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브런치북 목조주택을 짓다. 골조편 06화

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by Richard Joe Jul 05. 2023

목조주택을 짓다.

2층 장선작업(joist)

1층 벽체가 완료된 후 장선(joist) 작업을 실시한다.

목수들로선 가장 위험하고 힘든 작업이다.

- 초창기 목조주택의 건축도면은 목조주택 도면으로 만들어지지 않았다. 평면도와 입면도 정도, 건축 허가 도면으로 만들어진 경우가 대부분이었다. 장선(JOIST) 방향 간격 길이 스판테이블등과 보(BEAM) 설치 및 방향 하중의 영향등 거의 모든 것을 목수가 판단하고 작업하였다. 법적으로 만들어진 것이 전혀 없었다. 하지만 지금은 많은 발전되고 개선되었다. 우리나라 건축 중 단독주택으로 지어지고 있는 건축 중의 20~30% 정도가 목조주택이다. 구조 및 내진 설계를 기본적으로 적용하고 있고(소규모건축에서는 구조확인서로 대체), 법적인 정비로 인해 많은 부분 발전된 것이 사실이다. 목조주택 전문 설계팀은 우리나라에는 없다. 우리나라에서 공식적으로 인정된 목조주택 자격증 또한 없다. 하지만 정상적으로 지어진 목조주택의 붕괴 사고는 한 번도 일어나지 않았다. 우리나라 목수의 대부분은 2* ~~ 구조의 목조주택을 이해하고 있고, 캐나다 우드 협회나 미국의 코드를 따르고 있다는 반증이다. 필자도 처음 목조주택을 접하면서 구조에 대해 많은 공부를 했다. 원서를 집중적으로 보면서 공부했다. 구조재의 특징, 스팬테이블(SPAN TABLE)등은 목조주택 팀장이라면 잘 알고 있고 규정에 따라 시공할 것이라고 믿는다.

- 우리나라의 목조주택은 미국이나 캐나다에 비해 소형이다. 200m2(60평)를 넘는 경우가 드물다. 하지만 미국의 경우에는 소형주택이 200m2(60평)가 넘는다. 이렇게 되면 공법이 많이 달라진다. 장선은 I-JOIST를 활용하고 지붕의 경우에는 트러스(TRUSS) 구조로 만든다. I-JOIST 경우 최대 29F(8839mm) 바닥장선(FLOOR JOIST) 시공이 가능하며 트러스는 길이에 크게 영향을 받지 않는다. 구조재의 최대길이는 20F(6096mm)이다. 보통 우리나라에서 시공되는 목조주택의 경우 공간의 한 부분길이가 20f(6000mm)가 넘는 경우가 드물다. 그런 이유로 I-JOIST나 트러스(TRUSS) 구조를 거의 사용하지 않는다. 몇 해 전까지만 해도 I-JOIST를 시공하였는데 지금은 자재상에 문의해도 재고를 확인할 수 없다. 길이가 길고 하중의 영향이 많은 곳은 패러램(PARALLAM, PSL)이나 클루램(GLULAM)을 사용하여 하중을 분산시켜 주고 구조재로써 장선(JOIST)을 완성한다. 참고로 패러램의 최대길이는 11M이고 글루램은 우리나라에서도 집성을 하므로 딱히 정해진 길이는 없으나 전단강도나 인장강도등을 참고하여 사용한다.

I-JOIST 설치 이미지 (인터넷 검색)

TRUSS 지붕 설치 이미지 (인터넷 검색)

바닥장선 (FLOOR JOIST) TRUSS 이미지 인터넷 검색

- 현재 사용되고 있는 장선(JOIST)은 2*12가 일반적으로 사용되며, 벽체와 벽체 사이의 길이가 5000mm를 넘지 않고, 설치 간격이 16inch (400mm)를 넘지 않으면 스팬테이블(SPAN TABLE)에는 문제가 없다.

2*10일 경우 위와 같은 조건으로 스팬테이블(SPAN TABLE) 길이는 4699mm이다. 구조 설계가 되어 있는 건축물에 대해서는 설계자의 의견을 적극 반영하고. 설계 감리와 상의하여 편리하고 합리적인 방법으로 시공하고 완료한다. 장선(JOIST)은 벽체 위에 시공되는 것이 제일 안정적이며, 벽체 위에 시공되지 못할 경우 공학 목재 ( PSL. GLULAM )을 활용하고 이도 여의치 않을 경우 조립보를 설치한다. 조립 보는 스팬테이블(SPAN TABLE)의 규정을 준수하여 조립하고, 단순히 부재를 2겹으로 시공(BUILT-UP)이면 하나의 부재 스펜테이블(SPAN TABLE)의 2배의 하중을 견딜 수 있다. 과한 것은 문제가 되지 않는다. 잘못 계산된 것에 대한 잘못된 시공이 문제이다. 최소한은 반드시 지키는 시공을 하여야 한다.

