Conference - 기술분야1

 

 

재료의 기대수명, 외장벽돌 그리고 계단

 

 

2017. 05. 18

 

 

건축계획을 진행하며 유지관리, 하자 그리고 놓치기 쉬운 부위들에 대해 3가지 카테고리를 중점으로 기술분야 컨퍼런스를 진행하였다. 설계2부문 남명관 상무, 홍성천 상무, 원제근 이사가 발표하였다.

 

1. 유지관리를 고려한 건축계획 : 재료의 기대수명

2. 하자사례를 통한 설계 개선사항 : 외장벽돌

3. 설계시 놓치기 쉬운 부위들 : 계단

 

 

 

1. 유지관리를 고려한 건축계획 : 재료의 기대수명

 

건축주는 건축물의 생애 기간 동안 어느 정도의 비용으로 건축물을 유지할 수 있을 것인가? 최근 건설공사에 투입되는 총 비용도 단순한 건설공사 기간의 공사비 및 부지 구입비용 외에 그 건물이 수명을 다할 때까지 소요되는 유지보수관리비용을 합산한 시설물 생애 비용(LCC: Life Cycle Cost) 개념으로 바뀌고 있는 실정이다.

 

 

 

 

유지관리비용은 자재의 내구성과 관계가 깊다. 오래 지속할 수 있는 재료를 사용할 수록 유지관리비용이 줄어든다.

외부에 사용되는 건축재료는 UV, 습기, 온도, 풍화 및 오염된 공기에 의해 수명이 영향을 받는다.

따라서 유지관리비용을 줄이기 위해 자재의 수명을 알고, 수명이 단축되는 현상을 막는 소정의 방법에 대해 이야기하고자 한다.

 

 

 

l 건축 외장재 부위별 기대수명

 

지붕재	외벽재	바닥재	창호	하지재
금속재: 40~80년  - 스테인리스스틸: 80년+  - Zinc: 80년  - 동: 70년  - 알루미늄: 40~60년    슁글: 10~50년    무근콘크리트: 50년+    TPO: 7~10년    기타: 10~70년  (하지재, 방수재, 단열재)	금속재: 40~80년    석재, 조적재: 40~100년    콘크리트: 50~100년    타일: 40~80년    Stccco: 50년    기타: 10~70년  (하지재, 방수재, 단열재)	석재: 40~100년    타일: 40~80년    목재: 10~25년    기타: 10~50년	복층유리: 15~20년  *유리 자체는 60년 지속이나 단열간봉의 기대수명이 15~20년    C/W AL.Frame: 20~60년  *AL.은 alloy6063이 최장수함  - 아노다이징: 30년+  - 불소수지코팅: 20년+	아연용융도금: 35~60년  - 도금이 두꺼워 외부시설에 적합    전기아연도금: 15~45년  - 미려하나 도금이 얇아 내구성이 낮음    아연코팅(도장): 10년+  - 방청기능으로 하도에 사용  - 각재에는 내부도장 불가    스테인리스스틸: 65~100년    데크용 목재: 10~30년    에폭시코팅 못: 50년

※ InterNACHI. USA / Buildingscience.com

 

 

1. 유지관리를 고려한다면 교체시점에 맞게 재료 및 구성재의 내구 연한을 비슷하게 맞추는 것이 합리적이다.

2. 원자재가 기대수명에 가깝게 유지되기 위해서는 외부환경에 저항할 수 있는 Coating과 자재와 자재를 연결하는 Caulking의 도움을 받아야 한다.

3. 따라서 자재별 적정 Coating재 도장과 Caulking재 실리콘에 대해 알아보고자 한다.

 

 

 

l Coating과 Caulking

 

 

도료의 구성

수지	안료	용제	첨가제
도료의 기본골격으로써 도료를 구성하는 수지의 성분이 그 도료의 특징 및 성능을 나타냄	색을 내는 재료이며 방청기능을 제공할 수 있음	수지를 녹이거나 도료를 묽게 할 때 쓰는 액체	제조에서 건조되어 내구력을 지속시킬 때까지 각각의 단계에서 필요로 하는 기능을 발휘하도록 가해지는 보조제

 

 

적용 부위 및 특징

수성페인트 - 몰탈, 콘크리트면 내외부 부분 - 고채도 색상X		유성페인트 - 목재, 철재에 적합(몰탈, 콘크리트면 부적합) - 내외부 마무리 도장용
아크릴 페인트 - 철제, 걸레받이	에폭시 페인트 - 방수, 바닥용 도료 - 경도가 높음	우레탄 페인트 - 방수, 바닥, 철제 - 내후성 및 탄성이 좋음	불소수지 페인트 - 초내후성 페인트 -알루미늄

 

 

외부용 도료- 사용부위별 적용에 따른 구분

 

 

외부용 실란트 적용 부위별 구분

웨더씰	구조용	창호	유리	신축줄눈
석재 조인트 다공질소재 조인트 AL 조인트 AL+석재/CONC AL+유리 유리+유리	현장 시공용 UNIT 제작용	PVC+몰탈 AL+몰탈	유리글레이징 일반복층유리 커튼월(SSG)	현장 시공용 UNIT 제작용
SL	SL	SL, PU	SL, PU	PU

* 성분구성: SL(실리콘), PU(폴리우레탄), PS(폴리설파이드)

 

 

외부용 실란트- 사용부위별 적용에 따른 구분

 

 

 

철제용 도료의 수명 주기와 비용 비교

 

 

 

 

 

 

 

2. 하자사례를 통한 설계 개선사항 : 외장벽돌

 

 

l 벽돌건축의 기원

 

벽돌은 건축용 자재의 하나로써 점토를 틀에 넣고 찍은 다음 건조시키거나 소성시켜 만든 것이다. 벽돌로 축조된 건축물은 원래 서남 아시아에서 발달해온 것으로 바빌론의 도시가 벽돌로 건축되었다고 역사가는 언급하고 있다. 적어도 BC4000년 전부터 흙과 돌을 대체한 건조벽돌을 건축부재로 쓰였으리라 추정된다. 중국에서는 전국시대 이후 후한시대부터 유행하여 벽의 축조 바닥포장, 묘실, 탑 등 축조에 벽돌이 쓰여진 것으로 확인된다. 우리나라에서는 삼국시대부터 쓰여진 것으로 발견되지만, 폭넓게 사용된 것은 통일신라시대 부터이다.

