목조주택 14> 외부마감공사(지붕과 벽체, 그리고 단열에 대하여...) - 1511

 

 

 

 

 

     7-5. 지붕

 

     이제 외부마감공사다.

     내부와 달리 합판이나 OSB까지 완료된 지붕과 외벽은 말 그대로 마감공사가 진행되어야 한다. 먼저 지붕은 아스팔트 싱글, 기와(금속/시멘트/도기류 등), 목재, 시트(징크/알루미늄/강판 등 금속재와 플라스틱비닐류 등) 등 다양한 소재와 질감으로 마감되는데, 북미에서 가장 선호하고 있는 제품은 주택의 수준과 무관하게 싱글재라고 한다.

 

< 기와나 너와를 개량한 것이 아스팔트 싱글 또는 그와 유사한 지붕재(금속, 시멘트 기와 등)다. 아스팔트 싱글은 시공이 편리하고 기능대비 경제성에서 뛰어나지만, 미감에서도 결코 떨어지지 않는다...

   국내에서는 아파트 기와걸이에 기와를 대체하면서 90년대 중반부터 본격적으로 사용되다가, 2000년대 전후 다락방이 있는 박공이 유행하면서 보편화 되었다... 그러나 아파트 지붕에서 박공이 사라지면서 아스팔트 싱글산업도 크게 후퇴했다... 싱글과 비슷한 느낌으로 보면 좋을 것 같아 알펜시아 사진을 올린다...>

 

 

     개인적인 취향이겠지만 시트재(보드재 포함)를 사용하여 넓은 면을 통으로 시공하는 것보다, 기와나 싱글처럼 조각난 부재를 이어진 게 좋다고 생각하며, 무엇보다 다양한 재질의 혼용보다 일관성이 주택에 안정감을 준다고 생각한다.

 

<아스팔트 싱글도 좋지만 그래도 (내 취향이겠지만) 기와가 질감에서 훨씬 고급스럽다고 생각한다... 솔비치 리조트에서...>

<주거는 상징적 공간이나 휴양, 오락공간이 아니다. 때문에 순간의 강렬한 임펙트 보다, 느긋한 변화를 담을 수 있는 자연스러움과 함께 질리지 않아야 한다는 게 내 생각이다...

   참고삼아 올리는 주택사진인데, 독창적 디자인과 혁신적 아이디어로 시대를 앞서간다는 평가를 받아 건축관련 상을 받았던 ‘작품’이다... 내부공간은 크게 불편하지 않았지만, 후면의 습기와 결로 등에서 문제가 있었다고 생각된다...>

 

 

     그리고 지붕의 기능에서 가장 중요한 물매와 방수는 마감재로 완결되는데, 실제 효과는 마감재의 품질보다 지붕 자체구조에서 70% 이상 잡아야한다고 생각한다.

 

 

 

     7-6. 외부벽체

 

     벽체는 벽돌, 페인트, 스타코(미장과 페인트 공법을 합친), 석재, 패널(목재/시멘트/플라스틱비닐류 사이딩)으로 역시 다양한 소재와 질감으로 마감된다. 또한 북미에서는 주택의 수준과 무관하게 사이딩 패널이, 국내에서는 스타코가 많이 사용되고 있다고 한다.

 

<내 고정관념이기도 하지만, 석재는 이런 건축에 어울린다...^^ 로마대성당에서...>

<그리고 석재와 목재가 건축적으로 조화를 이루면 그림이 되기도 하고... 광화문...>

<그런데 이것도 잘 조화가 된 경우일까?... 국회의사당(오래 전에 찍은 사진이다)...>

<아파트에서 가장 많이 사용하는 페인트도 훌륭한 벽체 마감재다... 페인트, 석재에 맞먹는 고급제품들도 많다... 홍콩에서(용이 지나갈 공간을 만들기 위해 가운데를 뚫었다고)...>

<고건축과 현대건축의 조화... 외벽 마감재 선택은 경제성과 시공편의성만으로 접근할 문제는 아닐 수 있으며, 실제 건축의 완성도와 품격을 좌우하는 것은 소재보다 건축물의 볼륨이나 디테일 등 디자인적 요소에 적합한 마감재가 사용되었는가 여부에 따라 달라질 수 있다고 생각한다... 부여리조트에서...>

