KR100934412B1 - 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법에 관한 것으로서, 프레임 골조 구조물에 유연성 거푸집을 이용한 공기막체형 거푸집을 시공한 뒤 공기막체형 거푸집의 형상을 유지하기 위한 중간재 및 방수재를 시공하고, 최종적으로 내, 외부 표면에 모르타르를 타설, 양생하여 규정된 강도의 테마형 건축물을 완성하는 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 건축물 시공 방법에서는 건축물의 외부 벽체 및 지붕 등의 시공을 위해 유연성 거푸집을 이용하여 거푸집 시공을 한 뒤 액상의 소재를 현장 타설하여 고형화시키는 습식 시공 방법을 적용함으로써, 설계자가 의도했던 복잡하고 다양한 형상을 가지는 테마형 건축물을 저렴한 비용으로 짧은 공기 내에 시공할 수 있게 된다.

유연성 거푸집, 공기막체, 건축물 시공, 우레탄, 샌드위치 구조

Description

유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법{Construction method of buidlings using flexible form}

본 발명은 건축물의 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레임 골조 구조물에 유연성 거푸집을 이용한 공기막체형 거푸집을 시공한 뒤 공기막체형 거푸집의 형상을 유지하기 위한 중간재 및 방수재를 시공하고, 최종적으로 내, 외부 표면에 모르타르를 타설, 양생하여 규정된 강도의 테마형 건축물을 완성하는 방법에 관한 것이다.

일반적인 콘크리트 건축물을 건축하는 방법에 있어서는 여러 가지 문제가 있는데, 대표적으로 공기(工期)의 장기화, 중장비 등 설비의 필요성, 방수 및 방열 등의 기능적 면과 보기 좋아야 하는 디자인적인 시각성의 목적을 달성하기 위해 고가의 내/외장재 건축재료를 사용함에 따른 경제적 비용의 부담, 부가적인 문제로서 건축 중 주변 도로의 점령에 따른 보행자 및 통과 차량의 불편함 등이 있다.

따라서, 업계에서는 오래전부터 건축물 모듈이나 패널 등을 이용하여 이를 공장에서 제작하고 현장에서 간단히 시공하는 개념의 모듈 건축방법이 제안되어 이용되었으나, 이는 가건물이나 소형 건축물에만 제한적으로 이용될 수 있는 단점이 있었다.

모두 열거할 수는 없지만 건축 구조의 선택에 있어 기본적으로 고려해야 할 사항은, 첫째 건축물은 인간생활의 용기라는 측면에서 우선 인간을 안전하게 수용해야 하는 안전성과, 둘째 피난처(shelter)로서의 기능인 방수, 단열, 채광, 통풍 등의 물리적 성능을 확보해야 하는 거주성, 셋째 오랜 기간 사용되므로 물리적, 역학적 성능이 잘 유지될 수 있어야 하는 내구성, 넷째 일정한 성능을 충족하는 가운데서 공기 단축, 시공비의 절감을 고려해야 하는 경제성, 다섯째 구조 방식 자체가 건축의 표현이므로 합리적인 구조 방식을 선정해야 하는 구조미 등을 들 수 있다.

통상 건축 구조는 그 구성 방식, 형식, 부재의 구성 재료, 시공 방식에 의해 분류할 수 있는데, 구성 재료에 따라 목 구조(Wooden construction, Timber structure), 벽돌 구조(Brick construction), 대부분의 대형 건축물 구조에 적용되는 것으로서 시멘트 블록과 모르타르로 내력벽을 쌓아 구성하고 필요시 블록 내부공간에 철근과 모르타르로 보강한 시멘트 블록 구조(Cement block construction), 및 형틀(거푸집) 속에 철근을 조립하고 그 사이에 콘크리트를 부어 일체식으로 구성하는 철근콘크리트 구조로 분류할 수 있고, 최근에는 철로 제작된 부재(형강, 강판)를 짜맞추어 만든 구조로서 부재 접합에 용접, 리벳, 볼트를 사용한 철골 구조와, 내화, 내구, 내진성능을 위해 철골조와 철근콘크리트조를 함께 사용하는 철골철근콘크리트 구조가 적용되고 있다.

또한 시공 방식에 따라 조적식 구조, 철근콘크리트 구조처럼 구조체 제작에 물이 필요한 구조로서 단위작업에 한계치가 있고 경화에 일정기간이 소요되는 습식 구조(wet construction), 목 구조 및 철골 구조처럼 규격화된 부재를 조립 시공하는 것으로 물과 부재의 건조를 위한 시간이 필요 없어 공기단축이 가능한 건식 구조(dry construction), 앞에서 기술한 구조체 시공을 위한 부재를 현장에서 제작, 가공, 조립, 설치하는 구조로서 넓은 면적의 현장면적을 필요로 하는 현장 구조(field construction), 아울러 공장에서 부재를 제작, 가공하고 현장에서는 조립, 설치하는 구조로서 대량생산에 따른 시공비 절감과 균일한 품질확보, 공기단축이 가능한 조립 구조(prefabricated structure)가 있다.

또한 구조의 형식에 관한 분류로서 기둥과 보, 바닥으로 구성되며 철근콘크리트 구조와 철골 구조 등에 사용하는 라멘(Rahmen) 구조, 곡판 구조, 곡률반경에 비해 얇은 곡면의 판부재를 이용하여 곡면 내응력으로 장스판을 처리하는 방식의 셀(Shell) 구조, 단일부재를 입체적으로 조합한 입체트러스 스페이스 프레임(Space Frame) 구조, 그리고 본 발명이 속하는 기술분야로서 구조적인 안정감과 개구부를 자유롭게 만들 수 있는 특징을 가지면서 경제성이 뛰어나 대,소규모에 상관없이 넓고 다양하게 사용하며 기복(높고 낮음)이 풍부한 형태로 곡면의 유니크함을 살릴 수 있는 디자인, 그리고 강한 임팩트로 시각 효과가 높은 건축물을 구축할 수 있는 막 구조(Truss Membrane Structure; Suspension Membrane structure; Air dome)가 있다.

본 발명의 건축 분야는 주로 복잡한 외형 구조를 가지면서 일반 건축물의 내 부 기능을 동시에 수행하고 나아가 더욱 뛰어난 여러 장점을 갖춘 테마 건축물에 관한 것이기 때문에 일반적인 건축물에 관한 설명은 이하 생략하기로 한다.

본 발명에서 말하는 건축물이란, 일반 건물뿐만 아니라, 오늘날의 조형적 건축물이라고 할 수 있는, 반딧불이 축제나 나비 축제 등과 같은 각종 테마로 연중 행사를 개최하는 전시관, 특정 주제의 박물관, 예술회관, 문화회관, 카페, 레스토랑, 놀이시설인 테마파크, 유원지 등지에 적용되는 복잡한 외형상을 가지는 테마형 건축물을 의미한다.

