적정기술공방

적정기술

2012.09.04 축열식 벽난로 케스타블 코어(Castable core)공법 ㅣ작성자 함승호

| 0 comments

카페 분들께서 지혜를 모아 지역의 모임을 활성화 시키고

그러한 모임들이  활성화 되고 구심점이 되어

지역을 기반으로 하는 네트워크가  되고

조금더 조직적인 정보를 나누고 직접 자신의 손으로 무엇인가 구현해 보는 오프라인의 인연들이 시작이 되었으면 합니다.

 

원주 지역에 회원 분들이 도전을 시작한

케스타블 벽체의 벽난로에 시공 사례를 먼저 올려 드립니다.

 

케스타블에 관한 고민은

내화 벽돌로 벽난로를 만든다는 것이

만만치 않은 시공 시간과 노동력이  투입되는

밀도있는 작업이라는 것을 알고 나서 시작된 고민이었습니다.

 

-가스 누출의 위험에서 보다 안전하게,

-코아의 기밀과 구조적인 다중 안정성 확보 ,

-보다 안전한 코아의 보호, 유지

-양호한 축열메스의 확보,

-시공의 편이성

이러한 것들을 고민 하던 끝에

무엇인가 뒤집어 씌워서 “불안의 근원”을 덮어 버리면 속시원하겠다는 생각이 바로 “케스타블 코어”를 만들게 된 시작입니다..

아직 개발하고 개선하고 발전시켜야할 기술적 분야가 많은 공법입니다.

좋은 생각이 날때마다  도면을 그려 케스타블 벽체에 맞는 구조를 설계해 보기도 하고

여러 차례 미니어쳐를 만들어 케스타블의 강도 실험을 통하면서

실제 시공상 문제점들을 예상해 보고

국내에 케스타블을 전문으로 하는 업체들을 찿아 다니며

금형과 공법에 관한 기술적인 토론과 자문을 구하여 얻을수 있었습니다.

 

또한

벽난로 연구회가 축열식 벽난로 시공을 시작 하면서

초창기부터 적극적이고 헌신적으로 시공에 참여 하고 계신

에너지맨 류제경 선생님의 내화재 가공 기계류 개발로 인하여

정밀시공에 가까운 내화벽돌 가공이 가능하게 되었으며

철물을 벽난로 연구회에서 공급 할 수 있는 기틀을 마련해 놓으셨습니다.

저희가 시공하는 첫 케스타블 코어를 류제경 선생님의 집에 설치를 하면서 많은 기술적인 자료들을 만들 수 있었습니다.

 

기초는 수평과 수직이 중요 합니다.

수직으로 가중되는 하중에 열스트레스를 계속 받을 연소실이나 벽난로의 중요 부위에 뒤틀림으로 인한 파손이 생기지 않도록 하기 위한 작업입니다.1

대리석으로 기초를 잡았습니다.

2
케스타블 벽난로의 시공소식을 듣고

김해에서 양양까지 올라 오신 누리온 선강례님과

메니아 클럽 정의웅 님이 수고해 주셨습니다.

 

시공 위치는 거실과

부엌으로 통하는 사용 하지 않는 문의 위치로 하여

벽난로의 뒷벽을 활용 하여 부엌의 공간 난방을 하고

뒤쪽으로 설치될 온수를 주방에서 사용 하도록 하여 자리를 잡았습니다.3

열기 체널의 구성은

벽난로의 연소실을 통과하여

불목의 역활을 하는 콘(cone)을 통과하게 되고 확장연소실을 거쳐

바로 축열벽이 있는 왼쪽으로 체널이 넘어 가게 되고

하부에 연결된 축열식 침대를

두개의 수평 체널로 통과하여 끝에서 합쳐지고

그것이 침대의 모서리에 있는 수직 연통을 통하여 지붕으로 빠져 나가는 구조입니다.

연소실과 연통의 위치가 거리가 있는 관계로

초기 강제 배출 방식으로 설계를 하였습니다.4

5

하부 구조는 적당한 내화물이 없어 벽돌로 조적을 합니다.

6

연소실 상부에 불목 역활을 하는

원뿔 형태의 내화재를 구하여 연소실에서 점진적으로 상승하면서

위쪽으로 모여지게 되며 원뿔의 하부에서 35파이 정도 되는 2차 공기 주입이

연소실 벽면을 뒤쪽에서 부터 타고 올라온 스텐관에 의해서 주입이 됩니다.

물론 스텐관도 세라믹울로 감쌓아서 케스타블 안족에 묻히게 됩니다.

7

2차공기 주입 스텐관이 보이네요,

 

싱부에 올려 놓은 원뿔형 주변에는 공간이 남게 됩니다.

차후에 이곳에 앞쪽에서 철물을 제작 하여

오븐으로 설계를 해볼 생각입니다.

콘의 주변에는 케스타블을 두껍게 비벼 올려서

출열메스를 더욱 높었습니다.

