KR20020024983A - 조립식 지붕 방수 시스템 - Google Patents

Abstract

철근콘크리트 슬래브로 된 평 지붕이 물새지 않도록 하는 재래식 방수 공법 대신 기와 지붕이나 슬레이트 지붕처럼 조립식으로 시공할 수 있는 방법을 제시한다.

지붕 물매가 1/100 정도로 완만해도 폴리에칠렌 등 재료로 도랑을 만들어 가로세로 적당한 간격으로 연결하여 선 홈통에 접속시키고 빗물을 흘려 보내면 새는 일이 없을 것이다. 그 위에다 4각형 상자 뚜껑에 네 개의 다리가 달린 밥상 모양의 바닥 판(10)을 배열하여 지붕 바닥 마감으로 활용하도록 하고 이음매를 아래 도랑에 일치시켜, 새는 물을 받도록 하는 것이 본 발명의 기본 개념이다.

바닥 판(10) 상호간의 이음은 코킹 틈(13)에 코킹 재료를 충전하여 차수 하므로 빗물은 바닥 판(10)에서 직접 주 도랑(20)으로 흘러가는 것이 정상이다. 그러나 만약 코킹 재료가 기능을 상실하여 물이 샌다 해도 그 흐르는 물의 양이 많지 않으므로 집중 호우에도 중 도랑(40)과 부 도랑(60)이 넘치는 일은 없을 것이다.

주 도랑(20)과 중 도랑(40)은 주 도랑 고정장치(30)와 중 도랑 고정 장치(50)를 사용하여 빗물이 주 선홈통(25) 방향으로 원활하게 흐를 수 있도록 정해진 물매에 맞춰 설치하고 각 도랑들의 이음은 현장 용접으로 한다. 또한 주 도랑(20), 중 도랑(40), 부 도랑(60) 등이 방향을 바꾸며 만나는 지점에서의 상호 접합도 용접으로 한다.

만약 주 도랑(20)이 넘치거나 바닥 판(10)이 일부 파손되어 차수에 실패하는경우에도 일시적으로 방수 효과를 발휘할 수 있도록 지붕 슬래브(70)에다 방수 도료(71) 등 최소한의 방수 조치를 하며, 이는 기와지붕에서 기와 밑바탕에 아스팔트 펠트를 붙이는 것과 같은 이치이다.

중 선홈통(26)의 물은 상부의 주 배수 시스템에서 모아 내리는 물을 받는 주 선 홈통(25)의 물과 합하여 부 선홈통(27)에 연결하게 한다. 한편 주 도랑(20)에 가랑잎이나 쓰레기가 쌓여 물구멍(23)이 막히는 경우 흘러 넘치는 물은 넘침 관(24)을 통하여 직접 부 선홈통(27)으로 내려갈 수 있도록 연결시킨다.

페로 시멘토 판(11)은 그 자체가 수밀성이 있어서 선박 건조에도 사용하는 페로 시멘토(Ferro cemento) 제품으로 한다. 페로 시멘토 판(11)은 시멘트 제품이지만 일반 철근콘크리트와는 성질이 판이하게 달라 압축력 뿐만 아니라 인장력, 굽힘과 충격에도 강한 내력을 갖는 고급 재료이다. 바닥 판(10)에는 조절볼트(16)를 돌려 높낮이를 조절할 수 있도록 암나사 강관(15)이 일체로 부착되어 있으며, 위 조절 볼트(16)는 바닥 판(10) 상부에서도 둘릴 수 있도록 바닥 판(10)에 볼트 구멍(14)이 있으며, 높이 조절이 끝나면 실란트나 마개로 막아 물새는 일이 없도록 한다. 그러나 이 구멍은 만약의 경우 바닥 판(10)을 교체할 때 실란트나 마개를 제거하여 손잡이를 정착하는 나사 구멍으로 활용한다.

Description

조립식 지붕 방수 시스템{ Prefabricated Water Proofing System for the Roof Slab}

지붕의 기능 중에서 가장 중요한 것은 빗물을 막는 것이다. 그럼에도 불구하고 철근콘크리트 지붕 슬래브(70)는 비가 새는 것이 오히려 당연한 것처럼 인식되어 있고, 건물이 수명을 다하기까지 새지 않는 건물이 드문 실정이다.

