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기초의 단열 – 2.기초의 외단열과 지내력

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앞 편에서 기초의 외단열을 원할히 하기 위해서는 매트기초로 가야 한다고 적은 바있다..
매트기초는 글 그대로 건축물 하부 기초 전면으로 하중을 고르게 전달하는 기초이므로 기초하부의 지반 역시 기초의 하중을 전체적으로 받혀 주어야 한다..
아래 그림처럼 통상적으로 원지반선 하부 30Cm를 긁어 내면 콘크리트 건물 2개층 정도를 받을 수 있는 지내력이 나온다고 본다..(구조기술사의 확인을 받을 것, 가장 확실한 방법은 지내력 테스트를 하는 것)
** 참고사항 ————————————————————————–
구조계산 약산시에 건축물의 하중은 통상적으로 다음과 같이 본다.
 - 콘크리트 건물일 경우 : 기초 20kN/㎡, 1개층당 15kN/㎡
- 목조 건물일 경우 : 기초 20kN/㎡, 1개층당 6kN/㎡
 그러므로,
2층 콘크리트 건물의 필요지내력 = (20kN + 15kN + 15kN) X 2 = 100kN/㎡
2층 목조 건물의 필요지내력 = (20kN + 6kN + 6kN) X 2 = 64kN/㎡
1kN = 약 0.1ton 과 같다. 그러므로 100kN/㎡ 은 10 ton/㎡ 으로 볼 수 있다.
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그런데, 아래 그림처럼 대부분의 전원주택은 1층 바닥이 지면으로부터 600mm 이상 올라가도록 설계를 한다.
이 경우 매트기초 하부의 공간을 어떻게 할 것인가?
방법은 건물 테두리의 측면 기초를 먼저 시공한 후, 중간의 빈 공간에 흙으로 성토를 한 후, 이동식 소형 컴팩터로 다짐을 하는 방법이 있을 수 있다.
이 경우 성토하는 흙의 높이 30Cm마다 끊어서 다짐을 단계적으로 해주어야 한다.
그러나, 소형 컴팩터로 흙을 다질 경우 60kN/㎡ 이상 다짐이 불가능하다고 보고 있다.
그러므로 이론상 목조 단층주택(지내력:52kN/㎡)까지만 시공이 가능하다고 볼 수 있다.
아래 그림은 흙을 성토하면서 컴팩터로 다진 후, 수평 매트기초를 시공한 예이다.
그러므로, 콘크리트 주택을 시공할 경우 기초하부의 지내력 확보를 위해 아래 그림처럼 흙으로 레벨을 맞추는 방법대신 잡석을 이용하여 레벨을 맞추면 가능하다.
이런 개념으로 기초의 외단열시공이 완성된 모습을 개념적으로 나타내면 아래 그림과 같다.
위의 결과물이 나오기까지의 과정을 하나씩 풀어보면 다음과 같다.
1. 우선 1층바닥의 레벨부터 따져서 절토를 하되, 위의 설명처럼 최소 30Cm 이상 절토를 한다. 그림은 40Cm로 되어져 있다.
2. 그 다음, 아래 그림처럼 무근콘크리트를 친다. 이는 앞으로의 시공을 위해 수평면을 맞추는 작업이면서 동시에 무근콘크리트위에 PE비닐(지반의 습기차단)을 깔기 쉽게하기 위함이다.
만약 물빠짐이 어려운 토질의 땅이거나, 지하수위가 높게 올라오는 땅의 경우 무근콘크리트하부에 잡석다짐을 추가하는 경우도 있다. 당연한 이야기지만 무근콘크리트위에 잡석다짐을 추가할 경우 이를 고려하여 지반 절토량이 더 늘어야 한다.
3. 다음으로 PE비닐을 깔고 단열재를 올린다. 이 때 단열재를 두겹으로 겹쳐서 시공하면 열교차단에 좋다. 단열재의 고정은 플라스틱 못 등으로 임시고정하면 무난하다.
4. 단열재위에 거푸집을 대고, 기초 측면 콘트리트를 타설한다.