이와 같이 복잡한 외형상을 가지는 테마 건축물, 예를 들면 식물 형상을 연상하는 장식 모티브나 환상적 곡선, 곡면을 많이 사용하는 네오고딕(neo-Gothic), 아르누보 등의 요소가 섞인 쉬르레알리즘(surrealisme; 초현실주의) 작풍을 가진 스페인 건축가 가우디(Antonio Gaudi)의 가우디 양식과 같은 건축물을 건축하고자 하는 일은 매우 어렵다.

왜냐하면, 완성된 건축물의 예술성에 비해 거푸집 형성이나 내/외장재 시공시의 건축비가 일반 건축물에 비해 매우 높아서 일반 건축주가 그러한 건축물을 건축하고자 하는 데에는 막대한 비용이 소용되고, 건축 공기의 장기화, 건축기술의 한계 등의 이유로 시공이 용이하지 않기 때문이다.

한편, 북방 스키타이계 문화와 가야, 백제, 고구려의 한민족 문화, 중국의 6조와 수당(隋唐)문화, 그리고 인도 등의 남방 해양문화 등을 받아들이고 주체적으로 소화시켜서 독창적이고 찬란한 신라양식을 테마로 하는 신라시대 토기형 찻집을 건축하고자 할 때에는 외형이 복잡한 건축물로 시공하여야 함은 불문가지이다.

이러한 건축 공정의 개략을 살펴보면, 우선 점토, 목재, 합성수지(스티로폼, 우레탄 등), 금속재 등을 조각하여 원형을 만든다. 이 원형을 이형(탈형)처리, 즉 계면활성제를 도포하고 석고나 FRP, FRC 또는 철재 등으로 거푸집을 만든다.

상기 거푸집을 탈형하고 난 후 원형의 재료를 모두 제거하고, 거푸집을 원래대로 조립한다. 합성수지, 석고, 금속재, 목재 등 가능한 모든 재료를 이용하여 캐스팅한다. 즉, 내측 또는 외측에 각종 건축자재를 붙여서 만들고 마지막으로 거푸집을 제거한다.

그러나, 상기 설명한 복잡한 외곽 형태의 건축물을 종래 건축 방식대로 건축할 때에는 다음과 같은 문제가 있다.

막대한 인력과 자본을 동원하여 원형을 만들어야 한다. 이는 복잡한 형태의 건축물을 구성하는 개개의 구성요소들을 모두 조각하여 만들어야 하기 때문에 그 비용은 막대하고, 거푸집을 만드는 과정이 매우 복잡하여 원하는 복잡한 조형물을 원하는 대로 만들 수가 없다. 따라서, 원래 설계자의 의도와는 꽤 다른 건축 외형물이 건축되고 만다.

그리고, 상기 거푸집을 철거하는 과정이 매우 거추장스러워 많은 인력을 소요하게 되고, 거푸집 재료의 폐기로 인한 환경오염의 문제가 대두되며, 눈높이 수준이 높은 현대인이 요구하는 복잡하고 세밀하고 정교한 외형상의 건축물, 즉 곡선, 곡면이 많고 기이한 형상을 선호하는 현대인의 요구에 부응할 수 없다.

결국, 이러한 문제들로 인해 건축 단가는 매우 상승하여 건축 초기에서부터 건축주는 외형이 복잡 건축물의 건축을 단념할 수밖에 없고, 이에 우리 주변에서 외관이 미려한 건축물을 보기가 어렵다.

근년에는 우리나라를 비롯한 세계 각처에서 기이한 외형상을 가지는 각종 테마 건축물의 건축요구가 날로 높아지는 가운데, 건축법에서 요구하는 기준에 부합하면서 건축이 용이하고 건축비 상승을 야기하지 않는 공법이 절실하게 요구되었다.

상기의 예에서 교훈되는 바와 같이 신라시대의 조형적 건축물의 경우, 건축에 소용되는 총 비용과 완성된 예술적 가치를 대략 비교하여 보았을 때(물론 단순 비교는 할 수 없음), 비용 효과 측면이 예술적 가치 측면을 훨씬 상회하는 것이기 때문에, 오늘날 무르익을 대로 익은 열화와 같은 사회문화적 주문에도 불구하고 안타깝게도 조형적 건축물의 실현이 답보상태인 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 발명한 것으로서, 프레임 골조 구조물에 유연성 거푸집을 이용한 공기막체형 거푸집을 시공한 뒤 공기막체형 거푸집의 형상을 유지하기 위한 중간재 및 방수재를 시공하고, 최종적으로 내, 외부 표면에 모르타르를 타설, 양생하여 규정된 강도의 테마형 건축물을 완성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,

건축물의 형상을 고려하여 프레임 골조 구조물을 시공하는 단계와;

시공하고자 하는 건축물의 외형상을 형성하기 위한 유연성 거푸집을 제작하여 이를 상기 프레임 골조 구조물의 외곽에 씌워 고정 설치하는 단계와;

상기 프레임 골조 구조물에 고정 설치된 유연성 거푸집의 내부공간에 송풍수단을 이용해 압축공기를 불어 넣어줌으로써 건축물의 외형상으로 유지되는 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계와;

상기 송풍수단을 이용해 공기막체형 거푸집의 내부공간을 일정 압력으로 유지하면서 공기막체형 거푸집의 표면에 중간재를 시공하여 거푸집의 형상 유지 및 강도를 부여하는 단계와;

상기 중간재가 시공 완료된 상태에서 외부 표면에 방수재를 시공하고, 중간 재와 방수재가 시공된 상태의 내부 및 외부 표면에 모르타르를 타설 및 양생하는 단계;

를 포함하는 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계에서는 상기 프레임 골조 구조물에 격막을 설치하고 유연성 거푸집과 격막에 의해 형성된 방의 내부공간에 압축공기를 불어 넣어줌으로써 공기막체형 거푸집을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계에서 상기 프레임 골조 구조물에 격막을 설치하여 전체 유연성 거푸집의 내부공간을 여러 개의 밀폐된 방으로 구획하고,

