기술자료
4-05. 기초의 단열 - 라. 콘크리트기초의 단열
4-05. 기초의 단열 - 라. 콘크리트기초의 단열2012.06.14 : 기초 측면 쇄석의 역할과 사례를 별도의 글로 만들고 내용을 보강함
2012.06.10 : 기초방수시공과 외단열의 시공사진 추가
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상기에서 기초에 관한 단열의 기본적 개념을 설명하였다.
그 내용을 근거로 콘크리트구조의 기초단열에 대해 정리하면 다음과 같다.
* 여러번 강조하지만, 디테일은 수많은 예 중에 하나일 뿐이다. 건축물은 다양한 주변의 상황속에 놓이게 되므로 원리에 대한 이해없이 디테일을 그대로 적용하는 것은 또 다른 하자를 부르거나, 예산의 낭비를 초래할 뿐이다. 부디 디테일보다는 원리에 대한 이해를 먼저 하셨으면 한다.
아래 시뮬레이션의 조건은 다음과 같다.
기초방식 : 매트기초
프로그램 : Therm 6.2
외기조건 : -10℃
실내조건 : 21℃
경계조건 : 건축물의 설비등에 관한 규칙에 따름
기초깊이 : 기초콘크리트하단까지 GL -300mm
1층바닥높이 : GL +800
지중사용 단열재 : 압출법보온판 1호
지상사용 단열재 : 비드법보온판 2종3호
기초하부 무근콘크리트두께 : 100mm
기초하부 잡석다짐 두께 : 최소두께 150mm
* 기초 끝쪽에 ㄱ자로 꺽인 부분은 구조때문이 아니라, 1층 바닥이 높기 때문에 동결심도까지 기초가 내려가기 위해 꺽어서 내린 것에 불과하다. 이부분은 기초콘크리트로 꺽어서 내려도 되지만 경우에 따라서는 경계석 같은 것으로 대체를 해도 무방하다. 다만 그럴 경우 기초의 안쪽 잡석다짐을 하면서 경계석이 밀려서는 안된다는 전제조건이 있다. 그러므로 현장에서는 철근콘크리트기초를 그림처럼 꺽어 내리는 것이 많은 경우에 더 안전할 수 있다.
1. 일반적 콘크리트구조 외단열
외단열재 : 비드법 2종3호 80mm
기초하부의 일부가 영하로 떨어지며, 실내 표면온도가 15℃까지 떨어지며, 바닥마감 하부는 결로온도이하로 낮아짐
2. 일반적 콘크리트구조 외단열 + 기초측면에 수직단열재
외단열재 : 비드법 2종3호 80mm
지중단열재 : 압출법보온판 1호 75mm
지중 0℃ 이하인 선이 기초하부를 벗어남 (동결가능성 없음)
3. 외단열을 패시브하우스 수준으로 설치 + 기초측면에 수직단열재 누락
외단열재 : 비드법 2종3호 250mm
지중단열재 : 없음
이번엔 외단열을 패시브하우스 수준인 0.15W/㎡k 이하로 맞추고, 지중 단열을 누락했을 경우이다. 자칭 패시브하우스 전문가라고 선전하시는 분들이 많이들 하시는 방법이다.
1층바닥에서 부터 높이 700mm 정도까지의 벽체까지 17℃ 이하로 떨어지며, 바닥 모서리의 경우 1번의 얇은 단열재를 댄 것과 결과가 같다.
또한 당연하지만, 기초하부의 일부도 영하의 온도까지 내려간다.
4. 외벽과 기초측면에 패시브하우스 수준의 외단열
외단열재 : 비드법 2종3호 250mm
지중단열재 : 압출법보온판 1호 200mm (100mm 두겹)
기초하부는 영하의 온도에서 많이 벗어나 있고, 1층 바닥 모서리 마감 하부는 15℃ 이상을 유지하고 있다.
5. 외벽, 기초측면, 바닥하부에 패시브하우스 수준의 외단열
외단열재 : 비드법 2종3호 250mm
지중단열재 : 압출법보온판 1호 200mm (100mm 두겹)
기초하부의 온도는 4번과 거의 같으나, 1층 바닥 모서리의 온도가 충분히 안정적 온도까지 올라간다. 여기에 기초의 안쪽 측면까지 단열을 할 경우 비로서 열교없는 디테일이라고 말할 수 있다.
