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기초의 단열 – 5. 목구조기초의 단열

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목구조 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 붙힌 모습니다. 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.
<출처 : 한국패시브건축협회, www.phiko.kr>

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