밀폐된 방의 내부공간에 압축공기를 불어 넣어 공기막체형 거푸집을 형성하는 과정과 공기막체형 거푸집에 대해 중간재를 시공하는 과정을 구획된 각각의 방 별로 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계에서 볼록한 부분의 외형상을 가지는 공기막체를 형성하기 위해 유연성 거푸집의 해당 부분에서 그 내부압력을 대기압보다 높은 압력으로 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 프레임 골조 구조물의 내측으로 격막을 설치한 뒤 유연성 거푸집과 격막에 의해 형성된 밀폐된 방의 내부압력을 대기압보다 높은 압력으로 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계에서 오목한 부분의 외형성을 가지는 공기막체를 형성하기 위해 프레임 골조 구조물의 내측으로 격막을 설치한 뒤 유연성 거푸집과 격막에 의해 형성된 밀폐된 방의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중간재의 시공은 공기막체형 거푸집을 형성하는 유연성 거푸집의 표면에 대해 액상의 우레탄을 분사 도포하여 발포시키는 과정으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중간재의 시공은 공기막체형 거푸집을 형성하는 유연성 거푸집의 내부 표면에 대해 우레탄을 시공하는 내부 도포 시공, 유연성 거푸집의 외부 표면에 대해 우레탄을 시공하는 외부 도포 시공, 유연성 거푸집의 내부 및 외부 표면에 대해 우레탄을 시공하는 내부 및 외부 혼용 도포 시공 중 어느 하나로 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중간재의 시공은,

상기 유연성 거푸집의 표면에 저발포 우레탄을 시공하여 저발포 우레탄 층을 형성하는 단계와;

상기 저발포 우레탄 층의 표면에 고발포 우레탄을 시공하여 고발포 우레탄 층을 형성하는 단계와;

상기 고발포 우레탄 층의 표면에 저발포 우레탄을 시공하여 저발포 우레탄 층을 형성하는 단계;

로 진행하여 샌드위치 구조의 중간재를 시공하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유연성 거푸집의 표면과 상기 고발포 우레탄 층의 표면에 시공하 는 저발포 우레탄 층은,

저발포 우레탄을 시공한 뒤 그 표면에 유리섬유 소재를 적층시키고, 이어 저발포 우레탄과 유리섬유 소재를 원하는 두께를 얻을 때까지 번갈아 적층시켜 시공하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유리섬유 소재로는 섬유 자체로 된 유리섬유, 촙 형태의 유리섬유 소재 또는 유리섬유를 직조하여 제조된 유리섬유 매트 중 1종의 소재 또는 2종 이상의 혼합 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유연성 거푸집의 외부 표면에 대해 우레탄을 도포하여 시공하는 경우 외부 도포된 우레탄 층의 재료를 깎아주어 오목부를 형성하거나 외부 도포된 우레탄 층에 부분적으로 우레탄을 추가 시공하여 덧붙임으로써 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모르타르 시공 전에 유연성 거푸집과 중간재, 방수재를 관통하는 다수개의 철제핀을 모르타르가 시공되는 전체 영역에 미리 시공한 뒤 상기 철제핀의 양단부가 건축물 내부 및 외부 표면에 시공되는 모르타르에 매립되도록 함으로써 상기 철제핀에 의해 내부 모르타르와 외부 모르타르가 결속되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 철제핀으로 T자형 철제핀을 사용하고, 상기 T자형 철제핀에 와셔 및 방수제를 흡수시킨 패드를 설치한 뒤 방수재의 외부 표면으로부터 T자형 철제핀을 관통시켜, 상기 방수제를 흡수시킨 패드가 방수재에서 철체핀이 박힌 구멍을 완전히 방수 처리하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 외부 표면에 모르타르 시공하는 과정에서, 모르타르를 시공하기 전 상기 방수재가 시공된 외부 표면에 경계선을 따라 재료 끊기용 탄성 소재를 설치한 뒤 상기 경계선의 양측으로 모르타르를 타설하여, 모르타르 시공과 함께 재료 끊기 시공을 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모르타르 시공은 대상 표면에 구조재를 설치한 뒤 모르타르를 타설하는 방식으로 모르타르와 구조재의 시공을 최종 두께가 될 때까지 반복 실시하여 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 구조재로는 철근, 철망, 유리섬유 소재, 스틸파이버, 메탈 라스 중 선택된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기와 같은 본 발명의 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법은, 상기 모르타르 표면에 아스팔트 싱글, 목재, 석재, 철재, 타일, 페인트 시공 중 필요한 내, 외장재 시공을 최종 진행하여 건축물의 시공을 완료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 건축물 시공 방법에 의하면, 유연성 거푸집을 사용하여 다양한 형상의 테마형 건축물을 시공할 수 있게 되며, 우레탄 등의 소재를 사용하는 중간재 및 방수재의 시공으로 완벽한 방수, 단열, 방음, 방화, 방진(防振) 등이 가능해지고, 최종적으로 건축물의 내, 외부에 모르타르를 타설, 양생하여 규정된 강도의 건축물을 완성할 수 있게 된다.

특히, 거푸집 자체가 이미 공기빠짐이 없는 조건을 갖춘 상태인데다가 외부에 별도의 방수재를 시공하므로, 완벽한 방수 기능을 가지는 건축물의 시공이 가능해진다.

또한 거푸집의 형상 유지를 위한 구조재로 시공한 우레탄이 매우 우수한 단열 성능을 가지는 것은 물론, 이러한 우레탄을 내부를 밀폐시킨 거푸집의 전체 표면에 액상 분사 및 도포하여 고형화하는 방식으로 시공을 하므로, 열이 빠져나갈 수 있는 경로의 완전 차단 및 완전 밀폐가 이루어져서 완벽한 단열 기능을 가지는 건축물의 시공이 가능해진다.

그리고, 내부와 외부 전체를 모르타르로 완전 마감한 상태로 열과 화염에 약한 소재가 노출된 부분 없이 표면 전체를 모르타르로 도배한 상태이므로 완벽한 방염, 방화가 가능해진다.

또한 모르타르와 구조재가 반복 적층되어 일체화된 구조가 터널 구조와 마찬가지로 인장과 압축에 동시에 강한 구조를 형성하므로 진동 및 지진(횡력) 등에 매우 강한 건축물의 시공이 가능해진다.

또한 건축물의 외부 벽체 등 시공을 위해 유연성 거푸집을 이용하여 거푸집 시공을 한 뒤 액상의 소재를 현장 타설하여 고형화시키는 습식 시공 방법을 적용함으로써, 설계자가 의도했던 복잡하고 다양한 형상을 가지는 테마형 건축물을 시공할 수 있게 되는 장점이 있게 된다.

특히, 저렴한 건축 비용과 짧은 시공 기간, 간단한 시공 기술을 적용하여 건축물의 크기와 상관없이 종래에 비해 더욱 세밀하고 아름다우며 정교한 테마형 건 축물을 시공할 수 있는 장점이 있게 된다.

