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* 스틸 하우스 장점 단점과 설계 시공

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건축과 인테리어 참조

2020. 10. 25.

 

스틸 하우스 장점 단점과 설계 시공

 

스틸하우스 시공사에서 설계할 경우, 시공에 고려를 많이 하므로 안전성을 높이고 하자 발생률을 다소 낮출 수 있다. 하지만 설계는 종합예술이기에 설계 참여에 제한을 두는 것은 바람직하지 않다. 즉 일반 설계사무소에서 설계를 많이 해야 스틸하우스도 다양해진다. 하지만 스틸하우스의 특징을 파악하지 못해 하자가 발생할 수도 있으므로, 설계 후 별도의 자문을 구하는 것도 한 방법이다.

스틸하우스 건축설계를 하는 곳은 일반 건축설계사무소, 스틸하우스 설계교육을 이수한 설계사무소, 스틸하우스 시공사 등이 있다. 각기 장단점이 있으므로 딱히 어떤 곳이 좋다고 잘라 말하기는 어렵다. 스틸하우스 시공사에서 설계할 경우, 시공에 고려를 많이 하므로 안전성을 높이고 하자 발생률을 다소 낮출 수 있다.

 

하지만 설계는 종합예술이기에 설계 참여에 제한을 두는 것은 바람직하지 않다. 즉 일반 설계사무소에서 설계를 많이 해야 스틸하우스도 다양해진다. 하지만 스틸하우스의 특징을 파악하지 못해 하자가 발생할 수도 있으므로, 설계 후 별도의 자문을 구하는 것도 한 방법이다.


일반 설계사무소에서 설계할 경우, 두 가지 중요한 자문을 받는 것이 좋다.
첫째는 구조에 관한 것으로, 설계 전·후 구조에 관한 자문은 포스코 계열사인 ‘리스트 기술연구소’에 의뢰하면 체크 받을 수 있다. 건축물의 구조는 생명과 직결되므로 아무리 강조해도 지나침이 없다. 스틸하우스는 상당히 과학적인 주택으로 중요 부분에 대한 부재 선택과 시공 방법만 체크하면 일정한 품질을 확보할 수 있다.

 

최근 스틸하우스에 대한 관심이 높아지자, 비슷한 방식으로 시공하면 모두 스틸하우스인양 건축주에게 혼돈을 주는 곳도 있다. 여기에 대한 건축주의 주의가 필요하다. 지난 호에 설명한 바 있지만, 스틸하우스는 반드시 전용 자재만을 사용해야 한다. 스틸이라고 해서 단순히 철(쇠)만을 생각하면 안 된다. 스틸하우스 전문 시공사는 대부분 ‘스틸하우스클럽’에 가입하고 있다.


둘째는 스틸하우스는 건식공법이므로 방수에 특히 신경을 써야 한다. 요즈음 목조나 스틸하우스에서 슬래브 형태의 디자인은 찾아보기 힘들다. 초기 설계자의 대부분은 슬래브형으로 지붕처리를 했으나 방수와 결로 방지, 상세 설계, 시공에 이르기까지 고생은 물론 비용을 많이 들였다.

 

슬래브지붕과 물을 사용하는 화장실, 다용도실 등은 방수와 직결되는 곳이다. 기타 벽면 쪽으로 나온 배관과 벽면처리 등은 간접 방수에, 그리고 박공지붕은 장마철 에어벤트(환기구)로 역풍돼 들어오는 빗물처리에 신경을 써야 한다. 바람이 많은 바닷가나 산간지역에서는 역풍 방지용 에어벤트를 설치하고 처마는 짧게 시공하여 처마로부터 바람의 영향을 최소화하는 게 좋다.


