경량 목구조 건축 - 장상식(확인사항 및 기초구조)

목조건축

1. 건축 공사 시작 전의 확인 사항

목조주택의 입지에는 특별히 어느 곳은 좋고 어느 곳은 나쁘다는 제한이 없지만 일반적인 주택의 입지 선정 기준을 그대로 적용한다고 생각하면 될 것이다. 예를 들어서 바닥이 가능하면 건조하고 배수가 잘되는 지형이 바람직하며 남향으로서 햇빛이 잘 드는 곳이 좋다고 할 수 있다. 평지 또는 약간의 언덕 지형으로서 기초를 설치하기가 용이한 지형이 바람직하지만 특별히 아주 심한 급경사 지역이 아니면 기초구조의 설치에 큰 제약을 받지는 않는다. 건축 입지에 나무나 자연석 등의 지형지물이 있는 경우에는 이들을 모두 제거하고 평지상태에서 건축하기 보다는 가능하면 지형지물을 그대로 살려서 건축하는 것이 자연적이고 환경에 대한 부담이 적을 것이다. 기초구조의 안정성을 확보하기 위하여 바닥의 토양이 가능하면 단단한 곳을 고르되 되 메우기를 하고 1년이 채 경과되지 않은 지역은 회피하는 것이 바람직하다. 토양이 부슬부슬한 모래 토질이거나 물렁물렁한 점토질인 경우에도 기초구조를 특별히 보강하여야 할 필요가 있을 것이다. 만약에 되 메우기한 시기가 오래되지 않았거나, 토양의 강도가 부실한 경우에는 기초구조를 설치하기 전에 쇠기둥 또는 콘크리트 기둥 형태의 파일을 설치하고 그 위에 기초구조를 설치하여야 한다.

목조주택의 건축 지역을 결정하기 전에 반드시 진입로가 확보되었는지 확인하여야 하며 덤프트럭 정도의 차량들이 진입할 수 있는 진입로의 확보가 필요하다. 건축 중에 토목공사, 기초 공사 및 건축 자재 운반을 위하여 큰 트럭들이 드나들어야 하므로 이들을 위한 진입로가 확보되지 않으면 건축 공사 중에 상당한 어려움을 겪게 될 것이다. 건축공사를 시작하기 전에 건축 자재 보관 장소 확보, 전기 가설공사, 상하수도 인입공사, 건축 중의 임시 화장실 확보, 인부들의 숙소 및 식사 장소 확보 등도 미리 확인하여야 할 사항들이다. 건축자재들은 공사기간 중 1-3개월간 보관하며 사용하여야 하기 때문에 가능하면 텐트 등과 같이 비를 맞지 않는 장소에 보관할 수 있도록 조처하여야 한다. 특히 실내 마감용 자재 및 목재들은 외기의 수분으로부터 철저히 보호하여야 하며 구조용 목재들도 가능하다면 비나 외부의 수분으로부터 보호할 수 있는 대책을 마련하여야 한다. 외부의 수분은 비나 눈 뿐만 아니라 바닥에 고이거나 바닥으로부터 솟아나는 물도 포함되므로 자재의 보관 장소는 반드시 배수가 양호하여 물이 고이지 않는 곳으로 선택하여야 한다.

2. 기초구조

목조주택에서 가장 일반적으로 많이 사용되는 기초구조는 줄기초구조이다. 줄기초 구조는 기초(footing)와 줄기초(foundation wall)로 구성되며 줄기초는 지상부의 내력벽 아래에 설치되어 내력벽을 통하여 전달되는 하중을 기초로 전달하는 역할을 수행한다. 기초(footing)는 줄기초를 통하여 전달된 상부의 하중을 넓은 기초의 밑면을 통하여 하부 토양에 분산 전달하는 역할을 갖는다. 줄기초의 깊이(높이)는 일반적으로 건축지역의 동결깊이 아래까지 도달할 수 있어야 하며 기초의 밑면이 되 메우기한 토양이나 강도가 부실한 토양 아래의 단단한 원래 지반에 닿을 수 있는 깊이가 되어야 한다.

