KR20140108512A - Eps를 이용하는 외단열미장방식의 전수 가이딩 조립식공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외단열미장마감공법을 수행할 때
사용되는 단열판에 표준시방에 명시된 많은 기술관련 사항들이 쉽게 구현되고 관리될 수 있도록 성형제작되는 단열판을 사용한 외단열미장마감공법의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에서 중요시한 목적은
시공에 참여하는 기능공을 포함한 모든 관련기술자들이 그 표준시방의 세부기술사항들을 잘 숙지하지 못하였더라도 기준재료인 EPS판재 자체를 표준시방의 기술내용이 지켜지도록 성형제작 함으로써 재료에 표기되어있는 가이드에 따라 쉽고 정확하게 직관적으로 따라 함으로서 자연스럽게 표준시방을 준수하는 효과를 얻는 것과 동시에, 공사관계자 모두에게 설치방법에 대한 일관성있는 기준을 제시하며, 시공에 소요되는 작업량을 정량화하여 적정한 공사비를 산출할 수 있게 하여 전체적으로 부실시공의 피해를 방지토록 하는데 있다.

Description

EPS를 이용하는 외단열미장방식의 전수 가이딩 조립식공법 {Total Guiding System For Assembling Solution Of Exterior Insulation Finishing System with EPS}

건축물의 단열공법 중 비드법단열재(EPS : Expanded Poly-Styrene)를 사용하여 외단열을 충족하고 그 EPS의 바깥 면에 외장마감으로 무기질 몰탈미장을 하여 건축물을 마감하는 일명 외단열미장공법 (EIFS : Exterior Insulation Finishing System)에 관한 기술이다.

일반적으로 건축물의 단열은 내단열보다는 외단열이 훨씬 단열효과가 좋다는 것은 이미 널리 입증된 바와 같다. 외단열을 하는 방식은 현재 여러 가지가 있으나 그 중 가장 쉽고 저렴한 방식은 속칭 스치로폼으로 알려진 비드법단열재로 공칭되는 EPS(이하 공통)를 건물골조의 바깥쪽에 설치하고 그 외부 면을 미장몰탈로 바름 마감하는 방식이다.

이 외단열미장방식은 전 세계적으로 유럽 쪽에서 2차 세계대전 직 후 재건복구과정에서 시작되어 가장 발달하였고 특히 독일기술이 세계적으로 관련 공법의 표준시방으로서 자리매김하고 있다.

우리나라에는 이 공법이 소개된 것은 약 30년 전쯤인 1987년부터이지만, 그동안 싸구려 공법이라는 인식이 강하여 활성화되지 못하다가 최근 외단열 필요성의 대두 등 사회적인 환경의 변화로 인하여 새롭게 주목받고 있는 기술이다.

현재 유럽에서 준용되는 이 기술의 표준시방서에는 기술 전반에 걸쳐 아주 세세한 부분까지 반드시 지켜야할 세부사항들이 도면그림을 포함하여 명확하게 제시되어 있다.

물론 우리나라도 정부와 관련기관에서 최근 그 시방기준을 마련하여 공표하고 있으나 그 기술내용으로는 아직 유럽 표준에는 한참 미흡한 실정이다.

이는 유럽 쪽의 표준시방을 그대로 국내에 적용하면 가장 빠르게 기술품질을 정착할 수도 있겠으나 국내 업계환경이 그를 쫓아가지 못하고 있는 실정이기 때문이다.

아직 국내에서 이 유럽 표준시방의 실질적인 내용조차 단열과 관련된 전문가집단의 아주 소수인원만이 알고 있는 실정이며 이 공법을 직접 시공하는 전문시공업체나 시공근로자들을 대상으로 한 기술교육조차 전무 한 현실이다 보니 건축주는 이 분야의 전문시공업체 또는 시공근로자들에게 유럽과 같은 고품질을 기대하기 어려운 실정이다.

이렇듯 이 기술은 여러 가지 장점을 가지고 있음에도 불구하고 현재 국내에서 유럽 표준시방 내용상의 많은 부분이 제대로 지켜지지 못하고 있어 그 성능을 보장받지 못하고 그저 단순히 가장 값싼 외장마감공법 정도로 인식되고 말았다.