동결심도를 위해 -300까지 ㄱ자로 꺽인 기초의 하부에 단열재를 설치하면 더 좋지만, 반드시 필수적인 것은 아니다. 열교의 다소유무는 외기와의 접속면적에 정비례한다. 패시브하우스에서도 외기와의 접속면적이 적을 경우 그 부분의 단열을 외벽과 동일한 두께로 해주지 않아도 열교가 있다고 판단하지 않는다.
** 이를 정리하면 다음과 같다.
여기서 압출법보온판 1호를 100mm 두겹으로 한 것은 두장을 겹쳐서 열교를 완전히 방지하자는 의미도 있지만, 우선적으로 압출법보온판 1호는 최대 125mm까지만 생산이 가능하다. 이는 우리나라의 경우만 해당되는지는 아직 확인되지 않았다.
압출법보온판 3호는 최대 두께 75mm까지만 생산된다.
가끔 외벽의 단열재도 절반으로 나누어서 두겹으로 설치해야 하느냐는 질문이 있는데.. 그러면 더 좋겠지만, 필수적인 것은 아니다. 열화상을 찍으면 아주 미세하게 선이 보이는데, 문제를 유발할 정도의 온도는 아니다.
그러나, 공사비가 허락한다면 외벽도 단열재 두께를 절반으로 나누어서 두겹으로 설치하는 것을 추천한다.
가끔 건축주 중에 단열재를 틈새없게 시공해달라고 시공자에게 부탁하는 것을 본 적이 있다. 이 것은 부탁해서 하는 것이 아니라 그래야만 하는 것이다. 틈새있게 시공하는 것은 부실시공이다.
아래 그림은 2011년 후반에 완공될 파주주택의 기초부분 디테일이다. 1층 바닥의 높이가 지반과 차이가 많지 않아 편편한 매트기초를 적용하였다. 기초하부가 GL -300mm 이하로 충분히 내려가므로 기초측면 수평단열재도 적용하지 않았다.
1층 바닥에 다시 150mm의 비드법보온판을 깐 것은 단열 보강의 의미도 있지만, 마감재의 변경이나, 화장실 등의 다양한 레벨을 단열재 두께의 변경으로 대응하기 위하여 깐 것이다. 이 단열재 두께는 현장의 상황에 맞추어서 변경하면 된다.
아래 일련의 사진들은 콘크리트통기초 시공시 지하 외방수(시트방수)를 한 사진이다. 모범적 사례로써 협회 정회원사인 세린에너지피아에서 제공되었다.
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
<출처 : 세린에너피아>
아래 사진은 줄기초에서의 외단열 시공모습이다. 두겹의 압출법 중 첫번째 장이 설치된 모습니다. 현장은 협회 정회원사인 풍산우드홈에서 제공해 주셨다.
<출처 : 풍산우드홈>
바쁘신 일정 속에 이렇게 좋은 자료들을 업데이트해주신 덕분에
많은 것을 배우고 또 느끼고 갑니다.
안녕히 계세요.
노고에 감사 드립니다.
질문 좀 드려 봅니다.
도면을 보면 미장전 그라인더로 단열재 표면처리를 하라고 한 것은 접착력을 높이기 위함인가요?
혹시 해당 내용의 사진이 있으면 좋겠네요. 보통 메쉬를 본드로 부착하고 난 뒤 미장을 해 오던 터라
생소한 내용입니다.
사진은 탈락으로 인해 하자가 난 사진만 가지고 있습니다. 협회에서도 올해 착공되는 건물부터 그라인더를 사용한 표면처리를 할 예정입니다. 감사합니다.
동결심도 측면에서 볼 때는 그러하지만, 내측단열재를 해주는 것이 실내 모서리 온도를 더 안정적으로 가져갈 수 있기 때문입니다.