PSL 설치의 예

- 장선(JOIST) 작업 시작

RIM JOIST 작업과 JOIST 작업병행

1층과 2층 이 똑같이 올라가는 구조는 거의 없다. 1층 보다 2층이 약간 작아지는 경우가 거의 90% 이상이다. 2층 바닥장선(FLOOR JOIST)과 1층 천정장선( CEILLING JOIST)으로 작업이 된다. 2층 바닥장선인 경우에는 2*10 ,2*12 가 주로 사용되며, 2층 화장실이나 다용도실 포치등 방수 작업이 필요한 곳에 부재는 2*8을 주로 사용한다. 이것을 다운 작업이라고 하는데, 이 작업을 하는 이유는 몇 가지가 있지만 중요한 것은 방수 작업을 하기 위한 선재 적인 작업이며, 다운된 곳에 설치된 설비나 물체가 도어에 걸리지 않게 하고, 만약의 경우 방수층이 소실되어 누수가 발생하면 2F 공간으로 스며들지 않고 1층으로만 누수 되게 하기 위해서 이다. 1층 천정장선(CEILLING JOIST)은 2*6로 작업하는 것이 보통이지만, 필요에 의해서 2*8으로 작업하는 경우가 있다.

여기서도 선목의 과정을 거친다. 곧은 자재는 주로 끝막이장선(RIM JOIST)과 바로 마주 보는 장선(JOIST)에 작업이 된다. 끝막이 장선(RIM JOIST)이 시공되는 곳은 벽체 위에 시공되며. 부재를 만약 휘어진 것을 사용해 시공하였으면 벽체와 장선이 벌어져 수평 레벨에 문제가 생긴다. 이를 방지하기 위해서 선목을 하는 것이다. 이 외의 장선은(JOIST)는 휨 방향이 위로 향하게 시공한다. 이는 하중에 의한 처짐 현상을 조금이라도 막을 수 있는 방법이다. 그리고 1층 천장이 처지는 것 또한 방지할 수 있다. 현장마다 휨 방향 표시는 있다. 화살표 또는 반원으로 표시하는 경우가 있다. 일단 현장에서 볼 때 같은 방향의 표시가 있는 현장은 잘 시공된 현장이라고 볼 수 있다.

조림보 설치에 본드(GLU) 바르고 있다.

바닥장선(FLOOR JOIST), 장선(JOIST) , 조립보(BEAM) 시공된 모습

바닥장선(FLOOR JOIST) 보막이 화재막이(BLOCK)

위의 작업들이 끝나면 바둑판처럼 블록(BLOCK)이 작업이 된다. 2층 벽체(내, 외부)가 세워지는 곳에는 16INCH(406mm) 단위로 작업하고, 벽체가 세워지지 않는 곳은 보통 8F(2440mm) 단위로 설치된다.

(필자는 4F(1220) 단위로 블록(BLOCK) 작업을 하는 것을 권장한다.

보막이(BLOCK, FIRE BLOCK) 작업

- 필자 생각 (사소하지만 중요한 막이(BLOCK) 작업)

현장에서 블로킹 박는다 (BLOCKING)라고 통칭하는 작업이 있다. 벽체를 세우고 나서, 긴 끝막이 장선(RIM JOIST) 바닥장선(FLOOR JOIST) 보(BEAM)를 작업하고 나서 아주 귀찮은 듯한 작업으로 여겨지는 것이 있다. 사진으로 보는 바둑판처럼 시공해 노은 작은 부재들이다. 14"1/2 (368mm) , 22"1/2(571mm) 사이즈의 구조재이다. 현장에서 8F(2440mm) 기준으로 아니면 장선총길이 중간에 시공을 많이 하는 편이다. 하지만 필자는 이것을 4F(1220mm) 단위로 꼭 시공하기를 추천한다. 아니 추천이 아니라 그냥 시공해 달라고 부탁해라. 만약 시공인건비를 요구하면, 크기에 따라 다르지만, 회식비나 식사 아니면 한 사람의 하루 품을 줘서라도 부탁해라.(지시는 사절 꼭 부탁해라, 이것은 시공 실무에도 없는 내용이다. 할 필요가 없는 내용이라는 것이다.) 왜? 필자의 경험으로 이야기해 본다. 벽체 장선 서까래 이런 작업보다 중요한 작업은 아니다. 이 작업은 빌더의 허리를 상당이 고통스럽게 한다. (솔직히 필자도 이 작업은 최소로 줄여서 하고 싶은 심정이다.)