<그래도 역시 익숙한 것은 석재 기단부에 벽돌벽, 그리고 기와가 아닐까?... 경복궁에서...>

<주택이 아니더라도 벽돌(소재), 타일(소성), 석재(시공)의 장점을 합친 테라코타 벽돌은 최고급 외장재로서 손색이 없다... 리움박물관에서...>

 

 

     벽체에 대한 마감에서도 개인적인 느낌이지만 단독주택일 경우 벽돌이나 작은 석재 등이 상당히 매력적인 소재라고 생각하는데, 외부 마감재 역시 지역의 전통문화와 유행, 건축주 개개인의 취향에 따라 달라질 거 같다.

 

<이런 느낌... 한번 지어보고 싶다는 생각이...^^ 역시 개인적인 취향이지만, 한옥으로 이런 정도의 마감이라면 깔끔하지 않을까?... 무량사 청한당에서...>

<물론 나무와 흙과 초가만으로도 건축은 훌륭하게 마감될 수 있다... 수덕여관에서...>

 

 

 

     * 지붕과 벽체의 만남...

 

     지붕과 벽체가 만나는 부분이 건축의 미감을 상당부분 결정한다고 생각하는 것은 너무 개인적인 생각일까? 목조주택 강의에서 전혀 다루지 않았던 부분이고, 이번 챕터와 크게 관련은 없어 다음으로 미루려다 사진 몇장으로 메모해본다...

 

<고대 그리스 건축을 도리아식 – 이오니아식 – 코린트식으로 구분한 가장 큰 기준은 지붕과 벽체는 만나는 부분인 ‘주두’의 모양(문양)이었다... 그리고 이런 기준을 적용하기 위해서였을지 몰라도, 우리 고건축도 주심포, 다포계, 익공계 등으로 분류되기도 했고... 금산사 대적광전...>

<또 포작구조는 건축물의 장엄요소이기도 하지만, 지붕을 받치기 위한 구조적인 요구에 의해 개발되기 시작했다... 경복궁 근정전/1880년...>

<또한 처마를 길게 빼기 위해 다양한 구조가 궁리됐다... 이 사진은 교토 청수사 삼중탑의 포작구조인데, 처마를 최대한 깊게 만들기 위한 하앙구조는 백제와 일본에서 유행했다...>

<그러나 또 한편, 공공건축이나 예배공간이 아닌 주택에 이만한 장식적 요소가 바람직할까 의구심을 갖기도 한다. 집과 사람 - 주객이 바뀔 수도 있으니까...^^ 통도사 대광명전/1725년 중건...>

<한옥을 포함하여, 목조주택에서도 지붕과 벽체가 만나는 부분에 대한 고민이 필요한 거 같다. 나만의 문제일지는 몰라도... 일산 한옥마을에서...>

 

 

 

     7-7. 빌딩 페이퍼

 

     그런데 벽체마감에서는 마감재의 재질보다 기술적인 보완이 전제 되어야 할 거 같다. 목재가 구조인 만큼 수분조절과 누수방지를 위한 표면처리의 중요성이다. 스타코나 벽돌, 석재 등 마감재가 일차적으로 빗물 등을 차단하지만, 실제 구조와 기능적인 면에서 본다면 처마가 빗물의 90%를 차단한다.

 

<한옥에서는 비가 오는 날에도 창문을 열고 바깥을 구경할 수 있었고, 외부창호에 햇빛과 비에 가장 취약한 종이=창호지로 마감되어 있다. 이유는 무엇일까? 처마라는 구조가 있었기 때문에 가능했던 것이다...

     석조건축 공법이 미감으로 자리잡아서 그런지 모르겠지만, 창문에 유리를 달아 빛을 투과시키고 바깥 경치를 봐야만했지만 유럽과, 종이로 이 기능을 대체했던 동북아의 건축적 차이는 처마라는 구조에 대한 기능적 미적해석 때문이 아니었을까?(인도나 이슬람에서는 돌을 다듬은 창살만 있었다)...^^ 처마는 이외에도 직사열과 복사열 등 에너지관리에서도 일정한 역할을 하고 있다...

