근대 이전의 건축은, 건축가의 역량에 따라서 그 형태를 결정짓곤 했다. 하지만 현대건축에서는 대개 자재, 또는 그 자재를 부착하는 접합공법이나, 스크루(Screw)와 못 등의 접합재료에 의해 디자인과 기능, 공사비 등이 결정된다. 스틸하우스가 보급·정착되면서 마감 재료 선택에 있어 다양한 시도를 하고 있다. 예를 들면 기본은 돌이나 목재로 마감하지만, 사정에 따라서는 무도장 강판 커튼-월을 적용하는 것 등이다.

마감재가 다양해진 이유는 스틸하우스가 고급주택, 혹은 실용주택으로써 확실한 자리 매김을 했기 때문이다. 다양한 자재를 적용하려면, 자재 회사의 상세한 시방서 내지는 정형화된 카탈로그를 잘 활용해야 한다. 따라서 시공과 자재를 별도로 설명하기보다는 공정별로 함께 생각하는 것이 바람직한 접근일 것이다.

기초공사 시공 및 자재

기초공사용 자재는 주로 콘크리트 기초를 선호하기에 여기에서는 별로 언급할 내용이 없다. 대신에 상부 하중이 가벼운 스틸하우스 기초공사를 어떻게 할 것인가에 대하여 살펴보자.
많은 사람이 건축공사 계약 시 요구하기를 “건축에 대하여 문외한이니 전문가들이 잘 알아서 해달라” 하면서, 꼭 토를 붙이기를 “기초공사는 튼튼하게 해달라”, 때로는 “친하게 지내는 토목 또는 건축 교수가 우리나라는 동결심도라는 것이 있기에, 반드시 기초를 동결심도 아래로 박아 넣어야 한다고 했다”고 말한다.

여기서 말하는 ‘동결심도’란 무엇일까? 기온이 떨어지면서 땅속에 포함된 물이 얼면 기초 하부의 흙이 부피 팽창을 하면서 기초를 들어 올린다. 그러다가 봄이 되면 다시 흙의 부피가 줄어들어 기초를 내려 앉힌다. 이 과정에서 건축물이 붕괴할 수 있다. 결국 동결심도란, 지역별로 땅 속 몇 미터까지 그럴 가능성이 있는가를 나타낸 것이다. 일례로 중부지방은, 대략 그 깊이가 90센티미터에 달한다.

이제 주택에 있어 동결심도의 의미를 살펴보자. 스틸하우스 구조는 콘크리트조나 조적조보다 기초 움직임에 대하여 상부 구조가 유연하게 대처한다. 또한 주택 구조는 1층 바닥 하부에 단열재를 넣고, 그 위에 난방을 하므로 실제 그 바닥 하부가 동결될 가능성은 희박하다. 다만, 습지일 때는 반드시 기초 하부에 유공관을 넣어 물 빠짐이 좋게 하고, 기초 아래에 자갈층을 두고, 그 위에 매트기초(기초바닥 전체 두께가 30㎝ 이상 방석 형태인 기초)를 만들 경우, 동결 가능성은 더욱 희박해진다. 그렇지만 매트기초를 적용하기 어려운 경사지에서 독립기초나 말뚝기초로 시공할 때는 동결심도를 고려해야 한다.

건축물에서 기초란, 상부 구조물의 하중을 충분히 받아줄 정도면 충분한데도 과다하게 시공하는 경우가 많다. 기초공사용 자재는 잘 알려졌기에 별도의 설명보다는, 수량이 어느 정도 필요한가에 대하여 살펴보고자 한다.

스틸하우스 기초공사에 소요되는 자재의 종류나 수량은 거의 <표>를 통해 해결된다. 다만 패널라이징 벽체를 기초에 세울 때는 바닥의 레벨이나 기초의 크기가 아주 정밀해야 한다. 그런데 기초의 크기 결정은 외벽의 중심선에서 70센티미터 크게 하되, 가능하면 69센티미터는 좋지만 71센티미터는 좋지 않다는 것을 기억해야 한다(스터드 140 적용시).

스틸 스터드 공사용 자재

스틸하우스는 바닥에서 벽체를 먼저 조립한 다음, 그것을 선 시공된 기초 바닥에 얹어 놓는다. 이때 사용하는 자재는 스틸 스터드용 기본 자재인 트랙과 스터드, 조이스트 그리고 접합재인 스크루 등이다. 여기에 벽체 하부에 깔 씰실러와 X-BRACING용 강대 등이 쓰인다. 또한 스틸하우스와 기초를 연결하는 홀-다운과 세트-앵커 등 다양한 자재와 공구가 필요하다.

