EZBlock_경량철골주택(광주 능평리) 새로운 도전!

본 게시글은 EZBlock이 국내에서 최초로 적용하는 경량철골주택 관련 내용입니다.

패시브하우스는 특정한 구조와 상관없이 시공될 수 있습니다.

물론, 구조에 따른 장단점은 있지만, 어떠한 구조를 선택하더라도 패시브하우스 요건을 충족시키는 레이어 구성과 디테일이 마련된다면, 구조에 따라 가성비 높은 패시브하우스를 구축 할 수 있습니다.

최근에 협회영상을 통해 경량철골주택(샌드위치 판넬 주택)에 관한 내용이 이슈가 되었습니다.

필자의 생각은, 경량철골구조와 샌드위치 판넬 주택은 별도의 구분되어야 한다고 생각합니다.

엄격히 경량철골구조가 주 목적이 되어야 하는데.. 국내는 샌드위치 판넬을 사용하기 위한 구조로 경량철골구조가 적용되다 보니, 주객이 전도되어 단점만 부각되는 현실이 안타까울 뿐입니다!

우리나라는 대표적인 철강 강국입니다!

포스코, 동국제강, 현대제철 등 대기업 위주의 철강생산으로 품질은 세계최고 수준입니다.

이러한 수준높은 철강제품을 어떻게 적용하고 활용하는 것은 설계자 및 시공자의 몫입니다.

고 품질의 철강제품을 국내에서 쉽게 유통할 수 있다는 것은 건축자재로 활용하기에 충분하다고 판단합니다.

목조주택이 산림이 풍부한 미국 및 캐나다에서 주택용 구조재로 발전되어 왔다면, 경량철골주택은 국내에서 구조용 각관 또는 빔 구조로 보다 발전시켜 나갈 수 있다고 생각됩니다.

하지만, 현실은 공장용으로 활용되는 샌드위치판넬 구조가 주택에 그대로 적용되면서 여러가지 문제를 야기하는 현실이 안타까울 뿐입니다.

철은 열전도율이 매우 높다보니, 주택에 적용하기 위해서는 열교에 관한 충분한 검증이 이루어져야 합니다.

경량철골구조 또한 철이므로 주택에 적용할 때에는 열교가 발생되지 않는 디테일이 확보되어야 합니다.

주택에서 경량철골이 구조재로 적용될 시 중요한 핵심은, 외벽의 판재는 샌드위치 판넬 또는 시멘트보드, 합판 등으로 활용 될 수 있으며, 반드시 외단열로 벽체와 단열층을 분리하여 적용되어야 합니다.

기존 샌드위치판넬 주택의 문제점은 단열과 마감을 동시에 할 수 있다는 매력적이면서도 치명적인 유혹 때문에 문제가 발생됩니다.

건전한 경량철골 주택을 구현하려면, 단열과 마감을 분리시켜야만 끊김없는 단열층을 확보 할 수 있습니다.

이러한 유혹만 피할수 있다면, 경량철골구조를 다양한 각도로 활용 할 수 있습니다.

지금부터 소개해 드릴 내용이 단열과 마감이 분리된 EZBlock 경량철골 주택에 관한 내용입니다.

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연초 3월경, 한통의 전화상담을 받았습니다.

샌드위치판넬 주택으로 설계를 진행하였는데.. 협회 게시글을 보다보니, 열교와 기밀에 문제가 있을것이라는 판단때문에 EZBlock을 적용한 외단열 구조로 변경하고 싶다는 내용이었습니다.

설계도를 받아보니, 일반적인 수준의 설계도 보다 높은 수준의 설계도였으며, 이중 판넬구조(외부 150T - 각관 100T - 내부50T)로 설계되어 있었습니다.

최근에는 샌드위치판넬을 시공하는 시공자들의 노력으로 모서리 부분을 45도 각치기 후 접합 시공과 판넬 이음부의 폼 충진 등 열교를 차단하기 위한 다양한 노력을 하고는 있지만, 샌드위치판넬의 구조 특성상 판넬을 구조와 연결하기 위한 금속 직결피스 등의 사용으로 인한 열교는 피할수 가 없으며, 또한, 마감을 샌드위치판넬로 사용할 경우.. 기밀시공은 불가능에 가깝습니다.

