기술자료
4-05. 기초의 단열 - 마. 목구조기초의 단열
4-05. 기초의 단열 - 마. 목구조기초의 단열목구조 기초를 설명하기에 앞서 목구조의 바닥 단열재 위치에 대한 이야기부터 하는 것이 순서일 듯 하다.
앞서의 글에서 홍도영건축가가 올린 목구조의 선형열교 그림이 있었다.
이 그림에서 제일 왼쪽의 사례가 선형열교가 가장 적은 것으로 나타난다. 즉, 목구조에서는 기초하단의 단열보다는 기초콘크리트 상부 바닥에 단열을 하는 것이 더 효과적이라는 이야기이다.
그 이유는 목구조의 하단에 콘크리트기초와의 긴결을 위해 구조목을 몇겹 두는데. 이 구조용 목재의 높이보다 실내 단열재의 높이가 낮을 경우 목재의 열교로 인해 열을 뺏기기 때문이다.
그러므로, 이 구조목재의 높이 보다 실내 바닥단열을 높게 해 주어야 열교가 없어진다. 물론 공사비가 허락한다면 기초하부에도 단열을 해주면 좋다.
1. 현재의 상황
우리나라에서 지어지는 목조주택의 많은 수가 아래와 같이 기초 측면에 아무런 단열 조치를 하지 않고 지어지고 있다. 즉, 기초하단의 측면에 미장을 한 후 페인트를 칠하는 경우도 많고, 상부의 외벽 마감을 가지고 내려오는 경우도 많다.
이렇게 되면 외벽과 바닥이 만나는 부분의 열교가 심해 온도가 12℃, 낮게는 9℃ 내외까지 떨어지고, 이는 곰팡이생성과 결로발생의 원인이 된다.
또한 그림에서 보이다시피 기초하부의 깊이도 도로에서 이야기하는 동결심도까지 내려가야 동상에 의한 피해를 막을 수 있다.
2. 기초측면 단열재 설치
아래 그림은 기초의 측면에 단열재를 붙인모습니다. 외벽보다 기초 부분이 더 돌출되는 것도 형태상 어울리지 않아서 이기도 하고, 외벽체와 단열의 연속성을 주기 위해 외벽을 조금 돌출시킨 모습이다. 다만, 이 돌출이 많아지면 하부의 단열재가 더 두껍게 들어갈 수 있겠지만, 구조의 성립이 불가능하기 때문에 그림에서는 약 40mm 돌출시키고 하부에 50m 단열재를 설치한 모습이다.
이 경우 외벽과 바닥이 만나는 곳의 온도가 약 3℃ 이상 상승하는 효과가 있어 곰팡이 발생 확율이 현저히 줄어들게 된다. 또한 기초 직하단의 지중 온도도 만족스러울 정도는 아니나 0℃ 내외로 많이 상승한 것을 볼 수 있다.
3. 바닥의 단열을 패시브하우스 수준까지 올린 경우
여기서 바닥의 단열을 패시브하우스 수준까지 올려서 구조체 하부의 구조목재로 인해 발생하는 열교를 없애려고 할 경우이다.
이 경우는 맨 위에서 설명했듯이 바닥의 열교부위는 해소되었으나, 문제는 기초저면의 지중온도가 2번의 경우보다 더 낮아졌다는 사실이다. 즉, 동결심도 설명글에 적었듯이 패시브하우스 수준의 바닥단열로 인해 슬라브에서 빠져 나가는 열이 거의 존재하지 않음으로 인해 기초하부의 지중 온도가 더 떨어지게 된 것이다.
4. 동결을 막기 위한 방법 - 가. 잡석다짐의 깊이를 깊게 한 경우
상기의 지중온도 하락의 문제 해결을 위해서는 두가지 방법이 존재한다. 한가지는 기초를 더 내리던가, 아니면 잡석다짐의 깊이를 도로의 동결심도까지 더 내리는 방법과 기초측면에 수평단열재를 두는 방법이 있다.
우선 잡석을 내리는 방법의 그림이다.
이 경우 온도도 그렇지만, 동결심도까지 잡석이 내려가 있어, 동결이 발생할 확율도 떨어지고 발생한다고 하더라도 잡석의 공극으로 인해 피해가 발생되지는 않는다.
