기술자료

4-05. 기초의 단열 - 나. 기초의 외단열과 지내력

M 관리자 23 20,059 2011.05.12 01:55
앞 편에서 기초의 외단열을 원할히 하기 위해서는 매트기초로 가야 한다고 적은 바있다..
매트기초는 글 그대로 건축물 하부 기초 전면으로 하중을 고르게 전달하는 기초이므로 기초하부의 지반 역시 기초의 하중을 전체적으로 받혀 주어야 한다..
 
아래 그림처럼 통상적으로 원지반선 하부 30Cm를 긁어 내면 콘크리트 건물 2개층 정도를 받을 수 있는 지내력이 나온다고 본다..(구조기술사의 확인을 받을 것, 가장 확실한 방법은 지내력 테스트를 하는 것)
 
** 참고사항 --------------------------------------------------------------------------
 
구조계산 약산시에 건축물의 하중은 통상적으로 다음과 같이 본다.
 
 - 콘크리트 건물일 경우 : 기초 20kN/㎡, 1개층당 15kN/㎡
 - 목조 건물일 경우 : 기초 20kN/㎡, 1개층당 6kN/㎡
 그러므로,
2층 콘크리트 건물의 필요지내력 = (20kN + 15kN + 15kN) X 2 = 100kN/㎡
2층 목조 건물의 필요지내력 = (20kN + 6kN + 6kN) X 2 = 64kN/㎡
 
1kN = 약 0.1ton 과 같다. 그러므로 100kN/㎡ 은 10 ton/㎡ 으로 볼 수 있다.
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그런데, 아래 그림처럼 대부분의 전원주택은 1층 바닥이 지면으로부터 600mm 이상 올라가도록 설계를 한다.
이 경우 매트기초 하부의 공간을 어떻게 할 것인가?
 

 
방법은 건물 테두리의 측면 기초를 먼저 시공한 후, 중간의 빈 공간에 흙으로 성토를 한 후, 이동식 소형 컴팩터로 다짐을 하는 방법이 있을 수 있다.
 
 
 
이 경우 성토하는 흙의 높이 30Cm마다 끊어서 다짐을 단계적으로 해주어야 한다.
그러나, 소형 컴팩터로 흙을 다질 경우 60kN/㎡ 이상 다짐이 불가능하다고 보고 있다.
그러므로 이론상 목조 단층주택(지내력:52kN/㎡)까지만 시공이 가능하다고 볼 수 있다.
아래 그림은 흙을 성토하면서 컴팩터로 다진 후, 수평 매트기초를 시공한 예이다.


 
 
그러므로, 콘크리트 주택을 시공할 경우 기초하부의 지내력 확보를 위해 아래 그림처럼 흙으로 레벨을 맞추는 방법대신 잡석을 이용하여 레벨을 맞추면 가능하다. 
 

 
이런 개념으로 기초의 외단열시공이 완성된 모습을 개념적으로 나타내면 아래 그림과 같다.
 

 
위의 결과물이 나오기까지의 과정을 하나씩 풀어보면 다음과 같다.
 
1. 우선 1층바닥의 레벨부터 따져서 절토를 하되, 위의 설명처럼 최소 30Cm 이상 절토를 한다. 그림은 40Cm로 되어져 있다.
 

 
 
2. 그 다음, 아래 그림처럼 무근콘크리트를 친다. 이는 앞으로의 시공을 위해 수평면을 맞추는 작업이면서 동시에 무근콘크리트위에 PE비닐(지반의 습기차단)을 깔기 쉽게하기 위함이다.
 
만약 물빠짐이 어려운 토질의 땅이거나, 지하수위가 높게 올라오는 땅의 경우 무근콘크리트하부에 잡석다짐을 추가하는 경우도 있다. 당연한 이야기지만 무근콘크리트위에 잡석다짐을 추가할 경우 이를 고려하여 지반 절토량이 더 늘어야 한다.
 
 
 
3. 다음으로 PE비닐을 깔고 단열재를 올린다. 이 때 단열재를 두겹으로 겹쳐서 시공하면 열교차단에 좋다. 단열재의 고정은 플라스틱 못 등으로 임시고정하면 무난하다.
 
 
 
4. 단열재위에 거푸집을 대고, 기초 측면 콘트리트를 타설한다.
 

 
 
5. 기초 안쪽의 단열재를 시공하고, 잡석으로 되메우기를 하기전 PE비닐을 감아올리고 10mm 멤브레인 배수판을 설치한다. 배수의 목적과 단열재보호의 목적을 동시에 갖는다.

 

 
 
6. 잡석을 되메우기하면서 컴팩터로 다짐을 한다. 대게의 현장에서는 트럭을 이용하여 다짐을 하는데,, 없어져야 할 관행 중 하나이다.
 
 
 
7. 잡석다짐 상부에 무근콘크리트를 타설한다.
 

