목조교실·미국식 목조주택 탐구

지붕공사

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지붕 공사 역시 건축에서 빼어 놓을 수 없는 중요한 공정에 해당한다. 지붕은 또 단순히 기능적인 면외에도 전체적인 외관 이미지를 좌우하는 중요한 요소가 된다. 지붕의 설계에서 부터 골조, 홈통, 지붕환기에 이르기까지 지붕공사에 필요한 여러 가지 요소들을 정리했다.
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지붕설계(Design of Roof)

지붕골조는 트러스를 짜서 세우는 방법과 용마루와 서까래를 설치하는 방법이 있다. 목재 트러스의 지간은 일반적으로 약 15m(50피트)까지 가능하다. 트러스 하현재의 양끝에 있는 2개의 지점만으로 지지하도록 설계되기 때문에 트러스를 설치하는 경우는 큰 스팬의 지붕일 경우 또는 일정한 폭의 건물일 경우 손쉽게 지붕골조를 구할 수 있는 방법이 된다.

용마루와 서까래는 지붕구조로 일반주택에서 많이 쓰이게 되는데 지붕구조가 복잡한 경우에 적합한 방법이 될 수 있다. 지붕경사는 수평길이 30m(12인치)당 수직높이의 인치수로 나타내며 수직높이가 앞에 나오도록 하여, 예를 들면 4/12, 5/12 등으로 나타낸다. 지붕경사를 결정하는데 고려할 사항은 지붕물매에 따른 지붕재료의 사용이다. 기와 지붕인 경우는 3/12이상이 되어야 하고, 아스팔트나 콜타르 피치와 혼합재 표면재료인 경우 2/12까지 가능하다.

지붕 트러스(Roof Truss)

기성 트러스를 사용하는 경우 외주벽을 수직으로 세워 가새를 대고 나서 기성 트러스를 설치하게 되는데 주택의 나비 방향으로 가로질러 위 깔도리에 못을 박아 설치한다. 트러스는 중간 지지 없이 긴 지간으로 지붕과 천정 하중을 지지 할 수 있다.

주택에 사용되는 지붕트러스는 일반적으로 7.2m∼15m(24∼50피트)이나 그 이상도 구조계산에 의하여 제작하여 설치하면 가능하다. 트러스 간격은 보통 중심간격 60m(24인치)로 설치하는데 트러스의 종류는 (그림2)와 같다. 트러스를 사용하면 서까래와 천정 장선을 사용하는 경우에 비하여 재료가 절감된다.

서까래(Rafted)

물매지붕의 시공에서는 실내벽과 외주벽 골조가 완성된 후 천정 장선에 못을 박아 시공한다. 서까래의 바깥쪽으로 향한 힘에 의해 외주벽이 밖으로 밀려날 수 있기 때문에 천정장선을 제자리에 고정한 후 서까래를 세워야 한다. 서까래는 통상 마룻대와 추녀에 적합한 각도를 가지고 외주벽의 위깔도리 위에 고정시킬 수 있도록 파내고, 길이에 맞추어 절단하여 시공한다.

지붕지간이 길고 경사가 완만할 때, 일방적으로 쌍을 이루는 서까래 사이에 연결보를 설치한다. 경사 물매와 짧은 지간에서도 연결보가 요구될 수 있지만, 세 번째마다 서까래에 설치하면 충분하다. 연결보는 일반적으로 1×6 판재를 사용하는 2×4재나 그 이상 치수의 연결보를 사용할 수 도 있다.

박공지붕창(Dormer)과 지붕창(Skylights)

적은 박공지붕창을 시공할 때, 지붕창 개구부의 각 측면에 위치한 서까래는 이중으로 설치한다. 옆 샛기둥은 서까래를 지나 밑 깔도리 위에 지지하고 바닥골조와 바탕 바닥에 못을 박아 설치할 수 도 있다. 이 형태의 골조는 외쪽 지붕창의 측벽의 구조와 동일하다.(그림6 참조) 지붕창은 자연 채광이 들어와 집안에서 야외 분위기를 느끼게 할 수 있어 주택설계에 자주 쓰인다.

형태에 따라 창을 열어 환기시킬 수 있는 것과 고정된 형태가 있다. 환기 지붕창은 수동과 전동의 두 가지가 가능하며, 지붕창의 형태로는 평형과 돔형, 피라미드형을 포함하여 여러 가지 종류가 있다. 지붕창의 재료는 아크릴이나 플라스틱, 유리를 사용할 수 있으며 투명 또는 채색으로 단일 또는 이중창을 시공할 수 있다.

지붕창 설치에 주의할 점은 접합부에서 누수가 되지 않도록 완벽한 시공을 하여야 하는 점과 오래 사용하면 먼지가 끼게 되는데 사후에 청소문제도 고려해야 한다. 석양빛을 받는 경우 여름에 무덥게 되므로 환기 할 수 있거나 채색 유리 사용 또는 스크린 설치가 가능한 문제도 고려해야 한다.

지붕덮개(Roof Sheathings)

지붕덮개는 합판이나 O.S.B가 주로 사용되는데, 덮개 두께는 지붕하중과 서까래의 간격에 따라 달라지며 적설하중도 감안되어 결정되어야 한다. 합판 덮개는 서까래의 직각방향으로 설치하되 신축을 고려하여 합판사이에는 6mm(1/4인치)의 틈을 주어야 한다.

서까래 사이에 합판이 만날 때에는 H크립을 사용하거나 2×2인치 브로킹을 대주고 못 박기를 하도록 한다. 일반적인 지붕형태인 경사지붕에는 적삼목 지붕널(Ceder Shake), 아스팔트싱글(Ashphalt shingle)또는 기와로 마감한다. 평지붕일 경우에는 쉬트형 지붕재를 사용한다.

홈통(Gutter)

지붕 끝부분 처마에는 홈통을 설치하여 빗물을 처리하게 되는데 이 홈통도 기성제품이 여러 가지가 있으므로 편리하게 시공할 수 있다. 홈통 설치에서 주의할 점은 전원주택인 경우 홈통에 흙이나 낙엽이 쌓여 홈통이 처지는 경우가 있으므로 이를 보강할 수 있도록 하며, 2∼3년에 한 번씩 청소하도록 한다. 플라스틱 제품을 사용하면 부식하지 않아 좋으며, 동판으로 제작하면 수명도 길어 오래 쓸 수 있다.

지붕환기(Ventilation)

지붕구조에서는 환기 또한 중요한 요소가 된다. 지붕에 환기가 되지 않을 경우 결로가 생겨 곰팡이가 생기거나 부재가 썩게 되므로 지붕환기구 설치는 무엇보다도 중요한 점이다. 통풍장치 재료로는 처마용(Soffit Vent), 박공벽용(Gable Vent), 용마루용(Ridge Vent)등이 있다. 이 통풍재료는 자재에서 이미 설명하였다.(1999년 11월호 목조주택과 자재 참조)田

글·이종우(우정목조건축학교장 02-552-0295)