5. 동결을 막기 위한 방법 - 나. 기초측면에 수평단열재를 둔 경우
기초의 하단 옆에 수평단열재를 약 300mm 길이로 둔 경우의 그림이다.
그림처럼 기초저면의 온도는 영하를 벗어나게 된다.
물론 목구조 외벽에 외단열식으로 단열재를 덧대는 경우 기초측면의 단열재도 더 두껍게 설치할 수 있으므로 기초저면의 온도를 콘크리트기초와 같이 보아도 되나, 이 경우 다른 요소를 추가적으로 고려해야 하므로 자세한 설명은 추후에 "목구조 외벽의 단열"에 추가적으로 다루도록 하겠다.
가장자리로 잡석다짐이 층이 생기겠죠. 그러면 재료절약이 좀 되리라 봅니다. 이미 온도도 영상이 있으니깐요.
잡석다짐은 보통 15cm를 최저로 보는 경우가 많습니다. 그리고 버림은 5cm를 기본으로 하지만 일반 매트 구조에서는 파석을 대신해서 사용하면 레미콘을 따로 부를 필요가 없어지기에 세이브가 됩니다. 그리고 버림콘크리트가 시용되고 방수를 해야 한다면 저는 그 버림위에 방수쉬트를 접착하고 단열재 시공 그리고 좀 두꺼운 PE필름 그리고 매트 콘크리트로 순서를 보겠습니다.
물론 목조가 아닌 일반 조적이나 RC의 경우입니다. 그러면 측면의 방수쉬트와의 접합이 더 쉬워지기도 합니다.
시뮬레이션의 편의를 위해 잡석을 일자로 펴서 그린 부분을 지적한 것입니다.
그림처럼 윈지반(GL -300mm)을 유지해 놓고 잡석다짐을 하는 것이 경제적이라는 이야기입니다.
그러나 위의 그림은 그렇지 않습니다만, 만약 1층 슬라브의 높이가 더 올라갈 경우라도 원지반을 그대로 유지한 채 잡석다짐을 하면 안됩니다. 콘크리트기초의 단열에서 이미 이야기를 했듯이 원지반의 최상부는 가볍게 퇴적을 한 층이기 때문에 -300mm 는 걷어내고 잡석을 다짐해야 합니다. 물론 절토지에서는 상관없습니다.
감사합니다.
본문이 오래된 글인 데 여기에 댓글을 달아도 답변이 되런지 알수 없군요.
본문 글중 "2. 기초측면 단열재 설치 :......외벽체와 단열의 연속성을 주기 위해 외벽을 조금 돌출시킨 모습이다. 다만, 이 돌출이 많아지면 하부의 단열재가 더 두껍게 들어갈 수 있겠지만, 구조의 성립이 불가능하기 때문에 그림에서는 약 40mm 돌출시키고 하부에 50m 단열재를 설치한 모습이다."에 관하여 질문을 드리고자 합니다.
토대목이 2*6일 경우 40mm를 돌출시키면 앙카 볼트의 중심선이 기초콘크리트 바깥 수직면으로부터 35mm의 거리에 위치되어야 합니다. 물론 이것은 콘크리트와 앙카볼트가 오차없이 시공되었을 경우라서, 현재의 주택시장의 시공품질을 고려할 때 불가능하다는 생각이 드는군요. 구조의 성립이 가능한(주택하중을 지지하는 측면에서만) 돌출의 여유는 더 이상 없는 것인지요? 만약 아직 여유가 남아 있다면 앙카볼트를 안쪽으로 더 들여서 설치하고 구조목을 제자리에 설치하기위해서는 연결용 철물을 사용하면 좋겠다는 생각이 들었습니다.
그리고 혹시 단열성능이 향상된 콘크리트가 목구조주택을 지탱할 기초로서 사용된 실적이 없었는지요? 감사합니다.
저희도 깊은 고민을 하지 못한 부분을 지적해 주셔서 감사드립니다.
본문의 방식으로 시공될 경우 앙카볼트가 중심선에서 안쪽으로 들어와야 합니다. 2x4 의 중심선 쯤 되겠네요.
앙카는 부력에 대한 저항의 목적으로 설치하는 것이니 구조적 영향은 없다고 말씀드릴 수 있을 것 같습니다.
지금 당장은 찾기 어렵겠지만, 앙카를 대신하는 연결철물로 있습니다.