이하, 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명은 유연성 거푸집을 이용하여 건축물, 특히 테마형 건축물을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 다음의 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 유연성 거푸집이란 유연성 직물 원단을 사용하여 제작된 거푸집으로서, 이는 원하는 형상의 건축물을 시공할 때 공기막체로 사용되므로 공기빠짐 방지 및 방수를 위해 목적상 일면에 폴리우레탄이 코팅된 나일론이나 직물지가 사용될 수 있다.

기본적으로 상기 유연성 거푸집의 재질로 쉽게 늘어나지 않도록 신축성이 없고 쉽게 찢어지지 않도록 높은 강도의 원단이 사용되어야 하며, 후술하는 바와 같이 볼록한 부분, 오목한 부분, 돌출부나 함몰부 등 공기 주입만으로 다양하고 유연한 형상을 형성할 수 있도록 재질 자체가 유연한 재질이 사용되어야 한다.

본 발명에서 테마형 건축물의 시공을 위해 사용되는 유연성 거푸집의 제작 과정에 대해서는 본원출원인에 의해 출원되고 등록된 특허 제732252호(2007.6.19)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기 특허에 개시된 유연성 거푸집의 제작 과정에 따라 유연성 거푸집을 제조한 뒤 이를 이용하여 테마형 건축물을 시공하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 특허에 개시된 제작 과정에 따라 시공하고자 하는 테마형 건축물의 외형상에 맞게 유연성 거푸집을 제작한 뒤 이를 실제 설계대로 공사가 진행되는 건축물의 프레임 골조 구조물에 씌워 고정 부착함으로써 설치하며, 첨부한 도 1과 도 2는 각각 건축물의 프레임 골조 구조물을 시공한 상태 및 유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물에 씌우는 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 유연성 거푸집을 건축물의 프레임 골조 구조물에 씌어 원하는 형상의 공기막체형 거푸집을 시공하는 과정에 대해 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 건축물의 형상에 따라 프레임 골조 구조물을 설치한 상태도로서, 도시한 바와 같이, 건축물의 형상을 고려하여 프레임 골조 구조물(110)을 시공하며, 이때 프레임 골조 구조물(110)은 시공하고자 하는 건축물의 형상에 따라 유연성 거푸집을 지지하고 유지할 수 있도록 H-형강, ㄷ-형강, L-형강 등 다양한 길이의 직선형 또는 곡선형 프레임 부재를 사용하여 조립한 구조물이다.

프레임 골조 구조물(110)을 시공하는 과정에서는 다양한 형상의 프레임 부재를 조립하여 건축물의 개략적인 외곽 형상 골조를 만들어줌은 물론 내부에도 프레임 부재를 조립하여 외곽에 유연성 거푸집을 씌우게 될 때 원하는 형상을 만드는데 유리하도록 시공해야 한다.

또한 프레임 골조 구조물(110)의 시공과 더불어, 유연성 거푸집을 설치한 상태에서 필요에 따라 구획된 공기방들을 형성할 수 있도록, 상기 프레임 골조 구조물에 공간을 구획하기 위한 격막 등을 설치한다.

상기와 같이 프레임 골조 구조물(110)을 설치하고 나면 프레임 골조 구조물의 외곽으로 도 2에 나타낸 바와 같이 유연성 거푸집(100)을 씌워 고정하고, 이후 그 밀폐된 내부공간에 송풍수단(도 3 내지 도 5에서 도면부호 121, 123임)을 이용하여 압축공기를 불어 넣어줌으로써 건축물의 외형상을 가지는 공기막체를 형성한다.

이때, 기본적으로는 건축물의 설계대로 볼록한 부분의 외형상을 가지는 공기막체를 시공하기 위해서 송풍수단으로 압축공기를 불어 넣어주어 유연성 거푸집의 내부 공기압을 대기압보다 높은 압력으로 해준다.

또한 격막(도 5에서 도면부호 111임)을 사용하는 것도 가능한데, 프레임 골조 구조물의 내측으로 격막을 설치한 뒤 유연성 거푸집(100)과 격막(111)에 의해 형성된 별도의 밀폐된 공기방에 대해 압축공기를 불어 넣어주어 공기방의 내부압력을 대기압보다 높은 압력으로 유지시키는 것이 가능하다(도 5 참조).

또한 건축물의 오목한 외형상을 가지는 부분에 대해서는 외곽의 유연성 거푸집(100)과 함께 별도의 공기방을 형성하도록 프레임 골조 구조물의 내측으로 격막(112)을 설치하고, 유연성 거푸집(100)과 격막(112)에 의해 형성된 별도의 밀폐된 공기방에 대해 송풍수단(123)을 이용해 공기를 빼내주어 공기방의 내부압력을 대기압보다 낮은 압력으로 유지함으로써 원하는 오목 형상을 형성하게 된다(도 3 참조).

유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물의 외곽에 씌워 고정하기 위해 다양한 방식이 적용될 수 있는데, 유연성 거푸집의 필요한 부분에 지퍼를 설치하는 방법이 이용 가능하며, 프레임 골조 구조물의 외곽에 유연성 거푸집을 씌운 뒤 지퍼를 닫아주어 유연성 거푸집이 프레임 골조 구조물을 조여주면서 고정될 수 있도록 한다.

또는 끈으로 묶어 프레임 골조 구조물에 고정하는 방법이 가능하며, 기타 필요한 곳에 와이어를 추가로 사용하여 유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물에 단단히 고정하는 것도 가능하다.

물론, 유연성 거푸집을 여러 개로 분할 제작하여 각각 프레임 골조 구조물에 씌워 고정한 뒤(지퍼 방식 등 이용) 유연성 거푸집을 서로 연결하여 원하는 하나의 건축물 형상을 만들어 주는 것도 가능하다.

유연성 거푸집과 프레임 골조 구조물, 격막에 의해 형성된 그 내부공간에 압축공기를 넣어주거나 빼주는 방식으로 건축물의 외형상을 만들어주어 일정한 형태를 유지하는 공기막체형 거푸집을 완성하게 되는데, 이때 거푸집이 유연성 재질이므로 그 내부는 일정한 압력으로 유지하여 공기빠짐 현상이 없도록 하여야 하고, 거푸집 내 적절한 압력 체크가 수반되어야 한다.

첨부한 도 3 ~ 도 5는 송풍수단으로서 송풍기를 이용하여 다양한 형상의 거푸집을 시공하는 예를 보여주는 도면으로서, 도 3은 오목한 부분의 시공 과정을 보여주는 도면이다.

도시한 바와 같이, 기본적으로는 프레임 골조 구조물에 설치한 유연성 거푸집(100)의 밀폐된 내부공간에 송풍기(121)를 이용하여 압축공기를 불어주어 볼록한 부분이 시공되도록 하는데, 유연성 거푸집의 오목한 부분(100a)을 시공하기 위해서는 우선 격막(112)을 이용해 별도의 밀폐된 공기방을 만들어준 뒤 그 공기방에 대해서 별도 송풍기(123)로 공기를 빼내주어 부압(진공압) 상태로 만들어주어야 한다.

