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4-07. 외단열미장마감공법 (EIFS) - 나. 기초와 외벽의 접합부

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By. 2014.02.16 00:23

관리자 ( Lv. 1 )

외단열미장공법 (EIFS, 약칭 외단열공법)에서 기초와 외벽의 접합부분의 설명이다.

허술한 주택에서는 매우 많은 열이 새는데, 특히 창호나 기타 일반적 취약부위를 제외하고 공통적이면서 다량의 열손실을 보이는 곳은 바로 기초 측면, 즉 1층 바닥의 측면 부위인 경우가 대부분이다. 아래는 판교에 있는 주택의 기초 부위에서 열이 새는 것을 잘 보여주고 있는 열화상카메라 사진이다.

이 처럼 기초의 외부는 반드시 단열이 필요하다. 특히 바닥난방의 공급열이 이 부위로 빠져나가기 때문에 손실의 양이 생각보다 무척 크기 때문이다.

특히, 아래 사진과 같이 대부분의 목조주택에서는 이 기초측면의 단열이 누락되어져 시공되고 있다. 이 사진은 단열재의 누락 외에도 할 말이 많은 주택이나 이번 호의 주제와는 관련이 없어 언급을 하지 않는다.

기초 측면의 단열은 흡수율 때문에 압출법단열재(XPS)를 사용해야 하며, 두께는 주택의 목표 성능에 따라 다르지만, 일반적 주택이라 할지라도 50mm 이상이 요구된다.

문제는 측면에 단열이 되어져 있는 그렇지 않든 지면과 만나는 부위에서 끊임없는 생기는 하자와 오염의 문제를 해결해야 한다는 것이다.

아래 그림은 2011년 후반에 완공될 파주주택의 기초부분 디테일이다. 1층 바닥의 높이가 지반과 차이가 많지 않아 편편한 매트기초를 적용하였다. 기초하부가 GL -300mm 이하로 충분히 내려가므로 기초측면 수평단열재도 적용하지 않았다.

1층 바닥에 다시 150mm의 비드법보온판을 깐 것은 단열 보강의 의미도 있지만, 마감재의 변경이나, 화장실 등의 다양한 레벨을 단열재 두께의 변경으로 대응하기 위하여 깐 것이다. 이 단열재 두께는 현장의 상황에 맞추어서 변경하면 된다.

지반의 물빠짐이 좋다면 아래와 같이 외단열면에 배수판만 붙혀도 된다. 배수판도 지반의 모세관현상을 막는 역할은 자갈층과 같다.

** 기초에서 모세관현상이란 물이 토양을 따라 기초의 외벽면에 고이는 현상이다.

모세관현상은 현실에서 쉽게 목격되는데... 예를 들면 흙을 무거운 물체로 내려 치면 표면에 물이 올라오는데 이 것이 모세관현상이다. 유리판사이에 물한방울을 넣고 유리판을 누르면, 물이 넗게 퍼지게 되는데 이 것도 모세관현상이다. 즉, 압력을 받을 경우 좁은 틈을 따라 물이 이동을 하는 현상이다.

자갈이 깔려있으면 아무리 세게 내려 쳐도 표면에 물이 올라오지 않는다.. 즉, 자갈층 하부에서 모세관현상이 끝나는 것이다. 그래서 기초 측면에 자갈을 채우거나 배수판을 넣는 것이다. 그러면 외단열의 단열재 표면에 물 고임이 줄어 기초하단을 비교적 쾌적한 상태로 유지할 수 있다.

이를 정리하면 다음과 같다.

지반의 물빠짐이 좋다면 아래와 같이 쇄석으로만 처리하고, 하부에 잡석을 채우면 물이 고일 일은 없다.

만약 물빠짐이 그리 좋지 않다면, 아래와 같이 유공관을 묻어서 배수로와 연결을 시켜준다.

또한 쇄석을 너무 깊이 넣고 싶지 않다면, 드레인보드를 단열재옆에 붙히고 유공관을 묻어 주어도 결과는 같다. 다만 주의할 것은 그림과 같이 드레인보드는 반드시 쇄석면까지 올라와 있어야 한다.

또한 지반의 물빠짐이 좋다면, 아래와 같이 드레인보드와 잡석만으로도 물이 고이지 않는다. 측면에 잡석대신 흙을 채워도 무방하다. 다만 진흙성분의 흙은 허용되지 않는다. 흔히 이야기하는 마사토면 충분하다.