마지막의 단열성능이 향상된 콘크리트가 목구조의 기초로 사용된 예는 아직 없었습니다.
감사합니다.
위 콘크리트 타설 후 구조목재를 올리지 말고 콘크리트 타설시 거프집에 XPS와 구조목재를 상부에 맞추어 뭍어 시공한다면 내부 단열제를 올려시공할 필요를 줄일 수 있지 않을까요?
물론 기초 벽 두께를 늘려야 하겠단 생각도 들지만 큰 차이는 없을 듯 싶은데요
목구조는 수평면을 잡는 것이 매우 중요합니다. 건식 공법이라 수평이 틀어지면 추후의 공정이 모두 어렵게 되기 때문입니다.
기초의 토대목을 일체타설할 경우 수평을 정확히 잡아낼 자신만 있다면 해도 무방하지만, 불행하게도 그럴 수 있는 방법은 없어보입니다. 철재 각파이프라면 가능하겠으나 목재는 안될 듯 합니다.
감사합니다.
기초면 상부레벨작업을 압출법단열재1호로 벽체폭 140mm 재단하여 벽체 자리만 전용몰탈로 조적처럼 쌓기 하여 레벨을 맞춘다면 단열적인 면도 해결이 되고 기초와 닿는 토대때문에 생기는 결로도 해결할 수 있을 것 같아 질문해 봅니다.
압출법단열재1호의 압축강도는 1.8kgf/cm²이상입니다. 벽체의 하중을 받는 토대 면적을 계산해 보니
1층 내력벽 총길이 64m(외벽2*6 30m, 내벽 2*4 34m)
토대면적 3000cm×14cm + 3400cm×9cm = 42000+30600= 72600cm² 입니다
여기에 압축강도를 적용하여 72600×1.8을 계산하면 130,680kg 이하의 하중까지는 견딘다는 말이 되는 것인지요? 달리 말하면 130톤의 하중을 견디니 압출법단열재로 목구조의 토대목 대신 사용할 수 있는지 궁금해집니다.하지만 아직 확신이 없습니다.
고민사항은 이렇습니다.
1. 과연 이 방법이 타당한가.....
2. 하중에 필요한 면적이 부족하다면 얼마까지 늘려야 하는가..... 2*8 또는 2*10 벽체라면?
3. 헤더의 하중을 받는 트리머 또는 빔의 하중을 받는 포스트의 경우 그 하부에 alc블럭으로 대체해야 하는지.....
여러모로 따져 목구조 기초토대의 레벨을 맞추고 열교까지 잡을 수 있는 방법으로
alc블럭 보다는 아이소핑크를 사용한다면 좋지 않을까? 라는 생각에 이르게 되어, 질문드립니다
감사합니다.
벽체 2*4 이중벽체 단면==> 50mm eps + osb + 90mm구조목(유리섬유)+90mm유리섬유 + 90mm구조목(유리섬유) + 기밀막 + 40mm설비층(빈공간) + 9.5mm석고2p
바닥단열 ==> 기초상부 0.12mm 비닐1겹+마른모래 레벨링+100MM eps1호 2겹+기포콘트리트 60mm+방통 40mm+강화마루
답변을 드리기 전에. 한가지 궁금한 점이 있는데요..
50mm eps+OSB+90mm구조목+90mm유리섬유+90mm구조목
의 구성에서 90mm 유리섬유가 한번만 적혀져 있는데요.. 구조목은 90mm 가 두겹이구요..
이는 90mm 구조목 중에서 한 곳만 단열재를 채우시겠다는 의미이신지요?
90mm를 이격한 이유는 R11 단열재를 채우기 위해서 입니다.
합계 270mm 전부를 유리섬유로 채울 것입니다. 그 이유는 많은 단열재를 비교하여 가성비를 따졌기 때문에 이러한 구조가 나왔습니다. 참고로 구조적 문제는 없습니다. 참고로 모두 다등급인 R11 단열재를 쓸 것입니다. 감사합니다.
우선 죄송합니다.
답이 올라와 있는지를 미처 몰랐습니다.
1. 단열재는 다시 한번 더 재고를 부탁드립니다. 비록 다급 글라스울이 가성비가 높다고는 하지만 결국 저밀도의 문제는 그대로 안고 가시는 것입니다. 즉, 열전도율로는 해결이 되지 않는 하자 가능성이 상존하고 있습니다. 정상밀도 글라스을로 변경하시는 것이 좋으실 듯 합니다.