상기 별도의 밀폐된 공기방에서 송풍기(123)로 공기를 빼내주게 되면 유연성 거푸집(100)의 공기방에 해당하는 부분이 안쪽으로 당겨져 들어오면서 오목한 부분(100a)을 표현할 수 있게 된다.

도 4는 함몰부를 포함한 불규칙한 외형상의 거푸집을 시공하는 예를 보여주는 도면으로, 프레임 골조 구조물에 추가적인 격막을 설치한 뒤 송풍기(121)로 압축공기를 불어 넣어주되, 격막에 의해 돌출부와 함몰부가 구분되는 형상이 되도록 유연성 거푸집(100)을 팽창시키면 원하는 외형상의 거푸집 시공이 가능해진다.

도 5는 불규칙한 외형상의 거푸집을 시공하는 또 다른 예를 보여주는 도면으로, 필요에 따라 특정 부분에 격막(111)을 추가 설치하고 유연성 거푸집(100)을 씌워 고정한 뒤 그 내부공간에 송풍기(121)로 압축공기를 불어 넣어주면 특정 부분이 외부로 돌출된 돌출부의 시공이 가능해진다.

이렇게 건축물의 형상대로 공기막체형 거푸집이 시공되고 나면 거푸집 내/외면에 일정 강도를 지닌 중간재를 분사 및 도포하여 강화시켜야 하며, 설계자의 의도대로 거푸집이 일정 강도에 도달할 때까지 항상 정압이 유지되도록 송풍수단을 이용하여 계속 공기를 주입해 주어야 한다.

이와 같이 본 발명의 유연성 거푸집을 완성하여 테마형 건축물의 시공에 적용되며, 이후 공정에서는 적절한 강도를 가지는 재료(강화재)를 도포하여 성형작업을 함으로써 건축법 기준을 충족하는 강도를 지니는 벽체나 지붕을 완성한다.

이하, 프레임 골조 구조물에 건축물의 외형상에 따라 유연성 거푸집을 시공한 뒤 중간재를 시공하는 과정에 대해서 좀더 상세히 설명하기로 한다.

첨부한 도 6은 유연성 거푸집의 구획된 밀폐공간에 송풍수단을 이용해 압축공기를 불어 넣어 볼록한 형상의 공기막체를 형성하고 공기막체를 형성한 부분에 내부 도포 방법으로 중간재의 시공을 완료한 상태의 도면이다.

또한 첨부한 도 7은 유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물에 씌운 뒤 중간재의 시공을 완료한 상태의 도면이고, 첨부한 도 8 ~ 도 11은 중간재의 시공 예를 도시한 단면도로서, 유연성 거푸집에 중간재를 다양한 구조로 도포하여 적층 시공한 상태를 보여주고 있다.

유연성 거푸집의 내면과 외면에 방음과 단열 등의 효과를 위하여 중간재를 시공하게 되는데, 시공 동안에 중간재는 강화재의 시공이 완료될 때까지 유연성 거푸집의 형상을 유지하는 역할도 하게 된다.

중간재의 재료로는 유연성 거푸집의 내면과 외면에 도포 후 고형화될 수 있는 재료를 사용하며, 이때 중간재가 도포 후 고형화되면 유연성 거푸집의 형상을 유지할 수 있는바, 중간재의 시공을 완료하여 이후 송풍기로 압축공기를 불어넣지 않아도 유연성 거푸집의 형상을 유지할 수 있도록 한다. 즉, 중간재에 의해 유 연성 거푸집이 꺼지거나 주저앉지 않도록 하는 것이다.

우선, 도 8은 내부 도포, 즉 유연성 거푸집의 내면에 중간재를 시공한 예를 보여주는 도면이고, 도 9는 외부 도포, 즉 유연성 거푸집의 외면에 중간재를 시공한 예를 보여주는 도면이다. 도 10은 내/외부 혼용 도포, 즉 유연성 거푸집의 내면과 외면에 중간재를 모두 시공한 예를 보여주는 도면이다.

이후 설명되는 본 발명의 건축물 시공 과정에서 중간재는 유연성 거푸집의 내면과 외면에 모두 시공하거나 내면 또는 외면 중 어느 한쪽에만 시공할 수 있다. 다시 말해, 건축물의 각 부분에 따라 시공 여건을 고려하여 도 8의 내부 도포, 도 9의 외부 도포, 도 10의 내/외부 혼용 도포가 선택적으로 적용 가능한 것이다.

도 8의 내부 도포 과정을 설명하면, 중간재의 재료로 우레탄을 사용하되, 바람직하게는 유연성 거푸집의 내면에 저발포 우레탄, 고발포 우레탄, 저발포 우레탄의 순으로 적층 시공하여 전체적으로 샌드위치 구조를 가지는 중간재를 시공한다.

이때, 작업자가 유연성 거푸집(10)의 내부공간에 들어가 우레탄 도포기계를 이용하여 유연성 거푸집의 내면에 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 저발포 우레탄 층(11)을 먼저 적층 시공하고, 이어 저발포 우레탄 층의 내면에 고발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 고발포 우레탄 층(12)을 적층 시공하며, 이어 고발포 우레탄 층의 내면에 다시 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 저발포 우레탄 층(11)을 적층 시공한다.

상기와 같이 저발포, 고발포, 저발포의 우레탄 층(11,12)으로 이루어진 샌드위치 구조의 중간재를 시공하는데, 저발포 우레탄은 기공이 작고 재료가 치밀하여 강도가 상대적으로 높은 특성을 가지며, 고발포 우레탄은 기공이 크고 재료가 덜 치밀하여 강도가 상대적으로 낮은 특성을 가진다.

고발포 우레탄은 동일한 양으로 두꺼운 층을 형성할 수 있으나 강도가 낮고, 저발포 우레탄은 상대적으로 얇은 층을 형성하나 강도가 높다. 따라서, 고발포 우레탄만을 사용해서는 원하는 두께는 얻기 쉬우나 유연성 거푸집을 지지할 수 있는 강도를 얻기가 어렵고, 만약 고발포 우레탄만으로 원하는 강도를 얻기 위해서는 상당히 많은 양의 재료를 사용하여 상당한 두께로 시공되어야 한다.