이는 지붕 슬래브(70) 방수의 재래식 공법이 침투식 방수와 시트 방수로 구분 되는데 전자는 모체가 되는 지붕 슬래브(70)가 균열을 일으키면 즉각적으로 누수와 연결되는 것이고, 후자는 이론적으로 방수 효과가 탁월할 것 같으면서도 실제로는 그렇지 못한 것이 현실이다.

그 이유를 분석해 보면 시트 자체는 변형 흡수 능력이 많은 것이 사실이지만, 방수 보호층으로 눌려 구속된 상태에서 좁은 틈에 불과한 균열 부위에서만 국부적으로 0에서부터 균열 폭만큼 변해야 하는 상황에서는 제 구실을 하지 못하고 찢어지는 것이 이유인 것으로 판단된다.

한편 방수 공사를 한 후 이를 보호하는 조치가 없다면 내구성이 보장되지 못하는데 이 방수 보호층은 방수층이 손상될 경우 물막이 역할을 하여 물을 정체시키고 손상된 부분으로 물이 스며드는 것을 도와주게 된다. 방수 보호층은 구조 내력상으로 짐이 되므로 구조체 공사비 증가의 요인이 되기도 한다. 또한 지붕 슬래브(70)를 방수한 후 방수 보호층을 둘 때에는 반드시 최소한의 물매를 주어야 하므로 높은 쪽의 방수 보호층 두께는 구조체에 추가로 부담을 주게 된다.

또 한 가지 유의할 사항은 방수 보호층이 방수층에 직접 시공됨으로 인하여 방수층과 구조체와의 사이에는 온도 변화에 따르는 불균등 내 응력이 생겨서 균열을 유발하며, 이를 완화하기 위한 조치로 방수 보호층에 신축 줄눈을 마련하는 것이 의무화되어 있다.

그러나 신축 줄눈은 앞에 설명한 방수층에 집중 응력을 유발하는 요인이 되므로 이래저래 하자가 발생하는 것이다.

위 몇 가지 요인으로 인하여 방수 하자가 발생하면 물이 새는 바로 위 부분만을 보수하면 되는 것이 아니라 전면 보수하여야 하므로 큰 부담이 되며, 공사 중 비가 내리면 새게 되므로 하부 용도에 지장을 주게 된다. 방수층과 방수 보호층을 제거하는데는 소음과 진동, 먼지가 날 뿐만 아니라, 쓰레기 처리비 또한 무시할 수 없으므로 일반적으로는 기존 방수층 위에다 방수 공사를 하고, 또 다시 그 위에다 방수 보호층을 타설 하는 것을 반복하고 있다. 이 때문에 지붕 골조의 부담은 늘어나고 마침내 구조 안전 상 위험한 지경에까지 이르게 되는 것이다.

또한 방수 보호층과 구조체와의 사이에는 얇은 방수층 밖에 없으므로 여름 철 뜨거운 햇빛을 받아 여과 없이 구조체로 전달시키므로 냉방 부하가 커지는 단점도 있다.

그러므로 위 재래식 지붕 방수 공법과 다른 조립식 지붕 방수 공법의 연구가 필요하게 된 것이다.

본 발명은 재래식 기와지붕이나 슬레이트 지붕에서 기와나 슬레이트 각각의 이음이 서로 밀착되지 않았음에도 불구하고 오랫동안 비 새는 일없이 완벽한 기능을 발휘하는 것에 착안하여 평 지붕 슬래브(70)에서도 조립식으로 쉽게 차수 효과를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 기왓장 몇 개가 깨졌거나 풍우로 인하여 기와 사이틈에 빗물이 스며드는데도 천장까지 물이 새지 않는 이유는 물이 장시간 정체하지 못하고 아스팔트 펠트 위로 흐르기 때문임을 미루어 보면 일반 지붕 슬래브에도 방수 도료 등 최소한의 방수 조치를 하고 바닥 판(10)으로 자외선을 차단하면사소한 방수 하자는 물론 샘까지 연결되지 않는 장점이 있다.