KR 10-0512119 단열보드를 이용한 외단열 시공방식 KR 10-1425624 건축물 외장재 어셈블리 및 이를 이용한 건축물의 외벽 마감방법

사단법인 한국패시브건축협회 - 외단열미장마감공법 설계 및 시공지침 Ver.1.5 LH공사 - 외단열공법 시방서

본 발명에서 해결하고자하는 과제는 크게 아래와 같은 문제점들을 해결하고자 함이다.

1. 국내 관련업계 모든 설계자, 전문시공업체 또는 관련기능공 나아가 건축주까지 유럽의 전문시방서의 같은 기술내용을 동시에 숙지하고 준수하기는 매우 어렵다.

2. 설사 단계별 모든 관련기술자들이 표준시방의 같은 내용을 숙지하고 있다 하더라도 각자 처해 있는 입장이 다르기 때문에 각 공정마다 관계자별 상충되는 자의적인 해석 때문에 여러 가지 어려움이 상존한다.

3. 그러한 이유로 전 시공과정에서 그 표준시방들이 제대로 구현되고 있는지를 살피는 관리감독도 성과를 얻기가 역시 어렵다.

4. 선진국의 잘 정리된 표준시방이 제시된다 하더라도 강제조항이 아니기 때문에 제한된 공사금액 안에서 공사를 마무리하기 위한 의견충돌이 관계자들 사이에서 늘 일어날 수 있다.

등 크게 4가지 문제점들이 해결하고자하는 과제들이다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서

우선 관련된 설치기능공들이 복잡한 표준시방 내용을 모른다는 전제하에 외국의 선진 표준시방이 제시하고 있는 복잡다단한 기술내용을 최대한 수용한 구조로 기본 주자재인 EPS판재(1)를 몰드에 의한 성형방식으로 압출 제작한다.

보다 자세하게는

이 성형에는

1. 사용되는 각 EPS판재(1)의 적정크기,

2. 각 EPS판재(1) 제품자체가 제시된 적정한 비중을 갖추고 있는지 여부를 저울을 통하여 공사관계자들이 쉽게 확인할 수 있는 각 판재별 올바른 무게표시,

3. 각 EPS판재(1)끼리 조립순서대로의 방향과 인접되는 위아래 판재끼리 올바른 적층방식일 때만 조립이 가능한 삽입구를 구비하는 결합방식,

4. 각 EPS판재(1)에 건물골조와의 접합을 위한 접착제를 발라야 할 형태와 위치표시,

5. 각기 사용처가 다른 EPS판재(1)들은 그 판이 사용될 수 있는 층 표시와 함께, 풍하중 조건 등으로 안전설계가 중요시되는 벽체 모서리부위용 등 각기 설치위치가 표기되어있고,

6. 각 EPS판재(1)에 설치되는 모든 고정용 앵커볼트(4)로 인하여 예상되는 열교현상을 원천적으로 차단할 수 있도록 단열재뚜껑(5)으로 막을 수 있는 성형 구조 마련,

7. 각 EPS판재(1)에는 사용 위치별 적정한 수량의 기계적인 앵커 고정을 위한 앵커볼트삽입공(3)이 뚫려있도록 하여, 앵커볼트(4)의 설치 수량 등 각 공정별 작업량을 관련자 누구나 정확하게 미리 인지할 수 있어 공개적으로 높은 품질을 강제할 수 있도록 한다.

본 발명은

이 EPS판재(1)를 성형 틀에 의해 제작하는 방법은 마치 어린이용 장난감 블록을 쌓듯이 누구나 쉽게 인지할 수 있게 함으로서 기존처럼 기능공의 제한적인 경험과 성실도에 시공품질을 의존하지 않고, 기능공 스스로 직관적으로 쉽게 올바른 시공순서와 기술품질을 유도할 수 있게 하기 위함이다.

본 발명으로 얻고자하는 효과는

시공에 참여하는 기능공을 포함한 모든 관련기술자들이 그 표준시방의 세부기술사항들을 잘 숙지하지 못하였더라도 기준재료인 EPS판재(1) 자체를 표준시방의 기술내용이 지켜지도록 성형제작 함으로서 재료에 표기되어있는 가이드에 따라 쉽고 정확하게 직관적으로 따라 함으로서 자연스럽게 표준시방을 준수하는 효과를 얻는 것과 동시에, 공사관계자 모두에게 설치방법에 대한 일관성있는 기준을 제시하며, 시공에 소요되는 작업량을 정량화하여 적정한 공사비를 산출할 수 있게 하여 전체적으로 부실시공의 피해를 방지토록 하는데 있다.

