목조건축물의 내구설계 4

목조건축물의 내구설계 4
이동흡 박사 (전체기사), desk@forestnews.or.kr

4.5 발코니, 창 난간두겁 등의 외부부품과의 접합부의 구법 건물본체의 구법에는 조금도 문제가 없음에도 태풍시에 생각하지도 않았던 곳에 비가 세는 것은 건축분야에서 오랫동안 일하였다면 누구라도 몇 번 씩은 경험을 하였을 것이다. 이 같이 예상 못하였던 곳에 비가 세는 것이 적지 않았던 원인은 발코니, 플라워박스, 창 난간두겁, 창틀 또는 각종 전선 등의 인입선 등과 같이 바깥 부품과 접합하는 부분에 있다. 본체와 관계가 없는 것은 될 수 있는 한 붙이지 않고 때는 것이 가장 안전한 방법이지만, 그것이 어려운 부재는 될 수 있으면 부품의 부착부위에 반드시 빗물이 들어가지 않도록 처마, 채양을 빼거나, 물구배 등을 배려하는 이외에 부착 부위의 마무리․바탕 방수층의 세움이나 넓힘이 충분하도록 한다. 또 부품이 부착되는 부위의 주변에 물끊기 또는 콕킹, 실링을 반드시 설치하는 등의 대책이 필요하다.

▲ 그림 20. 비가 새기 쉬운 외부 부착부분  4.6. 지붕과 지붕틀재 4.6.1. 형태와 지붕경사 지붕은 직접 일조, 우수, 적설 등의 자연환경에 노출되는 과혹한 조건에 있다. 특히 빗물에 노출되어 견디는 것이 가장 중요하기 때문에 건물에서는 지붕의 역할이 매우 중요하다. 지붕에서 비가 새는 것은 천장 면으로부터 떨어지는 물방울을 보고 알 수 있지만, 지붕틀을 타고 벽안으로 흐르는 누수를 발견하기는 쉽지 않다. 그러므로 피해 또한 확대되어진다. 지붕에서의 누수는 지붕면에서만 일어나는 것이 아니고 홈통으로부터의 누수도 있을 수 있으며 골홈통, 안홈통의 누수는 직접 건물 내부로 누수가 쉽기 때문에 심한 피해로 이어질 수도 있다. 누수가 일어나지 않도록 하기 위해서는 지붕의 형상은 모임지붕이나 박공지붕과 같이 단순한 것이 좋을 것이다. 복잡한 형상이 될 수록 지붕골을 많이 만들게 되므로 비가 샐 위험성도 높아진다. 지붕은 배수가 원활하면 누수를 막을 수 있다. 비새는 것을 방지하려면 안쪽으로 파인 형태의 조립된 지붕골을 만드는 것은 피해야 한다. 그러므로 지붕골을 적게 만들고 평지붕 등이 만들어지지 않도록 하고, 물 빠짐을 좋게 하는 것이 설계상의 포인트가 된다. 물매지붕은 지붕덮개를 깔고 지붕을 덮는다. 각 지붕덮개 재료는 서로 겹치거나 조금 걸쳐져 있는 정도로 방수층과는 다르게 접합부를 폐쇄하고 있지는 않다. 그 대신 지붕덮개 재에 맞는 물매를 만든다. 이 물매는 오랜 세월에 걸쳐서 경험적으로 산출되어진 것이다. 당연한 이야기지만 장척의 금속판과 같이 접합부가 매끈하고 접합한 곳이 적은 곳은 물매가 느슨하고, 초가지붕과 같이 볏짚으로 이은 지붕은 배수관계로 물매가 급해야 한다.