그러므로 어떤 경우라도 외벽을 따라서 콩자갈이나, 쇄석을 깔아주는 것이 외벽 하단의 비올 때 흙튀김에 의한 오염을 막아, 외벽을 항상 청결하게 유지시켜주는데 좋다.

지붕 우수를 내리는 선홈통을 자갈층에 내리는 것도 좋은 방법이다. 그 경우 자갈층 하단에 배수관을 매설하여야 한다.

<기초 주변의 인조콩자갈>

배수판(드레인보드)과 쇄석은 그 목적이 같다. 기초저면의 단열재 주변으로 물이 고이 않도록 하는 목적이다. 그러므로 배수판이 설치될 경우 쇄석은 생략해도 되지만, 빗물의 튀김으로 인한 벽체 하부의 더러움을 막기위해서는 필요하다. 또한 배수판이 지면위로 올라오는 것이 그리 보기 좋지는 않기 때문에 배수판을 설치하더라도 쇄석 깔기는 필요하다.

이 설명을 그림으로 표현하면 아래와 같다. 이때 배수판은 최소 두께 10mm 이상의 제품을 사용해야 한다.

<배수판과 쇄석의 역할>

<배수판(드레인보드), 두께:0.98mm>

배수판은 인터넷에 "드레인보드"라고 검색하면 쉽게 찾을 수 있다.

시장에 인조석으로 만드는 콩자갈이 저렴하여 많이 사용하는데. 이 인조자갈은 처음에 하얀색이 좋지만 시간이 흐르면 염색이 되 듯 색이 바래지는 제품도 있으니 너무 싼 제품은 피해야 한다. 강자갈이 좋겠지만, 우리나라는 더 이상 큰 강자갈이 나오지 않는다, 이미 전국의 모든 큰 지름의 강자갈이 소진되었기 때문이다. 지금의 강자갈은 아주 지름이 작은 것만 있기 때문에 그냥 인조석 또는 쇄석을 사용하는 것이 좋다.

아래는 독일의 다양한 사례를 모아 보았다.

<강자잘 - 이런 크기가 우리나라엔 더 이상 없다>

<쇄석>

<대형 강자갈>

<초대형 쇄석>

아래 사진은 아주 큰 쇄석을 사용한 주택인데, 쇄석을 조금 들추어 냈더니, 기초면으로 배수판(드레인보드)가 보인다. 배수판은 사진처럼 거의 쇄석 높이까지 올라와야 한다.

<초대형 쇄석>

아래 사진은 역시 대형 쇄석을 사용한 집인데, 쇄석을 들추었더니, 기초 측면의 단열재가 그대로 보였다. 이런 쇄석(크기는 상관없이)이 기초하면까지 내려가 있다면 드레인보드는 사진과 같이 생략해도 무방하다.

기초 측면 단열재의 마감때문에 고민을 한 적이 많았었는데,, 이 처럼 쇄석면의 단열재는 그냥 마감없이 두고, 쇄석 위 쪽은 아연도철판을 피스로 박아서 막아두는 정도로 끝냈어도 보기에 괜찮았다.

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위의 글에서 콘크리트 기초의 구축방식에 대한 설명이 있었다. 여기서는 기초와 외벽의 접합부에 대한 설명이 위주가 되며, 이를 좀 더 명확히 하기 위해 순서도를 작성해 보았다. 아래는 줄기초의 작업순서도이다.

1. 줄기초와 외벽의 형성

<콘크리트구조 줄기초(얕은 기초) 외단열 개념도>

1. 줄기초와 외벽의 형성

만약 동결심도까지 기초를 내릴 경우는 아래 그림과 같다. 이때 다른 점은 기초저면의 수평단열재와 기초판 측면 단열재를 생략해도 무방하다.

<콘크리트구조 줄기초(깊은 기초) 외단열 개념도>

2. 통기초와 외벽의 형성

줄기초는 순서도에서 보다시피 상당히 많은 노력을 요한다. 사실상 그림대로 시공되기를 바라는 것은 현실적으로 어렵다. 그렇기 때문에 패시브하우스는 통기초(매트기초)의 방식을 택하는 것이 유리하다.

구성순서는 줄기초와 동일하므로 결과 그림만을 올린다.