 

우리나라 최초의 근대식 벽돌건물은 중1892년 11월에 준공된 중림동 약현성당으로 국가문화재(사적 252호)로 지정되어있다.

 

 

 

l 유형별 하자사례 및 원인분석

 

 

1)앵클 브라켓 지지철물 불량으로 인한 처짐 및 균열

 

(사례1)

 

(사례2)

 

 

2)신축줄눈 설치누락으로 인한 균열

 

(사례)

 

 

3)통풍구, 배수구 설치누락으로 인한 백화

 

(사례)

 

 

4)천장용 지지철물 불량으로 인한 균열 및 탈락

 

(사례)

 

 

 

l 설계 유의사항 : 하자 개선안 반영

 

 

1)입면 설치 계획도

 

 

2)내진용 인방 및 앵글상세도

 

 

 

3)부속자재 설치 상세도

 

 

 

4)신축줄눈 및 내진용 홀더 상세도

 

 

 

5)내진용 천장 행거 상세도

 

 

 

 

3. 놓치기 쉬운 설계 부위들 : 계단

 

계단실의 적정크기 미확보로 인한 계단참 추가 및 계단실 길이 변경으로 인해 코어계획 전체를 수정해야하는 사례 발생

 

법규해석 미비, 임의 해석으로 인한 설계 및 인허가 또는 사용승인시 문제 발생

 

계획설계 시 적용할 수 있는 적정 계단실 크기를 제안하여 빠른 시간에 효율적인 코어계획을 할 수 있도록 함.

 

계단실 계획 시 세부적인 요소들을 고려하여 완성도 있는 계단을 만들도록 함.

 

 

l 계단의 이해

 

 

계단의 폭

- 인간 행위의 보행동작에서 인체 중심으로 형성되는 1인당 점유면적과 교통매체로써의 역할 시 보행인들의 유동량에 의해 결정

 

계단 폭 산정방식(DIN 18065 규정)

- 기본 폭 1m를 기준으로 이용자 100명당 유효폭을 더하는 방식

 

100~500명 이내	500~1000명 이내	1000명 이상
1m+(0.7X매 100명 단위) 예) 500명인 경우 1m+(0.7X500) = 4.5m의 유효폭 확보	1m+(0.7X500명) + (0.5X추가된100명 단위) 예) 800명인 경우 1m+(0.7X500) + (0.5X300)=6.0m의 유효폭 확보	앞선 계산법에서 100명당 0.3을 곱한 폭 추가적으로 확보

※Christinc-Ruth Hansmann, Treppen in der Architektur, DVA, 1993, p.28-29

 

 

단 높이와 너비

- 계단의 구성요소 중 계획기준으로 가장 중요한 것은 형태 및 평면상의 위치와 더불어 계단의 경사도

- 수직보행의 동작에서 가장 높은 사고율과 위험성이 대개 계단의 단 높이와 너비 치수의 비합리성으로 발생

- 가장 높은 사고율은 15.9m보다 적은 치수의 단높이

 

 

산정방식

보행자의 보행폭 기준 (통상적 산출기준)	안전치수 기준	보행자의 편안함 기준
일반 보행자의 폭 70~75cm, 표준 73cm 20˚ 각도에서 평균 보폭 63cm 정도로 감소 (단 높이 X 2) + 단 너비 = 63cm (경사 20˚의 평균 보폭과 동일)	단 높이 + 단 너비 = 46cm / 국내 45cm	단 너비 - 단 높이 = 12cm

※Willibald Mannes, 계단의 구조 및 상세, 도서출판국제, 1992, p.23

※무장애 건축환경을 위한 계단의 설계특성에 관한 연구, 한국의료복지시설학회지 10권 2호

 

 

 

l 계단 계획 각론

 

 

 

 

 

※Ernst and Peter Neufert, Architect's Data, Oxford, 2004

 

 

 

l 계단 최소기준 및 장애인 편의시설 적용

 

 

 

※장애인 편의시설 표준 상세도 (2012.12)

 

 

 

 

l 계단 설계 제안(표준화 도면)

 

 

 

 

 

l 계단 설계 요소

 

 

난간

 

 

  

걸레받이, 옆면

 

 

 

바닥재

 

 

 

l 계단 사례

 

LG 유플러스 용산사옥

 

 

 

한국환경산업기술원 리모델링

 

 

 

새롬고등학교

 

 

 

광운대학교 광운스퀘어

 

 

 

l 피난계단 방화문과 유효너비 0.9M 이상

 

 

 

 

 

유효너비를 고려한 문폭(Frame 포함) :

4.5"X4.5" (미국) / 1,040

4.0"X4.5", 4.0"X5.0" (국내) / 1.035

 

Butt Hinge : 2,250까지/ 3개, 2,950 / 4개 (높이 700마다 1개 추가)

 

 

 

 

 

[문의]설계2부문 PMO 김향기 (02-3407-1276)