스틸하우스 설계계획이나 시공계획이 있다면, 꼭 설계교육을 받아 볼 것을 적극 권한다. 앞으로도 스틸하우스 보급은 확대될 것이며 설계자는 물론 건축주들이 관심을 많이 보일 것이다. 참고로 스틸하우스 설계·시공교육 안내 및 시공사에 대한 정보는 한국철강협회 스틸컨스트럭션센터(www.steelhouse.or.kr)에 접속하면 다양하고 자세한 정보을 얻을 수 있다.

평면설계의 장점
스틸하우스의 평면설계도 일반주택하고 마찬가지로 건축주의 가족 관계나 취미, 대지의 향과 여건, 진입로 등 여러 가지 조건들을 반영한다. 평면설계에서 스틸하우스의 장점을 살리 수 있는 예는 다음과 같다.


하나, 내부 칸막이벽이 많아도 벽체가 얇기에 콘크리트 방식보다 면적에 영향을 적게 미친다.

둘, 스터드가 600×610×450 간격으로 설치돼, 각각의 사이에 인테리어를 반영할 수 있다.(가로방향보다는 세로방향이 유리하다) ※스터드란, 스틸하우스의 벽체를 형성하는 하나하나의 기둥을 말한다.


셋, 벽과 천창의 높이를 자유롭게 할 수 있다. 특히 거실 천장을 2층 천장까지 오픈하면 시원하고 같은 평수라도 넓고 시원하게 연출할 수 있다.


넷, 다락방 설치가 용이하다. 하지만 다락방은 단열이 떨어지므로 부대시설로 사용하거나 창고로 사용하는 경우가 많다. 기타 건축설계자의 개념과 추구 방향에 따라 다양한 연출이 가능하다.


높은 단열성, 내화성, 안전성
스틸하우스가 콘크리트나 조적조주택보다 우수한 점은 단열성이 우수하기 때문이다. 콘크리트는 벽이 두꺼운데 비해 단열재는 70m/m 정도이며, 스틸하우스는 140m/m 이상의 단열재를 사용한다. 스틸하우스와 목조주택은 원칙적으로 외단열(일반단열 140m/m 위에 추가 설치)로 설치할 것을 권장한다.

 

전원주택의 경우, 내부에 결로가 발생할 가능성이 상당히 높은 시멘트, 비닐, 목재 등의 사이딩을 주로 사용하고 있다. 따라서 별도의 외단열처리를 하는 것이 좋다. 외장재 중 드라이비트는 외단열 50m/m을 사용하므로 사이딩보다 단열성이 우수하다.


스틸하우스는 내화성이 우수하다. 스틸하우스와 목조주택의 공통점은 내부에 석고보드를 시공한다는 것이다. 건축회사나 시공자에 따라 차이는 있지만 콘크리트나 조적주택은 대부분 벽면에 시멘트 미장을 하고 천장은 3m/m합판으로 시공한다.


스틸하우스의 모든 부재는 직결나사(스크류-피스)로 결속을 하고 가벼운 소재를 사용하므로 지진 발생 시 진동에 잘 적응하여 파옥(破屋) 가능성이 낮다. 자동차의 무게가 무거울수록 제동거리가 길뿐만 아니라 무리한 힘이 전해지는 것과 비슷한 현상이다.


주택시공 과정에서 변경이 손쉽다. 설계는 평면공간 즉, 2차원적인 공간에서 이뤄지는 반면, 건축은 실제공간에서 행해지므로 도면에 나타나지 않았던 문제가 발생하곤 한다. 이때 스틸하우스는 변경이나 수정을 쉽게 할 수 있다.

세련되고 아름다운 외관
평소 건축에 관심이 많았던 사람들은 특정 건축물만 봐도, 구조가 어떻다는 것을 어느 정도 파악한다. 건축물의 구조는 외관에 영향을 주기 때문이다. 목조주택과 스틸하우스는 구조재는 다르지만, 공법이 유사하므로 전문가가 아니면 구분하기가 어렵다.