본 발명으로 얻고자하는 효과를 보다 세부 항목으로 크게 나누면 아래와 같다.

1. EPS판재(1)의 적정한 크기

2. EPS판재(1)의 올바른 적층배열 방법

3. EPS판재(1)의 설치 층별 단계적 작업방법의 표준화와 정례화

4. EPS판재(1)가 시공되는 높이, 시공부위와 관련하여 작업 요소별 작업방법과 작업량의 정량화

5. 건축주 또는 관리감독자가 눈으로 보고 직관적으로 올바른 작업 여부를 알 수 있는 손쉽고 객관적인 확인 작업

6. 기존에는 유통되는 기성품 EPS판재(1)는 크기가 생산자 편의에 맞추어 900

1800(속칭3

6), 1200

2400(속칭4

8)등으로 획일화되어있어 현장반입 후 현장에서 인건비를 들여 현장 절단 및 기타 가공을 하던 방식을 사용자 중심으로 생산크기와 생산방식을 바꾸게 됨으로써 공사 전체의 정밀도 향상은 물론 인건비절감을 통한 전체원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

등 이다.

도1은 현재 국내 시공사례 중 외장마감 탈락하자 사진
도2는 현재 국내 시공사례 중 EPS판재(1)의 통줄눈쌓기와 휨 발생하자 사진
도3은 외국 표준시방에 의한 EPS판재(1)의 크기와 접착제도포 사례
도4는 외국 표준시방에 의한 EPS판재(1)의 막힌줄눈 시공 사례
도5는 외국 표준시방에 의한 사용 앵커볼트(4)의 열교차단 사례
도6은 외국 표준시방에 의한 건물 높이와 부위별 앵커볼트(4) 배치 자료
도7은 본 발명에 의한 EPS판재(1)의 앞면의 성형모습 예시
도8은 본 발명에 의한 EPS판재(1)의 뒷면의 성형모습 예시
도9은 본 발명에 의한 각 EPS판재(1)가 시공되는 층과 시공부위별 성형모습 예시

본 발명의 구체적인 내용을

얻고자하는 항목별로 첨부자료를 통하여 설명하면 아래와 같다.

1. EPS판재(1)의 적정한 크기

모든 재료가 그러하듯이 EPS판재(1)도 열에 의하여 늘어나고 줄어든다.

같은 온도조건에서도 재료의 길이가 길면 많이 늘어나고 짧으면 적게 늘어난다.

외벽체가 갖는 온도조건의 변수는 계절과 방향에 따른 일조조건 등 변화의 폭이 크다.

판재 자체의 열변위량이 크게 되면 EPS판재(1)와 건물골조를 연결하는 접착몰탈에 가해지는 힘이 더 커지게 된다. 접착몰탈은 취성이 강한 재료특성을 가지고있기 때문에 그 한계점을 넘는 순간 탈락 되기 쉽다.

도1을 보면 접착몰탈이 떨어진 EPS판재(1) 쪽에 거의 전부 붙어있는 것도 EPS판재(1)의 표면특성이 콘크리트보다 부드러워 변위량을 잘 흡수했기 때문이다.

이 열변위로 인한 힘은 계속적으로 영구히 반복되는 힘이다.

설치되는 EPS판재(1)의 절단크기가 중요한 이유이다.

표준시방에 의하면 열변위량의 분산효과와 작업경제성을 비교한 적정크기는 1000

500(단위mm공통)을 넘지 않도록 규정하고 있다.

도1과 도2는 국내 하자사례로서 사진에서처럼 국내에서는 빨리 시공하기 위하여 적정크기의 3배 이상 넓이의 기성품판재(900*1800)를 절단하지 않고 그대로 사용하는 경우가 많아 여러 심각한 하자로 이어지고 있다.

본 발명에서는

이 EPS판재(1)를 적정크기로 성형 제작하여 근로자가 현장 절단하지 않도록 한다.

2. EPS판재(1)의 올바른 적층배열 방법

EPS판재(1)는 통줄눈으로 붙여서는 안 되고 벽돌 쌓듯이 막힌줄눈으로 쌓아야 한다.