     사진은 경복궁내 건천궁 곤녕합 옥호루로, 천문일사황금방, 춘전청훈적우기...  저녁빛을 받아 빛나는 궁전 모습을 묘사한 두보의 싯구가 주련으로 걸려있다... 화려한 싯구와 달리 역사적으로 들어가면, 이곳이 바로 명성황후가 시해된 곳이다... >

 

 

     그리고 2차로 수분을 차단하는 것은 <빌딩 페이퍼>라는 비닐계 재질인데(듀폰 타이벡이 가장 많이 사용되기 때문에 방수재의 일반명칭 같이 통용되고 있다고 한다), 합판이나 OSB 표면에 붙여 표면을 은폐시키는 기능을 가지고 있다.

 

<건물외벽체 마감을 위한 구성과 기능...>

 

 

     그러나 밀폐가 아닌 은폐의 성능을 갖춘 빌딩 페이퍼는, 배수기능과 삼투압으로 인해 유입되는 빗물과 수분침투를 방지하기 위한 등압유지에는 한계가 있기 때문에, 2010년 전후 개발된 <레인 스크린> 공법이 최근에 각광 받고 있다고 한다(한계가 있다는 말은, 은폐기능이 나쁘고 밀폐성을 확보해야 한다는 말이 아니다. 건축의 외벽, 특히 목조건축에서 무조건적인 밀폐성은 결로와 부식 등 최악의 결과를 낳을 수 있다). 레인 스크린에 대해 조금 더 알아본다.

 

 

 

     7-8. 레인스크린

 

     레인 스크린은 내외부의 등압유지를 위해 중간 공기층을 만든 것으로, 벽돌의 공간쌓기나 블록 혹은 건식 석재시공처럼 벽체덮개인 OSB와 외장재를 떨어뜨려 놓는 공법이다.

 

<외벽 레인스크린 시스템 도해... 겨울철 옷 입는 방법으로 두꺼운 한 벌의 옷보다, 얇은 여러겹의 옷을 겹쳐 입는 게 좋다. 소위 공기층이 다단계일수록 효과적이라는 말이다... 숯이 습도조절에 가장 유용하다는 말도 공극이 많기 때문이듯, 단열재로 가장 많이 사용되는 유리섬유도 공기층이 많은 것이고, 유리섬유 한겹 시공보다 효과적인 것은 별도의 보드판 등이 한겹 더 중첩된 경우다... 마찬가지로 건물 외장재와 건물 벽체 사이에 공극이 여러겹일수록 배수기능을 비롯한 여러 가지 측면에서 효과가 높다...>

 

 

     또 조금 더 적극적으로 2~3겹의 레인스크린을 적용하여 효율성을 높일 수 있는데, 빌딩 페어퍼(타이벡) - 열반사 단열재 - 30mm 정도의 단열보드판 - 9.5mm 이상의 공극을 만든 다음 마감재를 시공하면, 구조적으로 배수 및 단열에 더욱 효과적이며, 목재의 변이를 조절하면서 내구성도 향상시킬 수 있다(지붕 환기와 마찬가지 효과다).

     그래서 4D 시스템이란 이름까지 붙어있다고 하는데, 결국 공사비의 문제겠지만, 벽체는 물론, 지붕이나 기초판에 이르기까지 외기와 접하는 부분은 공기층을 포함한 여러겹의 방어시스템을 적용하는 게 좋다고 생각된다.

     게다가 이런 시스템의 적용은 건축물이 완공된 이후에는 부분적으로 보완할 수 있는 내용이 아닌 만큼, 공사가 진행되는 과정에서 시공되는 게 좋다고 생각된다. 마감재보다 적극적으로 투자할 분야라는 말이다.

 

<지붕공사에서도 레인스크린 방식은 적용이 가능하다... 웹서핑하면서 이 도해를 작성한 건축가 등 목조주택에 대한 디테일한 연구가 많다는 것을 알게 됐는데, 스크랩 후 다시 찾지 못해 출처를 확인하지 못했다...>

 

 

 

     7-9. 단열과 방수공사

 

     이 레인스크린 공법에서 하나 더 생각할 부분이 목조주택에서의 단열과 방수공사다. 우리가 건축공사에서 착각하기 쉬운 것 중 하나는, 방수와 단열을 위해 차단과 밀폐를 최고의 효율성이라고 생각하는 것이다.