이곳은 연소실의 지붕이기 때문에

가장 강한 열들이 발생되는 곳입니다.

이곳에 케스타블이 모두 열을 저장 한다면

아마도 쉽게 식지 않을 것입니다.

콘의 주변에는 동파이프를 말아서 8터 정도를 넣었습니다.

8

전체적인 모습은 이렇습니다.

코아 전체 높이가 1500 정도로 아담합니다.

폭은 약 650에서 700정도 되구요.

두개의 수평 열기 체널은 각각 2000 정도의 길이로

되돌아 오는 방식이 아니라 병렬로 한쪽 방향으로 흐르도록 하였습니다.

연소실의 규모는 가로가 230이구요 깊이는 500입니다

높이는 낮은곳이 400 최고 높은 곳이 720정도 입니다

콘 때문에 점진적으로 좁아지게 되어 있구요..

콘의 하부에서 좁아지는 통로가 시작 되는 곳에서

2차 공기가 주입 되도록 하였습니다.

높이가 연소실 하부에서 400~450정도 되는 높이 입니다.

9

포항제철에 철이 흘러 가는 통로로 사용 되어지는 내화재입니다.

모두 sk-38 로 절단 작업이 거의 불가능한 제품입니다.

10

본격적으로 케스타블 코어를 만들고 있습니다.

커푸집을 설치 하고 있습니다.

11

어느곳 한곳이라도 구멍이 생기면 케스타블이 새고 통제 하기 힘들어 집니다.

처음 부터 꼼꼼하게 작업을 해야 합니다.

아랫 부분처럼 마무리가 깨끗하지 않은 공간은 비닐이나 신문지로 꾸겨 넣어서

케스타블을 다지고 누를때 삐져 나오지 않도록 해야 합니다.

12

케스타블 벽체를 만드는 과정중 가장 조심해야할 작업은

기공을 없애는 작업입니다.

기공이 있으면 나중에 굳고 나서 기포속에 공기가 팽창하는 관계로

쪼개지는 상황이 발생할 수도 있습니다.

바이브레이터로 작업을 하면 쉽게 작업을 할 수있습니다.

또한 케스타블을 배합 할때 물과의 농도가 무척 중요 합니다.

다분히 경험을 살려야할 공정이기도 합니다.

13

 

이렇게 작업 하여 하루정도를 굳히는 시간이 필요 합니다.

양산을 하는 케스타블 제품들은 8시간 정도의 건조후

탈형을 한다고 합니다만 높이가 있다 보니까

8시간으로는 안되겠더군요.14

뒤쪽에 온수 배관이 빠져 나온 파이프와

하부에 공기 주입구가 보입니다.

그리고 재청소구를 앞쪽에 철물들과 너무 조밀하게 배치가 되어

뒤쪽에서 청소를 하게 만들었습니다.15

구들 침대는

최종적으로 황토로 작업을 했습니다.

위쪽 사진은 거푸집을 떼어 내지 않은 상태고

아래 사진은 거푸집을 떼어낸

“케스타블 코어 ” 사진 입니다.

16

17

18

19

걱정 했던것 보다는

대체적으로 말끔하게 성형이 되었습니다.

케스타블 코어를 탈형하고 처음 느낀점은

“안전은 하겠구나 ” 였습니다.

내화 벽돌로 코어를 정밀하게 조적을 해놓고서도

늘 마음 한구석이 편하지 않은 부분이 있었던것이 사실입니다.

물론

더 시간을 보내면서 관찰을 해야 할 것입니다.

수축과 열 스트레스에 의한 변화에 관하여도 철저하게 검증을 해볼 생각 입니다.

페이싱은 오랫동안 코아 상태로 사용 하면서 충분히 관찰한 후에

하는 것으로 류선생님에게 부탁을 드렸습니다.

 

중요한것 또 한가지는

이번에 실험적으로 시공을 한 케스타블 코어는

내벽은 검증된 내화물을 적절히 사용한 경우이고

외벽만을 케스타블로 시공을 한 사례 입니다.

열스트레스가 높고 이완 수축이 연속적인 연소실의 내벽을

구조에 고민없이 케스타블로 처리 한다는 것이 아직 확신이 서질 않아

조금더 실험을 거친후에 시공을 추진해 보려 합니다.

 

이번에 저희가 사용한 케스타블은

케스타블 시공의 정보와 물성적 경험이 필요 하여

독일에서 수입된  케스타블을 사용 하였습니다..

국내에서 사용 하던 것들과 비교 하면서 사용해 보려는 시도였습니다.

입도와 점도 그리고 쎄팅 능력이 무척 뛰어났습니다.

 

어떤 시공이든 철저한 시뮬레이션과

밀도있는 검토가 필요 합니다.

특히나 벽난로의 경우라면  더욱 그러합니다.

크리에이티브 커먼즈 라이선스
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 저작자표시-비영리-변경금지 4.0 국제 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.

댓글 남기기

Required fields are marked *.