저에너지하우스 설계에서 시공까지 (1) (김해 나전리 저에너지 스틸하우스 1)

저에너지하우스 설계에서 시공까지 (1) 

 (김해 나전리 저에너지 스틸하우스 1)

 

	사상 초유의 고유가시대가 도래하면서 전원주택 업계의 화두인 '패시브하우스'나 '에너지 제로주택'등 고효율 에너지 주택이 미래형 주택의 대안으로 떠오르고 있다. 1996년 도입된 이래 환경 친화적인 공법의 사회적 요구와 웰빙문화라는 트렌드의 변화에 따라 폭발적인 수요를 불러일으키고 있는 스틸하우스는 이러한 고효율에너지 주택의 강력한 대안으로 부상하고 있다. 일반적으로 스틸하우스는 미국의 전통적인 목조주택 공법인 2*4 시스템을 사용하며, 구조재로서 목재가 대신 두께 1.0M/M의 내외의 표면 처리된 아연도금 강판을 ㄷ 형강으로 냉간성형(스틸스터드)하여 주요 구조재로 사용하는 건축물을 말한다. 스틸하우스는 3대를 물려줄 수 있을 만큼 뛰어난 단열성과 차음성, 지진과 태풍을 견딜 수 있는 내진성과 내구성을 갖춘 집으로 알려져 있다. 즉 스틸하우스는 21C 환경 마인드를 갖춘 친환경 주택인 셈이다. 그 동안 스틸하우스는 양적으로나 질적으로 비약적인 발전을 해왔고 '공기층 단열배습시스템'등으로 대표되는 스틸하우스의 연구 개발의 결과 이제는 스틸하우스가 고유가 시대의 고효율 에너지 주택이 미래형 주택의 대안으로 떠오르고 있는 것이다. 우리는 이 지면을 빌어 '공기층 스타코 단열배습시스템'과 '지붕외단열 공법'등이 적용된 김해 나전리 저에너지 스틸하우스의 설계에서 시공과정을 하나씩 짚어보면서 왜 스틸하우스가 석유 한방울 나지 않는 대한민국에서 고효율 에너지 제로주택의 미래형 모델로서 그 대안일 수밖에 없는지에 대해 살펴보고자 한다.    “김해 나전리 저에너지 스틸하우스”의 설계   스틸하우스 건축설계는 스틸하우스 건축의 기능성과 형태성 (디자인적 측면)라는 두 가지의 큰 명제를 동시에 고려했을때 그 가치가 완성되는 것이다. 스틸하우스 건축의 본질은 쾌적하고도 안전한 생활의 영위를 위한 기술적인 전개와 함께, 공간 자체가 예술적인 감흥을 가진 창조성의 의미를 가진다. 스틸하우스 건축설계에 있어 디자인과 기능성은 서로 조화되고 특히 수 십번을 거쳐서라도 설계 수정 작업을 통해 100% 만족의 건축설계가 확정되어야만 실제 시공 과정에서 큰 수정 없이 무난하게 넘어 갈 수 있다. 김해 나전리 스틸하우스의 기능성을 완성하는 핵심 키워드는 한마디로 '초저에너지 하우스 시스템'이다. 이를 뒷받침하는 기술공법으로 '한국스틸하우스 협회(KSCA)' 의 최첨단 고효율 건축 에너지 테크놀로지로서 ‘중공층 스타코 단열배습시스템’'지붕 외단열 시스템" '숨 쉬는 지붕 시스템' ‘열교차단 프로그램’등을 100% 설계시 적용하였다. 아울러 ‘조이스트패널차음시스템’ ‘습식공간 콘크리트 단차설계시스템’ ‘이중급수배관 설비시스템등 KSEA 의 스틸하우스 100대 표준기술을 설계 단계에서부터 총체적으로 반영한'김해스틸하우스 표준시방서'를 건축주와 협의 작성하여 현장의 기술진에게 가이드라인으로 제시하고 건축 중간 과정에서 '한국스틸하우스 협회(KSEA)'의 스틸하우스 품질보증 평가와 심사를 거치게끔 하였다.