▲ 그림 21. 비아무리가 좋은 지붕형상과 지붕골이 많은 지붕의 예  지붕물매에서 중요한 것은 덮개 상호의 접합방법이다. 기와잇기의 경우에는 기와와 기와를 겹쳐놓는 것에 불과하다. 그렇지만 비가 많은 지방에서는 적은 지방보다 겹쳐지는 부분이 많도록 하여서 겹쳐지는 부분으로부터 누수가 적게 되도록 한다. 이와 같이 재료나 공법에 따라서 또는 비바람이 심한 지역이나 지형 등에 의해 적정한 지붕경사도나 겹쳐짐을 염두에 두는 것이 중요하다. 표 1. 지붕잇기 재료와 경사도 지붕잇기 재료 골기와잇기 평판 또는 금속판잇기 파형석면 스레트 주택용 지붕스레트 파형 아연철판 후형스레트 점토기와 볏짚 분수물매 1/10~2/10 3/10~ 3/10~ 3/10~5/10 3.5/10~ 3/10~4/10 4/10~5/10 6/10~10/10 표 1. 지붕잇기 재료와 경사도 4.6.2. 빗물 침입방지를 위한 지붕돌림 구법 지붕돌림 부분으로 통상의 상태에서 장기간 경과되었을 때 가장 피해받기 쉬운 부분이 추녀의 선단부분이다. 추녀 끝부분은 직접 풍우가 들이치는 부분이기 때문에 방수지의 표면을 흘러내린 빗물이 추녀 끝부분에 모이고, 부연평고대, 지붕널, 처마돌림판을 부후시킨다. 옛날 건물에서는 부연평고대에 처마돌림판을 붙이는 대신에 부연평고대에 회반죽을 칠하여서 서까래의 마구리에서 수분의 흡수를 방지하여 부후를 막았다. 이렇게 하여 추녀 끝부분을 오랫동안 사용하였다. 적어도 30년 이상을 사용하기를 원하면 추녀 끝에 사용하는 부재는 가압방부처리한 목재를 사용하거나 금속판 등으로 피복이 필요하다. 지붕틀재에 대해서도 중도리의 끝부분은 박공형식에서는 노출되기 때문에 그 끝부분을 박공널이나 동판으로 덮거나 약제처리를 하는 등의 조치가 필요하다. 특히 비바람이 심한 지역에서는 꼭 필요한 조치이다. 그림 22. 풍속, 처마추리를 고려한 벽면의 높이와 우량 벽면이나 개구부에 직접 빗물이 들이치면 벽 내에도 빗물이 침입할 수 있다. 이것을 최소화하기 위해서는 부지가 적어서 처마추리를 충분하게 빼지 못하는 경우를 제외하고는 최저 60mm 정도의 처마추리를 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 것은 건물측면의 박공처마 추리에도 적용된다. 특히 벽의 상부에서 빗물의 침입을 방지하기 위하여 처마추리, 박공처마추리를 가능한 범위에서 크게 하는 것이 좋다. 1층 지붕과 2층 외벽과 만나는 부분에 삽입하는 비흘림이나 채양의 표면을 덮은 금속판 등은 빗물이 침투되지 않도록 벽의 가운데 막음판을 세운다. 세우는 높이는 건물에 따라서 충분한 길이가 되도록 한다. 적어도 120mm 이상으로 하고, 상단부를 바깥쪽으로 접는다. 그림 23. 점토기와이기의 벽과 결합부에 있어서 비흘림의 설계 지붕 주위뿐만 아니라 외벽 기타 부위의 내구력을 유지하는데 중요한 역할을 하는 부분에는 홈통이 있다. 홈통에는 처마홈통, 선홈통, 골홈통, 깔때기홈통, 안홈통, 상자홈통 등 여러 가지 종류가 있지만 모두가 지붕에 내린 빗물을 각각의 홈통에 모아서 건물 밖으로 빨리 배출하는 역할을 하고 있다. 그러므로 홈통으로부터 범람이나 누수는 건물의 각부에 커다란 피해를 끼치게 된다. 특히 골홈통, 안홈통으로부터 누수는 광범한 피해를 끼치며, 그 범위는 지붕틀뿐만 아니라 축조에도 영향을 미친다. 홈통의 치수는 지붕면적, 지붕경사, 강우강도로부터 배수량을 결정하고 홈통의 경사를 고려하여 결정한다. 이 때 낙엽, 먼지, 낙하물 등에 의해 배수구가 막히는 것을 계산에 넣고 계산상의 치수보다 큰 것으로 한다. 홈통의 주변에는 비늘판 붙임이나 몰탈 바름에 관계없이 상당히 높은 비율의 부후피해가 있다. 이 원인은 넘쳐버린(overflow) 물의 침입, 선홈통의 홈통받이 금속부착 부분으로부터의 침입, 선홈통 하부에 물마무리가 나쁘거나 파손 등의 원인도 있을 수 있다. 선홈통의 위치는 평상시는 튀어나온 모퉁이나 들어간 모퉁이이며, 이러한 부분은 구조내력상 중요한 부분이기 때문에 시공을 할 때는 충분한 주의를 할 것과 적절한 유지관리를 할 필요가 있다. 처마홈통, 선홈통의 부착에 있어서 주의해야 할 점은 다음과 같다. ① 선홈통의 홈통받이 금속을 부착할 부분에서 벽안으로 빗물이 스며들지 않도록 부착하는 경사 등에 주의해야 한다. ② 선홈통은 반드시 배수관 또는 배수구멍과 연결시켜야 한다. 선홈통 하부의 파괴되기 쉬운 부분은 강관(鋼管) 등을 사용한다. ③ 깔때기홈통의 빠지는 입구에는 그물망 또는 드레인을 설치하고 이물질의 침입을 막아야 한다. 그림 24. 비새기 쉬운 홈통의 각 부분에 대한 대책 ④ 처마홈통의 경사는 1/80에서 1/120정도로 한다. 눈이 많은 지역에서는 낮으면서도 외벽에 기대도록 하여 설해를 방지한다.