단열재가 없는 시뮬레이션은 최소치만을 보여드린 것입니다. (외기 영하 10도)
실제 외기 온도가 더 하락할 수도 있기 때문입니다. 물론 남부지방에서는 생략해도 되나, 이 역시 전부 생략하는 것 보다는 두께를 조절하는 것이 합리적입니다.
감사합니다.
수축이나 팽창현상이 있나요 ? 아니면 침하균열에 예상?
기초상부슬라브만 얼지않고 그위 수도배관에 타격이 없고 그위 난방배관에 피해만 없으면 되지않을까요?
혹시 곰팡이 때문에 그런가..
기초하부에서의 낮은온도가 위로 타고 올라와 벽체와 몰탈이 만나는부분이나 또는 그부분때문에
열손실로인해그런가요 ?
어떤 카페에 기초슬라브 20cm 이상이면 동결심도는 상관없다라고 글이 적혀있네요.
네..또 접니다...선생님 답글좀 부탁드릴게요
우리나라 건축계가 이 모양, 이 꼴이 된 것은 경험으로 기준을 만들기 때문입니다. 그 것도 소수의 경험만으로 일반화하는 오류를 범하고 있는게 현실입니다.
물론 경험이 과학이 미치는 순기능도 많습니다만, 경험을 일반화하기 위해서는 과학적으로 증명이 가능해야 합니다.
동결심도를 무시하려면 무시할 만한 과학적 근거가 있어야 하는데.. 아직 껏.. 기초거동으로 인한 하자는 과학적으로 설명이 되어도, 동결심도를 무시해도 된다는 과학적 근거는 보지 못했습니다. 다 경험치 인 것이죠..
내가 과학적 근거없이 안해도 된다고 생각이 들면.. 나만 안하면 되는데.. 그 걸 딴 사람의 프로젝트까지 하지 말라고 이야기하는 것은 너무나 무책임한 행동입니다. 그러다 골조 크랙이 발생하면 아무런 책임도 지지 못할 사람들이 그런 이야기를 합니다.
이야기를 조금 격하게 해서 죄송합니다. 이해해 주실 분이라 생각이 되어 이리 표현하였습니다.
항상 좋은 의견 감사드리고 있습니다..
경험을 일반화하기 위해서는 과학적으로 증명이 가능해야 합니다
너무감사한 답변입니다.
그리고 절 알아봐주신 관리자님께 감사합니다
살짝 돌려말씀하셔도 알아듣기는 해도 이리말씀해주시면 한번에 알아들어 참 좋습니다
그리고, 죄송합니다만, 실명사용을 원칙으로 하고 있습니다. 감사합니다.
배수판 뒤쪽 빈공간에 잡석을 채우고 그 밖에 있는 비닐을 덮은 후 흙으로 마감이 되는 건가요?
배수판이 단열재를 보호 해줄 수 있나요? 수분이 침투 하면 단열 성능이 현저히 떨어지는 걸로 아는데.
위 설계도에는 pe 필름이 기초와 단열재 사이에 들어가는 걸로 되어 있고 배수판이 단열재 중간에 있으면 맨 바깥쪽 단열재를 미장 한 후 잡석을 채우는 것으로 되어 있는 것 같은데요.
흡수율 때문에 기초 단열재는 XPS를 사용하는 것을 권고해 드리고 있습니다.
관련 내용은 아래 글을 참조하시면 되실 듯 합니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=147
도면에는 PE필름으로 되어져 있으나, 가능하다면 방수쉬트가 더 나은 방법이긴 합니다.
그리고, 배수판은 단열재와 기초사이에 들어가면 배수기능을 하지 못하며, 단열재 외부측에 들어가게 됩니다. 그리고 별 다른 마감없이 잡석 되메우기를 하며, 지상으로 드러나는 부분만 마감을 하면 됩니다.
이 역시 관련 내용은 아래 글을 참고하시면 되실 듯 합니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z3_01&wr_id=334
감사합니다.
답글에 링크 된 글 보니 XPS가 시간이 지날 수록 단열 성능이 떨어진다고 되어 있는데 기초 단열은 교체나 재시공이 굉장히 어려울 텐데.. 기준 이하로 성능이 떨어지면 어떻게 해야 하나요?