2. 외벽의 구성방식은 의도하신 바가 있으실 것으로 짐작되므로, 별도의 언급은 하지 않도록 하겠습니다.
3. 토대목 하부 XPS는 기초 앵커 등으로 하중을 받지 않는 구조면 괜찮으나, 하중을 받도록 하는 구성은 안될 듯 합니다. 계산 상으로는 압축강도가 나오기는 하나, 등분포하중이라고 하기에는 그 면적이 좁아, 목구조 전체 하중을 받아 내기에는 무리인 것으로 판단되었습니다.
답이 늦은 점 다시 한번 사과드립니다.
글을 읽다 궁금증이 생겨 질문 드립니다.
경량 목구조 빌더입니다. 저는 주로 바닥 수평을 맞추기 위해 무수축 몰탈을 사용합니다.
마페이 에서 나온 noboplan da 40 이란 제품을 사용하는데
이 제품을 사용해서 토대밑의 수평을 맞추고 있습니다.
이 제품의 압축강도는 36.3 이 나옵니다.
토대 밑만 시공하고 있어서 이것도 집중하중으로 해석되야 하는것인가 하는 궁금증이 생기고
사용 가능한 것인가에 대한 궁금증도 생겼습니다.
이 제품의 사용 가능 여부와 경량목구조 토대밑의 압축강도는 얼마가 되야 하는지 궁금합니다.
늘 감사합니다.
다만 시험성적서에서 보시다시피 100:25 라는 배합비를 지키면서 한다는 것이 전제조건입니다.
그리고, 저희 협회 내부에서도 많은 이야기가 오고 간 것이 이 토대목의 수평레벨이었는데요..
말씀하신 무수축몰탈을 포함하여 대안 검토를 했습니다만.. 결국 최선은 기초의 수평을 제대로 잡는 것이 최선이라는 결론입니다.
물론 이 것이 당장 현장에서 무조건 지켜야 한다는 것은 아니었구요. (저희 회원사도 아직까지 무수축몰탈을 사용하고 계시는 분이 있으시니까요..)
장기적 관점에서 일본의 주택처럼 기초의 레벨을 정확히 잡고 가는 것이 최선이라는 결론입니다.
전원주택을 짓고자 생각하고 있는데
양평 김한량님의 글을 읽고 걱정이 태산입니다
이렇게 신중하게 고려할것이 많은 줄 몰랐거든요
혹시 패시브협회에서도 견적을 주시나요?
다만, 위의 메뉴에 "협회안내"에 들어가시면, 회원사 명단이 있습니다. 당해 지역과 가장 가까운 회사를 찾으셔서 상담을 받아 보시어요.
그럼 인증은 하시나요?
신청은 어찌 해요?
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z8_01
시뮬레이션의 포인트는, 기초측면 단열을 하더라도 바닥난방 단열의 두께가 패시브 수준이라면 아래로의 열전달이 감소하여 기초저면 동결의 위험이 있으므로 1. 동결심도까지 잡석다짐 2. 기초저면 수평단열재 적용을 해법으로 주셨는데요.
시뮬레이션에 적용한 기초가 한국기준인지, 그리고 기초저면의 GL레벨 정보가 없어서 선뜻 단정하긴 어려우나, IRC의 FPSF 기준에 의하면 한국 대부분 지방에서 기초저면 깊이 GL-300 & 측면 단열재 40T(EPS기준)만으로 기초하부 동결에서 해방된다고 보았습니다.
시뮬레이션 정보를 토대로 생각하면, 이 IRC 기준도 바닥난방 하부 단열을 두껍게 하면 기초저면 영하 온도의 우려가 있다는 걸로 이해되는데요.
제 생각이 맞는지요? 그렇다면 IRC 기준은 바닥난방을 하지 않는 기준이라 그리 설정된 것이고, 한국의 경우는 IRC 기준을 지키더라도 방통하부 단열재 중가시엔 기초저면 동결 방지를 위해선 말씀하신 2가지 방법(잡석다짐 깊이 증가 or 수평단열재) 중 하나는 반드시 필요하다 보시는건가요?
그 외의 지역은 필요로 하지 않습니다.