반대로 저발포 우레탄만을 사용해서는 원하는 강도를 얻기는 쉬우나 원하는 두께를 얻기 위해 상당히 많은 양의 재료가 소비되어야 하고, 결국 비용이 높아지게 된다. 특히, 샌드위치 구조가 아닌 저발포 우레탄만을 사용한 단층 구조로 시공하게 되면, 표면은 단단하지만 저발포 우레탄이 단층이기 때문에 전체 층이 쉽게 휘는 성질을 가지게 되어, 후속 공정 동안에 거푸집을 지지하는 기능을 할 수 없게 된다.

이에 따라, 저발포와 고발포 우레탄을 적절히 혼용하되, 고발포 우레탄 층(12)을 중심으로 그 양측에 저발포 우레탄 층(11)을 적층시킨 샌드위치 구조로 시공을 하게 되면 쉽게 원하는 두께와 강도를 얻을 수 있으면서 경제적인 시공이 가능해진다.

요컨대, 공기막체형 거푸집을 이루는 유연성 거푸집의 형상 유지를 위해서, 유연성 거푸집(10)의 내면에 저발포 우레탄 층(11)을 우선 시공하고, 그 위에 고발포 우레탄 층(12)을 적층 시공한 뒤, 다시 그 위에 저발포 우레탄 층(11)으로 마감 하여, 내부에 고발포 우레탄으로 채워진 샌드위치 구조로 원하는 강도와 두께의 중간재를 시공하게 된다.

또한 상대적으로 무른 한 개의 층 양면으로 단단한 두 개의 층이 적층된 샌드위치 구조에서는 큰 힘에 의해 전체 층이 꺾어질 수는 있으나 휘는 현상은 크게 줄게 되며, 어느 한쪽으로 휠 경우 단단한 두 개 층 중 한 개 층이 인장에 대항하고 나머지 다른 한 개 층이 압축에 대항하는 형태가 되어 전체적으로 매우 강한 구조가 된다.

우레탄 발포 시공시에 우레탄 도포기계로 소재를 대상 면에 분사하여 도포하면 소재가 짧은 시간 내에 순간 발포되면서 고형화되며, 원하는 우레탄 층을 형성할 수 있게 된다.

또한 하나의 저발포 우레탄 층(11)을 시공하기 위해서는 소재를 분사 도포한 뒤 그 위에 다시 소재를 분사 도포하는 방식으로 여러 차례 분사 도포를 반복하여 원하는 두께를 얻게 되며, 중간층인 고발포 우레탄 층(12)의 시공시에도 여러 차례 분사 도포를 반복하여 원하는 두께를 얻게 된다.

그리고, 바람직한 실시예에서, 각 저발포 우레탄 층(11)에 대해서도 그 자체를 샌드위치 구조로 시공이 가능한데, 이를 위해 저발포 우레탄 소재와 유리섬유 소재를 번갈아 적층시켜 시공한다.

즉, 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 발포와 동시에 고형화시킨 뒤, 그 표면에 유리섬유 소재를 적층시키고, 이어 다시 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 층을 형성한 뒤, 그 표면에 다시 유리섬유 소재를 적층시키는 방식으로, 두 소 재를 원하는 두께를 얻을 때까지 번갈아 적층시켜 저발포 우레탄 층을 시공하는 것이다.

상기 유리섬유 소재로는 섬유 자체로 된 통상의 유리섬유, 촙 형태의 유리섬유 소재 또는 유리섬유를 직조하여 제조된 유리섬유 매트가 사용될 수 있으며, 이는 상용화된 소재들이다. 물론, 상기한 유리섬유 소재들 중 1종의 소재 또는 2종 이상의 혼합 소재가 사용될 수 있다.

결국, 위와 같이 유리섬유를 복합적으로 사용한 저발포 우레탄 층(11)을 시공하면 유리섬유와 우레탄이 일체화된 구조가 되면서 매우 높은 강도의 층을 얻을 수 있게 된다.

또한 저발포 우레탄을 사용하는 대신에 유연성 거푸집 내면에 FRP 소재, 고발포 우레탄 소재, FRP 소재를 차례로 적용하여 샌드위치 구조를 구성할 수도 있다. FRP 소재의 시공시에는 대상 면에서 액상의 소재를 고형화시키는 습식 공법이 적용된다.

한편, 유연성 거푸집의 외면에 형상 유지를 위한 중간재를 도포하는 것이 가능하며, 이러한 외부 도포에 대해 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 유연성 거푸집(10)의 외면에 우레탄 도포기계를 이용해 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 발포시킴으로써 저발포 우레탄 층(11)을 형성한다.

이때, 유연성 거푸집(10)의 외면에 적층 형성하는 저발포 우레탄 층(11)은 도 8의 내부 도포 과정에서 시공된 저발포 우레탄 층과 마찬가지로 저발포 우레탄 소재와 유리섬유 소재를 번갈아 적층시켜 시공한다.

즉, 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 발포와 동시에 고형화시킨 뒤, 그 표면에 유리섬유 소재를 적층시키고, 이어 다시 저발포 우레탄 소재를 분사 도포하여 층을 형성한 뒤, 그 표면에 다시 유리섬유 소재를 적층시키는 방식으로, 두 소재를 원하는 두께를 얻을 때까지 번갈아 적층시켜 저발포 우레탄 층을 시공하는 것이다.

상기 유리섬유 소재로는 섬유 자체로 된 통상의 유리섬유, 촙 형태의 유리섬유 소재 또는 유리섬유를 직조하여 제조된 유리섬유 매트가 사용될 수 있다.

상기와 같이 저발포 우레탄 층(11)을 시공하고 난 뒤 그 외표면에 고발포 우레탄 층(12)과 저발포 우레탄 층(13)을 차례로 적층 형성하고, 저발포 우레탄 층(13)의 외표면에 유리섬유 소재(14)를 적층한 뒤 저발포 우레탄 층(13)을 적층 형성한다.

이렇게 외부 도포 과정은 유연성 거푸집의 외면에 우레탄 소재를 발포하여 고형화시키는 과정으로 진행한다.

한편, 도 10은 유연성 거푸집의 내/외면에 중간재를 적층하는 내/외부 혼용 도포의 시공 상태를 도시한 단면도로서, 내/외부 혼용 도포의 일 예로서, 유연성 거푸집(10)의 내면에는 도 8의 시공 예와 동일하게 저발포 우레탄 층(11), 고발포 우레탄 층(12), 저발포 우레탄 층(11)의 샌드위치 구조로 내부 도포 시공을 하고, 유연성 거푸집(10)의 외면에는 고발포 우레탄 층(12)을 형성하는 외부 도포 시공을 한다.

이와 같이 내부 도포, 외부 도포, 내/외부 혼용 도포의 시공 예를 설명하였 는바, 유연성 거푸집의 각 부분별로 건축물 외형이나 시공 여건 등 여러 조건에 따라 내부 도포와 외부 도포, 내/외부 혼용 도포 중 어느 하나를 적절히 선택하여 시공할 수 있다.

