현재의 도시환경은 산업의 발달과 함께 고층건물과 상업용 시설들의 확충으로 녹지공간이 거의 없어지는 추세에 있으며, 이러한 녹지공간의 부재에 따른 도심의 환경오염이 심각한 사회문제로 부각되고 있어 이를 해소할 수 있는 녹지공간의 확보가 절실히 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 최근에는 도시환경 개선의 일환으로 건물의 옥상에 많은 식물과 나무 등을 식재하여 녹지를 확보할 수 있는 옥상녹화시공이 증가하고 있으며, 정부에서는 옥상녹화와 관련한 조례제정이 있을 전망이어서 앞으로도 지속적으로 수요가 증가할 것으로 예측하고 있다.
옥상녹화란 건축물의 옥상에 토양을 쌓은 후 식재 및 조경시설을 설치한 것을 말한다. 현대도시의 건축물에 있어 옥상녹화는 미관개선, 휴식공간 제공, 도심의 산소공급, 생태계 보전, 건물의 에너지절약 등 다양한 환경부하를 저감할 수 있는 방안으로 크게 각광을 받고 있어 건물옥상의 정원화 현상은 더욱 증가할 것으로 전망된다.
종래의 옥상녹화시스템은 도1에 도시한 바와 같이 콘크리트로 구성된 보호누름층(12)이 시공된 옥상 슬래브면의 상부에 방수층(14)을 도포하고, 방수층(14)의 상부에 투수펫(16), 투수시트(17) 및 배수용 토양(18)으로 구성된 투수층(20)을 시공하며, 투수층(20)의 상부에는 식물의 육성기반이 되는 일반토양 또는 경량토양으로 이루어진 식재기반층(22)을 추가로 시공하게 된다.
다른 일예의 옥상녹화시스템으로는 옥상바닥의 슬라브면 위에 인공지반을 형성하고, 그 위에 식물 및 관목을 식재하는 방식이다. 상기 인공지반의 조성방법은 첫째, 슬래브 위에 PVC 방수시트를 깔거나 우레탄 방수제를 도포하여 방수층을 조성하고, 상기 방수층 위에 방근시트를 깔고, 상기 방근시트 위에 펄라이트와 같은 투수성 배수용 토양을 조성한 다음, 식생층의 토양이 배수 층으로의 유실을 막기 위해 부직포를 배수층 위에 깔고 식생층을 조성하는 일련의 과정을 거친다.
상기한 옥상녹화시스템들은 단기적으로 배수층의 배수 불량이 원인이 돼 뿌리가 썩는 것이 가장 큰 문제로 지적되고 있으며, 장기적으로는 방근층의 부실로 인하여 식생재 뿌리가 건축물의 콘크리트 구조체에 침투하여 균열을 발생시킴으로써 건물의 내구성을 약화시키는 점이 큰 문제로 지적되고 있다. 옥상 녹화의 환경은 식재된 식물의 뿌리가 침입할 수 있는 손상 여건이 조성됨으로써 모든 방수층 및 방근층은 이에 대한 대응 능력을 가지고 있어야 한다.
옥상녹화를 안정되게 하기 위해서는 옥상녹화부(식물이 심어지는 부분)가 적용될 구조물에 안전한 기반을 구축하여 구조적 안정성 및 내구성에 영향을 미치지 않도록 처리해야 하는데, 상기 안전한 기반의 구축이라 함은, 구조물 옥상 상부에 가장 기본적으로 시공하는 방수층과 옥상녹화부(식물, 물, 토양, 비료 등)로부터 방수층을 보호하기 위한 방근층의 형성이라 할 수 있다.
상기 방근층을 설치하는 근본적인 이유는 구조물 상부에 식재시공을 할 경우에 발생되는 식물뿌리의 활착을 방지하기 위함이다. 식물뿌리의 성장력은 매우 왕성하여 방수재를 뚫게 되며, 심지어는 구조물 즉, 콘크리트 구조체를 뚫는 경우가 발생하게 되어 구조체의 균열로 인한 구조물의 수명을 단축시키는 주 요인으로 작용하고 있다.
이를 해소하기 위해 최근에는 옥상녹화 시공 전에 방근층을 형성하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 상기 방근층 시공방법으로는 첫째 조경공사의 측면에서 식재공사시 배수판 상부에 부직포를 깔아둠으로써 뿌리가 하부로 쉽게 내려가지 않도록 처리하는 방근시공 방법이며, 둘째 방수공사 측면에서 방수층을 보호하기 위해 합성고분자계 시트를 깔아두어 뿌리가 직접 방수층에 닿지 않도록 하는 방근시공방법을 사용하고 있다. 그러나 이들 방근시공 방법들은 모두 근본적인 방근의 해 결책이 되지 못하고 있으며, 방근기술의 공학적 입증이 부족하여 일반적으로 통용되지 못하고 있는 것이 현실이다.