콘크리트나 조적조주택의 경우, 요즈음 주로 슬래브를 사용하고 일부만 박공형 기와를 사용하고 있다. 스틸하우스나 목조주택에 영향을 받은 것으로 보인다. 지붕의 형태는 一자 슬래브와 ㅅ자 박공 두 가지 혼합형, 한쪽 면 경사형 등이 있다.

 

필자는 도시나 시골을 막론하고 똑같이 슬래브로만 시공하면 주변환경이 경직된다고 본다. 시골에서는 우리 정서에 맞는 전원 분위기를 위해 건축설계자나 시공자, 건축주가 함께 노력해야 할 것이다. 스틸하우스는 건축설계자에 따라 화려한 외관을 강조하거나 중후한 외관, 단순하고 세련된 외관 등 각각의 개성적인 형태로 발전하고 있다.

스틸 하우스 구조설계

스틸하우스 시공회사에서 대부분 구조설계도면을 갖고 작업하는 것을 볼 수 있다. 모든 건축물에는 공법에 관계없이 건축물의 구조설계도면이 있어야 한다. 이번 호에서는 스틸하우스 구조의 기본개념과 구조설계도면의 필요성에 대해 다룬다. 보다 전문적인 구조설계를 위해서는 별도의 스틸하우스 설계교육을 받길 바란다.

스틸하우스 구조의 기본 개념은 지붕에서 벽을 통해 기초, 지면으로 하중을 전달하는 방식에 있다. 그리고 구조설계의 포인트는 주어진 조건에 맞춰 안전하고 경제적인 구조 부재의 치수 및 위치를 계산하는 것이다. 즉 지붕면에 설치되는 각각의 트러스(Truss, 삼각형모양 또는 일자형태의 구조물)에서 스터드(Stud, 기둥)를 통해 기초에서 지면으로 하중을 전달하는 효과적인 구조체를 설계하는 것이다. 이러한 구조설계 결과를 도면으로 명시한 것이 바로 구조설계도면이다.

구조설계도면의 필요성
주택의 경우 건물의 외벽체를 내력벽(하중을 전달하는 벽체)으로, 건물의 내벽을 비내력벽(하중을 받지 않고 칸막이 역할을 하는 벽체)으로 구성한다. 그러나 스틸하우스는 경량철골구조로 스터드(Stud)라는 수많은 기둥과 조이스트(Joist)라는 수많은 보로 이루어져 있다.

 

여기에서 수많은 기둥과 보라고 했는데, ‘수많다’는 것은 보와 보 기둥과 기둥의 간격(거리)이 45·60·61cm로 가깝게 설치하기 때문이다. H빔 구조나 철근콘크리트의 경우는 보와 기둥이 크고 굵게 형성되어 간격은 3·5·7m 등으로 간격이 넓고, 나머지 벽면은 비내력 칸막이용 벽체로 이루어진다. 즉 기둥과 기둥, 보와 보의 크기는 거리와 연관되어 있는 것이다. 스틸하우스는 보와 보 기둥과 기둥을 좁게, 대신 작고 가볍게 설계한다.

건축물에서 보와 기둥은 하중을 처리하는 중요한 방법임으로 설계 및 시공에 각별히 주의해야 한다. 따라서 수많은 조이스트와 스터드를 연결해야 하는 스틸하우스는 구조설계도면이 있어야 현장에서 착오 없이 작업할 수 있다.

숙련된 기술자가 되면 조이스트와 스터드의 연결은 어느 정도 구조설계도면 없이 작업 가능하다. 하지만 스터드와 조이스트의 크기와 두께는 선정하기 어렵다. 인위적으로 부재를 선정하거나 경험치(기술자의 경험을 기준으로 판단하는 것)로 부재를 선정하면, 당장은 문제가 없을지 모르지만 시간이 지나면 건축물에 문제가 생길 가능성이 높다.