즉, 프레임 골조 구조물의 내부에 격막을 설치하고 프레임 골조 구조물의 외곽에는 유연성 거푸집을 설치하여, 유연성 거푸집의 내부공간을 여러 개의 밀폐된 방으로 구획한 뒤, 구획된 방 별로 내부에 송풍기로 압축공기를 불어주어 공기가 채워진 거푸집 시공을 완료한 다음, 그 내부공간의 압력을 일정하게 유지한 상태에서 해당 공기방의 유연성 거푸집에 대해 내부 도포나 외부 도포, 내/외부 혼용 도포의 방법 중 적절한 방법을 선택하여 중간재를 시공하는 것이다. 이때, 중간재의 시공은 각 방 별로 정해진 순서에 따라 진행할 수 있다.

중간재의 시공 과정에서 시공하고자 하는 건축물의 외형상을 보다 실제 형상(의도했던 동물이나 사물의 형상)에 가깝도록 형성하기 위해, 도 11에 나타낸 바와 같이 외부 도포된 우레탄 층(도시한 예에서 고발포 우레탄 층임)(12)의 재료를 부분적으로 적절히 깎아주거나, 외부 도포된 우레탄 층에 부분적으로 우레탄을 시공하여 덧붙여 주는 경우, 오목부와 돌출부를 원하는 형상 및 위치로 시공할 수 있게 된다. 이에 더욱 실감나고 원하는 세밀한 형상의 표현이 가능해진다.

첨부한 도 12는 도 9에 나타낸 바와 같이 유연성 거푸집의 형상 유지를 위한 중간재의 외부 도포 과정을 완료한 뒤 외부 표면에 탄성의 방수 우레탄 또는 방수 도료(15)를 시공한 상태의 단면도이다.

도시한 바와 같이 중간재의 외부 표면에 방수를 위한 방수 우레탄 시공 또는 방수 도료 시공을 진행한 뒤 모르타르 시공을 하게 된다.

첨부한 도 13은 철제핀 연결 결속 및 모르타르 시공을 완료한 상태의 단면도로서, 중간재의 외부 표면에 방수재를 시공하고 나면 철제핀(31) 시공 및 모르타르(21) 시공을 하게 되는데, 유연성 거푸집(10)과 중간재(11,12,13,14), 방수재(15)에 T자형 철제핀(31)을 관통시켜 설치한다.

이때, T자형 철제핀(31)을 방수재(15) 바깥쪽에서 안쪽으로 관통시켜 철제핀(31)의 양단부가 선시공된 구조물의 내측와 외측으로 돌출되도록 해야 하며, 철제핀(31)의 머리부분은 구조물의 바깥쪽으로, 끝단부는 구조물의 안쪽으로 돌출되도록 한다.

그리고, 철제핀(31)의 끝단부에는 별도의 부재(32)를 횡으로 설치하는 것도 가능하며, 이때 부재는 용접방식이나 나사체결방식으로 철제핀의 끝단부에 고정할 수 있다.

상기와 같이 시공되는 철제핀(31)은 건축물의 내측면과 외측면에 시공된 모르타르(21)를 서로 결속시켜, 전체적으로는 건축물의 벽체를 구성하는 각 층 재료들을 안정되게 결속시키는 역할을 하게 된다.

철제핀(31)은 소재와의 결착력을 높이기 위해서 표면에 돌출이 있는 구조의 철제핀을 사용하되, 건축물의 전체 벽체에 대해 미리 정해진 위치에 시공을 하며, 건축물의 형상 등 여러 시공 상황을 고려하여 적절히 간격을 두고 시공을 한다.

결국, 내부에 시공되는 모르타르(21), 중간재(11,12,13,14), 외부에 시공되는 모르타르(21)가 T자형 철제핀(31)에 의해 결속된 상태로 전체적으로는 하나의 샌드위치 구조를 형성하게 되며, 이에 매우 견고하고 튼튼한 건축물의 벽체를 구성하게 된다.

첨부한 도 14는 본 발명에서 사용되는 T자형 철제핀을 도시한 도면으로, 철제핀(31)은 와셔(31a)와 탄성이 있는 패드(31b)가 끼워진 것을 사용하되, 상기 패드(31b)에 방수제를 흡수시킨 상태에서 T자형 철제핀을 박아주게 되며, 이에 방수제를 흡수시킨 패드(31b)가 방수재의 외부 표면에서 철체핀이 박힌 구멍을 완전히 방수 처리하게 된다.

이렇게 철제핀(31)의 시공을 완료한 뒤에는 도 13에 나타낸 바와 같이 내부 표면과 외부 표면에 모르타르(모래+시멘트+물을 요구 강도에 따라 적정 비율로 혼합하여 사용)(21)를 분사, 도포하여 시공하는데, 이때 대상 표면에 구조재(22)를 설치한 뒤 모르타르(21)를 소정 두께로 타설하는 방식으로 모르타르(21)와 구조재(22)를 함께 시공하며, 모르타르와 구조재 시공을 최종 두께가 될 때까지 반복 실시한다.

모르타르(21)와 함께 시공되는 상기 구조재(22)로는 철근, 철망, 유리섬유 소재, 스틸파이버(철사 형태), 메탈 라스 등을 사용하는데, 바람직하게는 유연성을 가지는 철망, 소성이 우수한 메탈 라스 등을 사용하는 것이 좋으며, 이들 구조재를 복합적으로 사용할 수도 있다.

유리섬유 소재로는 알칼리에 강하도록 표면 코팅한 제품을 사용하며, 이러한 유리섬유 소재는 가격은 고가이나 구조적으로 강도가 매우 우수한 구조물을 시공할 수 있으며, 상용화된 제품이 나와 있다.

첨부한 도 15는 본 발명에서 내부 표면에 메탈 라스 등의 구조재를 시공한 상태의 도면이며, 도 16은 방수재가 도포된 외부 표면에 메탈 라스 등의 구조재가 시공된 상태의 도면이다.

바람직한 실시예에서, 모르타르 시공시에는 재료 끊기 시공을 함께 해주어야 하며, 이는 탄성을 가진 소재를 사용하여 모트타르 타설 전에 시공을 해주게 된다.

즉, 방수재(15)가 시공된 외부 표면에 소정의 경계선을 따라 재료 끊기용 탄성 소재(23)를 설치한 뒤 경계선의 양측으로 모르타르(21)를 타설하여 건축물의 외부를 시공하는 것이다.

이러한 재료 끊기 시공을 외부 표면에 시공해주지 않으면 건축물의 급격한 외부 온도 변화에 의해 모르타르로 시공된 외부 표면이 수축, 팽창을 반복하게 되면서 균열이 발생할 수 있게 된다.

