10-4. 지붕 물처리에 대한 소고

이 글은 하자 감정을 하고 계시는 이명래선생님이 적은 글인데, 보시면 도움이 되실 듯 하여 기술자료실로 옯겨 놓았습니다.

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며칠 전 이곳 게시판에 '시공 중인 경사지붕에 눈이 쌓였는데, 지붕 gutter(물도랑)에 연결된 선홈통으로는 물이 내려오지 않고 다른 부위에 누수가 발생하고 있다.'라는 질문이 있었습니다. 즉, 외부수인 눈 녹은 물이 물길을 따라 흘러내리지 않고 어느 곳으로 숨어든 누수가 발생했다는 내용입니다.

일반적으로 지붕을 두고 얘기할 때 경사지붕과 평지붕으로 분류하여 논하는데, 두 지붕 모두 각각의 특성은 있습니다만 지붕에서 중요한 것은 이것 저것 떠나 물이 새지 않아야 한다는 것입니다.

이 두 유형의 지붕을 두고 방수성능만을 고려했을 때 대부분 물이 고이지 않고 흘러내림으로써 누수로부터 자유스러울 것이라는 경사지붕에 후한 점수를 주는 것이 일반적인고, 이곳 게시판에도 그런 류의 글이 있는 것으로 알고 있습니다. 그러나 제 생각은 많이 다른 것이 평지붕도 방수만 잘하면 경사지붕 못지 않으며 또한 넓은 면적을 활용할 수 있다는 것으로써, 이는 경사지붕에서 갖지 못하는 평지붕이 갖는 특성일 것입니다.

<올라 갈 수없어 현상 확인이 어려웠던 경사지붕>

집이 그 안에서 인간의 삶을 영위하기 때문에 당연히 편리하고 가용성이 우수하며 지속적인 개. 보수가 가능하게 지어져야 한다고 생각합니다. 너른 면적을 가지려면 초기비용이 많이 들 것이고, 하루 이틀 쓰고 버리는 게 아니고 오래토록 사용하려면 세월감에 따라 내구성이 저하되기 때문에 초기성능으로 되돌릴 수 있는 유지보수가 가능하도록 설계와 시공이 이루어져야 한다는 뜻입니다. 그런면에서 경사지붕보다는 평지붕이 낫다는 생각입니다.

공동주택 지붕 유형 또한 경사지붕과 평지붕 두 가집니다. 그러나 경사지붕이라고 해도 요즘 우리나라 주택에서 지향하고 있는 오스트리아나 스위스처럼 경사가 급하지 않으며, 추녀 끝 못미쳐서 거터라고 하는 물도랑도 있습니다. 일반적으로 이를 '지붕 트렌치'라고 부르는데, 마감재의 손상을 포함한 지붕층 보수공사 시 이러한 트렌치를 따라 이동하면서 작업하면 편리합니다.

 <공동주택 지붕 트렌치>

그런데 여기서 지붕 트렌치를 포함한 배수계통을 계획할 때는 지붕 유역의 넓이와 함께 최대 강수량을 고려되어야 할 것입니다. 이런 트렌치를 지붕 안에다가 만드는 이유가 한 시간에 100mm 이상의 강우가 들어부었을 때 추녀 끝에 만들어지는 처마홈통만으로는 감당하기 어렵기 때문이고, 겨울철 눈이 내렸을 때도 동이나 함석 등 박강판으로 만들어지는 처마홈통에 비해 안정된 배수가 가능하기 때문일 것입니다.

 아파트 경사지붕의 대부분은 아스팔트 슁글이나 강판기와가 얹여 있는데, 슁글은 강풍에 날아간 경우가 많으며 강판기와는 기와 틈새로 누수되는 경향이 높습니다. 강판기와의 경사를 낮게 잡은 경우 환기시설이나 옥탑 벽 등 지붕 중간에 설치된 구조물이 강우 시 장애물로 작용하기 때문인데, 강우 시 일시적으로 이러한 장애물에 막혀 잠시 체류되어 저수된 빗물이 강판기와 겹침부위를 넘어서 그 틈으로 누수가 되는 경우가 있습니다. 

<느린 경사지붕의 장애물>

그러나 아파트는 지붕 경사도 비교적 낮고 추녀 가까운 곳에 폭이 너른 트렌치가 있기 때문에 돌아다니기 편해서 보수공사도 무난합니다만, 빌라나 고급주택과 같은 경우 지붕에 올라 갈 수있는 사다리조차 없는 경우가 흔합니다. 공사비를 아끼거나 옥상 올라가는 계단이 의장적으로 보기 좋지 않기 때문인지는 모르겠습니다만 이는 분명히 잘못된 것입니다. 지붕의 처마홈통이나 모임통 등 배수와 관계 있는 곳은 낙엽을 포함한 물흐름에 영향을 주는 것들을 주기적으로 제거해야 하기 때문에, 반드시 지붕 통행로는 확보되어야 하며 안전성을 갖춰야 합니다.

