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기사입력 : 2017.04.05 00:00
목조건축에 관한 기술 자문이 필요하다면 캐나다우드 한국사무소에 문의해보자. 캐나다 정부가 지원하는 캐나다우드는 캐나다산 목재 제품을 대표하는 비영리 기관으로 목조건축에 관한 세미나와 교육, 홍보 등을 통해 우수한 캐나다 목조주택에 대한 기술을 제공한다.
전편에 이어 마지막인 3 편은 Zen House의 시공과정에 대해 알아보며 연재를 종료한다.
글과 사진 아서 로(Arthur Lo) 자료 제공 캐나다우드 한국사무소 02-3445-3835 www.canadawood.or.kr
Zen House 시공
기초
기초판은 직물 기초판 거푸집을 사용해 공사 시간과 자재를 절약했다. 또한 직물 거푸집은 콘크리트의 모세관 현상을 방지해 수분이 기초판에서 기초벽으로 침투해 지하실과 거주 공간으로 번지는 문제를 방지한다. 콘크리트 타설 전의 기초판 직물 거푸집과 단열 거푸집 지하실의 에너지 절약을 위해 단열 거푸집으로 시공한 기초벽 외부 상단까지 75㎜ 두께 EPS 단열재를 방수시트 위에 추가했다.
직물 거푸집은 바닥 슬래브 하부에 설치된 폴리에틸렌 시트(증기막과 기밀막 역할), 기초벽 외부에 시공된 방수 시트(방수와 기밀막 역할)와 연속적으로 막을 형성해 기초판 하부에서 기밀막 역할을 한다.
기초벽은 58㎜ 두께의 EPS 단열재로 150㎜ 콘크리트 양쪽을 감싸는 단열 거푸집(Insulated Concrete Form , ICF) 공법을 적용했다.
단열 거푸집 공법은 기초벽 시공에 드는 시간과 자재비용을 절약하고, 지하실 벽에 적용할 땐 일반 콘크리트에 비해 높은 단열 성능과 우수한 방습 성능을 발휘한다.이 주택에선 에너지 절약을 위해 기초벽 상단까지 75㎜ 두께의 EPS 단열재를 방수시트 위에 추가 설치했다.
사진 1 콘크리트 타설 전의 기초판 직물 거푸집과 단열 거푸집 / 사진 2 지하실의 에너지 절약을 위해 단열 거푸집으로 시공한 기초벽 외부 상판까지 75mm 두께 EPS 단열재를 방수 시트 위에 추가했다
외벽
가장 넓은 면적이 외기에 노출되는 외벽은 에너지 절약에 가장 큰 영향을 미치며, 공사비에서도 많은 부분을 차지한다. 그렇기 때문에 에너지 고효율 주택 설계자와 시공자들은 외벽에 대한 단열 성능과 시공기술의 현장 적용성을 연구한다. 높은 단열 성능과 기밀성, 그리고 동시에 상대적으로 적은 비용으로 시공이 가능하면 가장 이상적인 외벽이라 할 수 있다. 20년간 고효율 주택 설계와 시공 노하우를 축적한 인사이트풀은 다양한 벽체 시공 기술을 구사하는 혁신적인 회사다. 그만큼 뛰어난 성능도 보장한다.
Zen House에선 그동안 단열과 기밀성을 높이기 위해 오랫동안 사용해온 스프레이 폼을 사용하지 않았다. 안전과 환경 피해를 우려해서다. 대신 유리섬유 단열재를 스터드 사이에 채우고, 투습 방수 기능의 타이벡 하우스 랩으로 기밀성을 높였다. 이 공법은 시공성이 뛰어나면서 만족할만한 기밀성을 나타냈다. 시공비도 스프레이 폼 공법보다 적게 들었다. 하지만, 이 기술은 일반 목구조 시공 관행으로부터 변화가 필요하고 세심한 작업을 요구한다. 그래서 Zen House 벽이 완벽하게 시공되기까지 현장에서 적극적인 감독과 품질 관리가 필요했다.
사진 3 스타코 라스가 파이프와 덕트 관통부 주변에 설치돼 시멘트 스타코 시공 준비가 완료된 벽 / 사진 4 외벽을 구성하는 여러 요소들과 공사 진행 상태를 보여주는 사진. 1) 상단 우측은 실링과 테이핑이 완료된 하우스 랩. 2) 암면 보드가 설치된 2층 상부. 3) 레인 스크린 스트렙핑이 설치된 1층 벽
하우스 랩
Zen House 건물 외피에 시공한 하우스 랩은 중요한 두 가지 기능을 한다.
·수분 침투를 방지하는 최후 방어막 기능을 한다. 일반 공사에서 유일한 기능이다.
·에너지 절약을 위해 주택 외벽에서 누기를 방지하는 기밀막 기능을 한다.
하우스 랩으로 기밀막 시공하기 위해선 모든 조인트 부분과 관통부, 외피를 구성하는 창호 사이를 실링하고 테이핑 해야 한다.