또한 부수적으로는 방수층을 구조 체와 밀착시키는 재래식 방수 공법 대신 중간에 공기층을 둠으로 인하여 보온과 소음 차단 효과도 기대할 수 있게 된다.

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도 1은 조립식 지붕 방수 시스템의 평면도이다.

도 1a는 단위 바닥 판(10)의 사시도이다.

도 1b는 단위 바닥 판(10)의 단면도이다.

도 1c는 짐받이 판(18)의 평면도이다.

도 2는 조립식 지붕 방수 시스템의 단면도이다.

도 3은 주 도랑(20), 중 도랑(40) 및 부 도랑(60)을 조립한 평면도이다.

도 4는 주 도랑(20)을 조립한 부위의 확대 단면도이다.

도 4a는 주 도랑 고정 장치(30)의 평면도이다.

도 5는 중 도랑(40)을 조립한 확대면도이다.

도 5a는 중 도랑(40)을 조립한 평면도이다.

도 5b는 부 도랑(60)을 조립한 확대 단면도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

10 : 바닥 판

11 : 페로 시멘토(Ferro Cemento) 판

12 : 물끊기

13 : 코킹 틈

14 : 볼트 구멍

15 : 암나사 강관

16 : 조절 볼트

17 : 볼트 발

18 : 짐받이 판

19 : 보강 철망

19a : 단열재

20 : 주 도랑

21 : 물받이 벽

22 : 고정 못

23 : 물구멍

24 : 넘침 관

25 : 주 선홈통

26 : 중 선홈통

27 : 부 선홈통

30 : 주 도랑 고정 장치

31 : 주 지지 판

32 : 주 보강 판

33 : 주 플라스틱 앵커

34 : 주 볼트

35 : 주 조절 너트

40 : 중 도랑

50 : 중 도랑 고정 장치

51 : 중 지지 판

52 : 중 보강 판

53 : 중 플라스틱 앵커

54 : 중 볼트

55 : 중 조절 너트

56 : 중 수평 판

57 : 중 수직 판

60 : 부 도랑

70 : 지붕 슬래브

71 : 방수 도료

80 : 파라펫

도 4에서 보는 바와 같이 지붕 슬래브(70)에 뚫은 구멍에 중 선홈통(26)을 끼워서 만약에라도 지붕 슬래브(70) 위에 물이 잘못 흘러들었을 경우 물이 부 선홈통(27)으로 흘러 내려갈 수 있게 한다. 파라펫(80)에도 구멍을 뚫어 넘침 관(24)을 삽입하여 만약의 경우 물구멍(23)이 막혀도 주 도랑(20)이 넘치지 않게 한다.

도 3, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 지붕 슬래브(70)에 구멍을 뚫어 주 플라스틱 앵커와(33)와 중 플라스틱 앵커(53)를 곁들여 주 볼트(34)와 중 볼트(54)를 박은 후 지붕 슬래브(70) 바닥 면에 방수 도료(71) 등 최소한의 방수 조치를 한다.

주 도랑(20)에는 적당한 간격으로 물구멍(23)을 뚫어 주 선홈통(25)을 용착하고, 주 도랑(20) 물받이 벽(21)과 파라펫(80)에는 넘침 관(24)을 끼울 수 있는 구멍을 뚫어 연결한다. 주 도랑 고정 장치(30)는 주 조절 너트(35)로 레벨을 잡아 주 도랑(20)의 물이 주 선홈통(25)으로 원활하게 흐르도록 한다. 주 도랑(20)의 물받이 벽(21)은 고정 못(22)으로 파라펫(80)에 부착한다.

중 도랑(20)은 도 5에서 보는 바와 같이 중 도랑 정착 장치(50)로 레벨을 잡아 끝을 주 도랑(20)에 맞춰 용착하고 부 도랑(60)은 양끝을 중 도랑(40)에 얹어 용착하는 것으로 배수로 공사가 완료된다.

배수로의 최종 배수구인 주 선홈통(25)의 물은 부 선홈통(27)으로 전달되며, 주 도랑(20)를 넘치는 물은 넘침 관(24)을 거쳐 부 선홈통(27)으로 배수된다.