그리고 마지막 2번짼 사진도 뭔지 궁금합니다.
마지막 사진은 방수시트 보호용 배수판이구요..
단열재가 지면속에 뭍혀있고, 지면에서 올라와 있는 부분이 300mm 내외라면 화스너가 없어도 됩니다.
현재로써는 (저희가 아는 범위 안에서) 테라코에서 출시된 엔바이로텍700 제품이 가능합니다.
동결심도 관련해서 HEAT2 시뮬레이션 돌리던 도중 글 내용을 읽고 궁금한 점이 있습니다.
위의 THERM 시뮬레이션 사진을 보면 땅에서 온도선이 일정하게 떨어지는 것을 볼 수 있는데요,
제가 흙 열전도율 2.0으로 돌렸을 때는 더 크리티컬한 등온선이 나와서요...
혹시 흙 부분(땅) 열전도율을 몇으로 입력하시고 시뮬레이션을 돌리셨는지 궁금합니다
1.4 W/㎡K 으로 하였습니다.
위 사진에서 방수포 위에 XPS부착은 폼본드를 사용한건지요? 아님 다른 제품이 사용된건지 궁금합니다.
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M 관리자 2015.11.04 13:50
그래서. 기본적으로 두겹의 단열재 중 내측의 단열재와 외측의 단열재 두께를 1:2로 맞추는 것이 더 좋습니다. 단열재 끼리도 외단열인 셈이죠..
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이 부분에서, 단열재끼리도 외단열을 한다면, 내측의 단열재와 외측의 단열재 비율을 2:1로 하는 것이 더 유리하지 않을까하는 생각이 들었는데 어떻게 생각하시는지 여쭙니다.
아래 단열재가 1, 위의 단열재가 2인 것이 맞습니다.
토목용 EPS를 사용한 협회의 줄기초변형 기초방식과는 달라 보입니다. 저렇게 ㄱ자로 꺾인 줄기초 구조에서 잡석다짐과 버림과 단열재를 단면과 같이 시공한다는게 실질적으로 가능한지요? 개념도일 뿐인가요?
1. 우레탄폼 내부충진과 외부 방수 팽창테이핑은, 기밀테이핑만 없을 뿐, 창호와 개구부의 만남과 동일한 구조로 보면 되는지
2. 물끊기 부자재는 없는 걸로 보이는데 이럴 경우 기밀테이핑은 필요없는지
3. 물끊기 부자재를 안쓴 이유는 외단열재가 더 돌출되었기 때문인가요
감사합니다.
2. 외벽의 단열재와 기초측면 단열재가 만나는 부위를 말씀하시는 것이라면.. 그 사이에 팽창테잎을 넣어 주는 것이 좋긴 합니다.
3. 그렇지는 않습니다. 사용하면 좋으나.. 선을 맞추어서 하는 것이 실제로 만만치는 않습니다. 그래서 실제로 적용되기는 매우 어렵습니다.
2. 파주주택 단면도에 외단열/측면단열 연결공간 충진은 팽창테이프와 단열재로 채운건 압니다만, 질문드린건 시작재/모서리재가 없어 물끊기가 안되니, 팽창방수테이핑만으로 방수가 부족할 수 있어서 기밀테이프 시공이 필요하지 않을까에 대한 문의였어요 ^^
3. 답변은 시작재/모서리재의 수평레벨 시공이 어렵다는 뜻으로 이해됩니다. 외단열미장마감 기술자료에서 서술하시길, 시작재는 외단열 수평잡기에 필수자재라 하셨는데요.
그렇다면 물끊기가 있으면 좋은데 국내 현장에선 시작재 수평시공의 어려움으로 안 쓴다고 이해하면 될까요? 물끊기가 없다면 방수테이프의 내구성으로만 견뎌야 할텐데, 충분할지 의문입니다.
3. 수평은. 시작재와는 무관합니다. 물끊기 자재를 일직선으로 쭉 수평을 맞추어서 미장을 하는 것이 매우 어렵다는 의미였습니다.
3. 시작재를 사용할 경우, 수평을 맞추어 벽체모서리 부분도 V커팅으로 맞대게 되는데, 이 일련의 시공이 매우 어렵다는 뜻인지요.