Zen House에선 기밀성을 높이기 위해 하우스 랩을 캡이 달린 스테이플(staple)*로 견고하게 고정하면서 벽체를 관통해 지지하는 파스너(fastener)*의 숫자도 최소화했다.
하우스 랩을 관통한 전선 부분은 실링과 테이핑 작업하고 금속 후레싱을 설치했다. 실링이 잘 된 하우스 랩은 건물 외피의 투습·방수층과 기밀막 역할을 한다. 타이벡을 실링하고 테이핑 한 후엔 50㎜ 두께의 암면 단열 보드를 벽에 설치했다. 각각의 암면 보드는 4개의 75㎜ 플레이트 머리 나사못으로 고정했다.
암면 단열 보드 위에 방부 처리된 1×3 스트렙핑을 140㎜ 방청 나사못으로 최소 610㎜ 간격으로 고정했다. 나사는 1:12 위경사로 박는다. 외장재와 골조가 견고하게 설치되려면 스트렙핑을 고정하는 나사못이 스터드까지 관통해야 한다. 따라서 스터드 위치가 하우스 랩, 암면 보드 그리고 1×3 스트렙핑이 설치되는 전 과정에서 표시돼야 한다. 스트렙핑은 레인 스크린*의 공기층을 형성하기 위해 설치된다. 스트렙핑 위엔 스타코 라스를 설치했다. 스타코 라스의 파스너는 스트렙핑에만 고정되면 된다.
* 스테이플 (staple) 전기 배선과 같이 선을 고정하는데 사용하는 ‘ㄷ’자 모양의 못
* 파스너(fastener) 못과 나사와 같은 고정용 철물의 총칭
* 레인 스크린 외장재와 벽체 사이에 공기층을 형성해 습기를 원활하게 배출하고 고이지 않게 하는 작업이다.
사진 5 하우스 랩을 관통한 전선 부분은 실링과 테이핑 작업하고 금속 후레싱을 설치했다. / 사진 6 실링이 잘 된 하우스 랩은 건물 외피의 투습. 방수층과 기밀막 역할을 한다
창문
50㎜ 암면 보드 외단열 때문에 창문을 설치할 때 추가로 방수와 기밀 작업이 필요했다.
▶ 추가 작업
·창문 하단에 추가 후레싱 설치
·창문 상단에 일반형보다 크기가 큰 후레싱 설치
·창문 주위에 추가 트림 작업
▶ Zen House 창문 설치 과정
· 1단계 : 외벽에 창문 설치를 위한 적절한 크기의 개구부를 완성한다.
· 2단계 : 창문 하단에 100㎜ 폭의 후레싱을 설치한다.(후레싱 하단은 고정하지 않는다)
· 3단계 : 금속 재질의 후레싱이 고정되도록 방부목 지지대를 창문 하단에 설치한다.
· 4단계 : 창문 모서리와 창틀 받침, 방부목 지지대를 테이핑 한다.
· 5단계 : 개구부 주위에 트림 후레싱을 설치한다.
· 6단계 : 창문을 설치한다.
· 7단계 : 창문 상단에 금속 후레싱을 설치하고, 후레싱 상단을 테이핑 한다.
· 8단계 : 창문 하단과 방부 지지대 사이에 금속재 창문 받침 후레싱을 설치한다.
· 9단계 : 창문 주변에 하우스 랩을 설치하고 모든 조인트는 테이핑과 실링 처리한다.
· 10단계 : 하우스 랩 위에 50㎜ 암면 단열재를 설치한다.
· 11단계 : 레인 스크린 스트렙핑을 설치한다.
· 12단계 : 창문 주위에 트림을 설치한다.
· 13단계 : 추가로 금속재 후레싱을 창문 상단에 설치한다.
사진 7 창문 상단 시공 상세. 원형 캡이 달린 스테이플로 하우스 랙을 고정했다 / 사진 8 창문 하단 시공 상세
사진 9 창문 주위에 설치된 암면 단열 보드. 단열재는 철물로 고정했다 / 사진 10 트림과 레인 스크린 스트렙핑이 설치된 창문 / 사진 11 창문 트림 주변과 기초벽 상단에 시멘트 스타코를 시공하기 위해 설치된 라스
천장과 지붕
위에서 설명된 하우스 랩 기밀막은 외벽에만 설치됐다. 하우스 랩은 건물 외피의 수직 표면에만 기밀막으로 사용하고 수평 표면에는 적용되지 않았다. 이는 저자가 하우스 랩은 기밀막으로써 주택 수명에 걸친 장기적 성능 유지를 위해 반드시 양면 모두 전체적으로 지지돼야 한다고 믿기 때문이다.
지붕 하부 천장은 유연한 막의 한 종류인 하우스 랩이 전체적으로 지지되지 않고 406㎜ 또는 610㎜ 간격으로 설치된 지붕 트러스 또는 장선에 의해지지된다. 그렇기 때문에 하우스 랩은 지붕 하부 천장에는 적당하지 않다. 대신, 기밀막으로써 장기간 성능을 유지하는 석고보드와 같은 경성 자재가 사용돼야 한다. 그렇기 때문에, 천장 전체에는 조인트 테이프로 마감된 석고보드가 기밀막으로 설치됐다.
