목조교실·미국식 목조주택 탐구

단열 및 방습 공사

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단열재는 겨울에 외부 온도가 낮아 추울 때 실내 온도를 따뜻하게 유지시키고 반대로 여름 외기가 더울 때 실내공기를 서늘하게 유지시켜 주는 기능을 갖는다. 때로는 단열재가 차음을 위하여 실내 칸막이 벽에 사용되기도 한다. 또한 방습지는 외부로부터의 습기는 차단시키고 내부의 습한 공기는 외부로 배출시킴으로써 방습, 방수, 방풍의 효과가 있으며, 단열효과를 높이는데도 큰 역할을 한다. 이런 이유로 방습지만 별도 시공되는 경우도 있지만 일반적으로 단열공사가 되는 부분에는 방습지가 같이 시공되어 단열효과를 더욱 높이도록 한다.
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단열재의 종류

단열재의 종류는 다양하며 포대형(batts and blankets), 분산형(loose fill), 플라스틱 성형( plastic form) 및 고체형(rigid) 등이 사용된다. 포대형 단열재(batts)는 4′(1.2mm) 및 8′(2.4mm)의 길이로 미리 재단되어 공급되고 있으며 담요형 단열재(blankets)는 연속된 두루마리로 공급된다. 이런 형태의 단열재는 외벽, 바닥 및 천정에서 방습재의 기능을 나타내는 종이 또는 얇은 막의 표면을 갖는다. 포대형 단열재는 폭이 16″(41cm) 및 24″(61cm)의 간격에 맞도록 제작된다.

분산형 단열재(loose fill)는 셀룰로즈, 유리섬유, 석면, 질석(vermiculite)등의 다양한 재료로 제조된다. 분산형 단열재는 큰 가방이나 봉지로 공급되며 필요한 부위에 쏟아붇거나 채우거나 또는 분사될 수 있다.

플라스틱 성형(plastic form) 단열재는 용액형이며 설치된 후 고형화된다. 전체적인 설치를 위하여는 특별한 장비가 필요하지만 적은 양의 사용은 수동으로 가능하며 창문주위와 같이 갈라진 틈을 메우는 작업에 종종 이용된다.

고체형(rigid) 단열재는 4′(1.2m) 폭과 8′및 9′(2.4m 및 2.7m) 길이에 다양한 두께로 공급된다. 이 재료는 단단한 고체형 판재로서 두께에 비하여 높은 R값을 가지고 있다. 그 재료로는 스티로폼이나 우레탄 폼이 사용된다.

단열재의 재료

단열재의 재료로는 유리섬유가 가장 좋다. 석면은 발암물질이고 스티로폼은 장기간 지나면 조금 수축하며, 우레탄과 같이 연소 가능성이 있어 목조주택에서는 유리섬유의 단열재가 가장 많이 쓰인다. 유리섬유는 미국식 목조 주택의 구조에 맞도록 제품의 두께, 폭, 길이 등을 고려한 기성제품이 많이 생산되고 있어 아주 편하게 시공할 수 있다.

단열재에는 R값(Resistance Value)이라는 것이 있는데 R값은 열의 전달을 방해하는 재료의 능력에 대한 측정치로서 R값이 높을수록 높은 단열성능을 갖는 재료임을 나타낸다. 요구되는 값은 외기 조건에 따라 달라지며 2×6 벽체에서는 R-19가 일반적으로 사용된다.

방습지는 여러 종류가 있으나 고밀도 폴리에틸렌으로 만들어진 다층구조의 매우 질기고 부드러운 특성을 가진 시트지가 가장 많이 쓰인다. 방습지는 재료의 특성들로 인해 건축분야에서 벽체와 지붕재 사이에 단열재와 함께 설치하여 바람, 습기방지 또는 방수재로써 그 용도가 매우 다양하다. (사진-1)

미국식 목조주택에는 Tyvek이라는 제품이 일반적으로 많이 쓰이는데 이 Tyvek은 극세 섬유(0.5∼1.0mm)로 만들어진 다기공성 시트지의 독특한 섬유구조 때문에 단열재와 같이 사용할 때 단열효과를 증가시키는 효과가 있으며 투습성이 있어 수증기는 통과하지만 물을 통과시키지 않는 특성이 있다.

이러한 성질은 벽이나 지붕재 사이에서 발생할 수 있는 결로로부터 사용자재들의 손상을 피할 수 있는 매우 중요한 것이다.

수분관리

단열처리를 할 때에는 수분의 이동을 신중히 고려하여야 한다. 만약 벽체 내부, 지붕 또는 바닥구조내 공간에 수분이 응축되면 부후가 발생되고 건물전체의 구조적 성능에 심각한 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 부후는 적절한 온도와 수분을 필요로 하는 균에 의하여 건조목재가 분해되는 과정을 의미한다.

부후를 방지하기 위하여는 결로에 의한 수분의 공급을 차단하여야 한다. 가장 심각한 문제는 따스하고 습한 공기가 차가운 표면과 접촉할 때 결로가 발생한다. 수분이 응축되어 물로 변하고 이로 인하여 부후가 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 문제의 해결방법에는 2가지가 있다.

첫째 방법은 문제가 발생할 가능성이 있는 부위에 수분의 접근을 차단하는 것이고 두번째 방법은 철저한 환기를 통해 온도차를 크지 않게 함으로서 수분의 응축을 방지하는 것이다.

일반적인 벽체에서는 벽의 가열부위(실내 쪽)에 방습재를 설치하고 외측면에 방풍재(air barrier)를 설치한다. 솜형 단열재의 표면이 내부의 방습재 기능을 나타내며 외부에서는 하우스랩(housewrap)이 방풍재의 기능을 갖는다.