▲ 그림 22. 풍속, 처마추리를 고려한 벽면의 높이와 우량

▲ 그림 23. 점토기와이기의 벽과 결합부에 있어서 비흘림의 설계  4.6.3. 지붕이면의 환기구 지붕이면에 위치하는 부재는 일반적으로 기건상태로 건조되어 있으며 대부분의 경우 부후하지 않을 것으로 생각한다. 그러나 비가 새거나 결로가 발생하였을 경우에는 지붕이면의 공간이 환기가 되지 않은 상태로 오랫동안 있게 되면 목재가 썩게 된다. 이것을 방지하기 위해서는 지붕이면의 공간에는 적당한 크기의 환기구멍을 2개 이상 설치하는 것이 좋다. 환기구멍은 이와 같은 지붕이면의 공간에 발생된 습기를 밖으로 배출하는 기능 이외에도 지붕이면의 공간 온도를 외기온도에 가깝도록 해주기 때문에 지붕의 바탕 면이나 기와 밑에 발생하는 결로를 방지하는 기능도 갖고 있다. 지붕이면에 환기구멍을 설치하는 원칙은 다음과 같다. ① 독립된 지붕이면마다 유효한 위치에 2개 이상 환기구멍을 만든다. ② 환기구멍의 유효 환기면적은 다음과 같다. ㉮ 양 박공면에 흡배기용 환기구멍을 설치한 경우에는 환기구멍을 될 수 있으면 상부에다 설치하고, 환기구멍의 면적의 합계는 천장면적의 1/300이상으로 한다. ㉯ 처마이면에 흡배기용의 환기구멍을 설치할 경우에는 환기구멍의 면적 합계는 천장면 적의 1/250이상으로 한다. ㉰ 처마이면의 환기구멍을 박공 쪽에 환기구멍과 수직거리로 900mm 이상 떨어져서 설치할 경우에는 각각 환기구멍의 면적을 천장면적의 1/900이상으로 한다. ㉱ 배기통이나 기타의 기구를 이용한 배기구멍은 될 수 있으면 지붕이면 꼭대기에 설치하도록 하고 배기구멍의 면적은 천장면적의 1/1600이상으로 한다. 또 처마이면에 설치하는 흡기구멍의 면적은 천장면적의 1/900이상으로 한다. ㉲ 처마이면에 흡기구멍을 설치한데다 용마루 부분에 배기구멍을 설치할 때는 흡기구멍의 면적을 천장면적의 1/900이상으로 하고 배기공의 면적을 천장면적의 1/1600이상으로 한다. ③ 천장이면의 환기구멍에는 비, 눈, 벌레 등의 침입을 방지하기 위하여 망 등을 견고하게 부착한다. 또한 천장뿐만 아니라 지붕 바로 아래에 단열재를 넣고 지붕이면 공간을 실내공간과 같 이그림 25. 지붕이면의 환기구멍의 설치방법 하는 지붕단열의 경우에는 지붕이면의 환기구멍은 필요하지 않다.

▲ 그림 25. 지붕이면의 환기구멍의 설치방법  4.6.4. 지붕이면의 결로 방지를 위한 구법 지붕이면에 로프트를 설치할 목적으로 지붕단열을 할 경우에는 전술과 같이 지붕이면에 환기구멍을 설치할 필요가 없다. 이러한 경우 설계, 시공의 잘못으로 지붕이면에 결로가 발생하는 수가 있다. 이 결로는 주로 지붕 내부의 단열재에 빗물이나 실내에서 발생한 습기에 의한 것이기 때문에 지붕내부에 수분, 습기가 체류하지 않도록 조치를 할 필요가 있다. 이를 위해서는 다음과 같은 대책이 필요하다. ① 단열재의 바깥쪽에는 통기층(두께 30mm 정도)을 설치하고 필요에 따라서 단열재와 통기층의 사이에는 방풍층을 설치한다. ② 단열재의 실내 쪽에는 방습재에 따라서 방습층을 시공하는 등, 실내의 습기가 지붕 내부에 침입하지 않도록 한다. 천장을 붙임으로 인해 밀폐된 천장 공간이 만들어질 경우에는 지붕부재의 점검이 가능하도록 요소요소에 점검구를 설치해 둔다. 4.6.5. 지붕이면 점검구 만에 하나 비가 세거나 결로의 유무 또는 지붕이면 단열재, 지붕이면 배선 등의 부설상황 등을 점검하기 위하여 지붕이면에는 반드시 점검구를 설치할 필요가 있다. 지붕이면에는 준공 후 여러 가지 후속공사가 뒤따르기 때문에 이러한 경우에도 이 점검구를 이용할 수 있다. 일반적으로 붙박이장이 있는 천장부분에 사람이 쉽게 들어갈 수 있을 정도의 점검구를 설치한다. 지붕이면이 몇 개로 분할되어 있을 경우에는 각각에 대하여 설치할 필요가 있다.

▲ 그림 26. 지붕이면의 결로 방지를 위한 통기 방법의 예  출처 : 산림환경신문