획정되는 유체 통로들의 네트워크가 단열재의 외면(20)상의 사실상 임의의 위치에 근접한 배출 경로를 제공하여 포획된 공기는 공기를 밖으로 밀어내기 위해 패널에 가해지는 상당한 (외부) 하향 압력 없이 패널 외부로 쉽게 배출될 수 있게 된다. 그에 따라, 복합 시멘트재가 단열재의 외면(20)의 전체 표면적에 걸쳐 접합될 수 있다.
그렇게 한 후, 그리고 단열재 외면의 복합 시멘트재가 경화된 후, 상향으로 향하는 단열재(12)의 대향하는 내면(19)에 주조 형태를 배치하고 그 위에 복합 시멘트재 층을 주조한다. 두 번째 시멘트층의 이러한 전면 주조에서, 굳지 않은 복합 시멘트재는 먼저 트로프(47) 안으로 그리고 돌출면들(34) 위에 부어지고, 경화되어 단열재(12)에 접합되도록 남겨진다. 경화된 시멘트재를 포함하는 이러한 영역들이 단열재의 내면(19)을 대등해지면, 균일한 두께의 굳지 않은 복합 시멘트재가 내면(19)의 전체 표면적에 걸쳐 돌출면들(34) 및 트로프(47)에서 이전에 경화된 부분들을 덮도록 부어짐으로써 단열재의 내면에 패널이 씌워진다.
복합 시멘트재(66)가 경화되어 단열재의 외면(20)에 접착된 후, 패널(10)은 패널을 들어 올려 주조 베드에서 제거된다. 그 후 경화된 시멘트질 외층의 외면(70)은 복합 시멘트재에 장식 마감을 제공하고 그 안에 개구들을 실링하기 위해 이를테면 페인트, 아크릴 치장 벽토, 코르크 치장 벽토, 도자기 타일, 사이딩, 석재 및 벽돌 베니어로 처리될 수 있다. 예를 들어, 아크릴 치장 벽토가 원하는 장식 마감일 경우, 적합한 아크릴 치장 벽토 프라이머를 경화된 시멘트층의 외면(70)에 뒤이어 아크릴 치장 벽토에 도포한다.
그에 따라, 내 하중이고, 현장에서 각 패널을 형성하기 위해 추가로 조립할 필요가 없도록 공장에서 제조되고, 불연성이고, 마감된 외관을 가지며, 패널에 형성된 개구(67) 안으로 삽입되는 공장에서 설치된 창들을 포함할 수 있는 조립식 단열 건축용 패널이 제공된다.
도 6 및 도 7에는 홈들이 일측(14 또는 15)으로부터 그것들의 단부(17 또는 18)를 향하는 방향으로 패널의 길이 방향에 대해(일단(17)으로부터 타단(18)으로) 비스듬하게 선형으로 연장되는 홈의 격자 어레이가 도시되어 있다. 예를 들어, 도 6에 표시된 홈(56E)은 길이 방향에 대해 비스듬한 각도로 측면(15)과 단부(17) 사이에서 연장되고, 홈(56F)은 길이 방향에 대해 비스듬한 각도로 측면(15)과 단부(18) 사이에서 연장된다. 그에 따라, 각각의 홈(56)은 도시된 배열에서 45도의 경사각으로 단열재(20)의 각각의 측면 또는 단부와 만난다. 결과적으로, 특히 패널이 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 사용시 직립 배향될 때, 그러한 교차 홈들의 배열에는 수분이 모이거나 고여서 중력이 물을 패널의 직립 상태에서 패널의 측면 또는 단부가 상단에 있는지에 관계 없이 각 홈의 전체 길이를 따라 각각의 패널 외부로 운반할 수 있게 하는 채널의 수평 길이가 없다.
일부 배열, 특히 패널이 벽을 형성하는데 사용되는 경우, 홈들 및 채널들은 패널의 단부들에만 도달하고 측면들로부터 이격된 위치들에서 종결되어 채널들의 격자 또는 교차 어레이가 중력에 의해 물을 하향으로 운반하고 수평으로 인접한 패널들 사이의 접합부들의 실링을 강화하기 위해 연속적이고 중단 없는 측면들을 제공하게 된다는 것이 이해될 것이다.
도 6 및 도 7은 또한 패널, 예를 들어 창 또는 문에 '관통'을 수용하기에 적합한 패널(10)의 중앙에 형성된 개구(79)를 도시한다는 것이 이해될 것이다.