 
8. 무근콘크리트위 PE비닐을 깔고 단열재를 역시 두겹으로 겹쳐서 시공한다.
 

 
 
9. 그 상부에 수평기초 배근을 하고, 기초콘크리트를 타설한다. 그림의 점선이 이어지기한 이음부분이다.
 

 
 
10. 외부쪽 단열재를 시공하고, 역시 단열재위에 PE 비닐과 10mm 멤브레인 배수판을 설치한다. 여기까지의 단열재는 반드시 XPS(압출법보온판)를 사용해야 한다. 이유는 본 게시판 "단열재의 종류 및 특징"에 있다.

 

 
 
11. 기초하부 측면에 지름 100~150mm 유공관을 매설하고, 상부에 부직포를 덮는다. 유공관을 설치하는 것은 기초하부에 물이 고이는 것을 방지하는 목적인데, 위에 적었듯이 배수가 원할한 토양의 경우 꼭 설치하지 않아도 무방하다.
 

 
 
12. 최종적으로 잡석 혹은 콩자갈을 깔아서 마무리한다.
 
GL +150~200mm 이상에는 EPS를 사용해도 무방하다. 단, 아래위 단열재의 사이는 물이 침투하지 않토록 알루미늄을 접어서 끼우던지, 아니면 기밀성테이프 판매회사에 문의하여 방수팽창테잎이라는 것을 주문하여 끼워서 접착하도록 한다.
 
 
 
 
13. 1층의 레벨이 지면에서 차이가 크지 않으면 기초시공과 기초외단열 시공은 훨씬 간단해 진다. 측면 기초를 만들 필요 없기 때문이다.
 
즉, ㄱ자로 꺾인 기초측면은 하중 때문이 아니라, 동결심도 때문에 설치하는 것이다. 그러므로 기초가 낮아지면 기초측벽은 필요가 없어지게 된다.
 
동결심도에 관한 내용은 다음에 이어서 올리도록 하겠다.
아래 그림처럼 기초하부가 처음부터 끝까지 편편해지므로 시공하기가 여러모로 편해 진다.
 
 
 
14. 다만, 기초가 더 내려갈 경우 주의해야 할 것이 있다.. 아래 그림의 1층 외벽 아래쪽에 있는 점선이 콘크리트를 이어치기한 부분을 나타내는데 위의 그림과 아래 그림의 비교해 보면 점선의 위치가 다름을 알 수 있다..
 
즉, 이어치는 부분이 GL 선 이하로 내려가면 혹시 모를 누수의 하자가 있을 수 있으므로, (아래 그림처럼 기초콘크리트의 상부면이 지면보다 아래로 갈 경우) 시공 시간이 더 소요되겠지만 이어치는 부분을 지면보다 윗 쪽으로 끌어 올려줄 필요가 있다. (반드시 이러 해야 하는 것은 아니다. 외벽의 방수가 충분하다면 기초상면에서 이어치기를 하여도 무방하다.)
 

 
다음에는 이 글에 이어서, 동결심도와 시공사례사진을 올리도록 하겠다.
비록 구조계산 등과 같은 내용은 패시브하우스와는 무관한 내용이나, 단열을 설명하기 위해 어쩔 수 없이 같이 설명하게 되었다.
다시 한번 강조하지만, 구조방식이나 기초형태 두께 등은 반드시 구조기술사의 계산이 수반되어야 한다. 이 글의 내용 중 구조와 관련된 사항은 이해를 돕고자 일반적인 사항을 그림으로 옮겨 놓았을 뿐 이다.
 