현장 기술자들이 “내가 10년 동안 이렇게 했는데 그동안 문제가 없었다” 고 말하는 것을 들을 때가 있다. 그러나 10년 동안 문제가 없었다고 해서 앞으로도 문제가 없다고 보장할 수는 없을 것이다. 경력 많은 기술자일수록 구조설계도면에 대한 중요성을 인식하고 중요하게 생각한다. 보다 안전한 스틸하우스 시공을 위해 구조도면은 필요하다.

그리고 대부분 스틸하우스의 제작은 현장 또는 공장에서 가공하여 설치하는 패널공법으로 설치한다. 수많은 패널이 현장 설치과정에서 문제없이 완벽하게 설치하기 위해서는 정확한 수치계산이 이루어 져야한다. 이 때 컴퓨터 구도설계프로그램 또는 캐드(컴퓨터 제도프로그램)를 사용해 각각의 패널 규격을 선정하고 제작함으로 문제 발생률을 낮출 수 있다.

향후 스틸하우스 자재와 결합방식이 변화와 발전을 거듭하면서 구조설계도면이 필요 없게 될 것으로 기대하고 있다. 하지만 현재 상황에서 구조도면 없이 작업하는 것은 문제발생의 가능성이 높다.

물론 구조설계도면을 작성하면 건축설계비용 외에 구조도면작성비용으로 추가비용이 발생한다. 그러나 도면 미비로 인한 재작업 및 수정공사로 도면비용 이상의 공사비가 발생하고, 공기가 연장 될 수도 있다. 따라서 안정적이고 과학적이며 품질 높은 주택을 위해 현재 상황에서는 구조도면을 작성하는 것이 바람직 할 것이다.

 

스틸하우스 골조 자재

스틸자재는 경량형강으로 구조물의 무게 감소를 위해 단면적이 적은 박판을 가장 유효한 형태로 구부려 만든 것이다. 경량형강은 경량의 박판을 사용하기 때문에 변형이 쉽고 시공이 간편하면서 스크류로 체결되어 결합력이 우수하고 구조적 안정성이 높다. 이번 호에서는 스틸하우스 자재중 골조자재에 대해 다룬다.

스틸하우스의 골조자재는 스터드와 트랙, 조이스트, 그리고 기타 부속자재(접합철물)로 나눌 수 있다. 스틸자재는 경량형강으로 구조물의 무게 감소를 위해 단면적이 적은 박판을 가장 유효한 형태로 구부려 만든 것이다.
경량형강은 원판을 냉간 성형한 제품으로 만든다는 점에서 H-빔의 열연형강과는 다르다. 경량형강은 경량의 박판을 사용하기 때문에 변형이 쉽고 시공이 간편하면서 스크류로 체결되어 결합력이 우수하고 구조적 안정성이 높다.


경량형강의 강도(Strength)와 강성(Stiffness)은 원판의 두께보다 형상에 더 영향을 받는다. 사용할 때는 강판 재질의 체결성·내식성이 좋은 것을 써야 한다. 종종 조립·가공, 배관·배선을 위해 측면에 적당한 개구부를 뚫은 것도 있는데, 이것은 응력상에도 지장이 없고, 자중 감소에도 도움이 된다.


부속자재(접합철물)는 구조재와 구조재를 연결하는 철물로 스틸하우스 시공회사에서 크게 관심을 갖지 않는 경우가 많다. 하지만 스틸하우스의 하중 처리방법은 구조재에서 구조재로 연결하는 방식으로 이때 역할을 하는 것이 접합철물이다. 따라서 주자재는 제대로 사용하여도 규격화된 접합철물을 사용하지 않으면 구조적 문제가 될 수도 있다는 것을 염두에 두어야 한다.


그리고 스틸하우스의 자재는 전문 제작사에 의뢰하여 반입해야 한다. 일반 자재 생산업체에서는 자재를 만들 때 좋은 원자재를 쓰지 않는 경우가 종종 있는데, 이러한 제품을 사용하면 구조적 문제가 발생할 수도 있다. 육안으로는 제품 식별이 어렵기 때문에 가급적 전문 제작사를 이용하는 것이 좋다는 것이다.