<통기초 외단열 개념도>

"자료내려받기"게시판에도 올렸지만, 독일의 한 회사에서 매트기초용 고강도 압출법단열재를 생산하고 있다. 이 제품은 압축강도를 현저히 높혀서 거푸집없이 단열재를 이용하여 기초를 만들수 있게 한 제품이다. 기초부위의 외단열 공정이 상당히 간소화될 수 있다.

이 제품의 압축강도는 30~70N/㎠ 이다. 참고로 우리나라 KS규정에 의한 압출법단열재 특호의 압축강도는 25N/㎠ 이다.

<기초용 압출법단열재, 출처: JACKON Insulation GmbH>

아래는 구조방식별로 상기 제품을 적용한 예이다.

<기초용 고강도 압출법단열재의 사용예, 출처 : JACKON Insulation GmbH>

패시브하우스와는 상관없지만, 한가지 재밌는 것은 이 제품의 압축강도가 워낙 좋고, 흡수율이 없어 욕실에 매우 다양하게 사용될 수 있다는 점이다. 이 회사도 그 점을 이용하여 다양한 솔루션을 제시하고 있다. 아래는 욕조받힘을 만드는 일련의 모습니다.

<고강도 압출법단열재의 사용예, 출처 : JACKON Insulation GmbH>

잠시 딴 길로 새서 죄송하다.

3. 외단열미장마감시스템에서의 기초와 외벽의 접합부 구성

<외단열미장마감시스템, 출처 : http://en.lzgbs.com>

콘크리트 건물의 외단열미장마감시스템은 우선 벽체 하부부터 시공이 되어야 한다. 즉, 기초의 측면단열보다 벽체 하부 단열재 부착이 우선시 되어야 한다는 뜻이다. 이유는 물끊기의 확실한 시공과 벽체 단열재의 완전한 수평을 잡기가 훨씬 이롭기 때문이다.

외벽 단열재를 붙히기 위해 먼저 스타터(starter - 시작재)라는 것을 벽에 부착한다.

시작재는 전체 외벽 단열재의 수평을 잡기 위해 반드시 필요하다.

아래 사진은 가장 일반적인 형태의 시작재이다.

시작재의 앞쪽 상부에 구멍이 있는 이유는 메쉬와의 접합을 용이하게 하기 위함이고, 앞쪽이 아래도 내려온 이유가 물끊이를 확실히 하기 위함이다.

<EIFS용 시작재 - 물끊기 있는 타입>

<EIFS용 시작재 - 물끊기 있는 타입>

<EIFS용 시작재 - 물끊기 없는 타입>

<EIFS용 시작재 - 두꺼운 마감재를 위한 시작재>

<시작재의 역할>

패시브하우스에서는 단열재의 두께가 워낙 두껍기 때문에 단열재 하부를 모두 감싸는 시작재는 사용되기 어렵다.

그래서 아래와 같은 시작재가 사용되기도 한다.

< 시작재의 일종, 사진 출처 : http://www.wind-lock.com>

이 경우에는 모서리의 보호를 위해 별도의 시작모서리재를 설치해야 한다.

사진에서 아래가 요철모양인 것은 후면으로 내려올 수 있는 물을 처리하기 위한 것으로써 많은 시작재의 일종이고, 패시브하우스라고 해서 꼭 이런 모양만 사용해야 하는 것은 아니다.

<패시브하우스에서의 시작재 설치와 모서리재>

시작모서리재는 아래 그림처럼 매쉬가 함께 붙어져 있는 것을 사용하면 접착력을 높힐 수 있어 더 좋다.

<시작모서리재 with Mesh >

아래 사진은 패시브하우스의 외벽하단부 작업중인 사진이다. 방수층이 시작재 높이까지 올라가 있고, 추후 하부에 기초측면단열재를 붙히기 위한 팽창방수테이프를 붙힌 모습이다.

<패시브하우스에서의 시작재 설치와 모서리재>

이 처럼 패시브하우스에서는 단열재두께가 두꺼워짐에 따라 기존의 일체화 되어져 있는 알루미늄 시작재를 사용할 수 없다. 하지만 이 점은 또 다른 장점을 낳았는데 바로 열교가 현저히 줄어든다는 것이다. 아래 그림은 시작재에 의한 열교를 분석한 것인데, 왼쪽의 사진이 기존 일체형 알루미늄시작재이고, 우측이 시작재와 모서리재로 나뉘어진 시공의 결과치이다. 상당히 큰 차이가 많은 것을 알 수 있다.