먼저 이 글을 작성할 수 있었던 이유는

건축사의 단독주택 : 네이버 블로그 (naver.com)

라는 블로그내용을 작성을 우선 했었고

협회의 확인하에 기술자료에 글 작성을 허락 받았다. 

(블로그글은 약간 막쓴 글이고 이 기술자료 내용은 좀 더 정돈을 해서 올린다)

 큰틀에서의 동결심도 관련내용은

4-05. 기초의 단열 - 다. 기초의 외단열과 동결심도 (phiko.kr)

에서 대부분 기술 하기 때문에 그외의 이야기를 해보고자 한다(안보신분은 꼭보고 오셔야 이해가간다)

IRC에서기술하는 내용은 실내 온도를 월평균18도씨이상으로 유지한다는 전제조건(IRC에서R이 주거를 의미한다)에서의 FPSF임으로 그렇지 못한경우, 실내온도와 상관없는 경우는 어떠할까?

상세한 이야기를 하기 앞서 우리나라의 동결심도와 관련있는 유일한 기준인 구조기준을 조금 봐보자

(1)지역의 지반동결선 아래로 기초 저면을 연정한다

(2)기초저면의 지반이 동결되지 않도록 적절한 방법으로 열전달을 차단하는 방법으로 시공할것

(3)단단한 암바위에 설치할것

1번은 설계인들이 대부분 알고 있는 동결심도까지 기초가 닿아야 한다는 내용이고

2번이 우리가 궁금한주제,

3번은 동결심도밑으로 기초를 만드는 이유가 건축물 하부에서 물이 얼고 녹는 일이 반복되면 그 부피변화에 의해 기초에 영향을 주는게 문제인 것임으로 단단한 암반위에 설치하는 건축물은 그 영향을 받지 않는다는 당연한 이야기이다.

이어서 IBC기준을 보면 좀 놀랍다

우리나라 구조기준이라는게 IBC를 완전히 번역만 해놓은 내용이라는게 확연하게 들어난다

그런데 이상하게 2번내용만 조금 다른데, IBC는 ASCE32를 따르라고 되어있는가하면 우리나라 구조기준은 적절하게 단열하라고 되어있고 적절한 단열이 뭔지는 제시하지 않는다. 

국제기준을 따르면 국내기준에서 말한바와 같이 적절한 단열을 했다고 할수 있겠다는 생각으로 ASCE32를 살펴보자.

ASCE32를 설명하기 앞서서 내가 FPSF의 개념을 좀더 쉽게 풀어줘볼까 한다

당연하게도 원리는 IRC의 그것과 전혀 다르지 않다. 

애초에 동결심도라는 선이 지열과 지표흙의 열저항값에의해 형성되는 라인이라는 점을 생각해보면 지표흙의 열저항을 인공적인단열재의 열저항으로 대체한다는것이 조금도 다른 과학적, 열역학적 기술이 아니라는걸 알 수 있을것이다.

 ASCE32는 여러가지 파트로 나눠서 기술을 하는데 IRC내용과 겹치지 않는 부분은 단연 난방하지 않는 기초에 대한 사항이다

난방하지 않는 건물에서의 FPSF

1.설계 동결지수를 선택한다

2.지면에 놓는 단열재 배치를 결정한다

3.지면 단열재의 R값을 선택한다

4.지면에 접하는 단열 유형을 선택한다-단열피복방식과 두께를 계산

5.단열재의 지면압축하중을 확인한다

1번에 해당하는 동결지수는 미국 지수를 따를 이유는 없으니 우리나라 기준표를 보면된다

기초 외부로 튀어 나가야하는 단열재라는것은, 남한기준으로는 대부분 건축물 기초보다 75cm(30인치)정도 더 나가면된다

대관령, 춘천, 태백, 제천, 홍천, 인제, 철원, 봉화는 좀 춥다. 그런쪽에다가 건축하시는분은 좀더 단열을 빼내야 한다. 49인치라고 되어있다(1.24m정도)

