PART 2. 돌출형 창호, 목구조에서 어떻게 만들어지나?

현장기술자를 위한 체험적 시공 기록

PART 2. 돌출형 창호, 목구조에서 어떻게 만들어지나?

 

어려운 시공 디테일을 풀기 위해 고민했던 흔적.
현장에 맞게 풀어낸 아이디어들.
현장에서 습관처럼 지나쳐버리는 고질적인 문제들.
그러한 문제들을 개선해 나가기 위해 노력했던 방법들.
이러한 것들을 나름대로 해결하며 기록하였던 현장이야기를 해보려 한다.
다만 개인의 체험적인 시공기록이므로 다소 주관적이면서도 미흡한 점 또한 있을 것이다.
때로는 논란거리가 될 수 있음을 잘 알고 있다.
그럼에도 불구하고 현장이야기를 하는 이유는 우리에게 필요한 것은
‘딱딱한 이론이 아닌 생생하고 역동적이며 진솔한 기술자들의 시공이야기’라고 생각하기 때문이다.
나아가 이러한 현장의 시공 이야기들이 모여 논의가 되고 검증이 되면
하나의 기술로 발전될 수 있을 것이며 이것이 작은 발걸음이 되어
우리의 건축 시공 문화가 한층 진일보 되었으면 하는 바람이다.

 

 

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‘개구부를 둘러싼 구조체가 돌출한 디자인의 창호’

 

이를 지칭하는 명확한 우리말 용어는 없지만 ‘돌출형 창호’ 정도가 될 것이다. 영어로는 bumpout window 또는 cantilever window라 한다.

 

돌출형 창호. 어쩌면 간단한 시공이라 생각할 수도 있을 것이다. 아마도 돌출형 창호가 설치된 대부분의 건물이 철근콘크리트 건물이며 각파이프 금속재를 이용하여 쉽게 구현이 가능하기 때문일 것이다. 하지만 철근콘크리트조가 아닌 목구조에서 돌출형 창호의 시공은 어떨까?


필자는 목구조에서 돌출형 창호를 시공할 때 주로 구조적인 이슈를 고민하였던 것 같다. 이를 테면, ‘캔틸레버로 나온 바닥장선이 벽체와 창호의 하중을 지지할 수 있어야 할 텐데... 그러면 스터드와 바닥장선의 핀접합을 강절점으로 만들어야 하나? 강절점을 만드는 것 외에 하중을 지지할 수 있는 방법은 없을까? 장기처짐은 일어나지 않을까?’ 와 같은 이슈들 말이다.


이러한 구조적인 이슈들을 고민하면서 필자는 지금까지 4가지 형태의 돌출형 창호를 경험해 보았다. 그러나 이런 경험들은 돌출형 창호의 정형화된 시공법에 기인한 것이 아닌, 필자가 책을 참고하여 고안한 비공식의 ‘야매스런(?)’ 방법에서 비롯된 것이라 볼 수 있다. 왜냐하면 아무리 애를 써도 돌출형 창호의 명확한 시공법을 알 수 없었기 때문이다. 어쩌면 당연한 일인지도 모르겠다. 필자 주변의 목조건축
인들 중 단 한 명도 돌출형 창호를 해 본적이 없으니까 말이다.


결론적으로 돌출형 창호는 목구조에서 일반적으로 시공되지 않고 시공법도 알려지지 않았다는 것이다. 필자가 이번 주제를 돌출형 창호골조 시공방법으로 선정한 이유이다.


각설하고, 지금부터 필자가 준비한 3가지 사례를 통해 돌출형 창호의 골조 시공법에 대해 살펴보자.

 

 

 

CASE 1. 일반적인 돌출형 창호 골조 시공법

 

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이 주택은 창호 크기가 1.5m*1.5m이고 깊이가 0.5m인 돌출형 창호가 있는 주택이다. 필자는 이 주택에서 돌출형 창호를 처음 접하였는데, 당시에 아무리 자료 조사를 해도 국내외 자료를 구하기 쉽지 않았던 기억이 있다. 다행히도 필자가 즐겨 보던 목조건축 관련 도서 (Graphic Guide to Frame Construction, Thallon Robert)에서 돌출형 창호 골조 시공법에 대한 단서를 찾을 수 있었다.

 

 

 

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자료의 내용을 요약하자면, 핵심은 ‘합판이 캔티레버된 벽체를 지지하는 구조역할을 한다’는 것이다. 합판이 구조역할을 하기 위해서는, 첫째, 킹스터드를 더블로 하고 이 킹스터드에 합판을 결속하고 코너 스터드를 구성해야 한다.


둘째, 합판을 바닥장선까지 함께 엮어야 한다는 것이다. 그림을 참조하면 금방 이해를 할 것이다.
주의할 점은 돌출되는 깊이가 0.6m, 폭이 1.8m를 넘으면 구조계산을 해야 한다는 것이다. 즉, 이렇게 합판으로 하중을 지지하는 방법은 깊이 0.6m, 폭 1.8m 이내의 크기에서 적용할 수 있다는 뜻이다.