바닥 밑 공간에서는 바닥고조의 솜형 단열재에 방습재가 부착되어 있으며 환기를 통해 공기의 온도차를 줄임으로서 수분의 응축을 방지한다. 지면으로부터 수분이 증발되는 것을 방지하기 위하여 폴리에틸렌 방습재로 지면을 덮어준다.

콘크리트 바닥의 경우에는 수분이 주택 내로 침투하는 것을 방지하기 위하여 콘크리트의 아래에 폴리에틸렌 방습재를 깔아준다. 지붕구조에서는 일반적으로 솜형 단열재에 방습재가 부착되어 있고 지붕 밑 공간에 대하여 충분한 환기를 시켜준다.

단열재 및 방습재의 설치

주택의 좋은 냉난방 효과를 위하여 단열재 설치는 필수적이다. 기대되는 성능을 발휘하기 위하여는 좋은 품질의 단열재를 선택하여 완벽한 시공을 해야 한다. 단열재의 설치 기술은 설치 위치에 따라 약간의 차이는 있지만 설치방법은 모두 동일하다. 적절한 단열재 설치를 위한 일반적인 지침은 다음과 같다.

건물벽체, 바닥, 천장의 크고 작은 공간을 단열처리 한다.
파이프나 관의 차가운 부위에 단열재를 설치하거나 절연재의 뒷면을 약간 찢거나 갈라서
파이프를 누르지 않도록 감싼다.
방습재 측면이 주택 내부 쪽으로 위치하게 단열재를 설치한다.
배트나 블랭키트의 테두리가 골조부재에 꼭 맞게 설치한다.
배트와 블랭키트의 마구리부가 서로 긴결 되게 하고, 골조에 적절하게 접합되어야 한다.
방습재의 터진 곳이나 찢어진 곳을 수선한다.
① 바닥
목조주택에 있어서 바닥 단열은 장선사이에 단열재를 끼어 넣는것이 일반적으로 가장 많이 시공되는 방법으로 장선 사이에 단열재를 설치하고(사진-2) 고정시키는 방법은 첫째, 양 마구리에 지정된 두꺼운 철선을 사용하거나 둘째, 장선 하부에 위치한 못 사이에 철선을 앞뒤로 맨다. 셋째, 치킨 철선을 장선 하부에 못질하는 방법이 있다.
모든 경우에 단열재의 방습재 측면은 바닥의 윗부분과 접해야 한다.

② 벽
벽체의 단열재 시공은 배관, 설비, 전기작업이 완료된 후 외벽의 2×4 또는 2×6벽체 스터드 사이로 3.5인치나 5.5인치 두께의 암면을 설치한다.(사진-3)
암면 브랜키트를 샛기둥의 공간으로 밀어 넣어 덮개나 비늘 판재에 닿을 수 있도록 한다. 위에서 내려오면서 작업을 하고 스테이풀을 20cm정도 간격으로 배치시키며 테두리를 샛기둥에 꼭 맞도록 하기 위해 당겨준다. 벽체 깔도리의 상부에 블랜키트의 끝부분을 꼭 맞도록 잘라준다.
다른 방법으로는 블랜키트를 약간 길게 잘라서 방습지를 통해 단열재를 누르면서 깔도리에 고정시킨다.

③ 지붕
경사지붕의 단열처리를 할 때에는 방습지를 깔도리에 고정시킨 채 깔도리 너머로 단열재를 연장시켜야 한다. (그림-1) 단열재의 뒷면이 지붕덮개에 접하고 있을 때 연속된 폴리에틸렌 판은 서까래 표면에 고정되어야 한다.
블랜키트 지붕 단열재의 설치에는 다음 사항을 준수하여야 한다.

방습재가 겨울에 가열되는 측면과 마주치고 있는지 확인하라.
가능한 단열재로 윗깔도리를 많이 덮어주고, 처마 통기구가 단열처리되었을 때는 지붕덮개
의 하부와 단열재의 상부사이에 적어 2.5cm (1inch)정도의 틈을 두어야 한다.
처마반자 환기구가 없을 때에는 박공벽 환기구가 적절한지 확인하라.
단열재가 두겹으로 되었을 때에 골조부재에 의해 야기되는 열의 단락을 막기위해 가능한
2 번째 층은 골조에 수직으로 배치하여야 한다.
2층구조의 블랜키트의 상부는 표층이 없는 상태로 두거나 또는 방습재의 표층을 제거한다.
단열재의 마구리가 만나는 부위에서는 꼭 맞도록 접합시킨다.
글 ·이종우 (우정목조 건축학교장 02-552-0295)

처마에 빗물받이가 설치될 경우
Tyvek을 빗물받이 윗부분까지
덮어지도록 한다.

Tyvek 설치시 vent hold의 구멍크기보다 약간
작게 자르고 원 혹은 사각형 주면을 vent케이스 크기
정도로 3~4개소 잘라 올려 붙이고 코킹 혹은
테이프로 고정시킨다.(그림참조)

Tyvek은 지붕하단부에서 부터 작업을 시작하고 윗단
설치시는 아래단이 15cm겹쳐지게 덮는다.(점선표시)
Tyvek을 설치시 롤 상태에서 약 1~2m씩 풀어가면서
타카, 못 등을 이용 사방 30cm 간격으로 고정시킨다.
겹쳐진 부분은 타이벡 테입을 붙이고 필요한 후 처리를
한다.(주의 : Tyvek설치시 지붕면에 완전하게
고정시키기 전에는 밟지 말것)