"물끊기 자재를 일직선으로 쭉 수평을 맞추어 미장하는게 어렵다"는 의미 파악이 제대로 안되어 재차 여쭙습니다 ㅠ 말씀에 의거하면 시작재의 수평시공 및 수평 연결이 어렵다는 뜻으로 이해되서요. 파주주택 단면엔 시작재와 모서리재가 안보이고 팽창방수테입만 있어서, 이 경우 물의 흐름을 고려시, 팽창테잎만으로 물끊기 방수를 하고 있는 듯 합니다.
저희는 대형/고정밀 메탈커팅 기계를 신규 구입한 고객의 기존 공장 바닥을 철거하고, 기계 하중에 따라 소형은 0.6m부터 수만톤 프레스의 경우는 17m 정도까지 파내고 방진 기초공사를 해 주고 먹고사는 업을 합니다. (첨부 1 참고)
일단 파 보면, 지중 단열재라고 하는 흰색/회색/분홍색 제품들 거의 100%가 7-8년 지난 상태에서는 형체를 찾아볼 수 없거나 흔적만 남아 있었던 경험입니다. (첨부 2 참고)
전부 부실공사라고 하기에는 좀 거시기한 것이, 당시 사용한 KS 단열재 증빙자료도 남아 있고, 또 지은지 얼마 안 되는 공장에서 일을 하는 경우에는 깨끗한 단면을 본 적도 있었습니다. (첨부 3 참고)
그래서 여쭙고 싶은 것이,
1)굳이 지중단열재로 비드법/압출법 제품만 사용해야 하는지? 내구연한에 대한 기술적 데이타는 있는지?
2)저희처럼 정밀기계 기초 하듯이 고밀도 네오프렌고무 방진패드(압축강도 100kpa)를 주택에 사용하면 안 되는지? 또 극히 일부 유럽계 고객이 요구하는 고밀도 암면패드(밀도 시방 200kg/m3)도 불가한지?
불가하다면 비용만이 이슈인지 아니면 투습성 내구성 압축강도 등 시방 자체가 주택의 기초 밑에는 못 쓰는 것인지?
좀 궁금해서 전문가 분들께 문의드립니다. XPS냐 EPS냐를 논하기 전에 몇 년 지나면 기능도, 형체도 많이 사라져 버리는 제품을 사용하는 것이 과연 맞는지가...
1) 지중단열재는 압출법 제품만 허용하고 있고, 현재는 내구연한에 대한 기술적 데이타가 있습니다.
2) 다만 그 압축강도의 한계가 있기에.. 소규모현장만 허용하고 있고, 예로 들어 주신 여러 사례는 모두 허용압축강도를 넘는 하중이 발생한 곳에, 아무 생각없이 설치를 한 경우로 보입니다.
유럽처럼 고밀도 네오프렌고무 방진패드(압축강도 100kpa)를 주택에 사용할 수 있습니다. 다만 그 역시 압축강도로 볼 때, 2층 정도까지만 가능해 보입니다. 고밀도 암면패드(밀도 시방 200kg/m3)도 가능하지만, 흡수율을 봐야 판단이 가능해 보입니다.
좋은 제안을 주셔서 감사합니다.
관리자님 말씀대로 이 중요한 요소부품을 정말 아무 생각없이 설계/시공하신 것으로 생각이 됩니다...
기초공사의 최초 시공자가 아닌, 기존 콘크리트 철거를 하고 새 기초를 하는 입장에서 보고 느낀 부분들인데, 멋진 건물도 중요하겠지만 아래 근본부터 망가지고 있는 거 설계자/시공자/건축주 분들이 조금이나마 심각성 느끼셨으면 더 바랄 것이 없겠네요.
돈 아끼고 시간아끼는 건축... 그대로 누군가에게 1:10:100 원칙처럼 하자로 돌아갈 듯 합니다.
아래 사진만큼은 관리자님에게 안 보여드리려고 했었는데, 한 번 보십시오...
도면에는 240kgf/두께 600mm 2단배근/XPS 150mm/PE 2겹 잡석다짐/지내력 10톤 다 정상인데...