그에 따라, 패널(10)은 경화된 복합 시멘트층들(23 및 65) 사이에 끼워진 강성 단열재(20)를 포함하며, 이들 각각은 접합 작용에 의해 단열재의 면(19, 20)에 연결되고 그에 따라 동일하게 하는 복합 시멘트재의 두께를 포함한다.
여기에 설명된 패널의 배열은 기성 콘크리트 및 SIP 양자인 일체형 패널을 제공한다. 초고성능 콘크리트와 같은 복합 시멘트재를 채용하여, 패널은 내 하중 벽들, 바닥들, 지붕들 및 발코니들을 형성할 수 있다. 경화된 시멘트층들의 두께로 인해, 이러한 층들은 "습식 주조"될 수 있고 그에 따라 경화된 시멘트층과 단열재 사이에 어떠한 접착 재료 없이 복합 시멘트재의 접합 작용에 의해 강성 단열재와 관련하여 지지된다.
종래의 기성 콘크리트 샌드위치 패널들과 달리, 편리한 지칭을 위해 기성 건축 콘크리트(PAC, Precast Architectural Concrete) SIP들로 지칭될 수 있는 여기에 설명된 패널 배열들은 접합 작용만으로도 충분함에 따라 경화된 시멘트층을 강성 단열재를 포함하는 패널 및 패널 구성요소의 나머지 부분들에 연결하기 위한 기계적 타이들을 생략할 수 있다.
초고성능 콘크리트와 같은 복합 시멘트재의 높은 압축 및 굴곡 특성들은 다층 건물들에서 하중 지지로서 패널들을 적층될 수 있게 한다. 또한, 경량에 기인해, 패널들은 이전의 모든 패널보다 훨씬 더 클 수 있다.
외부 콘크리트 층 뒤의 압력 균등화 공기 채널들은 바람에 의한 습기 관리를 가능하게 한다.
경화된 시멘트층들(23, 65)에 T-빔들 및 보강 기판 시트들을 통합하면 패널은 추가 강도를 제공하고 패널이 견딜 수 있는 하중을 증가시킨다. 바람직하게 구조들은 패널이 다음과 같은 방식으로 사용될 때 통합된다:
ⅰ. 흙을 돋운 성토가 지반 벽들 위에 보다 더 큰 극압을 가하는 외부 기초 벽들의 경우에서와 같은 수직재
ⅱ. 2보다 많은 층을 견디는 지상의 수직 벽들. 건물이 높을수록 낮은 층들에 더 많은 압력이 가해진다.
ⅲ. 매우 높은 - 15'를 초과하는 - 벽들로서의 수직 패널들
ⅳ. 극심한 풍하중 지역들의 외벽들로서의 수직 패널들
ⅴ. 내부 내하중 디마이징 벽들
ⅵ. 엘리베이터 샤프트 벽
ⅶ. 대량 생산 수용으로 증가된 하중 또는 눈으로 인해 더 많은 지붕 하중을 견디는 수평 바닥 또는 지붕 패널들.
ⅷ. 주차장들에 사용되는 수평 패널들
ⅸ. 적설량을 포함하여 경간이 긴 발코니들
내측 구조층(23)의 증강 에지 부분들(40)은 인접한 패널들을 함께 연결하여 그 사이에 접합을 형성하기에 적절한 표면들을 제공한다. 증강 에지 부분들(40)은 또한 화재시 접합부들을 보호하는 역할도 한다.
채널들(68)은 외층(65)을 관통하는 수분의 배수 외에 다른 목적들로 사용될 수 있다. 예를 들어, 채널들(68)은 전기 배선, 하수도 및 수도관과 같은 배관 도관, 바닥 내 복사 난방 파이프, 화재 스프링클러 급수관 및 센서를 수용할 수 있다.
인접한 패널들 사이의 접합은 다음과 같은 방식으로 형성될 수 있다:
a) 수직 접합부 에지들의 홈들 1/8”폭 및 1/4”깊이가 패널의 주변부를 따라 경화된 시멘트재로 절단된다;
b) 설치 동안, 인접한 패널들은 약 3/8”간격으로 이격되어 있다;
c) 두 번째 패널을 설치하기 전에, 강성 단열체에 맞닿아 양면 폼 시일 테이프를 붙인다. 두 번째 패널이 인접한 위치에 배치될 때 그것을 당겨 폼 시일 테이프에 맞닿아 압축시킨다. 이는 패널 접합부를 수밀 및 기밀로 만든다;
d) 패널의 전면에서, 프리피니시 판금 스트립을 패널 상단으로부터 양 패널의 콘크리트 베니어로 절단되었던 홈들로 끼운다. 이는 금속 스트립 바로 뒤의 폼 시일을 보호하기 위해 시각적 시일 및 태양과 화재에 대한 실제적인 시일을 제공한다;
e) 패널 접합부 내부의 폼 시일 스프레이 폼이 접합부에 주입된다;
f) 주입된 스프레이 폼을 숨기고 마감을 위해 일관된 깊이를 제공하기 위해 폼 로드를 접합부에 압착한다;
g) 폴리우레탄을 코킹하고 내부 틈 접합부에 툴링하여 시일을 완료한다.