여기서 IRC와 다른점이 하나 더있다면 코너라고 보강하는 길이가 다르지 않다

여기서 에너지절약계획서를 좀 작성해보신분들은 알겠지만 열전도저항(㎡k/W)이 R값이고 이는 여기서도 동일한 의미로 쓴다. 그치만 단위는 다르다... (ft2*Ｆ/Btu) (한국기준이없어서 이거 하나하나 쳐보는거 정말 서럽다)

아무튼 단위변환은 최종에서로 미루고 일단 미국 기준으로보면 앞서말한 대관령등 추운지역 제외하고는 한국에서는 5.7이라는 값을 갖는다

흙이 덮히는 수준에 따라서 0.3R씩 빼고 생각 할 수 있다고 되어있는데, 앝은기초를 계획하는데 지면에 많이 묻는다는것도 좀 안맞는 말이니까 기본값으로만 산정해보자. 아무튼 3번항 내용은 5.7을 적용하자로 결론이난다

 여기서 다시 서러움이 느껴지는게 ASTM이라는 미국 규정이 튀어나오는데, 감사하게도 여기 표에서 모든 저항값을 다 써주고 있긴하다.

다만 미국에서는 열전도율(w/mk)표기를 않하고 열저항값(㎡k/W) 표기 를 함으로 역수 계산도 해줘야하고 기본적으로 25.4mm(10인치)단위로 열저항값을 내놓고 사니까 그런 부분까지 감안하고 보면 한국에서 열전도율0.034이상값(단열"가"등급)에 해당하는 카테고리가 TypeⅨ 에 해당한다는것을 계산해 볼 수 있다.

또 R/인치 값이라고 하는 값(reff)을 다시 제공하는데 최종적으로는 두께만 판단하게 해주는 이쪽이 더 편하긴하다.

암튼 여기서는 reff(R/인치)값인 수직 단열재 3.4, 수평단열재 2.8을 기억하자

마지막 5번의 지면 압축하중계산문제로 이부분만큼은 좀 편하다.

우리는 지중에 사용하는 단열재는 압출법보온판을 기본으로 쓰기때문에 압출법보온판 압축강도만 확인하면 굳이 계산이 필요한 영역은 아니다.

얕은기초 위로 흙이 올라가면 얼마나 올라간다고 10ton이상 무게가 나오겠는가.

다만! 압출법 단열재가 장기로가면 열전도율만 내려가는게 아니고 압축강도도 내려가니까 제시된 강도의 70%정도라고봐야 한다고 한다.

 이제 거의 다왔다. 상기 식들을 다 엮어보면 아래와 같다

둘다 최소치(수직은 1인치, 수평은2인치)보다는 높음으로 해당 수치보다 두꺼운 단열만 해주면 된다

다만 실제로 판매하는 표준 두께라는것이 있으니까 수평두께는 50mm, 수직은 40mm 또는 50mm로 하면 되겠다

수평도  50mm가 불안하면 60mm로 하시면된다 

(실제로 제대로 압출법보온판은 장기로 봐도0.034보다는 장기열전도율이 더 낮게 나오는게 보통임으로 감안해서 50mm정도도 적정하다고 본다)

일부러 ASCE32 내용을 전부다 가져오지는 않았다. 일부 난방 일부 비난방인 케이스도 있고 한데, 요즘의 시공은 편의성이 매우 중요함으로 일관적으로 동일 기준 적용시키는게 맞는거 같다. 우리나라가 알레스카도 아니고 대단히 대단히 춥기만한 지역은 없다. 단열두께가 대단한 차이가 안나니 40~50mm로 통일해서 가는게 경제적이라고 생각한다.

무엇보다 이 내용을 찾아보면서 국토교통부에게 깊은 유감이 생기는게 어쩔 수 없었다

구조기준을 베껴서 쓰는건 물리적현상이라는게 당연히 여기다르고 저기다르지 않기때문에 가져올 수는 있는 일이라고 생각하지만, 가져올꺼면 다 가져오지 왜 이부분만 빼고 알아서 하라는지 이해가 어렵다.

아무튼 심히 유감이다.