도 1a와 도 1b에서 바닥 판(10)의 주재료는 페로 시멘토(Ferro Cemento) 제품으로 시멘트 모르터(Cement Mortar)와 보강 철망(19)을 소재로 한 특수 재료이다.

이는 재질이 치밀하여 흡수율이 적으며 내구성이 강하고 철근콘크리트와 달라 인장강도와 굽힘 특성 및 충격에도 강하므로 외부용 바닥 재료로의 필요 충분 조건을 갖추고 있다. 또한 두께가 얇아 바닥 판(10) 1판의 무게가 80kg 정도로 가벼우면서도 내하력이 크므로 하부 구조에 부담을 주지 않으며 운반 조립이 간편하다.

바닥 판(10)의 표준 규격은 1,200mm*900mm로 하되 지붕 슬래브(70)의 모양과 크기에 따라 단부에는 사다리꼴 등 특수 규격으로 제작하여 조각 맞춤을 할 수 있다. 페로 시멘토 판(11) 하면에는 단열재(19a)를 붙이고 외곽에는 다른 바닥 판(10)과의 연결 틈으로 물이 새는 것을 막기 위한 코킹 틈(13)을 마련하고 만약의 경우 물이 샌다 해도 하부의 중 도랑(40)과 부 도랑(60)으로 쉽게 떨어지도록 물끊기(12)를 돌린다. 이 물끊기(12)는 바닥 판(10)을 보강하는 역할도 겸한다.

각 바닥 판(10)을 물매에 맞춰 깔기 위하여 4개의 다리가 부착되는데 짐받이 판(18)에 용접한 암나사 강관(15)이 페로 시멘토 판(11)과 일체로 제작된다. 볼트발(17)이 달린 조절 볼트(16) 상단에는 드라이버로 돌릴 수 있는 홈이 조성되며 이는 바닥 판(10) 상부 볼트 구멍(14)을 통해서 조절 볼트(16)를 돌려 높낮이를 조정할 수 있게 한다. 또한 바닥 판(10) 상부에 있는 4개의 볼트 구멍(14)은 바닥 판(10)을 교체하거나 이동할 때 손잡이를 끼우는 데 활용하며, 평상시는 실란트나 마개로 막아둔다.

코킹 틈(13)에는 코킹 재료로 막지만 코킹 재료는 내구성이 부족하여 수시로 보수하여야 한다. 그러나 실수하여 물이 새는 일이 있어도 물이 하부에 마련된 도랑(20, 40, 60)을 통하여 주 선홈통(25)으로 유도되므로 누수 염려가 없게 된다.

정상적인 기능을 발휘하는 바닥 판(10)은 빗물을 직접 주 도랑(20)으로 흘러 보내므로 평상시에는 중 도랑(40)과 부 도랑(60)으로는 물이 흐르지 않는다. 더욱 지붕 슬래브(70) 상부 방수 도료(71)와 중 선홈통(26) 및 넘침 관(24)은 빗물을 접할 기회가 없는 것이 정상이므로 예비용이다.

바닥 판(10) 하부에 단열재(19a)를 부착하면 지붕 슬래브의 단열과 소음 차단에도 도움이 되며 만약의 경우 바닥 판(10) 상 하부 온도 차이에 의하여 결로가 생기는 것도 방지된다.

도랑(20, 40, 60) 재료를 금속 판 대신 폴리에칠렌으로 하는 것은 결로 및 동절기 결빙 방지를 위한 것이다.

조립식 지붕 방수 공법의 효과로는

1. 조립식이므로 부분 파손시 부속품 교체가 가능하여 재래식 공법과 달리방수층을 제거하는 것과 같은 수고가 불필요하다.

2. 바닥 판(10)과 지붕 슬래브(70)가 격리되어 있어서 외기 온도의 차이에 의한 내 응력 발생이 줄어들고, 따라서 바닥 판(10)이나 지붕 슬래브(70)의 내구성이 증진되며 중간의 공기 층은 직사 태양광선으로부터의 온도 전달을 막는 구실과 소음 전달 차단 역할을 하게 된다.