파 보니 이렇습니다. 190kgf/두께 215-280mm/철근 직경도 배근도 엉터리/단열재 없음/다짐공사 엉터리/지내력 2톤인 경사매립지.
덮으면 그만이라는 마음가짐...
이게 이 업을 하시는 분들 중 몇몇 분들 가슴속에 아직도 남아 있겠지요.
관리자님과 협회의 건투를 빕니다.
나중에라도 말씀하신 제품의 정보를 알 수 있는 카탈로그 등이 있다면 메일 또는 우편으로 보내 주시어요.
고맙습니다.
저희와 업무를 함께 하는 구조기술사와 협의중 기초는 지반과 직접 접해야 한다는 규정 때문에 기초 하부에 단열재를 하지 말라고 하더라고요. 그렇게 되면 위 자료와 같이 기존 소규모 건축물에 해오던 기포하부 단열을 못하게 되는 상황인데 그럴 경우 기초 단열을 어떻게 하는 것이 가장 효율적인지 의문입니다.
혹시 그 지방과 직접 접해야 한다는 규정을 어디서 볼 수 있는지 물어봐 주실 수 있으실까요?
해당 업체에 확인해보니 국가건설기준에 [건축물 내진설계기준 14.6 (4)말뚝기초를 포함한 모든 기초는 기초판저면의 밑면전단력이 지반에 안전하게 전달되도록 설계되어야 하며, 기초저면과 지반이 밀착되도록 시공되어야 한다.] 라는 내용중 '기초저면과 지반이 밀착되도록'이라는 문구 때문이라고 합니다. 해당 내용 찾아서 그대로 복사한 겁니다.
덕분에 비효율적인 단열계획을 하고 있습니다.
아키jh님..
정보 감사합니다.
해당 문구를 구조기술사가 임의 해석을 한 것으로 보이는데요.
문구에 있는 [기초저면과 지반이 "밀착"되도록]의 의미는 콘크리트 구조가 지면과 직접 닿아 있어야 한다는 의미라기 보다는.. 그 중간에 뜬 부분이 없어야 한다라는 의도로 보는 것이 맞을 것 같습니다.
예를 들어 단열재가 끼어 들어가지 않더라도, 잡석다짐, 무근콘크리트, PE비닐 등도 물리적으로 직접 닿는 것을 방해하는 요소이며, 단열재가 상대적 압축강도가 낮을 뿐, 건물의 하중을 충분히 받을 정도의 소규모건축물에서는 무근콘크리트나 단열재나 기준안에 들어 들어 오는 소재라고 보아야 할 것 같습니다.
조금 극단적인 예이고, 실제 상황은 아니지만..
강도가 약한 무근콘크리트가 있고, 그 것이 건물의 하중을 지면으로 전달하는데 물리적으로 무리가 없기에 허용이 된다면, 단열재도 이와 다르지 않은 것이기 때문입니다.
지하층 외단열 시공관련 (세린에너피아) 사진자료 보고 문의드립니다.
지하 방수시트를 외벽에 붙이면서 1층 바닥면에 끝부분이 한뼘정도 올라와 있는데 이대로 두고 1층 외벽을 올리시는 건 아니겠지요?
방수시트가 벽에 잘 붙고 외단열 작업이 끝나고 나면 절단해야 1층 벽체 이어치기가 가능하지 않나요?
아니면 제가 모르는 공법이 있는지요?
그 위의 xps 단열재가 무근 콘크리트와 밀착되지 않을 것 같은데 괜찮나요?
비록 버림콘크리트의 평활도에 대한 규정은 딱히 없지만, 그냥 막 부어 넣는 식이라면 말씀하신 것처럼 우려를 할 만 합니다.
그러나, 통상 현장에서 하는 행위 (밀대로 평활도를 잡는 행위)를 한다면, 단열재 위에 올라가는 기초 콘크리트의 무게가 워낙 무거워서 (300mm 두께에서 제곱미터당 800kg) 하부 틈새는 밀착될 수 있습니다.
즉 기초콘크리트가 단열재를 압축할 수는 없지만 휘게 할 수는 있기에 그렇습니다.