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아산 어린이청소년도서관 TIFUS 건식 외단열시스템 마감(건설신기술 ㅈ901호 적용)

6 티푸스 4 3,063 2021.01.12 15:33

아산시 어린이청소년도서관 신축공사 중 TIFUS 건식 외단열시스템 커튼월타입(#트러스단열프레임과 발수처리그라스울을 이용한 건식 외단열시스템#) 시공사례를 소개한다.
철근콘크리트 기둥과 스라브, 경사지붕만이 있고 콘크리트벽이 없는 라멘구조이다.
콘크리트 벽이 없기 때문에 건식으로 벽을 만들어 건물의 단열재 옷을 입히는 방식이다.
콘크리트 벽체가 없으면 레미콘과 철근량, 거푸집양이 줄어 구조물 공사비가 절감된다.
건물의 마감은 초경량의 폼글라스와 칼라강판, BIPV, 고밀도목재패널 등으로 오픈조인트로 설계되었다.

건설신기술(NET)제901호 가 적용된 최신 단열기술이 적용된 사례이고, 패시브하우스 인증을 받는 공공건축물이다. 단열,열교차단,기밀, 패시브창호, 전열교환기, 전동차양 등의 패시브요소기술들이 모두 반영된 패시브인증 건축물이다. 이 건물은 액티브 기술로 건물일체형 태양광패널(BIPV)이 남측의 지붕과 벽에 적용된 특징을 갖는다. 이러한 바탕에는 TIFUS 외단열시스템이 큰 역할을 한 실험적 사례이다.

아래부터 공사의 순서별로 정리하여 소개한다.

구조물 공사가 진행중이다. 벽이 없이 기둥과 스라브만 설치되고 있다.

TIFUS 단열프레임이 벽체를 만들기 위한 바탕틀(SUB STRUCTURE)로설치된다.
여기에 창문짝도 설치되고, 단열재도 설치되고, 외장재도 설치되고, 투습방수지와 기밀방습지도 설치될 예정이다.

설계된 단열재의 두께는 200mm이다.
그러나 단열프레임의 두께는 125mm이기에 프레임 뒷쪽에 75mm를 덧대어 200mm를 만든다. 그러기 위해서 프레임 뒷쪽에 'Z-BAR' 라는 보조단열틀을 설치하여 단열공사를 진행한다. 위 사진은 내측에 75mm단열재를 설치하는 전경이다. 단열 보조틀인 Z-BAR는 내부 기밀.방습지를 설치하기 위한 바탕재로도 겸하여 사용된다. 사진의 검정색 부분이 Z-BAR이다.

외부에 125mm 단열재를 TIFUS 단열프레임에 설치된 전경이다.
단열시공 방식은 격자넣기 방식으로 시공한다.

단열재 외부에 빗물의 2차 침투를 방지하기 위한 투습방수지를 설치한다.
이 투습방수지는 빗물이 외장재에서 99% 걸러진 후에도 비바람에 침투하는 1%의 빗물이 단열재 내로 침투하지 못하도록 하는 2차 쿠션장치로서의 방수지 역할과 행여 흘러 들어온 빗물도 빠른 시간내에 외부로 확산 증발시킬 수 있는 투습지로서의 역할, 그리고 외부의 바람이 섬유질 단열재 사이로 스며드는 것을 방지하기 위한 방풍지의 역할을 모두 수행하는 기능성 방수지이다. 특히 오픈조인트용 투습방수지는 일반 지붕용 투습방수지보다 UV 저항성이 높아(길어) 외장재를 오픈조인트로 할 경우 사용된다. 당 현장은 오픈조인트용 투습방수지를 사용 하였다.

외벽에 창호를 설치 할 경우 의 디테일이다. 패시브성능의 PVC 시스템창호를 설치한다.
창호를 설치하기 위한 구조틀을 TIFUS 단열프레임으로 만들어 준다. 즉, 상.하.좌.우 사면에 창틀을 고정 할 수 있도록 단열프레임으로 틀을 만들고 단열프레임 위에 창(문)틀을 사진과 같이 브라켓을 이용하여 고정한다.
창틀 고정용 브라켓을 창틀에 선 부착(이때 직결스크류를 4개 이상 사용)하고 기밀테이프도 창틀면에 선 부착한 다음에 창틀을 TIFUS 단열프레임에 직결스크류나 용접으로 고정한다. 가급적 직결스크류를 사용하도록 하고 용접은 피하는것이 좋다.
창틀 설치가 끝나면 창호 주위에 우레탄폼(연질폼)을 밀실하게 충진한다.

창호 설치도 끝나고 내,외부 단열재 설치도 끝이 나면 내부에 기밀.방습지를 설치한다.
기밀.방습지를 설치하는 이유는 침기나 누기를 방지하여 에너지를 절감하고, 방습을 하므로 겨울철 상대적으로 습도가 높은 실내의 수증기가 누기에 의하여 단열재 속으로 침투하는 것을 방지하여 단열재 속에서의 결로를 방지하기 위함이다. 물론 겨울을 대비한 방지책이다. 반대로 에어컨을 사용하는 여름에는 단열재의 실내측 표면에서 역결로 현상이 발생할 수 있는데 상대습도가 높은 외기의 습도가 에어컨 가동으로 온도와 상대습도가 낮은 실내측으로 이동하다가 실내측 단열재 표면에서 방습지에 가로막히면 차가워진 방습지와 단열재 사이의 표면에서 결로가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 "가변형 방습지"라는 기능성 방습지를 사용 한다. 당 현장에도 가변형방습지를 사용하여 기밀층을 구성하였다.