기밀막의 연속성을 유지하기 위해 외벽 상단의 하우스 랩을 외부로부터 윗깔도리와 이중 깔도리 사이로 넣었다. 내부까지 들여온 하우스 랩을 윗깔도리 안쪽으로 접은 뒤에 전체에 걸쳐 테이핑 됐다. 개스킷은 지붕 하부의 외벽 윗깔도리에 테이핑 된 하우스 랩 끝을 따라 스테이플로 고정됐다. 또한 지붕 하부의 모든 내벽에는 윗깔도리를 따라 개스킷이 설치됐다.
석고보드는 천장과 벽에 붙이고 모든 개스킷은 석고보드 상단을 따라 석고보드 나사못을 좁은 간격으로 시공했다. 석고보드의 모든 모서리를 조인트 테이프로 마감하면, 수평으로 설치된 석고보드와 개스킷이 기밀막 역할을 해 지붕의 개방된 공간으로 누기와 침기를 차단한다.
외부 벽으로부터 안으로 접혀진 하우스 랩은 윗깔도리와 이중 깔도리 내부 면에 테이핑 됐다.
석고보드 시공 시 기밀을 위해 외부로부터 연장된 하우스 랩의 테이핑 된 면과 내부의 윗깔도리를 따라 개스킷이 설치됐다.
사진 12 외부 벽으로부터 안으로 접혀진 하우스 랩은 윗깔도리와 이중 깔도리 내부 면에 테이핑 됐다.
사진 13 석고보드 시공 시 기밀을 위해 외부로부터 연장된 하우스 랩의 테이핑 된 면과 내부의 윗깔도리를 따라 캐스킷이 설치됐다
더 기밀한 주택 시공하기
고성능 주택이 만족시켜야 하는 주요 요건 중의 하나는 높은 기밀성이다. Zen House의 기밀성은 높은 에너지 효율을 달성하도록 설계와 시공을 했다. 목표한 기밀성은 압력차 50Pa에서 0.75ACH이며, 이는 슈퍼-E 하우스(캐나다 현지 R-2000) 요건의 1/2 정도이다. 비록 주택 시공에서 벽체 외부에 막 타입의 기밀 기법이 상당한 기간 적용됐지만, 고기밀 고성능 주택에도 이런 기법이 적용되었다는 기록은 없으며, 인사이트풀도 Zen House가 처음으로 기밀 하우스 랩 기법을 적용한 사례다.
Zen House는 하우스 랩, 준경질 암면 보드, 레인 스크린 설치로 4,000개가 넘는 파스너가 하우스 랩을 관통한 것으로 추산된다. 인사이트풀은 이처럼 많은 수의 관통이 하우스 랩의 기밀성에 어떠한 영향을 미칠 것인지 알지 못했기 때문에, 현장에서 여러 차례 시험을 통해 문제점을 찾았다.
먼저 나사못은 하우스 랩을 견고하게 결합하지만, 나사못을 제거하면 작은 구멍으로 생겨 기밀성이 떨어진다는 사실이다. 그래서 공사가 진행되는 동안 잘못 박힌 나사못이라도 다시 빼내는 것을 금지했다.
그리고 레인 스크린 스트렙핑을 고정하는 나사못이 스터드에 박혀야만 외장재가 벽골조에 구조적으로 부착된다는 것이다. 스터드를 벗어난 나사못의 개수를 최소화하기 위해 하우스 랩, 단열 보드, 레인 스크린 스트렙핑을 시공할 때 스터드 위치를 명확하게 표시했다.
하우스 랩의 기밀 성능 테스트에선 석고보드를 시공하고 퍼티 처리 후에 기밀성 시험을 실시했다. 기밀성 시험은 건물 외벽의 하우스 랩, 지붕 하부 천장의 조인트 테이프와 컴파운드 마감된 석고보드, 바닥 슬래브 하부의 폴리에틸렌 막, 그리고 모든 창호의 기밀 성능을 평가하기 위해 환기 덕트와 주방 후드 등과 같은 모든 관통부는 막고 실시했다.
사진 14 블로어 도어 기밀성 시험
주택이 완공된 후 최종 기밀 테스트를 진행했는데, 당시 최신 슈퍼-E 하우스(R2000) 표준 요건이 기밀 테스트 중에 모든 관통부를 막지 못하도록 개정됐다. 이에 해당하는 Zen House의 관통부는 주방 후드 팬 두 개, 열 회수 환기장치 급기 및 배기 덕트, 세탁 건조기 환기 덕트 두 개, 온수 보일러의 급배기 덕트 한 개이다.
시험 결과는 50Pa 압력차에서 0.9ACH와 상당 누기 면적 399㎠로 측정됐다. 이는 위에서 언급된 관통 부가 전체적인 기밀성에 미치는 효과를 보여준다.
이 번호를 마지막으로 해외 주택 사례를 마칩니다. 캐나다 목조주택과 관련해 자세한 정보는 캐나다우드 한국사무소에 문의 바랍니다. (문의 : 02-3445-3885)
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