	□ 공사명: 김해 나전리 스틸하우스주택공사   1. 공정 및 시설내역에 따른 시방서 -. 시공자는 건축주가 제공하는 건축 기본도면을 기초로 하여 상세한 시공도면(shop drawing ) 등을 작성하여야 한다. -.주요구조재 (스터드, 조이스트, 래프트 등) 은 KSD??3854, 강도 ≥ 3,000 Kg/Cm의 규격용 자 재를 사용한다. -. 기초바닥의 con'c는 수평을 유지하여야 한다. -. 벽체패널 제작시 수직, 수평 및 대각선 맞추 기를 철저히 해야한다.( 레이져 레벨기 사용 ) -.바닥기초에는 정확한 부자재 삽입위치 및 앵크 볼트의 위치를 현장에서 철저히 확인한다. -.기초앙카볼트 ( 스틸하우스 전용 구조기초용 J 볼트 ) 및 홀다운 시공을 철저히 해야한다. -.부재의 접합 및 연결부분에는 스터랩, 타이, 가셋플레이트등 연결철물로 견고히 시공한다. -. 벽체판넬에는 X??브레싱을 철저히 시공한다. -. 수평스트랩, X??스트랩, 블로킹 등 시공을 철 저히 한다. -. 수평하중에 대응하기 위해 MAS와 허리케인타 이 등의 설치를 한다. -. 각 부위별 사용되는 나사는 사용위치에 맞는 종류와 규격을 사용한다. -. 습기가 있는곳 ( 욕실, 주방, 외부데크 등 ) 의 나사는 반드시 방청못을 사용하여야 한다. -. 개구부주위 스트더, 헤드부분, 벽체모서리부 분등에는 골조세우기전 단열재삽입(그라스울,    우레탄폴 ) 을 철저히 해야한다. -. 파이프나 전기배선이 스터드 웨브천공을 통과 할 시 고무 또는 플라스틱 마개(단열슬래브 ) 를 끼운다. -. 스틸골조에 정착물을 부착하기 위해 1) 선단 벽체 (shelf - wall)시스템,2) 케비넷부착, 3) 욕실부착물달기, 4) 조명     부착물 설치하기 등의 조치를 철저히 하여야 한다. -. 건물 바닥 및 벽, 지붕 등의 인슈레이션 (R-11,R-19.R-30m) 시공은 철저히한다. -. 건물외부 ( 외벽 및 지붕 )에 열반사단열재 추가로 시공한다. -. 미장공사시 10mm 아이소핑크 등을 사용하여 익스펜션조인트를 설치하여 주고, 2층 기초공 사시 외벽 스틸가이드    라인에도 결로방지용으 로 아이소핑크등으로 익스펜션조인트 설치한 다. -. 보일러 난방 배관 하부에도 열반사단열재 시 공을 철저히 한다. -. 창호나 도어 주변의 빈공간에는 글라스울, 우 레탄, 백업제 등으로 빈틈없이 충진한다. -. 외벽체구조는 O.S.B 합판 + 140mm 스터드 + O.S.B 합판 + 석고보드 1겹 구조로하고,     (O.S.B 합판은 APA마크의 북미산합판을 사용 한다.) -. 내벽체구조는 석고보드 1겹 + O.S.B 합판 + 140mm 스터드 + O.S.B 합판 + 석고보드 1겹 구조로 하고 (O.S.B합판은    APA마크의 북미산 합판을 사용한다.)퍼티로 매꿈작업을 철저히 한다. -. 외벽체는 O.S.B합판+타이벡+각재+10mm공기층+ 열반사단열재+외장재 방식으로 한다. -. O.S.B 합판시공 시 기초하단부 아래로 O.S.B 를 50mm정도 내려서 시공하고, O.S.B와 기초 하단사이의 틈을 우레탄    폼 등으로 충진한다. -. 하부트랙 밑에는 방습지를 설치해야한다. -. 바닥트랙 설치 시, 콘크리트바닥 위 프라이머 도포 후 방습지 설치 한 후 방습지위에 2X6 방부목 토대를 설치하고 방    습지를 다시한번 설치한다. -. 처마 및 지붕에 환기용 벤트를 설치한다 ( SOFFET??VENT, ROOF??VENT 이용 ) -. 벽체하단에 반드시 물끊기 후레싱을 설치한 다. -. 지붕 및 벽체의 연결부위 및 꺾이는 부분에는 방수후레싱 및 방습지를 철저히 시공한다. -. 지붕물막이 후레싱 설치 방법은 실리콘으로 합판틈 사이고정 + 물막이 알미늄 후레싱설 치 + 실리콘코킹 + 일반고무    시트 + 윈트가드 + 타이벡 설치 순으로 한다. -. 지붕외단열 시스템은 O.S.B합판 + 타이벡 + 열반사단열재 + 10mm아이소핑크 + 기와 순으 로한다. -. 지붕용 O.S.B합판은 노출등급 1등급의 지붕재 용을 사용하고, 아울러 O.S.B클럽의 사용원칙 을 준수한다. -. 