상기와 같이 두 가지 측면에서의 방근시공은 식물뿌리의 성장원리를 파악하지 못한데서 기인한 것으로 원천적인 방근재로 활용하는 데는 문제점을 내포하고 있다.
좀 더 구체적으로 조경공사의 측면에서 사용하는 부직포는 일반적인 폴리에스터를 쓰거나, 혹은 성능을 개선시켜 제작한 폴리머 부직포를 사용하기도 하는데, 이때 사용되는 부직포는 배수판 위에 올려져 배수판 저수(貯水)공간으로 뿌리가 들어가도록 하여 배수기능을 저하시키지 않으며 뿌리의 활착을 일차적으로 차단하는 기능만을 수행한다. 따라서, 식재되는 나무나 식물의 뿌리는 그 특성상 미세한 틈새로 물길이 형성되면 반드시 그 틈새로 파고드는 성질이 있어 부직포의 조직상 뿌리가 침투하기 쉬운 형상을 띄고 있기 때문에 우수한 방근 효과를 거두기가 매우 곤란한 문제점이 발생하였다.
방수공사 측면에서 사용하는 PE필름은 조경공사시 사용하는 부직포와 비교하여 한층 발달한 방근시공방법으로서, 식물뿌리의 침투로부터 방수층을 보호하기 위해 방수층 상부에 화학적.물리적으로 안정한 물성을 갖고 있는 PE필름을 접착하여 방근층을 형성함으로써 식물뿌리의 활착력이 방수층에 미치지 않도록 차단하는 것이다. 그러나, 상기 PE 필름은 조인트부를 접착제 혹은 접착테이프로 시공하기 때문에 접합안정성이 취약하며 이는 물길을 형성하는 주된 취약부위가 되기 때문에 뿌리의 활착을 가능하게 하는 작용을 하므로 방근효과의 저하 요인이 되어 그 실효 성에 문제가 제기되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 건축물의 지붕층 녹화시에 골조 바닥면의 방수공정에서부터 배수공정 전반에 걸쳐 소요되는 각 공종들을 유기적으로 연결함으로써 안전한 기반을 구축하여 콘크리트 구조체의 균열 발생이나 거동에 신뢰적으로 대응하고, 화단조성에 따른 토양층의 상시 습윤 조건으로 인한 방수층의 열화를 방지하며, 별도의 관리 없이도 교목 또는 관목의 원활한 식생이 이루어질 수 있도록 한 건물지붕층 녹화시스템 및 그의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 건물 지붕층의 골조바닥면에 도포되는 아스팔트 프라이머층; 상기 아스팔트 프라이머층의 상부에 적층되는 제1 고무 아스팔트 도막방수층; 상기 제1 고무 아스팔트 도막 방수층의 상부에 적층되는 스트레치 아스팔트 펠트층; 상기 스트레치 아스팔트 펠트층의 상부에 적층되는 제2 고무 아스팔트 도막방수층; 상기 제2 고무 아스팔트 도막방수층의 상부에 적층되는 아스팔트 펠트시트 방수층; 상기 아스팔트 펠트시트 방수층의 상부에 적층되는 방근시트층; 상기 방근시트층 상부에 설치되어 식생재의 수분공급을 위한 저수기능과 배수기능을 겸비한 배수판; 상기 배수판 상부에 설치되며, 식생재 뿌리의 활착 방지와 식생토양의 유실방지 및 토양여과층으로서 기능을 하는 부직포 매트; 및 상기 부직포 매트의 상부에 적층되는 식생토양층을 포함하는 건물지붕층 녹화시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 건물 지붕층의 골조 바닥면 및 벽부에 드레인 위치를 정하고, 상기 드레인 위치에 코어홀을 형성하여 드레인을 설치하는 제1 단계; 물이 원활하게 배수될 수 있도록 상기 골조 바닥면으로부터 드레인을 향하여 구배를 부여하고 제물미장을 실시하는 제2 단계; 상기 지붕층의 골조에 화단벽체를 구축하는 제3 단계; 상기 골조 바닥면에 방수층을 시공하는 제4 단계; 상기 방수층의 상부에 방근시트층을 적층하는 제5 단계; 상기 방근시트층 상부에 저수 및 배수기능을 겸비하는 배수판을 설치하는 제6 단계; 식생재 뿌리의 활착 방지와 식생토양의 유실방지 및 토양여과층으로서 기능을 하는 부직포 매트를 상기 배수판위에 설치하는 제7 단계; 및 상기 부직포 매트위에 식생토 메우기를 실시하는 제8 단계를 포함하는 건물지붕층 녹화시스템의 시공방법을 제공한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 다음과 같은 효과를 구현한다.
