막구조

 

1. 막구조란

 

막구조는 횡력에 의해서 발생되는 불안정성에 대하여 구조체의 자중으로 저항하는 일반적인 강체구조와는 달리 매우 가벼운 구조이다. 얇은 인장면은 골조나 아치와 같은 강철부재나 공기압에 의해서 지지된다. 인장구조는 자중이 없고 공중에 떠있기 때문에 이들의 안정성은 복잡하게 얽힌 곡선의 3차원 기하학과 밀접한 관계가 있다.
막의 하중전달 메커니즘 특성을 이용하는 막구조는 다양한 형태의 공간창출이 가능한 특유의 조형적 특성과 대공간 형성 및 재료사용의 경제성이라고 하는 구조적 특성으로 인하여 현대 산업사회가 요구하는 기본적인 목적에 크게 부응하는 제 3의 건축구조로 인정받고 있다.

저렴한 시공비	철골구조 중량의 약 1/30 이하 수준이며, 하중의 경량화로 기초공사비가 절감이 가능합니다.
에너지 비용의 절감	태양광의 높은 반사율과 낮은 흡수성, 작은 열 용량으로서 내부로의 태양열 투입을 억제하고 반투명체이므로 쾌적한 자연광을 유도하여 주간에는 조명시설이 불필요하여 에너지 절약이 가능합니다.
공사기간의 단축	막은 미리 공장에서 설계에 의해 재단, 접합되어 현장에서 바로 설치, 시공할 수 있으므로 공사기간의 단축 및 공사비를 절감이 가능합니다.
자유로운 공간의 창출	막구조물은 일반적으로 내부지지요소를 사용하지 않고 넓은 공간을 덮을 수 있어 자유로운 설계가 가능하고 다양한 공간 이용이 가능하며, 외관 형태의 자유로운 연출이 가능합니다.
불연성	불소수지 코팅으로 인해 불꽃이 번지지 않는 불연 및 난연성 소재임.
투과성	투과성 13% 정도의 적당한 자연광이 투과, 식물재배에 충분한 자연광을 얻을 수 있고 자외선을 방지, 변색을 억제합니다.
내성과 강인성	보다 튼튼한 막의 개발로 인해 강하고 질기며 건물과 수명을 같이 합니다.
세정 작용	비 점착성재질로 코팅 처리된 표면은 대기오염으로 인한 먼지 및 이물질이 표면에 정착되지 못하거나 연기시킴으로 인해 비가 내릴 때 자체로 깨끗이 청소가 되어 인공 세정할 필요가 없으며 항상 청결한 상태와 높은 투광성을 유지합니다.
흡음성	막은 기초재에 적당한 유연성과 통기성을 보유하고 있어 흡음효과를 지니고 있으며, 이중막 구조를 사용해 음향효과를 높일 수 있습니다.

 

 

2. 막구조의 구법과 형태

 

막구조를 구성하는 막재료는 면내의 인장력만을 전달할 뿐 압축력, 굽힘 등을 부담하지는
못한다. 따라서 막구조는 막패널에 초기장력을 도입함으로써 외력에 저항할 수 있는
안정된 구조가 된다. 타 자재와의 두드러진 구법 비교 특성은 막재료가 마감재이면서도 골조의 역할을 담당하는 것이다.

- 지붕은 공기압에 의해 지지되며 일반적으로 - - 15에서 30mmAq이다.(1.5~3기압) - 지붕을 지지하기 위한 기둥이나 받침대가 - 필요 없다. - 보강용 케이블을 사용할 경우 100m가 넘는 - 스팬을 덮을 수 있다. - 지속적인 유지보수가 요구되며 다른 시스템에 - 비해 유지관리 비용이 많이 든다.

- 막, 케이블, 스트러트, 그리고 인장력에 의해 이루어진 지붕은 균형적인 구조적 안정성을 제공한다. - 좀더 매력적이고 유연성 있는 형태에의 - 적용이 가능하다. - 케이블 시스템은 돔이나 스타디움과 같은 - 큰 스팬 (300M 이상)의 건물에도 적용된다. - 인장력을 지지하기 위해 기초 및 앵커 시스템의 - 선정에 유의하여야 한다.

- 철강이나 접착목재와 같은 전통적인 구조재료가 막지붕을 지지한다.
- 지붕형상은 단순하지만 경제적이다.
- 바람이나 눈 하중에 안정된 구조시스템이다.
- 지붕은 지지시스템에 의해 신축성이 부여된다.

 

 

3. 막재재료

 

막재료는 다양하지만 장기 설치 시에는 자외선에 의해 부식되므로 내화학적 성질이 우수한 코팅재 즉, Teflon(PTFE)이나 PVDF, PVC로 코팅한 막재를 사용하여야 한다.





- 비용이 저렴
- 공장제작이 가능
- 수송의 편리성
- 공기의 단축
- 안정성의 확보
- 건물의 붕괴시에도 위험하지가 않음.

1)	PTFE 막재	유리섬유 + 테프론 코팅	테프론 막재, PTFE 막재
2)	P.V.C 막재	폴리에스터 + PVC 코팅	PVC 막재
3)	PVF 막재	2) + Topping(Tedlar)	PVF, 테드라 막재
4)	PVDF 막재	2) + Topping(Poly Vinyle Denefluoride)	PVDF

	테프론 막재 (PTFE)	폴리에스터 막재(PVC,PVF,PVDF)
내구연한	20~30년 (50년)	7년~12년(20년)
가격	100%	PVC :60% / PVF,PVDF : 70~80%
장점	내구성이 좋다. 신율이 좋다. 불활성이다. 자정능력이 좋다. 외부환경요소(빛,열,오염 등)에 대해 저항력이 좋다. 완전한 불연성이다.	색상이 다양하다. 가격이 저렴하다. 연성능력이 좋다. 제작하기 쉽다. * PVDF, P.V.F는 접착이 PVC에 비해 어렵다.
단점	흰색만 가능하다. 가격이 비싸다. 제작기술이 어렵다.	내구성이 좋지 못하다. 신율이 크다. 외부환경 요인에 의해 색상이 변색된다. (토핑에 의해 지연시킬수 있다.) 불연성이 떨어진다.

 

 

(주) 케이돔 엔지니어링