도 8 및 도 9에서 패널(10')로 표시된 전술한 패널(10)의 변형 예가 도시되어 있으며 여기서 내측 구조층은 경화된 복합 시멘트재 층 대신 직사각형 금속 베이스 프레임(82)을 포함한다.
직사각형 금속 베이스 프레임(82)은 프레임의 양측에 측면 부재들(83A, 83B) 및 프레임의 주변부를 형성하는 프레임의 양단에 단부 부재들(83C, 83D)을 포함하는 복수의 세장형 금속 부재(83)로 형성된다. 프레임의 이러한 주변부 부재들은 관형이다. 중간 금속 부재들(83E)이 단부 부재들(83C, 83D) 사이에 걸쳐 이어지는 프레임의 측면들 사이에 측면 부재들(83A, 83B)에 평행한 배향으로 균일한 간격들로 위치된다. 프레임 주변부 내에 위치되는 이러한 내부 프레임 부재들은 프레임의 질량을 감소시키기 위해 세 개의 측면 및 제4 측면의 양단에서 내향으로 돌출된 플랜지 부분들을 가져 단면이 C자형일 수 있다. 통상적으로, 하중을 지지하기에 충분한 강도를 제공하는 프레임을 형성하는데 강철 부재들이 사용된다. 그에 따라 프레임은 프레임의 측면, 중간 및 단부 부재들의 좁은 면들(89A)을 따라 내외측 평면들(87, 88)을 획정하여 각 상기한 부재의 두께를 획정한다. 그에 따라 프레임(82)은 벽을 형성하는데 사용될 때 조립식 패널의 최내층을 형성하여, 면들(87) 중 하나에 석고(석고 보드) 시트(G)가 장식 내면을 제공하도록 설치될 수 있게 된다. 금속 프레임 부재들은 융착, 즉 용접에 의해 서로 연결되어, 나사 파스너들을 사용하여 서로 연결되는 것에 비해 내구성 및 강도를 높일 수 있다.
강성 단열재(12)는 프레임의 외면(88)과 접하는 내면(19)으로 금속 프레임(82)에 연결된다.
패널(10')은 프레임(82)을 조립하고 조립된 프레임에 강성 단열재 층(12)을 고정함으로써 구성된다. 강성 단열재는 단열재의 두께를 통과하고 프레임 부재들(13)에 체결되는 나사 파스너들(89)에 의해 프레임의 면(88)에 제자리에 홀딩되며, 플라스틱 엄브렐러 와셔들(umbrella washers)(90)이 파스너들(89)의 헤드들로부터 분기되어 프레임 부재들(83)의 좁은 면들(89A)에 도포된 폴리우레탄 접착제(91)가 경화되어 프레임(82)에 단열재의 내면이 접합될 때까지, 파스너들에 의해 프레임에의 단열재의 홀딩을 향상시킨다. 와셔들(90) 및 파스너들(89)의 헤드들 양자는 외측 시멘트층을 주조하는 동안 어느 것도 굳지 않은 시멘트재와 접촉하여 배치되지 않도록 강성 단열재의 외면(20)으로부터 리세서되어, 패널에서의 열교의 형성을 방지한다.
그 다음, 프레임(82) 및 단열재(12)를 포함하는 부분적으로 형성된 패널은 단열재의 외면(20)이 굳지 않은 복합 시멘트재의 바디 하향으로 향하게 하강되어 패널의 외층(65)을 형성한다.
청구항들의 범위는 예들로 제시된 바람직한 실시 예들에 의해 제한되지 않고, 설명과 전체로서 일치하는 가장 넓은 해석이 주어져야 한다.