창호설치 시 벽체와 접합부위에 방수후레싱 및 방습지를 견고하게 설치하여야한다. -. 2층외부 발코니와 주방 위 천창에는 방수후레 싱을 설치하고 방수에 철저를 기한다. -. 2층 발코니에 배수구 및 화장실의 배수드레인 시공을 철저히 한다. ( 레듀사 설치 ) -. 현관, 주방, 욕실, 발코니 등의 모서리 부분 에는 곰팡이에 강한 향균성 실리콘으로 실링 처리 한다. -. 모든 보드간 이음은 너무 밀착되지 않도록 약 간을 틈을 두고 ( 클립사용 ) 고정한다. -. 건식벽체의 연결부분은 종이테이프와 조인트 컴파운드로 보강한다. -.2층바닥구조는 조이스트위 방진가스켓 +18mmO.S.B합판+고무시트+con'c(10mm철근) 타설 -. 일반석고보드의 두께는 ( 13, 16 mm )이상이 어야 하고, 화기가 닿는곳(주방일부,보일러실 은 방화석고보드를 사용    한다. -. 보일러실 벽체 및 천장에는 12T 방화석고보드 를 2겹으로 시공한다. -. 화장실, 주방 등에는 내수용 합판 또는 내수 용석고보드 ( C.R.C 보드 )로 시공한다. -. 화장실과 다용도실바닥은 콘크리트 단차 ( 150mm이하 다운 ) 시공하고, 1차 방수모르타 르+ 2차 고무방수시트 + 3차액체방수한다. -. 발코니바닥의 콘크리트 단차시공하고, 윈터가 드 ( 써트디드사 ) 등으로 1차 방수하고, 그 위 모르타르방수, 액체방    수, 탄성도막방수로 마감한다. -. 화장실 벽체 구조체에는 습기에 강한 C.R.C 보드+방습지+방수석고보드+액체방수하는 공법 사용한다. -. 화장실 바닥하단과 벽체의 C.R.C 보드, 방수 석고보드가 만나는 부분은 반드시 실링처리하여 바닥의 물이 닿지 않    도록 한다. -. 주방천정은 내수성 마감재료로 하고 간접조명 이 가능한 우물천정으로 한다. -. 거실천정은 인테리어 천정 (우물천정)으로 한다. -. 외부데크 및 난간에 설치되는 방부목은 CCA처 리된 방부목대신 ACQ 처리 방부목이나 천연방 부목을 사용한다 -. 처마전면 ( FACER )부 높이는 150mm 정도로 하고, 처마벤트를 설치한다. -. 처마단부에는 처마덮게 ( Eave cap, 또는 Fascia ) 설치하고, 수직페이샤로 한다. -. 처마 끝에 물받이 및 물동이를 설치한다. -. 거실, 주방, 통로, 계단 등에는 매입등을 설 치한다. -. 보일러는 ( 기름보일러 )를 시공하고, 온수난 방은 보일러 시스템으로 시공하고, 각 실 온 도조절장치 ((주)코텍 )를     설치한다. -. 층간 화장실 (2층)과 주방에는 스톡벤트를 설 치한다. -. 각종 배관 배선공사 시 방범시스템, 위성방송 수신시스템과 냉방시스템, 인터넷선, 주방용 기 설비설치를 동시에 설     치한다.-. 급?배수관이 겨울철 동파되지 않도록 보온장치 를 철저히 한다. -. 급?배수관은 이중급수파이프 배관시스템과 필 요한 곳에는 부분적으로 방음파이프 설치를 고려한다. -. 외벽등 및 잔디등을 설치한다. -. 집주위에 집수정을 설치토록 한다. -. 드레스룸 입구 등에 장식몰딩을 한다. -. 외벽에 전기콘센트, 외벽등, 수도파이프, 계 량기 등을 부착 시 외벽전용 마운틴블럭을 사용한다. -.창문에는방충망(화이버글라스소재)을설치한다. -. 각종 설비배관, 전기전선, 콘센트, 조명기구, 각종타일 등은 국산정품을 사용한다. -. 피트 및 천정에 점검구를 설치한다. 1. 김해 저에너지 스틸하우스의 기초공사   ▶ 기초콘크리트공사 저에너지 스틸하우스 건축의 제1 공정은 기초공사다. 스틸하우스 수직 수평의 대각의 정렬은 규준틀 설치에서 시작되며 터파기에서 결정된다. 특히 전체공정에 커다란 영향을 미치는 터파기 작업시 정확한 수평레벨 준수를 위해 많은 시간과 인력을 투입하였다. 터파기후 기초바닥의 수분흡수를 위해 200M/M 이상 잡석다짐 공정을 실시하고 방석을 앉힌 후 철근설치와 줄기초 레미콘 타설 후 전체 바닥에 철근을 복근으로 설치한 후 200M/M 매트 기초를 행GOT다. 레미콘 타설 시 콘크리트 중에 있는 공기층을 제거하기 위해 반드시 발브레타로 콘크리트 전체를 완전히 믹싱시켰다.