첫째, 건물의 지붕층 구축시 골조 바닥면의 구배 시공, 드레인 위치 선정 및 설치, 방수층, 방근시트층 및 식생토양층의 시공 등을 수행하는 각 공종을 유기적으로 결합함으로써 옥상녹화부가 적용될 구조물에 안전한 기반을 구축하여 구조적 안정성 및 내구성을 향상시킴과 동시에 옥상녹화의 하자를 신뢰적으로 방지할 수 있으며, 통일화된 옥상녹화시공으로 시공성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 골조 바닥면의 구배와 저수 및 배수기능을 겸비하는 배수판을 통하여 배수가 원활하고, 식생재에 충분한 수분공급을 행함으로써 생장촉진을 활발하게 할 수 있다.
셋째, 방수층과 함께 방근시트 위에 2겹의 HDPE 필름을 적층함으로써 콘크리트 구조체의 균열 발생이나 거동에 신뢰적으로 대응하고, 화단조성에 따른 토양층의 상시 습윤 조건으로 인해 발생되는 방수층의 열화를 방지하며, 식생재 뿌리의 침투를 원천적으로 차단할 수 있다.
넷째, 배수판에 저수기능을 부가함으로써 별도의 관리없이도 교목 또는 관목의 원활한 식생을 이룰 수 있다.
이하, 첨부된 도2 내지 도6의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 건물지붕층 녹화시스템 및 그의 시공방법은 골조 바닥면의 방수공정에서부터 배수공정 전반에 걸쳐 소요되는 각 공종들을 유기적으로 연결함으로써 건물의 구조적 안정성 및 내구성을 향상시키고 옥상녹화의 하자를 원천적으로 방지할 수 있도록 구현한 것이다.
도2는 본 발명에 의한 건물지붕층 녹화시스템의 일실시예 구성을 나타낸 개략도이고, 도3은 도2의 "A"부 상세도이고, 도4는 본 발명의 요부인 방수층의 시공단면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 건물지붕층 녹화시스템은 건물 지붕층의 골조 바닥면(30)에 도포되는 아스팔트 프라이머층(32)과; 상기 아스팔트 프라이머층(32)의 상부에 적층되는 방수층(34)과; 상기 방수층(34)의 상부에 적층되는 방근시트층(36)과; 상기 방근시트층(36) 상부에 설치되어 식생재의 수분공급을 위한 저수기능과 배수기능을 겸비한 배수판(38)과; 상기 배수판(38)의 상부에 설치되며, 식생재 뿌리의 활착 방지와 식생토양의 유실방지 및 토양여과층으로서 기능을 하는 부직포 매트(40); 및 상기 부직포 매트(40)의 상부에 적층되는 식생토양층(42)을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 방수층(34)은 아스팔트 3겹 8층 방수재, 개량아스팔트 시트방수재, 고무 아스파트 도막 및 펠트 적층방수재, 폴리우레탄 도막방수재, FRP 도막방수재, 우레탄-FRP 복합방수재, 염화비닐계 시트방수재 중 선택된 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하기로는 도4에 도시한 바와 같이 제1 고무 아스팔트 도막방수층(34a)- 스트레치 아스팔트 펠트층(34b)- 제2 고무 아스팔트 도막방수층(34c)- 아스팔트 펠트시트 방수층(34d)을 순차 적층한 고무 아스팔트 도막 및 펠트 적층방수재로 구성된다.
상기 방근시트층(36)은 도5a 및 도5b에 도시한 바와 같이 중심기재로서 기능하며 요철형상으로 이루어진 폴리에틸렌 압출보드(72)와; 상기 폴리에틸렌 압출보드(72)의 하부면에 피복되며, 탄성력과 접착력을 제공하여 방수층과 완전한 접착을 이루기 위한 고무 아스팔트 콤파운드(74) 및 상기 하부 고무 아스팔트 콤파운드에 부착되는 이형지(76)를 포함한다.