Comments

1 차동광 2011.05.12 09:39
바쁘신와중에 좋은 정보 감사드립니다...항상 건강하십시요...
1 김용철 2011.05.12 16:53
그만큼 바쁘시다는 말씀이니까. 충분히 이해합니다.
배우는 입장에서는 지금 올려주시는 자료도 고맙습니다.
G 정병은 2011.05.13 09:22
지하6m터파기시 단열재시공을 협회에서 제시한방법으로시공해 보려합니다.
1 김경태 2011.06.30 23:14
패시브하우스에 관심이 많아 회원에 가입했습니다.
저같은 초보자도 알기쉬운 꼭필요한 좋은자료, 친절한 설명 정말 감사드립니다.
제가 지식이 작아서 기초적인 질문을 드리는것 같지만 이해가 가지 않는부분을 여쭙겠씁니다. 
단열재위에 기초콘크리트를 타설하는데..
단열재가 건물의 하중을 견딜수 있나 궁금합니다.
답변주실분 있으시면 정말 감사하겠습니다.
M 관리자 2011.07.01 00:13
안녕하세요.. 단열재위에 주택의 시공은 가능합니다. 단열재의 압축강도 시험성적서를 보시면 허용치안에들어와 있습니다만 이는 2층까지 입니다.
콘크리트 구조 3층의 경우 기초의 편심하중을 고려해야 합니다. 내용은 기초의 단열 섹센의 마지막에 언급토록 하겠습니다.
목구조의 경우 3층까지도 허용치안에 들어옵니다.
감사합니다.
1 김경태 2011.07.02 09:43
답변 감사드립니다. 궁금증이 많이 해결되었습니다.
G 이승연 2011.08.13 16:10
생각하지 못했던 부분까지 그림을 곁들여 상세히 설명해주시니, 이해가 너무 잘 됩니다. 감사합니다.
1 김종학 2012.02.09 13:49
감사해요.
1 김정한 2013.01.25 16:28
상세한 설명에 그동한 도외시한 중요한부분의 학습에 많은 도움이 되었습니다. 감사합니다
G 김민희 2013.04.06 16:51
좋은 정보감사. 토욜 하루 종일 공부하네요~
1 장연수 2013.09.05 03:35
무턱대고 직영으로 집을 지으려던 사람을 건축 착공 직전에 돌려세워주셨네요. 좋은 인연입니다 올려진 정보만으로도 그저고마울 따름입니다. 찬찬히 읽어 보겠습니다.소중한 정보를 올려주시고 답변 해주시는 관리자님이하 여러분들께 진심으로 감사의 인사를 드립니다
M 관리자 2013.09.05 14:36
저희가 감사드립니다. 나머지도 어여 채울 수 있도록 노력하겠습니다.
1 신경숙 2014.02.03 18:09
모두 이해할 수 없지만 그래도 그림과 함께 읽으니 도움이 됩니다 .
M 관리자 2014.02.03 20:51
네.. 감사합니다.
1 고영균 2015.06.20 10:18
관리자님! 수고 많으십니다. 지식이 부족하여  질문드립니다.
 본문 " 2층 콘크리트 건물의 필요지내력 = (20kN + 15kN + 15kN) X 2 = 100kN/㎡ " 에서 괄호 밖에 2는 무엇을 의미하는 숫자인가요?  기초+1층+2층 x2 ?
M 관리자 2015.06.20 10:54
네.. 그건. 외곽부의 하중을 의미합니다.
중심부는 양쪽으로 하중이 분배되어서  (20kN + 15kN + 15kN) 만 계산되지만, 외곽부는 한쪽으로 분배되는 하중이 없으므로, 중심부의 두 배를 곱해주어야 하는 것을 계산한 것입니다.
1 고영균 2015.06.20 10:59
아~ 그렇군요. 감사합니자. 하나 더 여쭈면 2층 바닥까지만 하면 돼는건가요? 2층 지붕 고정하중, 적설하중 등은 약산식이라 수치 속에 이미 포함된건가요>
M 관리자 2015.06.20 11:37
네. 지내력 측면에서 그렇습니다.
G 승민 2015.10.02 06:40
올려주신 자료를 통하여 공부를 하고 있습니다,
감사합니다.~~
M 관리자 2015.10.02 10:04
ㅎ.. 감사합니다.
1 서동 2016.07.08 09:09
기초구성
G 최정우 05.12 14:03
도움 많이 받고 있습니다. 다만 궁금한 점이 있는데요.

1. 기초 하부의 PE필름은 버림콘크리트 아래 시공하는것 아닌가요? 버림콘크리트를 흙위에 바로 시공하게 되면 몰탈의 수분이 흙으로 흡수되어 강도가 약해집니다. PE필름을 버림밑에 깔고 시공하면 습기도 방지되고 콘크리트 강도도 좋아질것 같은데 맞나요? 대부분의 토목기초는 그러합니다.

2. 기초 벽 밑에 시공된 XPS가 걱정입니다. 모든 하중의 집중되는 지점인데 XPS가 지반에서 수분을 흡수하고 시간이 경과함에 따라 처짐이 발생하게 될텐데 괜찮을까요?
M 관리자 05.12 20:00
안녕하세요..

1. 네. 맞습니다.
상기 설명은 원지반이 아니라, 잡석다짐 상부에서의 조치사항을 언급한 것입니다. 대게의 경우 흙을 둔덕처럼 남겨두고 버림을 치는데, 그 경우에는 흙위에 비닐을 까는 것이 맞습니다.
만약 다짐 상태가 좋다면, 무근층은 생략이 가능하므로, 결국 원지반 - 잡석다짐 - 비닐 - 단열재 - 비닐 - 기초콘크리트의 순서가 될 듯 합니다.
또한 단독주택에서의 무근은 강도적인 측면보다는 먹을 띄우기 위한 바탕면(평활면)으로써의 의미가 강해서 이리 설명하였습니다.

2. 장기 흡수율이 매우 낮기도 하지만, 수분흡수와 처짐은 무관합니다. 열관류율에는 영향을 줄 수 있습니다.