	▶ 저에너지 스틸하우스 기초레벨(평활도) 제로 시스템 스틸하우스 기초 공사의 핵심은 RC조에 비해 상대적으로 콘크리트의 두께나 철근량에 있는 것이 아니고 기초레벨 평활도를 얼마나 유지하느냐에 좌우된다. 기초레벨이 오차율 이상으로 벗어나면 이후 진행되는 월 이렉션등의 공정에서 상당한 추가비용이 발생할 뿐더러 스틸 구조재의 국부좌굴과 이에 따른 건축물의 침하 현상이 발생한다. 기초레벨을 유지하는 방법으로 우선 레이져레벨기 혹은 물수평으로 수평을 체크하고 O.S.B등으로 레벨가이드를 설치했다. 내벽 역시 피아노선과 철근등으로 레벨가이드를 설치하였고 발브레타 믹싱 후 1차로 수평을 잡은 후 2-3시간 후 물기가 어느 정도 빠진 후 레미탈 등으로 다시 미장 마감을 하여 레벨가이드선을 기준점 삼아 레벨을 1-2m/m내 오차범위로 맞추었다. 이런 공정을 2-3회 실시하였다. ▶ 저에너지 스틸하우스의 기초 내진철물공사 스틸하우스는 구조적으로 이미 내진설계가 적용되어 있으며 이에 따라 기초공사 시 내진철물을 콘크리트 타설 전 설치한다. 스틸하우스 내진 철물로는 홀다운 전용 L앙카 와 MAS, 앙카볼트등이 있다. 특히 L앙카의 경우 그 길이는 600M/M이상이 되어야하고 MAS는 1220M/M간격으로 설치한다.
	3. 저에너지 스틸하우스 골조공사   저에너지 스틸하우스의 뼈대 골조공사에는 스틸스터드 철골조 공사, O.S.B합판공사, TY-VEK공사, 석고보드공사,방수시트공사(루핑펠트)가 포함되어있다. 스틸하우스의 단열성능과 차음성능이 결정되는 매우 중요한 공정이다. 이 공정은 일반인의 눈에는 잘 보이지 않는 공정인데 골조공사가 부실하면 그 내구성에 악영향을 끼치므로 골조공사시 '한국스틸하우스협회'가 제시한‘KSEA 100대 표준기술’을 준수하였다.   ▶ 스틸스터드 결로방지 프로그램 철골조공사시 월의 하부트랙이 닿는 기초 바닥에 콘크리트의 습기를 원천적으로 차단할 수 있도록 프라이머를 도포하고 방습지 실실러를 설치하고 그 위에 다시 방부목을 설치하였다. 벽체 제작 시 트리머 등 스터드가 겹치는 부분은 스치로폼보다는 차음성과 단열성이 우수한 글라스울을 충진했으며 조이스트박스 빔도 역시 결로 방지를 위해 그라스울을 충진하였다.
	▶저에너지 스틸하우스 철골조 공사 김해스틸하우스는 KSD3854 KS규격의 스틸스터드 를 사용하였고 구조체의 전단력을 보장하는 X-BRACING, 홀다운, 앙카볼트, MAS를 설치하고 풍압을 견딜수 있는 허리케인타이를 설치하였다. 철골조의 이렉션 시 공간의 수직, 수평 그리고 대각의 오차율을 표준범위 이내에 맞추었다.
	▶ O.S.B 합판공사 & Ty-vek 공사   O.S.B 합판은 구조성능이 인증된 A.P.A마크의 북미산 O.S.B를 사용하고 내외부 O.S.B합판 취부 시 O.S.B 클립을 사용 3M/M정도의 간격을 유지하여 O.S.B의 수축 팽창에 대비했다. 미 듀퐁사의 일면 투습지인 Ty-vek을 사용하여 생활습기를 방출한다. (현장에서 Ty-vek 대신 슈퍼온도리를 O.S.B에 직접 설치하는 경우가 있는데 이는 생활습기가 O.S.B합판에 흡착되어 외벽체가 부식되는 제1의 원인이 되니 유의해야한다.)
	한국제로에너지건축협회,kzba,페시브하우스,파시브하우스,패시브하우스,제로에너지하우스,저에너지하우스,독일패시브하우스,저탄소녹색건축기술포럼,에너지제로하우스,탄소제로,지구온난화,기후변화,삼진에너홈,패시브하우스 시공,패시브하우스 설계,패시브하우스 가격,패시브하우스 단열 기준,패시브하우스 정의,기밀시공,브로도어테스트,패시브하우스건축,패시브하우스 면적