 

 

 

시공후기


필자도 Graphic Guide to Frame Construction에서 제시된 시공법이 궁금하였다. ‘이 방법으로 하면 과연 문제가 없을까? 혹여나 처지지 않을까?’ 라는 걱정을 하였는데, 결과물을 보니, 필자의 걱정은 기우였음을 바로 알 수 있었다. 몇 사람이 올라가 뛰어도 끄떡없을 만큼 굉장히 튼튼했으며 시공 자체도 별다른 어려움이 없는 평이한 수준이었다.
시공과정에 대한 사진자료가 없어 독자들에게 보여드릴 수 없는 점이 아쉬울 따름이다.

 

 

 

CASE 2. 철판을 보강하여 구조를 해결한 돌출형 창호 골조 시공법

 

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프로젝트 배경


해당 프로젝트는 총 3가지 형태의 돌출형 창호를 가진 철근콘크리트 주택이었다. 원래 설계안은 철근콘크리트 골조에 열교차단재와 외단열이 적용되는 돌출형 창호를 설치하는 것이었지만, 예산상의 문제로 1층은 철근 콘크리트, 2층은 목구조의 하이브리드 구조로 설계변경이 되었다.


결론적으로 1층은 철근콘크리트조 돌출형 창호를, 2층은 목구조 돌출형 창호를 시공하게 된 셈이다. 문제는 1층 철근콘크리트 돌출형 창호는 부족한 예산으로 열교차단재를 사용할 수 없었으며 2층 목구조 돌출형 창호는 일반적인 돌출형 창호 시공법의 한계를 넘어서는 형태라는 것이었다. 특히 철큰콘크리트 돌출형 창호를 각파이프로 구성할 경우, 결로가 심하게 발생하게 될 것은 자명한 일이었다.


이런 상황 속에서 어떻게 해서든 하자 없는 방법을 생각해 내야 했으며 이런 고민은 현장을 착수하고 지하층을 공사하는 내내 계속되었다.

 

 


금속 보강한 돌출형 창호 골조 시공

 

필자는 고심 끝에 금속으로 보강하여 돌출형 창호의 구조를 해결하는 계획을 세웠다. 창호 크기가 2m*2m이고, 깊이가 0.7m인 오각형 창호의 돌출형 창호의 하중을 합판으로만 지지하기에는 무리라고 판단하였기 때문이다.

 

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참고자료


볼팅의 간격, 크기, 철판 두께 등 금속 보강 방법은 Flitch Plate Beams Design Guide (Jim DeStefano, STRUCTURE magazine June 2007, P56~57)를 참조하여 시공하였다.

 

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시공후기


해당 돌출형창호는 기본적으로 내외부 기밀작업이 이루어졌으며, 금속 보강을 함과 동시에 합판으로 캔틸레버 벽체를 결속하여(사례1방법) 구조적인 문제를 해결하고자 하였다. 또한 금속보강에 따른 결로 발생을 우려하여 외단열을 추가하였다. 전체적으로 이러한 사항들이 고려되어 시공디테일이 구성되었다.


시공과정에서는 전체적으로 큰 어려움은 없었다. 다만 목공팀도 생소한 골조작업이니만큼 작업과정 내내 스케치를 하며 현장의 언어로 설명을 하는 과정이 필요하였다. 또한 목공사와 금속공사가 병행되어야 하므로 공정관리상 번거로운 점이 있었으며 기밀, 내부목공, 외장 등 전체적으로 작업량이 예상보다 많았다.

 

 

 

CASE 3. 철근콘크리트에서 목구조를 이용한 돌출형 창호 골조 시공법

 

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이번 사례는 철근콘크리트조에서 돌출형 창호 골조를 목구조로 구현한 사례이다. 열교 및 결로방지를 위해 금속 대신 목구조로 계획하였으며 목구조의 하중을 지지할 수 있도록 바닥은 콘크리트 캔틸레버 슬래브로 하였다. 대신 콘크리트 슬래브를 목재와 단열재로 감싸 열교를 방지하도록 하였다.

 

 

 

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맺음말


흔히 ‘디테일을 푼다’는 말이 있다. 어감상 경쾌하고 시원한 느낌이다. 하지만 ‘디테일을 푼다’는 말을 기술자의 입장에서 곱씹어보면, 필자에게는 조금은 다른 느낌이다. 고민스러운 답답함이 희열에 찬 시원함으로 변화하는 동적인 느낌이랄까. 적어도 필자에게 ‘디테일을 푼다’는 말은 ‘건축가의 디자인에 충실함과 동시에, 기술에 대해 치열하게 고민을 하고 풀어가는 과정 그리고 이러한 일련의 과정 속에서 느끼는 성취감, 희열감으로 다가오기 때문일 것이다. 건축, 필자는 이 맛에 하는 지도 모르겠다.


필자의 경험이 독자들의 디테일에 도움이 되기를 바란다.

 

 

| 글·사진제공 김은철 소장 010-3122-3451