통줄눈의 경우 열변위량이 일직선 줄눈으로 집중되어 판재의 휨현상이 생기며 반복되는 수축현상으로 인해 방수미장마감막이 찢어지는 크랙하자의 원인이기 때문이다.

도2는 통줄눈으로 시공되어 휨현상이 발생한 모습이다.

도3은 표준시방에서 제시하는 옳은 쌓기 방법을 도시하고 있다.

본 발명에서는 이 문제를 방지하기 위하여

EPS판재(1)에 상하좌우 서로 다른 모양의 요철형태의 결속구조를 갖도록 성형제작 한다.

EPS판재(1)의 왼쪽아래암삽입결속구(2-1)은 둥근 모습으로 움푹 파여 있고, 오른쪽아래암삽입결속구(2-2)는 사각모습으로 움푹 파여 있도록 하며, 왼쪽위숫삽입결속구(2-3)은 사각모습으로 튀어나와 있도록 하여 위에 쌓이는 EPS판재(1)의 오른쪽아래암삽입결속구(2-2)에 끼워지며, 오른쪽위숫삽입결속구(2-4)는 둥근 모습으로 튀어나와 있어 위에 쌓이는 EPS판재(1)의 왼쪽아래암삽입결속구(2-1)에 끼워지는 구조를 갖도록 한다.

이는 EPS판재(1)의 요철결속구 4개가 서로 다른 형태이기 때문에 막힌줄눈으로만 조립될 수밖에 없는 구조이기 때문에 통줄눈으로 쌓는 오류가 원천적으로 생길 수 없도록 한다.

3. EPS판재(1)의 설치 층별 단계적 작업방법의 표준화와 정례화

외단열미장마감공법에서 EPS판재(1)는 접착몰탈과 앵커볼트(4)로 고정된다.

접착몰탈은 EPS판재(1)와 미장몰탈 등 소재 자체 무게인 자중으로 장기하중을 담당한다.

앵커볼트(4)는 태풍 같은 자중보다 훨씬 큰 불특정한 외력인 단기하중을 담당한다.

외국 표준시방에는 구조안전을 좌우하는 이 부분에 대하여 아주 엄격하게 명시하고 있다.

접착몰탈의 도포 면적은 각 EPS판재(1)면적의 40% 이상을 도포하여야 한다고 되어있다.

또한 접착몰탈을 바르는 방법도 EPS판재(1)의 테두리는 빠짐없이 전체를 발라야한다고 되어있다.

도1은 국내에서 지금껏 해온 방법이 대부분 상대적으로 적절치 못했음을 보여주고 있다.

본 발명에서는 이 문제를 해결하는 방법으로

도8에 도시한 것과 같이 EPS판재(1)의 성형 몰드에 접착몰탈을 위한 적정한 위치와 면적을 돌출시킨 접착몰탈가이드(6)을 표시함으로써 해결할 수 있다.

이는 기능공들이 거의 정확하고도 쉽게 표준시방을 준수하도록 할 것이다.

또한 사용할 접착몰탈의 소요량도 쉽게 산출할 수 있어 해당 자재물량과 작업량도 정례화하는 효과를 기대할 수 있다.

4. EPS판재(1)가 시공되는 높이, 시공부위와 관련하여 작업 요소별 작업방법과 작업량의 정량화

EPS판재(1)는 판재에 가해지는 중력방향의 자중과 수평방향성을 가지는 풍하중을 받게 된다. 따라서 설치되는 높이와 설치부위에 따라 풍하중조건이 다르다.

이에 국가에서는 지역과 규모에 따라 세분화된 건축물구조설계기준을 법령으로 제정하여 시행하고 있다.

도6은 외국 표준시방에 입각한 필수 앵커링 표의 한 사례이다.

본 발명에서는 이 문제를 해결하기 위하여

EPS판재(1)의 성형몰드에 각 EPS판재(1)가 설치되는 층높이와 설치위치에 맞추어 법령 기준에 합당한 앵커볼트(4)의 결속위치와 수량을 기능공들이 쉽게 알 수 있고 또한 간과할 수 없도록 앵커볼트삽입공(3)을 강제적으로 배열할 수 있다.

도9는 EPS판재(1)가 설치되는 층별로 앵커볼트삽입공(3)의 수량과 위치를 달리하여 배열한 사례이다.