만약, 샌드위치판넬의 목적을 마감과 분리시켜 사용한다면 보다 열교와 기밀에서 자유로워 질 수 있다는 판단입니다.

경기도 광주시 능평리 현장은 이러한 고민으로 해당 설계사 분과 논의를 하였으며, EZBlock이 제공하는 레이어 구성으로 설계를 변경하여 주셨습니다.

능평리 현장에 적용된 레이어 구성은 외측으로 부터..

벽돌타일 마감-EZBlock 200T(건식 후부착 피스체결)-투습방수지-OSB합판 12T(연결부, 기밀 테이프 부착)-구조각관(100T)/스터드(50T)/구조목(창틀주위 기밀테이프 부착)-(설비층)-석고보드 2PY-마감 순으로 구성되어 있습니다.

기존, 경량철골구조(샌드위치판넬 주택)와는 완전히 다른 구성이며, 목조주택의 외단열 구성으로 접근한것이 큰 차이점 입니다.

기밀은 외측 OSB합판에 기밀테이프로 처리하고, 평활한 외벽에 외단열로 EZBlock을 부착하는 방식으로 진행되었습니다.



위의 이미지는 EZBlock 경량철골구조의 모델링 예시이며, 실제 능평리 현장에 적용되었던 모델링 입니다!

지금부터 실제현장에 적용되었던 내용을 기반으로 설명 드리겠습니다.

터파기 이후, 예상치도 못한 물이 차올라 시공사가 고생했던 현장입니다.

비가오면 현장 바로 옆 개울가의 수위와 레벨이 비슷하여, 특단의 조치로 사이트 주위로 물을빼고 유공관을 매립하여 기초공사를 진행하였습니다.

이후, 비가 오더라도 더이상 물이차는 문제는 발생되지 않았습니다!



기초와 지하주차장 공사가 바로 진행 되었습니다.

기초와 주차장 양생이후, 외벽에 몰탈(액체방수), 프라이머 도장과 방수시트지를 부착 하였습니다.

이후, 지하 외벽 전체에 XPS 200T를 부착하고, 드레인보드를 시공하였습니다.

 지하주차장 외벽의 되메우기는 전동롤러를 이용해 30Cm씩 흙을 묻어가며 진행 되었습니다.

본격적인 경량철골 시공을 위해 먹매김을 하고 구조용 각관(기둥 100*100*3.2T / 주 거더 100*150*3.2T)이 설치되고 있습니다.

1층의 구조가 끝나갈 즈음, 시스템비계 설치 후 가림막 설치작업이 진행 되었습니다.

경량철골구조는 H빔구조와 달리 오직 용접에 의한 힘으로 구조역할을 합니다.

그러하다 보니, 용접의 품질이 곧 구조의 품질이 되므로, 현장에서 용접의 품질관리에 많은 신경을 써야합니다!

광주 능평리 주택에 투입된 용접사는 거제의 조선소 출신 용접사로서 용접의 품질이 일반적인 건축현장에서 볼 수 있는 용접품질과 다르다라는 것을 직감적으로 느낄 수 있었습니다. (인건비도 다릅니다~ㅠ)

2층 이하의 일반주택에서 각관의 용접범위는 각 코너 및 기둥의 구조용 각재는 4면 전면 용접을 해야하며, 구조부가 아닌 스터드 각재는 2면용접만 하여도 구조에는 문제가 없습니다.

능평리 주택의 벽체구성은 각관-합판-(투습방수지)-EZBlock-벽돌타일 마감 순으로.. 각관 외측에 OSB합판이 취부되는 관계로 목조주택 스터드 간격(406-406-408)을 그대로 유지하는 구성 이었습니다.

구조용 각재 외의 OSB합판 취부용의 보조각재는 앞뒤 양측면의 2면만 용접을 하여도 되는데..

튼튼한 집을 짓겠다는 시공사 대표의 의지로 하중이 크게 작용하는 1층은 모든 각재를 전면용접하는 상황에 이르렀습니다

(이러한 구성은 일반 주택에 적용하기에는 과한 구성이며, 필요 이상의 품과 비용이 들어갑니다!)