줄기초의 두께 및 기초의 두께와 나비 등의 치수는 기초구조에 대한 계산을 통하여 산출되지만 일반적인 원칙은 줄기초와 기초의 두께는 1층의 목구조 벽체의 두께와 동일하여야 하며 기초의 나비는 두께의 2배가 되어야 한다. 목조주택은 지상 구조물의 무게가 비교적 가볍기 때문에 철근 콘크리트 건물이나 철골 건축물 보다는 작은 치수의 기초구조로도 안전을 확보할 수 있다.

기초(footing)를 설치하기 위하여 거푸집을 먼저 만들어야 하지만 기초 설치를 위한 공간을 지반 내에 깨끗하게 파내고 주변 토양이 단단한 경우에는 거푸집을 설치할 필요 없이 그대로 콘크리트를 부을 수 있다. 기초구조 내부에는 철근이 필요한 만큼 설치되어야 하며 줄기초의 철근은 기초 내부의 철근과 연결되어야 한다. 기초가 굳은 후에 줄기초 내부 철근을 설치하고 거푸집을 만든 후 콘크리트를 부어서 줄기초 구조를 완성한다.

지반에 수분이 많고 습한 지역의 경우에는 기초구조의 외부에 배수관을 설치하여야 하며 수분이 매우 많은 지역의 경우에는 기초의 내부에도 배수관을 설치하여야 한다. 배수관은 중간 중간에 집수를 위한 망이 설치된 제품이어야 하며 배수관 주변에는 잡석 또는 자갈층을 설치하여 배수가 잘 될 수 있도록 하여야 한다. 콘크리트는 열전도율이 높아서 측면을 통한 열의 발산 및 외부 냉기의 유입이 많기 때문에 줄기초의 측면 외부 또는 내부에 단열재를 설치하여야 한다. 줄기초의 외부 측면을 통하여 수분이 내부로 유입되거나 줄기초를 타고 바닥 쪽으로 올라올 수가 있기 때문에 가능하면 줄기초의 외부 측면은 수분의 침투를 방지할 수 있도록 방수처리를 하는 것이 좋다.

줄기초의 외부 토양은 주택으로부터 멀어지는 방향으로 배수가 될 수 있도록 경사져야 하고 줄기초의 지상 높이는 지면으로부터 240mm 이상 되어야 하며 우리나라와 같이 장마철에 집중호우가 발생하는 환경에는 300mm 이상 되는 것이 바람직하다. 줄기초는 구조적 안정성과 더불어 모서리의 직각 및 윗면의 수평 유지도 매우 중요하다. 지상의 목구조를 건축하기 위하여 필요한 직각, 수직 및 수평은 토대에서 잡아주게 되지만 기초구조에서 직각, 수직 및 수평이 잘 잡혀있으면 토대의 설치가 비교적 쉽고 빠르게 이루어질 수 있다.

기초구조는 줄기초 이외에 지하실이나 콘크리트판 기초구조로 설치할 수도 있다. 지하실의 건축은 줄기초의 높이를 좀 더 높이면 사람이 활동할 수 있는 지하실 공간을 만들 수 있다는 이점이 있지만 건축 면적의 증가, 건축비의 증가, 지하실의 용도, 지하실에 대한 방수 및 방습 처리 등의 모든 조건들을 잘 고려하여야 한다. 지하실도 사람이 활동할 수 있는 공간이 되기 위해서는 실내 공간의 높이가 2235mm 이상이 되어야 하며 가능하다면 2440mm 이상의 공간이 확보되는 것이 바람직하다.

1층의 바닥은 가능하면 콘크리트 구조로 설치하는 것이 우리나라의 기후 환경에 적합하다. 1층 바닥을 목구조로 설치하는 경우에는 그 아래 부분에 대한 환기와 방습 대책이 철저히 세워져야 하지만 우리나라와 같이 여름에 고온 다습하며 많은 강수량을 가진 지역에서는 방습대책의 수립이 쉽지 않다.

 

                     충남대학교 임산공학과 목구조실험실 장상식 교수