따라서, 건축물의 내부재에 T자형 철제핀(31)으로 결속되는 외부재의 시공, 즉 급격한 온도 변화를 겪게 되는 외부재의 모르타르(21) 시공시에는 반드시 적절한 위치에 재료 끊기 시공을 해주어야 한다. 상기 재료 끊기 소재로는 탄성을 가진 공지의 건축 자재나 PVC, 목재 등을 사용할 수 있다.

상기와 같이 모르타르 시공이 완료되면, 모르타르 표면에 아스팔트 싱글(Asphalt shingles), 목재, 석재, 철재, 타일, 페인트 등 건축물의 기존 내, 외장재 시공을 최종 진행하여 원하는 건축물의 색상 및 질감을 얻게 되고, 이로써 건축물의 시공을 모두 완료하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 유연성 거푸집을 사용하여 다양한 형상의 테 마형 건축물을 시공할 수 있게 되며, 우레탄 등의 소재를 사용하는 중간재 및 방수재의 시공으로 완벽한 방수, 단열, 방음, 방화, 방진(防振) 등이 가능해지고, 최종적으로 건축물의 내, 외부에 모르타르를 타설, 양생하여 규정된 강도의 건축물을 완성할 수 있게 된다.

특히, 거푸집 자체가 이미 공기빠짐이 없는 조건을 갖춘 상태인데다가 외부에 별도의 방수재를 시공하므로, 완벽한 방수 기능을 가지는 건축물의 시공이 가능해진다.

또한 거푸집의 형상 유지를 위한 구조재로 시공한 우레탄이 매우 우수한 단열 성능을 가지는 것은 물론, 이러한 우레탄을 내부를 밀폐시킨 거푸집의 전체 표면에 액상 분사 및 도포하여 고형화하는 방식으로 시공을 하므로, 열이 빠져나갈 수 있는 경로의 완전 차단 및 완전 밀폐가 이루어져서 완벽한 단열 기능을 가지는 건축물의 시공이 가능해진다.

그리고, 내부와 외부 전체를 모르타르로 완전 마감한 상태로 열과 화염에 약한 소재가 노출된 부분 없이 표면 전체를 모르타르로 도배한 상태이므로 완벽한 방염, 방화가 가능해진다.

또한 모르타르와 구조재가 반복 적층되어 일체화된 구조가 터널 구조와 마찬가지로 인장과 압축에 동시에 강한 구조를 형성하므로 진동 및 지진(횡력) 등에 매우 강한 건축물의 시공이 가능해진다.

이러한 본 발명의 건축물 시공 방법에 따르면, 건축물의 외부 벽체 등 시공을 위해 유연성 거푸집을 이용하여 거푸집 시공을 한 뒤 액상의 소재를 현장 타설 하여 고형화시키는 습식 시공 방법을 적용함으로써, 설계자가 의도했던 복잡하고 다양한 형상을 가지는 테마형 건축물을 시공할 수 있게 되는 장점이 있게 된다.

특히, 저렴한 건축 비용과 짧은 시공 기간, 간단한 시공 기술을 적용하여 건축물의 크기와 상관없이 종래에 비해 더욱 세밀하고 아름다우며 정교한 테마형 건축물을 시공할 수 있는 장점이 있게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 상술한 실시예가 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해하여야 한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에서 프레임 골조 구조물을 시공한 상태의 도면,

도 2는 본 발명에서 유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물에 씌우는 상태의 도면,

도 3 ~ 도 5는 본 발명에서 송풍수단을 이용하여 다양한 형상의 거푸집을 시공하는 예를 보여주는 도면,

도 6은 본 발명에서 공기막체를 형성한 부분에 내부 도포 방법으로 중간재의 시공을 완료한 상태의 도면,

도 7은 본 발명에서 유연성 거푸집을 프레임 골조 구조물에 씌운 뒤 중간재의 시공을 완료한 상태의 도면,

도 8 ~ 도 11은 본 발명에서 중간재의 시공 예를 도시한 단면도로서, 유연성 거푸집에 중간재를 다양한 구조로 도포하여 적층 시공한 상태를 보여주는 도면,

도 12는 본 발명에서 유연성 거푸집의 형상 유지를 위한 중간재의 외부 도포 과정을 완료한 뒤 외부 표면에 탄성의 방수 우레탄 또는 방수 도료를 시공한 상태의 단면도,

도 13은 본 발명에서 철제핀 연결 결속 및 모르타르 시공을 완료한 상태의 단면도,

도 14는 본 발명에서 사용되는 T자형 철제핀을 도시한 도면,

도 15는 본 발명에서 내부 표면에 메탈 라스 등의 구조재를 시공한 상태의 도면,

도 16은 본 발명에서 방수재가 도포된 외부 표면에 메탈 라스 등의 구조재가 시공된 상태의 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유연성 거푸집 11 : 저발포 우레탄 층

12 : 고발포 우레탄 층 13 : 저발포 우레탄 층

15 : 방수재 21 : 모르타르

22 : 구조재 23 : 재료 끊기 탄성 소재

31 : 철제핀 100 : 유연성 거푸집

110 : 프레임 구조물 121, 123 : 송풍수단(송풍기)

Claims (1)

1. 건축물의 형상을 고려하여 프레임 골조 구조물을 시공하는 단계와; 시공하고자 하는 건축물의 외형상을 형성하기 위한 유연성 거푸집을 제작하여 이를 상기 프레임 골조 구조물의 외곽에 씌워 고정 설치하는 단계와; 상기 프레임 골조 구조물에 고정 설치된 유연성 거푸집의 내부공간에 송풍수단을 이용해 압축공기를 불어 넣어줌으로써 건축물의 외형상으로 유지되는 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계와; 상기 송풍수단을 이용해 공기막체형 거푸집의 내부공간을 일정 압력으로 유지하면서 공기막체형 거푸집의 표면에 중간재를 시공하여 거푸집의 형상 유지 및 강도를 부여하는 단계와; 상기 중간재가 시공 완료된 상태에서 외부 표면에 방수재를 시공하고, 중간재와 방수재가 시공된 상태의 내부 및 외부 표면에 모르타르를 타설 및 양생하는 단계; 를 포함하는 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법에 있어서,

   상기 공기막체형 거푸집을 형성하는 단계에서 상기 프레임 골조 구조물에 격막을 설치하고 유연성 거푸집과 격막에 의해 형성된 방의 내부공간에 압축공기를 불어 넣어줌으로써 공기막체형 거푸집을 형성하는 것을 특징으로 하는 유연성 거푸집을 이용한 건축물의 시공 방법.

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