2층부터 스터드는 양측면의 2면만 용접하는 것으로 합의하여 진행속도를 높여갔으나, 경량구조물 시공에만 무려 한달반이 소요 되었습니다!

(벽 패널의 소재가 OSB 합판이 아니었다면, 굳이 스터드가 들어갈 필요도 없으며 이로인한 품과 비용도 절감되었을 겁니다!)

2층 구조물이 완성된 모습입니다.

동네 사람들이 지나가면서 한마디씩 합니다. "아이고~ 전쟁나도 안 무너 지겠다~" ㅠㅠ



각관설치 이후, 외부에 OSB합판 - 투습방수지를 부착하고 시스템 창호까지 시공된 상태입니다.



경량철골 구조시공 이후, 개구부 주위로 2*4 각재를 시공하고, 외부에 OSB 합판을 부착하고 기밀테이프로 조인트부분을 밀실하게 처리하는 계획 이었습니다.

(외부 가림막으로 인해, 기밀테이프가 부착된 전체모습을 보여드리지 못하여 모델링 이미지로 대신합니다!)

외벽의 기밀테이프 시공 후, 투습방수지와 창호시공이 이어졌습니다.

(외벽의 투습방수지는 생략 가능하나.. 장시간의 노출로 혹시나 OSB가 젖는것을 방지하기 위한 조치였습니다~ㅠ)

 

능평리 주택은 협회인증을 신청하진 않았으나, 기밀테스트라도 받으시길 권하여 진행하게 되었습니다.

벽체의 기밀성능을 알아보기 위한 과정이었는데.. 생각지도 못한 창호주위 2곳과 출입문 주위 2곳에서 기밀이 깨진것을 확인하였습니다.

의외로 벽체에선 새는곳이 단 한곳도 없었습니다.

기밀테스트 결과는 0.51회로 나쁘지 않은 결과값 이었습니다.

처음 계획당시, 능평리 주택의 성능은 저에너지하우스 수준으로 계획되었기 때문에, 패시브하우스 기준인 0.6회를 만족하는 수치이므로 기밀성능에는 문제가 되진 않으나, 창호와 출입문의 기밀상태를 확인할 수 있는 좋은 기회였습니다.

이후, 창호업체에서 기밀 불량인곳은 재시공하였으며, 기밀테스트를 다시 받는다면, 이전보다 좋은 결과값이 나올것으로 예상됩니다.

(저에너지 수준 이상을 계획하시는 건축주분들은 반드시 협회를 통해 기밀테스트를 받으시길 권장드립니다!!!)

지금부터는 EZBlock 후부착 시공관련 내용으로 이전부터 건식주택에 적용하기 위한 구성은 준비되어 있었습니다.

건식이든 습식이든 단열재와 구조체는 밀착되게 끊김없는 단열이 구성되어야 합니다.

여기에 건식의 경우, 가장 빈번히 발생되는 부분이 화스너 나사못의 열교인데, EZBlock 시스템은 이를 완벽히 차단하는 시스템입니다.

위의 이미지에 보이는 그대로 나사못은 내측 OSB합판에 밀착되어 부착되며, 상부의 EZBlock을 덮어므로서 열교는 완벽히 차단됩니다.

200mm 단열재에 사용되는 나사못의 직경은 35mm이며, 합판면과의 이격없이 밀착되므로 구조적으로 안정적인 구성입니다. (실제 현장에서 느끼는 부착력은 엄청납니다!)

하지만, 보다 건전한 부착력을 위해 추가적인 보완조치를 시행하였습니다.

전 세계에 단 하나뿐인 부품으로 피스캡으로 명명 하였습니다. ㅋ~

피스캡의 용도는 OSB 내측에서 튀어나온 나사못을 잡아주는 역할을 합니다.

(통상, 타일이나 콘크리트 벽체에 피스를 고정하기 위한 용도인 칼블럭과 같은 용도라고 이해하시면 됩니다!)





피스캡은 샌드위치 판넬의 얇은 철판의 결속력을 보강하기 위해 개발되었으나, 능평리 현장에 우선 적용하여 보았습니다.

(OSB 합판이 썩지 않는이상, 나사못의 이탈은 없을 것입니다!)

EZBlock 벽체 시공은 마무리가 되었으며, 지붕 또한 후부착으로 고정해 나갑니다.