3. 빗물 흘림은 1차로 바닥 판(10), 2차로 도랑(20, 40, 60) , 3차로 지붕 슬래브(70), 마지막으로 넘침 관(24) 등의 방어선이 구축되어 실내에 물이 스며드는 일이 없어진다.

4. 만약 나무잎이나 쓰레기로 인하여 선 홈통이 막히면 연못 현상(Ponding Effect)으로 주 도랑(20)이 넘치고 때로는 구조물에 초과 하중을 가하여 위험하게 되므로 주 도랑(20) 물받이 벽(21)에 조성된 넘침 관(24)은 최종 안전 변 역할을 한다.

5. 재래식 방수 보호층은 경량 무근콘크리트여서 내구성이 부족하며 표면이 거칠지만 본 바닥 판(10)은 견고하고 치밀하며 미려하다.

6. 재래식 방수 공법에 비하여 내구성이 있으며, 방수 보호층 무게가 구조체에 주는 부담이 줄어든다.

7. 만약 비가 새는 일이 발생해도 일부 바닥 판(10)을 들어내고 내부를 조사하면 그 원인을 밝혀낼 수 있으므로 보수하기 쉽다.

8. 위 바닥 판(10)은 지하실 바닥, 주방 바닥 등에도 활용할 수 있다.

Claims (6)

1. 도 1a와 도 1b와 같이 하면에 단열재(19a)를 부착한 페로 시멘토 재료의 다각형 평판으로 최 외곽 주변에 코킹 틈(13)과 물끊기(12)를 조성하고, 암나사 강관(15)을 짐받이 판(18)에 용접한 여러 개의 다리를 일체로 제작하며, 하단에 볼트 발(17)이 붙고 상단은 나사를 돌릴 수 있는 홈이 조성된 조절 볼트(16)로 높낮이를 조절하는 페로 시멘토 판(11)
2. 도 4와 4a에서 4각 금속 평판을 오리고 접어서 주 보강 판(32)과 주 지지 판(31)을 조성하고 주 지지 판(31)에 구멍을 뚫어 주 볼트(34)와 주 조절 너트(35)로 주 도랑(20)의 높낮이를 조정할 수 있는 주 도랑 고정 장치(30)
3. 도 5와 도 5a에서 사다리꼴 금속 평판을 오리고 접어서 중 지지 판(51), 중 수평 판(56) 및 중 보강 판(52)을 일체로 조성하고 중 수평 판(56)에 구멍을 뚫어서 중볼트(54)와 중 조절 너트(55)로 중 도랑(40)의 높낮이를 조정할 수 있는 중 도랑 고정 장치(50)
4. 도 3에서 부 도랑(60), 중 도랑(40) 및 주 도랑(20)을 물매를 주어 기하학적으로 배열함으로 인하여 바닥판(10)에서 흘러내리는 빗물을 주 선홈통(25)으로 배수시키고 주 도랑(20)을 넘치는 물이 지붕 슬래브로 흐르기 전 넘침 관(24)을 통해부 선홈통(27)으로 흐르게 하는 배수 시스템
5. 바닥 판(10)이 깨지거나, 도랑(20, 40, 60)이 파손되어 빗물이 지붕 슬래브(70)로 흐를 경우에도 물이 고이는 일이 없도록 지붕 슬래브에 방수 도료(71)를 칠하고 중 선홈통(26)을 마련하여 새는 물을 부 선홈통(27)에 연결하는 지붕 방수 시스템
6. 평 지붕 슬래브(10) 방수에서 방수층과 방수 보호층을 밀착 시공하는 대신 바닥 판(10)과 주 도랑(20)을 1차 방수, 부 도랑(60)과 중 도랑(40)과 주 도랑(20)을 2차 방수, 지붕 슬래브(70)의 방수 도료(71)와 중 선홈통(26)을 3차 방수로 삼고 최종적으로는 넘침 관(24)을 4차 방수 효과로 삼으며, 바닥 판(10)과 지붕 슬래브(70) 사이의 공간을 보온 층과 차음 층과 균열 피해 방지 및 방수 하자를 검사하는 공간으로 활용하는 조립식 지붕 방수 시스템