또한 도4는 외국 표준시방에 의한 앵커볼트(4)로 인한 열교현상을 방지하는 사례를 보여주고 있는데 이 또한 EPS판재(1)의 몰드성형으로 쉽게 지켜질 수 있다.

앵커볼트삽입공(3)은 수많은 앵커볼트(4)를 체결한 후 단열재뚜껑(5)이 삽입되어 열교현상을 완전히 차단될 수 있는 구조를 갖도록 한다.

5. 건축주 또는 관리감독자가 눈으로 보고 직관적으로 올바른 작업여부를 알 수 있는 손쉽고 객관적인 확인 작업

본 발명에서는

도7과 도8 도9에 도시된 바와 같이

EPS판재(1)를 몰드에 의하여 성형시키기 때문에 관련한 표준시방 상의 필요한 기술내용들을 글로써 기재하거나 적용할 수 있기에 공사 전반에 걸쳐 논란의 여지가 없이 공사 관련자 모두의 공통된 기준을 가질 수 있다.

또한 누구도 언제든지 올바른 시공 여부를 눈으로 보아 쉽게 알 수 있기에 관리감독이 쉽고 명확해 진다.

6. 기존에는 유통되는 기성품 EPS판재(1)의 크기가 생산자 편의에 맞추어 900

1800(속칭3

6), 1200

2400(속칭4

8)등으로 획일화되어있어 현장반입 후 현장에서 인건비를 들여 현장 절단 및 기타 가공을 하던 방식을 사용자 중심으로 생산크기와 생산방식을 바꾸게 됨으로써 공사 전체의 정밀도 향상은 물론 인건비절감을 통한 전체원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한 외국 표준시방에는 EPS판재(1)의 겉 표면에 얇게 1차 바탕미장몰탈을 바른 후 보강메쉬를 그 위에 붙이도록 명시하고 있다.

이는 보강메쉬가 EPS판재(1)의 면에 직접 붙으면 보강메쉬와 몰탈과의 접착면적이 현저하게 줄어 접착성능이 떨어지기 때문이다.

본 발명에서

EPS판재(1)의 앞면과 뒷면에 찍혀지는 안내글귀는 적정한 높이 값을 갖고 돌출되게 하여 앞면 쪽 글귀는 1차 바탕몰탈의 바름두께(LH공사의 시방에는 1.6mm두께 이상으로 명시)를 일정하게 유지시킬 수 있는 미장몰탈 작업가이드의 역할을 하게 될 것이고

뒷면 쪽의 접착몰탈을 위한 돌출면적 가이드는 돌출높이 값만큼 사용하는 접착몰탈의 양도 줄일 수 있어 전체적인 공사비를 절감하는 경제적 이익을 기대할 수도 있다.

본 발명은 건축물의 외단열을 달성하는 여러 방법 중 가장 저렴한 방법임에 업계 전반에 걸쳐 재론의 여지가 없다.

하여 국가중요시책인 친환경 에너지절약정책을 활성화하기 위해서 가장 중요한 저비용이라는 요소를 갖고 있기 때문에 이 기술로 외단열공법의 품질을 신뢰할 수 있는 수준으로 향상시킬 수 있다면 에너지절감정책의 전반에 걸쳐 이용될 수 있다.

예를 들면 일반주택의 패시브하우스화는 물론 정부차원에서 정책적으로 추진하고 있는 노후 된 공동주택들의 외단열 개보수 정책 일명 그린리모델링정책도 활성화될 수 있다고 판단된다.

1 : EPS판재
2-1 : 왼쪽아래암삽입결속구
2-2 : 오른쪽아래암삽입결속구
2-3 : 왼쪽위숫삽입결속구
2-4 : 오른쪽위숫삽입결속구
3 : 앵커볼트삽입공
4 : 앵커볼트
5 : 단열재뚜껑
6 : 뒷면접착몰탈가이드

Claims (1)

1. 외단열미장마감공법 쓰이는 유기 단열판을 몰드로 성형하는 방법 중에서
   그 성형 되는 모양이 상하좌우 각기 다른 결속구가 있도록 하여 단열판을 설치할 때 막힌줄눈 쌓기가 되도록 강제하는 가이드역할을 하는 결속구를 구비하고
   각 단열판이 시공되는 위치에 따라 다른 수의 앵커볼트삽입공이 성형 구비되며, 기술 품질과 관련된 유의사항 등이 성형 표기되는 단열판
   

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