지붕 방수시트지 위에 EZBlock 지붕용을 후부착으로 부착한 후, 2*4 구조목으로 통기층을 만들고 OSB 합판을 시공한 후, 방수시트지(능평리 현장은 지붕용 투습방수지로 대체)을 덮어 놓은 상태의 이미지입니다.

이후, 지붕은 징크시공으로 마감이 계획되어 있으며, 실내 방통 및 내외장 마감공사가 순차적으로 진행됩니다.

이로서 간략하게나마 EZBlock을 이용한 경량철골주택에 관한 시공기를 설명드렸습니다.



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마치며..

위의 내용에서 알 수 있듯이, 기존 샌드위치판넬 주택과는 전혀 다른 구성임을 알 수 있을 것입니다.

동일한 경량철골을 사용하고도 단열과 열교, 기밀성능이 패시브수준에 만족할 수 있다는 결과를 보여주고 싶었습니다.

단, 벽체의 레이어 구성에서 OSB 합판이 개입되면서 구조와는 상관없이 각관의 수(스터드)가 증가하고 그에따른 용접의 양이 늘어나면서 예상했던 비용보다 상대적으로 비용이 늘어난점은 시사하는 바가 컸습니다.

향후, EZBlock 경량철골주택의 방향은 합판을 배제하고 샌드위치판넬(심재는 반드시 불연소재의 글라스울 또는 암면 사용) 50T를 적용하려고 합니다.

(아래 링크를 통해 상세한 레이어 구성을 살펴 보실 수 있습니다!)

https://cafe.naver.com/ezibs/303 

(EZBlock 경량철골구조의 외단열 시스템 및 시공방법(특허출원) 



EZBlock 경량철골구조 시스템의 목적은 보다 가성비 높은 패시브하우스를 보급하기 위한 목적입니다.

기존 샌드위치 판넬주택의 문제점은 샌드위치 판넬을 두께를 늘려, 단열과 마감을 한번에 해결하려는 목적으로 활용함으로서 문제가 발생됩니다.

금속의 열전도율은 매우 높다는것은 상식이며, 외기에 노출된 철판으로 인한 하자 개연성(열교/소음/부식 등)을 근본적으로 막을 수 없는 것입니다.

샌드위치 판넬의 용도를 다르게 접근하고, 단열과 마감을 분리하면 기존 문제는 쉽게 해결 될 수 있습니다.

EZBlock 경량철골구조 시스템의 핵심이 바로, 단열층과 기밀(방습)층, 마감층을 분리하고 열교는 EZBlock 전용 커넥터가 해결해주는 방식이며, 나사못 체결로 인한 단열재의 탈락 방지는 전용 피스캡의 개발로 가능한 접근입니다.

(참고 : 만약, 일반적인 외단열일 경우, 단열재 화스너가 단열재를 관통하여 체결되는 구조는 금속 화스너로 인한 새로운 열교가 발생되지만, EZBlock 전용 커넥터는 단열재 내측에 나사못이 체결되는 구조라 열교가 전혀 발생이 되지 않기 때문에 가능한 구성입니다!)

향후 전개될 EZBlock 경량철골구조 시스템은 능평리 주택의 레이어 구성에서 OSB합판 대신, 샌드위치 판넬(반드시 글라스울)의 구성만 바뀌는 방식입니다.

결국, 샌드위치 판넬의 용도를 마감이 아닌 방화층과 기밀층의 벽체로 활용하고 외기로 부터 보호하는 것입니다.

이러한 외단열 구성으로 얻을 수 있는 장점은 철판이 가지는 수축팽장으로 인한 소음과 부식, 열교를 차단할수 있다는 점이며, 단점을 장점으로 변모시키는 결과를 얻을 수 있습니다.

EZBlock 시스템의 새로운 시도와 도전의 기회를 만들어주신 건축주 내외분에게 감사의 마음을 전합니다.

이후, 공정은 내외부 마감이 완료 된 후 게제하도록 하겠습니다.

감사합니다!



PS. 

본 게시글은 EZBlock이 독자적으로 개발하고 적용한 사례이며, 본 구성은 협회가 추구하는 취지와 다를 수 있음을 밝힙니다!