 

 

<단열공사 전후의 비교/스크랩... 단열은 아무리 강조해도 지나침이 없지만, 선후공정과의 관련성 등 생각해야 할 영역을 꼼꼼히 챙겨야 한다는 것도, 단열재의 소재와 두께만큼 중요하다...>

 

 

     그러나 건축(토목)공사에서 방수와 단열은 물과 공기의 흐름을 제어하고 관리하는 것이지, 밀폐를 목적으로 하는 것이 아니다. 간단한 이치이지만, 흐르는 물을 막으면, 물은 압력으로 작용할 수밖에 없고(구조물에 직접적인 영향을 줄 수도 있고, 피로하중처럼 장시간에 걸쳐 누적될 수도 있다), 유리, 철, 돌, 비닐 등 물이 통과하지 못하는 불투수층일수록 결로현상이 심할 수밖에 없다.

     물과 바람, 습도와 온도 등 자연환경에 대응하는 인간의 건축은 차단과 단절이 아닌 소통과 관리를 통해 완성된다.

 

     하나의 예로, 방수의 목적은 ①실내로 유입되거나 ②구조물의 조직 내로 침투하는 물을 차단하는 것이지, 물길을 봉쇄하거나 습기에 노출되는 것을 통제하는 것이 아니다. 때문에 유능한 방수공은 실내로 유입될 물길을 돌리는데 치중하고, 구조물과 구조물 주변에 물이 고이지 않고 흘러 나갈 수 있도록 온갖 경우수를 고려한다.

 

<대부분의 차수공법은 가설공사와 관련된 공법이며, 방수공사의 완성은 배수공사라 불러도 무방하다는 게 내 생각이다. 즉 방수공사란 구조물의 구조내부에 침투하는 물을 막는 것이며, 구조물 전체에 적용될 때는 배수공사가 필요한 것이다... 지하층 CIP공사...>

 

 

     단열에 대한 생각도 방수와 크게 다르지 않다고 생각된다. 밀폐된 공간일수록, 또 목재에 비해 열전도율도 높고 불투수층에 가까운 콘크리트 건물의 결로현상이 심할 수밖에 없다(특히 북향의 유리창 주변은 결로로 인해 항상 곰팡이에 노출된다).

     때문에 단열에서 중요한 것은 소재와 두께보다, ⓵ 환기의 구조적 완결성과 ⓶ 단열재의 연속성을 어떻게 달성할 것인가에 있다고 생각된다. 즉 단열과 방수의 완결성은, 얼마나 좋고 비싼 자재와 기술자를 아낌없이 사용했는가에 의해 달성되는 것이 아니라, 설계와 기획단계에서 상당부분 결정될 수 있다는 말이다.

 

<스크랩한 이 도면이 내 지문과 직접적 관련이 없을지도 모르겠다... 그러나 내가 강조하고 싶은 것은, 방수든 단열이든 층이 끊어지지 않도록 설계단계에서부터 꼼꼼하게 고려되어야 한다는 점과, 습기를 머금은 공기 순환될 수 있는 구조를 염두에 두고 설계, 시공되어야 한다는 의미에서 첨부한다...>

 

 

     물론 목조주택에서의 단열과 방수를 거론하면서 일반론까지 다루자는 것은 아니지만, 일단 원칙에 대한 부분을 다시 강조하는 선에서 마무리한다.

     먼저 방수에 대해 정리하면 ; 지하층을 만들면서 부지에 여유가 있을 때는 외부방수가 내부방수보다 훨씬 효율적이다(도심지 등 지하층 옹벽을 합벽으로 시공할 경우에는, 흙막이 구조물에서 차수공법을 보강하거나, 벽체를 관통하는 철물에 대한 방수처리에 치중할 수밖에 없다).

     그리고 일정량 이상의 지하수위가 있을 경우 건물 기초에는 영구배수 시스템을 적용할수록 구조적인 안전성을 담보할 수 있으며, 방수의 관건은 물이 고이지 않고 흘러가게 만드는 것이다.

 

 

     이제 단열공사 ; 단열에서 제일 중요한 점은 열손실을 방지하는 것과, 이 과정에서 발생할 수밖에 없는 내외부 온도차에 따른 결로방지 또는 결로수의 처리, 그리고 정체된 수분으로 인해 발생하는 곰팡이 방지 등이 입체적으로 고려되어야 하는 공사다.