또한 지붕은 외기에 대한 내구성이 고려된 설계와 시공이 필요합니다. 지붕 표면의 년교차는 여름철 최고 50도 이상 그리고 동절기에는 - 25도 이상의 온도가 작용하는 것으로 봐서, 부재 접합부위를 단순하게 실링재에 의한 처리 시 부재의 신축변위가 크기 때문에 실란트가 파단되기 쉽습니다.

<실란트 의존의 문제점>

누수란 '물이 틈을 통해 중력에 따라 이동한다'라고 정의합니다. 그리고 물은 경사지붕이나 평지붕이나 간에 지붕 중간에서 새는 것은 드뭅니다. 대부분 가에서 새는데 이는 물이 그쪽으로 흘러 모이기 때문으로써, 경사지붕에서는 트렌치를 비롯한 모임통으로 나가는 배수로이고 평지붕에서는 파라펫과 배수구 주변입니다. 또한 방수턱이 있으면서 두겁 하부에 물끊기가 없는 경우, 물이 이를 통해 수직방수층인 치켜 올림부위로 들어가서 내부로 누수되는 경우가 의외로 많습니다. 이러한 누수를 방지하기 위해서는 트렌치나 두겁이나 간에 물이 지나는 주변 부재는 틈없이 시공해야 합니다.

<물은 고이면 금속은 녹슬고 콘크리트는 동결융해가 반복되며, 틈이 있으면 샙니다.>

위에서 경사지붕보다는 평지붕을 제가 선호한다고 했습니다. 방수만 제대로 하면 관리하기도 편하고, 옥상 정원이나 텃밭 그리고 태양광 설치 등 활용성이 높기 때문인데, 그렇다고 전혀  문제가 없는 것은 아닙니다. 비노출방수를 한 다음 그 위에 단열재를 설치하고 누름 콘크리트를 타설 한 이후 시간 경과와 함께 콘크리트 표면의 열화입니다. 세월이 가면서 대기 중의 이산화황, 질소산화물과 같은 오염 물질이 포함된 산성비와 자동차 매연 등이 옥상바닥에 장시간 작용함으로써, 콘크리트가 화학적 침식에 의해 파괴되기 때문입니다.

 <옥상 바닥의 물리. 화학적 침식>

이러한 환경오염은 강재를 포함한 모든 지붕 구성재에 영향을 미칠 것이기 때문에 장기적인 개보수가 필요합니다. 지붕은 외기에 바로 노출되어 있다는 것을 간과해서는 안될 것입니다.

특별난 것이 아닌 가장 기본적인 것을 두서없이 말씀드렸습니다. 

오늘은 여기까지만 하고 담에 기회되면 이를 보충하도록 하겠습니다.

 앞 장에서 지붕에서 물이 바닥에 고였을 때 문제점을 몇 가지 예를 들었습니다.

 물이 고이고, 고인 부위에 틈이 있으면 물은 이동을 시작하고 낮은 것으로 흘러가는 것은 당연한 이치입니다. 이를 누수의 3요소 또는 누수 메카니즘이라 합니다. 물+틈+중력 이동이라는 거...

<평지붕 방수층 보호누름 콘크리트 바닥에 물고임>

 요즘, 학교를 포함한 관공서 옥상에는 복합방수공법 적용이 많습니다. 이 공법은 도막방수재를 시트방수재의 접착제로 하여 시공하는 것인데, 도막과 시트 멤브레인이 두 겹으로 시공됨으로써 방수 신뢰성이 높을 것이고, 대부분이 국토부의 "신기술"로 지정되어 있습니다. 이렇듯 신기술로 지정되면 국가가 발주하는 공사에서 우선적으로 설계가 반영되는 특혜(?)를 받을 수 있다고 합니다.

노출공법과 비노출공법으로 분류되는데, 일반적으로 신축은 비노출이고 보수공사에는 노출을 하는 경우가 많습니다. 그런데 제가 이 옥상에 뭐하러 올라왔겠습니까? 이 너른 학교 옥상에서 아래층으로 물이 새니까 올라왔으며, 바닥에는 노출 복합방수층 위에 물이 고인 것을 확인할 수 있습니다.