▲ 골조용 주요 자재

주요 자재인 스터드류(사용도 및 기능에 따라 스터드, 트랙, 조이스트라고 하나 쉽게 스터드류라 한다)는 일반 시중에 나와 있는 ‘ㄷ’자 형강을 사용해서는 안 된다. 반드시 KS- D3854에 의한 냉간성형 아연도금강판(구조용 강재)을 사용해야 한다.

▲골조용 부자재

스틸하우스 골조 공사용 부자재는 주요 자재만 사용하여 집을 지을 때, 부족한 부분을 채워 튼튼하게 힘을 받도록 하는 역할을 한다. 여기에는 홀-다운, 매스, 행거, 트위스트 스트랩 타이, 강대, 및 스크루 등이 있다. 주요자재와 달리 반드시 사용하는 경우도 있지만, 그렇지 않은 자재도 있다.

·홀-다운(Hold Down) : 홀-다운은 벽체를 기초에 튼튼하게 붙들어 매는 역할을 하는 일종의 앵커(Anchor)다. 벽체 기초에서 위로 뽑히지 않도록 하는 역할을 한다.
·메스(Mass) : 홀-다운과 마찬가지로 일종의 앵커지만, 벽체가 기초에서 미끄러지는 것을 방지한다. 기초공사 시 사전에 매입하는 관계로 시공정밀도 확보가 쉽지 않아 요즘은 세트-앵커로 많이 대체하고 있다. 또한 우리나라처럼 바닥 난방용 모르타르를 시공하는 경우에는 메스의 중요도가 더 떨어진다고 볼 수 있다.

·조이스트-행거(joist hanger) : 조이스트-행거는 박스빔의 측면에 조이스트를 접합시키거나, 바닥용 조이스트가 벽체 상부 트랙에 올라타지 못하는 경우 등에 유용하게 사용된다.
·타이 : 지붕용 접합철물인 타이는 수평한 벽체의 상부 트랙 위에 경사지게 얹어지는 트러스나 조이스트를 고정시키는 데 사용한다.

·스크루 : 스틸하우스 골조시공에는 스크루 끝이 칼 모양으로 날개가 달려 있어, 철판을 용이하게 뚫도록 만들어진 셀프 드릴링 스크루(self-drilling screw, 일반적으로 칼피스라고도 함)를 사용해야 한다. 형상별로는 <표>와 같다.

·기타 : 1층과 2층의 전단벽을 연결하는 강대(780×80×1.6T)는 일자형 두꺼운 철판에 스크루 구멍이 <그림1>과 같이 뚫려 있다. 2층 구조물을 1층 벽을 통하여 기초에 전달시키는 일종의 홀-다운 역할을 한다. 또한 <그림2>와 같이 폭 10센티미터 두께 두루마리 형태로 된 강대(100×1.0T, 50m)는 전단벽에 X-Bracing 및 보강용으로 사용한다.

스틸하우스 골조 시공용 공구

스틸하우스와 목조주택 짓기란, 어찌 보면 공구와의 전쟁이다. 필요한 공구를 얼마나 제대로 갖추고 있는지, 그 공구에 대한 숙련도는 어느 정도인지에 따라 프레밍 작업 팀의 능력에 큰 차이를 보이기 때문이다. 공구는 크게 치수를 재고, 잡아주고, 자르고, 박는 네 가지의 주된 기능을 한다. 치수를 재는 것이야 당연히 줄자, 수평대 등이다.

·잡아주는 공구(Grip) : 잡아주는 공구는 두 사람이 할 일을 한 사람이 하게 한다. 하지만 정밀도와 큰 힘을 부여하는 필수적인 공구로 스터드와 스터드를 서로 잡아주는 바이스-그립(Vice Grip)과 벽과 벽 등을 더 넓게 조일 때 사용한다.

·자르는 공구(Cutting Tool) : 사진 참조

·박는 공구(Fastening Tool) : 스크루를 박는 공구는 전동 스크루 건이 많이 사용된다. 최근 다연발식 슈퍼 드라이브도 많이 사용되는데, 모두 토르크 컨트롤이 가능한 공구를 사용해야 한다. 田

글 최길찬<신영 하이랜드 건설 소장>