Claims (20)

  1. 조립식 단열 건축용 패널로서,
    반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트;
    상기 패널에 가해지는 하중을 견디기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 연결되는 내측 구조층을 포함하며;
    상기 강성 단열재는 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 리세스된 베이스를 각각 갖는 복수의 홈을 그것의 상기 제2 면에 획정하고;
    상기 홈들은 각각 상기 강성 단열재의 상기 제2 면상의 위치로부터 상기 시트의 주변부로 연장되어 상기 시트의 상기 주변부에서 종결되는 각각의 상기 홈의 단부가 개방되고;
    경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 외층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 외층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되고;
    상기 복합 시멘트재는 상기 패널의 주변부 내의 위치들로부터 상기 패널의 외부로 유체 흐름을 위한 경로들을 획정하기 위해 상기 홈들의 상기 베이스들에 대향하여 폐쇄되는 원주 방향으로 둘러싸인 채널들을 획정하기 위해 상기 홈들을 덮으며;
    상기 복합 시멘트재는 상기 채널들 각각이 각각의 상기 홈의 측벽들 중 하나로부터 다른 하나, 상기 홈의 상기 베이스 및 상기 홈의 측벽들 각각의 일 부분으로 걸쳐 있는 상기 복합 시멘트재에 의해 집합적으로 획정되도록 상기 복합 시멘트재가 상기 홈들 내로 연장되도록 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 상기 제2 면으로부터 각각의 상기 베이스로 연장되는 상기 홈들의 측벽들 사이에 형성되는 상기 홈들의 외측 에지들 주위를 감싸는, 조립식 단열 건축용 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈들은 상기 홈들 중 적어도 하나가 다른 하나의 홈을 통해 연장되도록 교차 어레이로 배열되는, 조립식 단열 건축용 패널.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 홈들은 상기 단열재의 일측 또는 일단으로부터 타측 또는 타단을 향하는 방향으로 서로 평행하게 연장되는 상기 홈들의 제1 세트 및 상기 단열재의 일측 또는 일단으로부터 타측 또는 타단을 향하는 방향으로 서로 평행하고 상기 제1 세트에 대해 횡 방향으로 각각 연장되는 상기 홈들 제2 세트를 갖는 격자를 형성하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열재의 상기 제2 면으로부터 각각의 상기 홈의 상기 베이스로 측정된 상기 홈들 각각의 깊이가 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 측정되는 상기 단열재의 두께의 절반 미만인, 조립식 단열 건축용 패널.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 구조층은 경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재와 접합 작용에 의해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 지지되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면으로부터 내층의 외면으로 측정된 두께를 갖는 경화된 시멘트질 내층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 접합되는 복합 시멘트재를 포함하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    내측 구조층 및 상기 경화된 시멘트질 외층은 강성 단열재의 두께에 의해 서로 분리되는, 조립식 단열 건축용 패널.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 표면적은 평면인, 조립식 단열 건축용 패널.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강성 단열재의 상기 제1 면의 표면적은 평면인, 조립식 단열 건축용 패널.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 면으로부터 상기 제2 면으로 측정된 상기 강성 단열재의 상기 두께가 상기 경화된 시멘트질 외층의 상기 두께의 3배 내지 10배 정도인, 조립식 단열 건축용 패널.
  10. 청구항 5에 있어서,
    (ⅰ) 상기 제1 및 상기 제2 면들, 또는 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 단부들 중 적어도 하나는 돌출면들이 각각의 상기 돌출면 및 상기 제1 면에 횡 방향으로 배향되는 전이 표면에 의해 상기 제1 면과 상호 연결되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 대체로 평행하게 배향되나 그로부터 리세스된 상기 강성 단열재의 주변부를 따라 가로대 표면들을 획정하기 위해 외향으로 연장되는 대향 플랜지들의 쌍을 형성하고;
    상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 강성 단열재의 상기 제1 면과 상기 전이 표면들 사이에 형성되는 에지들 주위를 감싸고 상기 돌출면들로 연장되고;
    상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 돌출면들에 접합되고;
    상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 돌출면들 중 하나로부터 상기 강성 단열재의 상기 제1 면을 가로질러 상기 돌출면들 중 다른 하나로 연속적이며;
    상기 돌출면으로부터 상기 내층의 외면까지의 상기 경화된 시멘트질 내층의 두께는 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에서 상기 경화된 시멘트질 내층의 두께보다 더 큰, 조립식 단열 건축용 패널.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 강성 단열재의 상기 제1 면의 상기 경화된 시멘트질 내층 및 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 상기 경화된 시멘트질 외층 각각의 상기 두께는 0.25 인치 내지 1.5 인치 범위 내인, 조립식 단열 건축용 패널.