 

 

<지붕시공 부분상세도/스크랩...>

<지붕 단열공사가 잘못 시공된 예/스크랩... 도해만으로는 크게 잘못된 점을 찾기 어려울지 모르겠지만, 가장 큰 문제는 지붕이든 벽이든 공기가 순환되지 못하고 정체될 공간이 있다는 점과, 결로수 발생 가능성과 발생된 결로수가 배수되거나 증발할 구조가 갖춰지지 않았다는 점이 지적되어 있다...>

 

 

     때문에 단열공사와 자재를 선택하기 위해서는 난방비와 직결되는 열전도율 및 열관류율 뿐만 아니라 항균처리와 결로방지까지 신경써야 한다(그리고 하나 더, 내화성능도 매우 중요하다).

     결국 흡습이 가능하면서 단열성능까지 뛰어난 하나의 제품은 찾기 어려워, 곰팡이방지 도포제 + 복사열 차단재 + 보드류 단열재(유리섬유, 보온판 등) + 석고보드(종이, 코르크 재 등) 등이 중첩되어 사용되는 것이다.

     또한 단열성능은 소재의 종류와 두께에 따라 좌우되지만, 시공편의와 내화성, 경제성, 그리고 단열재의 연속성 등을 고려하여 유리섬유가 많이 사용되고 있다고 생각된다.

 

<사실 우리에게 익숙한 단열재는 보온판이다... 층간소음재 사진인데, 보온판과 똑같은 구조를 가지고 있다...>

<지하층 슬라브 타설시 사용되는 보온판... 열전도율과 열관류율의 효율성만 생각한다면 글라스울보다 보온판이 훨씬 뛰어나(단열재의 열전도율 : 미네랄울/암면 0.038 < 비드법보온판1종 1호 0.036 < 글라스울 64K 0.035 <

  비드법보온판2종 1호 0.031 < 압출법보온판 1호 0.028 < 경질우레탄폼보온판1종 1호 0.024 < 진공단열재 0.007), 콘크리트 바닥타설시 주로 사용되지만, 연속성과 내화성능에서 많은 약점이 있어, 유리섬유가 많이 사용된다(유리섬유는 두께도 중요하지만, 비중을 잘 체크해야 한다)...

 

     참고로 우리들에게 익숙한 기타재료의 열전도율을 살펴보면 ;

     동 370 < 알루미늄 200 < 스텐인레스강 15 < 화강석 3.3 < 철근콘크리트 2.3 < 자기질타일 1.8 < 시멘트몰탈 1.4

< 타일 1.3 < 붉은 벽돌 0.96 < 유리 0.76 < 기와 0.75 < 시멘트블록, 석고 0.35 < 석고보드 0.18 < 종이벽지 0.17

< 합판 0.15 < 경량목재 0.15 < 외부용 OSB, 기포콘크리트 0.13 < ALC 400 0.1 < 경량 MDF 0.09 등 순이다.

내외부 마감재를 효율성으로만 접근할 수는 없지만, 참고 할만하다...>

 

 

     왜냐하면 아무리 두꺼운 유리섬유를 사용한다고 하더라도, 스터드에 의해 잘리고, 장선 등 바닥, 천장재에 의해 단열층이 단절될 수밖에 없고(대부분 규격재를 칸칸이 삽입한다), 이 부위에서 열손실이 가장 큰데, 이 부분을 어떻게 처리하는가가 단열공사의 핵심요소라는 말이다.

 

<단열과 결로방지는 벽체나 지붕에 국한된 문제가 아니라, 기초에서부터 창틀 등 개구부에 이르기까지 일관되게 적용되어야 한다...스크랩...>

 

 

     그나마 철골이나 철콘에 비해 목재의 열전도율이 낮아 목구조 건물이 상대적으로 효율성이 있다고 하지만, 여전히 근본적인 해결방안은 아닐 수밖에 없다. 이런 문제를 해결하는 방안이 외벽단열공법이고, 최근에는 뿜칠형 발포재들이 많이 개발(시공편의성을 위해 개발된 규격재의 포장지가 단열성능을 저해하는 요소가 된다고 생각하여, 단열부위에 직접 시공하는 공법)되었다고 하는데, 적극적으로 검토할 필요가 있다고 생각된다.