'기밀.방습지'라고 했다. 기밀이 우선이다. 단순히 멤브레인을 설치한다고 기밀이 되는것은 아니다. 말 그데로 꽁꽁 철저하게 싸메야 한다. 바람이 들어오거나 새지 않도록....
창호 주변, 콘크리트 기둥과 벽이 만나는 부분, 바닥과 접하는 부분, 각종 설비 배관이 관통되는 부분 등....

외부 투습방수지와 내부 기밀방습지 설치가 끝나면 창틀에 선 부착해 주었던 기밀테이프를 기밀방습지와 붙여 아무림하고 테이프 보강을 추가하여 기밀시공을 한다. 창호 주위 기밀시공의 핵심이다. 콘크리트 벽이 있는 구조에도 기밀방습지 대신 콘크리트면에 같은 방식으로 창호주위 기밀시공을 진행한다. 창호주위 기밀은 창호공사에서 시공한다.

기밀시공이 잘 되었는지 잘 못되었는지의 성능 판단은 기밀테스트(블로우도어테스트)를 하여 확인할 수 있다. 패시브 인증을 받고 안받고 문제라기 보다 얼마나 꼼꼼하게 공사를 잘 수행하였는가에 대한 시험이라고 볼 수 있다. 패시브인증에서는 주거시설은 0.6회/시간(n50), 비주거시설은 1.0회/시간(n50) 이하를 기준으로 한다고 한다. 최근에 지어지는 일반적인 공동주택에서의 기밀성능은 n50기준 약 1.7회/시간당 정도 라고 한다.

외부 투습방수지 설치가 완료 되면 외부 창호 주위에도 내부 기밀시공방식과 같은 방법으로 투습방수지와 방수테이프를 접착하여 창호주위의 누수방지 조치를 한다. 테이프 접착면의 보강은 외부용기밀테이프나 접착용실리콘 등을 사용한다. 창호주위 방수테이프는 창호공사에서 시공한다. 이 부분 시공이 완료되면 외장재를 설치하기 위한 하지재(외장재 고정용 바탕틀)를 설치한다. 투습방수지가 설치되어 있으므로 용접은 하지 않고 직결스크류나 볼트를 이용하여 설치한다. 위 사진에서도 직결스크류를 이용하여 아연도금각파이프가 설치된 것이 보인다. 외장재의 종류에 따라 각파이프나 AL-TRACK, C-형강 등을 설계에 따라 변경하여 설치할 수 있다.

위 사진은 마감일체형태양광패널(BIPV)를 설치하기 위해 C-형강을 설치하고 이 C-형강에 BIPV용 AL-BAR를 설치한 모습이다. 즉, 외장재 대신 태양광패널을 설치하여 마감재 비용을 절감할 수 있다. 같은 방식으로 경사지붕에도 칼라강판 대신 BIPV를 설치한다.
[ TIFUS 열교차단 건식 외단열시스템 ] 은 단열재의 훼손 없이, 열교 없이, 완벽한 단열을 구현하며, 건식방식 외장재는 어느 것이라도 구현이 가능한 최적의 외단열시스템이라고 말할 수 있다.

외벽에 오픈조인트 방식으로 외장재를 설치한 전경이다.

외벽에 BIPV용 태양광 모듈을 설치한 전경이다. 주변 마감은 칼라강판으로 하였다.

다시 실내측으로 들어오면 내부 기밀시공이 끝나고, 기밀시험 B-테스트(마감 전 기밀시험)를 거처 성능을 확인하고, 취약부위를 찾아 보완이 확인되면 본격적인 내부 마감작업이 진행된다.
커튼월 타입이기에 내부에는 석고보드 경량벽체를 시공한다. 당 현장은 내화석고보드 12.5T 2겹이 시공 되었다. 마감방식은 통상의 인테리어 시공방식과 같다. 사진 좌측에 보이는 핑크색이 내화석고보드를 시공한 모습이다.

커튼월에서는 층간방화구획을 형성해야 한다. 하부층의 화재시에 연기나 화염이 상부층으로 확산하는 것을 방지하기 위한 안전장치를 설치하여야 한다.
층간 방화구획은 법에서 정하는 요건이 있으므로 요건에 충족하는 방식으로 설계, 시공이 되어야 한다. 위 사진은 1.6T 철판 위에 방화용 퍼티를 시공한 모습이다.

< 1.6T 철판 설치 전경> <암면(미네랄울100K)설치 전경>

위 사진은 층간방화구획 시공 사진이다.
시공순서는 1.6T 철판 설치 > 철판 하부에 암면(75T) 설치 > 외부 그라스울 설치(125T) > 철판 상부 방화퍼티 시공 > 철판 상부 그라스울(75T) 설치 순으로 진행한다.