또한, 방근시트층(36)의 연결부위에는 폴리에스터 필름과 폴리에스터 부직포를 접합한 필름을 상부면으로 하는 10cm폭의 접착테이프를 부착시킨 후, 2겹의 HDPE필름(37)이 더 적층되어 방근의 신뢰성을 증대시킨다.
상기 배수판(38)은 도6에 도시한 바와 같이, 간격을 두고 다수의 요홈부(38a)가 배치되며 이 요홈부(38a)의 바닥은 차폐된 구조로 이루어져 있어 잔디(31a), 관목(31b) 또는 교목(31c)의 뿌리에 수분을 공급하기 위한 담수기능을 담당한다. 또한 상기 요홈부(38a)를 연결하는 상부면에는 다수의 배수홀(38b)이 형성되어 요홈부(38a)에 저수된 물이 월류하는 것을 통과시키거나 식생토양층으로부터 스며드는 물기를 통과시켜 원활한 배수를 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 부직포매트(40) 위에는 식생재의 생장촉진을 위하여 급수파이프(44), 영양제 파이프(46) 및 산소공급파이프(48)를 선택적으로 설치할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 지붕층녹화시스템의 시공방법을 도2를 참조하여 설명한다.
먼저, 건물지붕층의 골조 바닥면(30) 및 벽부에 드레인 위치를 정하고, 상기 드레인 위치에 코어홀을 형성하여 드레인(50)을 설치한다. 그리고, 물이 원활하게 배수될 수 있도록 상기 골조 바닥면(30)으로부터 드레인(50)을 향하여 구배(1/100)를 부여하고 제물미장을 실시한다.
다음, 상기 지붕층의 골조에 화단벽체(52)를 구축하고, 상기 골조 바닥면(30)에 방수층(34)을 시공한다.
이때, 상기 방수층(34)은 아스팔트 3겹 8층방수공정, 개량아스팔트 시트방수공정, 고무아스팔트 도막 및 펠트 적층방수공정, 폴리우레탄 도막방수공정, FRP 도막방수, 우레탄-FRP 복합방수, 염화비닐계 시트방수 공정 중 선택된 하나의 공정으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 방수층(34) 시공은 먼저, 골조 바닥면(30)에 아스팔트 프라이머(32)를 도포한다. 상기 아스팔트 프라이머(32)위에 1차 고무 아스팔트 도막방수재(34a)를 도포함과 동시에 스트레치 아스팔트 펠트(34b)를 가로방향으로 깔아준다. 그후, 다시 2차 고무 아스팔트 도막방수재(34c)를 도포함과 동시에 세로방향으로 아스팔트 펠트시트(34d)를 깔아주어 고무아스팔트 도막 및 펠트 적층방수층을 형성한다. 이와 같이 시공된 고무아스팔트 도막 및 펠트 적층방수층에 의하여 방수공사의 시공부주의에 의한 방수하자 발생을 방지할 수 있으며, 방수층의 수밀성이 향상된다.
다음, 상기 방수층(34)의 상부에는 요철형상의 폴리에틸렌 압출보드(72)를 중심기재로 하여 그 상부 및 하부면 중 선택된 적어도 한면에 고무 아스팔트 콤파운드(74)가 도포된 방근시트층(36)을 적층한다. 바람직하기로는 상기 폴리에틸렌 압출보드(72)를 중심기재로 하여 하부면에 아스팔트 콤파운드(74)를 일정 두께로 부착한 방근시트층(36)을 적층하는 것이다.
상기 방근시트층(36)의 연결접합부위에는 폴리에스터 필름과 폴리에스터 부직포를 접합한 필름을 상부면으로 하는 10cm 폭의 접착테이프로 고정한다. 이 밖에 상기 접착테이프로는 무방향 비닐시트 테이프도 가능하다.
상기 방근시트층(36)을 설치한 후에는 드레인(50) 주변에 금속재질(주로 SUS 재질)의 타공판(54)을 대고, 상기 타공판(54) 내면에 부직포(56)를 설치하여 우수시 원활한 배수가 이루어지도록 한다.
상기 방근시트층(36) 상부에는 저수 및 배수기능을 겸비하는 배수판(38)을 설치한다. 상기 배수판(38) 위에는 식생재 뿌리의 활착 방지와 식생토양의 유실방지 및 토양여과층으로서 기능을 하는 부직포 매트(40)를 설치한다. 상기 부직포 매트(40) 상에는 식생재에 필요한 수분, 영양분 및 산소공급을 위한 배관(44, 46, 48)을 설치한다.
최종적으로 상기 부직포 매트(40)위에 식생토양(42)의 메우기를 실시하고, 식생재를 식재한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.