5. 기초 안쪽의 단열재를 시공하고, 잡석으로 되메우기를 하기전 PE비닐을 감아올리고 10mm 멤브레인 배수판을 설치한다. 배수의 목적과 단열재보호의 목적을 동시에 갖는다.
6. 잡석을 되메우기하면서 컴팩터로 다짐을 한다. 대게의 현장에서는 트럭을 이용하여 다짐을 하는데,, 없어져야 할 관행 중 하나이다.
7. 잡석다짐 상부에 무근콘크리트를 타설한다.
8. 무근콘크리트위 PE비닐을 깔고 단열재를 역시 두겹으로 겹쳐서 시공한다.
9. 그 상부에 수평기초 배근을 하고, 기초콘크리트를 타설한다. 그림의 점선이 이어지기한 이음부분이다.
10. 외부쪽 단열재를 시공하고, 역시 단열재위에 PE 비닐과 10mm 멤브레인 배수판을 설치한다. 여기까지의 단열재는 반드시 XPS(압출법보온판)를 사용해야 한다. 이유는 본 게시판 “단열재의 종류 및 특징”에 있다.
11. 기초하부 측면에 지름 100~150mm 유공관을 매설하고, 상부에 부직포를 덮는다. 유공관을 설치하는 것은 기초하부에 물이 고이는 것을 방지하는 목적인데, 위에 적었듯이 배수가 원할한 토양의 경우 꼭 설치하지 않아도 무방하다.
12. 최종적으로 잡석 혹은 콩자갈을 깔아서 마무리한다.
GL +150~200mm 이상에는 EPS를 사용해도 무방하다. 단, 아래위 단열재의 사이는 물이 침투하지 않토록 알루미늄을 접어서 끼우던지, 아니면 기밀성테이프 판매회사에 문의하여 방수팽창테잎이라는 것을 주문하여 끼워서 접착하도록 한다.
13. 1층의 레벨이 지면에서 차이가 크지 않으면 기초시공과 기초외단열 시공은 훨씬 간단해 진다. 측면 기초를 만들 필요 없기 때문이다.
즉, ㄱ자로 꺾인 기초측면은 하중 때문이 아니라, 동결심도 때문에 설치하는 것이다. 그러므로 기초가 낮아지면 기초측벽은 필요가 없어지게 된다.
동결심도에 관한 내용은 다음에 이어서 올리도록 하겠다.
아래 그림처럼 기초하부가 처음부터 끝까지 편편해지므로 시공하기가 여러모로 편해 진다.
14. 다만, 기초가 더 내려갈 경우 주의해야 할 것이 있다.. 아래 그림의 1층 외벽 아래쪽에 있는 점선이 콘크리트를 이어치기한 부분을 나타내는데 위의 그림과 아래 그림의 비교해 보면 점선의 위치가 다름을 알 수 있다..
즉, 이어치는 부분이 GL 선 이하로 내려가면 혹시 모를 누수의 하자가 있을 수 있으므로, (아래 그림처럼 기초콘크리트의 상부면이 지면보다 아래로 갈 경우) 시공 시간이 더 소요되겠지만 이어치는 부분을 지면보다 윗 쪽으로 끌어 올려줄 필요가 있다. (반드시 이러 해야 하는 것은 아니다. 외벽의 방수가 충분하다면 기초상면에서 이어치기를 하여도 무방하다.)
다음에는 이 글에 이어서, 동결심도와 시공사례사진을 올리도록 하겠다.
비록 구조계산 등과 같은 내용은 패시브하우스와는 무관한 내용이나, 단열을 설명하기 위해 어쩔 수 없이 같이 설명하게 되었다.
다시 한번 강조하지만, 구조방식이나 기초형태 두께 등은 반드시 구조기술사의 계산이 수반되어야 한다. 이 글의 내용 중 구조와 관련된 사항은 이해를 돕고자 일반적인 사항을 그림으로 옮겨 놓았을 뿐 이다.
<출처 : 한국패시브건축협회, www.phiko.kr>

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