<학교 옥상바닥 복합방수층 파단에 의한 누수>

원인은 옥상 방수층에 작용하는 외력으로 인하여 시트 접합부위가 파단된 것이며, 여기서 외력이란 온도를 뜻합니다. 위에서 말씀드렸지만 옥상의 년교 차는 약 70~80도 가깝게 작용할 것입니다. 그래서 각 부재는 이러한 외기에 따른 신축변위를 흡수할 수 있는 줄눈을 설치합니다. 시트를 전면 밀착시켰을 때 문제발생이 많음으로 접합부위만 바닥에 붙이는 "부분 접착"공법을 적용합니다만, 하절기 온도가 높을 즈음에 보면 방수재가 팽창한 것을 쉽게 확인할 수 있는데, 이런 노출 복합방수층은 줄눈 설치가 쉽지만은 않을 것으로 여겨집니다.

그런데, 이런 줄눈을 그냥 만드는 게 아닙니다. 작용하는 온도와 부재(재료)의 선팽창계수를 고려하여 틈과 간격을 주는 것입니다. 옥상뿐만 아니라 마감부재에 발생하는 균열의 대부분은 이러한 신축변위를 제대로 흡수할 수 있는 줄눈을 적재 적소에다가 정확하게 설치하지 않음으로써 발생하는 경우가 많습니다. 저 역시 하자분쟁에 참여하기 전에는 "설마"했던 일들이었습니다만, 부재신축을 우습게 볼 일이 절대 아닙니다.

<부재 팽창에 따라 파라펫 구석에서 변위(콘크리트 벽이 밀림)로 인한 균열 발생>

그래서, 아래와 같이 일정한 간격을 두고 줄눈을 설치합니다. 이러한 신축 줄눈은 부재 단면 전체를 자르고 그 틈은 실링처리합니다.

<긴 벽 중간중간에 수직줄눈을 설치>

바닥도 다르지 않습니다. 

비노출 방수층 위에 보호누름 콘크리트를 타설하고 나면, 콘크리트의 경화(건조)수축이 발생하기 전에 "일정 간격"을 두고 줄눈파기를 합니다. 여기서 일정 간격이란 콘크리트 두께와 재료가 갖는 선팽창계수 그리고 균열 발생에 대한 일반적인 기준 등을 고려한 것이며, 줄눈 폭과 깊이도 적정 해야 합니다. 

콘크리트 타설 후 콘크리트가 경화하면서 수축 균열이 발생하기 전에 줄눈파기를 하지 못했거나, 줄눈 간격이 적정하지 못했을 때,  또는 줄눈파기 깊이가 적정하지 못하여 줄눈 유도를 제대로 하지 못했을 때는 아래와 같이 바닥에 균열이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.

<줄눈 간격 내에 발생한 균열 보수 흔적들>

여기서 재밌는 것을 확인할 수 있습니다.

이렇게 실링재로 균열을 보수했는데, 온도변화에 따른 신축변위로 인해 발생한 균열 틈새에 들어간 보수용 실란트가 바닥 부재가 팽창했을 때 밀려서 위로 솟구쳐 올라온 것입니다. 이를 보아 부재가 열영향을 받고 있다는 것을 증명할 수 있습니다.

<바닥 콘크리트 팽창에 따른 균열보수용 실란트의 솟아오름(추정이 아닌 사실임)>

줄눈을 만드는 것은 제멋대로의 균열이 발생하기 전 일정하게 구획하여 그 쪽으로 균열을 유도하겠다는 뜻입니다. 그런데 옥외의 줄눈은 반드시 실링처리를 해야 합니다. 줄눈의 폭과 깊이는 이러한 실링에 대한 계획에 포함되는 것으로써, 위 사진에서 보는 것과 같이 줄눈재인 실란트가 바닥 표면보다 더 위로 솟아오르면 사람의 통행이나 물건 이동 시 실링재가 파괴될 수 있습니다. 그래서 부재에 작용하는 거동(movement)을 고려한 줄눈 폭과 깊이를 조정하여 실링하는 "줄눈의 형상계수"라는 것을 적용합니다. 이는 다음에 소개하도록 하겠습니다.

그런데, 이렇게 설치된 줄눈 실링재가 파괴되는 것을 자주 봅니다. 솔직하게 얘기한다면 자주 정도가 아니라 일상적으로 대합니다. 이는 바탕의 문제일 수도 있고, 외기에 대한 실링재의 내구성을 포함한 재료적인 것 그리고 시공상의 문제 등이 단일 또는 복합적으로 작용하기 때문일 것입니다.

<옥상 바닥 줄눈재인 실란트의 열화>

벽과 바닥이 직교하는 구석에는, 콘크리트 타설 전 미리 완충재를 설치하여 바닥 콘크리트가 팽창했을 때 발생하는 변위에 대처해야 합니다. 

<옥상 바닥과 벽(파라펫)접합부위 줄눈 처리>

오늘은 여기까지입니다.

오타를 포함한 문맥정리도 저녁시간에 가능할 것입니다.

이해하시기 바랍니다.