  12. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 플랜지들은 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 같은 높이에 있어, 상기 제2 면의 표면적이 상기 제1 면의 표면적보다 더 크게 되고, 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 실질적으로 전체를 덮는 상기 경화된 시멘트질 외층은 상기 플랜지들에서 상기 강성 단열재의 두께에 의해 상기 경화된 시멘트질 내층으로부터 분리되는, 조립식 단열 건축용 패널.
  13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    (ⅰ) 상기 제1 및 제2 측들, 및 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 제1 및 제2 단부들 모두는 각각 상기 경화된 시멘트질 내층이 상기 강성 단열재 시트의 상기 주변부 전체 주위에서 증강되도록 상기 돌출면들의 반대면들을 형성하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  14. 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화된 시멘트질 내층은 상기 대향 플랜지들 중 하나로부터 다른 하나로 걸쳐 있는 연속 매립된 보강 기판을 포함하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  15. 조립식 단열 건물 패널로서,
    반대 방향들로 향하는 시트의 제1 면 및 제2 면을 집합적으로 구획하고 강성 단열재 시트의 주변부를 집합적으로 획정하는 대향하는 제1 및 제2 측들 및 대향하는 제1 및 제2 단부들을 갖는 상기 강성 단열재 시트를 포함하며;
    (ⅰ) 상기 제1 및 상기 제2 면들, 또는 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 단부들 중 적어도 하나는 돌출면들이 각각의 상기 돌출면 및 상기 제1 면에 횡 방향으로 배향되는 전이 표면에 의해 상기 제1 면과 상호 연결되도록 상기 강성 단열재의 상기 제1 면에 대체로 평행하게 배향되나 그로부터 리세스된 상기 강성 단열재의 주변부를 따라 가로대 표면들을 획정하기 위해 외향으로 연장되는 대향 플랜지들의 쌍을 형성하고;
    상기 돌출면들 중 하나로부터 상기 강성 단열재의 상기 제1 면을 가로질러 상기 돌출면들의 다른 하나로 연장되는 제1 연속 경화된 시멘트층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제1 면, 상기 돌출면들 및 상기 전이 표면들에 복합 시멘트가 접합되며, 상기 제1 경화된 시멘트층은 상기 강성 단열재의 상기 제1 면으로부터 상기 제1 면 및 상기 돌출면들에 대향하는 상기 제1 경화된 시멘트층의 외면으로 측정된 두께를 갖고;
    상기 강성 단열재의 상기 제2 면으로부터 그에 대향하는 제2 경화된 시멘트층의 외면으로 측정되는 두께를 갖는 상기 제2 경화된 시멘트층을 제공하기 위해 상기 강성 단열재의 상기 제2 면에 복합 시멘트재가 접합되며;
    상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각은 그것들의 상기 외면과 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 대응하는 면 사이의 두께로 크기가 결정되어 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 상기 대응하는 면에 그것과의 접합 작용에 의해 지지되는, 조립식 단열 건축용 패널.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 외면과 상기 강성 단열재의 상기 제1 및 제2 면들 중 상기 대응하는 면 사이의 상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각의 두께는 0.25 인치 내지 1.5 인치 범위 내인, 조립식 단열 건축용 패널.
  17. 청구항 15 또는 16에 있어서,
    상기 플랜지들은 상기 강성 단열재의 상기 제2 면과 같은 높이에 있어, 상기 제2 면의 표면적이 상기 제1 면의 표면적보다 더 크게 되고, 상기 강성 단열재의 상기 제2 면의 실질적으로 전체를 덮는 상기 경화된 시멘트질 외층은 상기 플랜지들에서 상기 강성 단열재의 두께에 의해 상기 경화된 시멘트질 내층으로부터 분리되는, 조립식 단열 건축용 패널.
  18. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    (ⅰ) 상기 제1 및 제2 측들, 및 (ⅱ) 상기 강성 단열재의 제1 및 제2 단부들 모두는 각각 상기 제1 경화된 시멘트층이 상기 강성 단열재 시트의 상기 주변부 전체 주위에서 증강되도록 상기 돌출면들의 반대면들을 형성하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 경화된 시멘트층은 상기 대향 플랜지들 중 하나로부터 다른 하나로 걸쳐 있는 연속 매립된 보강 기판을 포함하는, 조립식 단열 건축용 패널.
  20. 청구항 15 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들을 상호 연결하기 위해 상기 제1 및 제2 경화된 시멘트층들 각각은 상기 경화된 시멘트질 내층 및 외층 중 하나 내의 위치로부터 상기 강성 단열재의 두께를 통해 상기 경화된 시멘트질 내층 및 외층 중 다른 하나로 연장되는 상호 연결 파스너가 없는, 조립식 단열 건축용 패널.
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