(BLOCK) 작업모습

위사진을 보면 필자의 마음을 알 것이다. 부재가 틀리면 부재가 밑으로 내려가면 안 된다. 그래서 손을 밑으로 넣어 확인하고 시공한다.

- 블록작업 꼭 해야 하는 이유 1

블록작업은 인력과 시간이 많이 들어가는 작업 중에 하나이고 목수들이 가장 하기 싫어하는 작업 중에 하나이다. 하지만 소소한 자투리 나무로 건축주의 평생의 안전과 안락함 30% 이상 상승 시킨다면 어떨까? 비용을 들여서라도 작업하지 않을까? 좀 거창한가 필자의 이야기를 한번 들어 보자.

장선의 블록을 4F(1220mm)로 시공하라는 이유는 간단하다. 이 블록은 화재를 지연시키는 역할을 가지고 있다. 또한 장선(JOIST)의 뒤틀림을 잡아주고, 2층 벽체의 하중을 잡아준다. 이것은 다들 알고 있는 기능 중에 하나고 목수들은 기본적으로 시공을 한다. 나무는 휘어지고 뒤틀린다. 하중에 의한 것이든 잔류 수분에 의한 것이든. 1~2년 사이에 2층 바닥에 귀를 대고 있으면 "딱 따닥 ㄸ~~~~~닥" 이런 소리를 듣게 된다. 이것이 바로 장선이 자리를 잡는 소리다. 나무는 줄지만 합판과 TNG는 줄지 않는다. 서로가 서로에게 공간을 내어 주는 것일 것이다. 나무가 약간은 갈라지고 터지기도 할 것이다. 이것을 줄이자는 것이다. 블록 하나로 무슨?

이렇게 생각하면 할 수 없지만, 장선(JOIST)은 건물의 수명이 다 할 때까지 건물의 하중을 견뎌야 한다. 이것을 나누어서 하중을 전달하자는 것이다. (조금 이상하지만 인생의 무게를 생각해 보라 이것을 나누어서 같이 버텨주면 얼마나 도움이 될지) 필자가 한번 실험을 해본 적이 있다. 같은 구조의 집 2채를 동시에 시공하였다. 이곳에 이 같은 실험을 했다. 한 곳에는 기본적인 블록작업을 다른 곳에는 4F(1220mm)로 시공하여 T&G 시공을 완료하고 진동을 측정을 해 보았다. 물론 장비를 써서 측정한 것은 아니지만 골조를 하는 팀원 10여 명의 사람들이 확인한 결과이다. 기본 블록 시공한 곳은 상당한 진동이 느껴졌지만, 4F(1220mm) 블록 시공한 곳은 진동이 현저히 떨어지는 것을 느꼈다. 실험이 아니더라도 상식적으로 알 수 있는 결과이다. 한 가지 더 장점이 있다면. 블록은 화재 지연의 역할도 한다. 블록이 작업되어 있지 않거나 잘못 시공된 경우 장선과 장선은 연통 역할을 할 수 있다. 공간과 공간사이 벽체 위에도 반듯이 블록 시공을 하는 것 또한 잇지 말아야 한다. 화재가 취약한 부엌에서 불이 나면 벽에도 붙지만 천정으로 훨씬 빨리 진행될 것이다.

- 블록작업 꼭 해야 하는 이유 2

목조주택에 처음 입주 하신 분들의 동일한 민원이 한건 있다. 집 안에 있으면 소리가 난다는 것이다. 심하면 아주 큰 소리를 경험할 수도 있다. 시공 업체와 담당자(소장)에게 문의를 하면 1~2년에서 길면 3년 정도까지는 소리가 난다라는 답변과 함께 나무가 자리를 잡는 소리라는 말을 늘어놓는다. 반은 맞고 반은 틀렸다. 각기 수축 평창이 다르고 수분 함수율도 아주 다른 성질의 자재들을 못, 타카, 본드, 철물로 고정해 놓았다. 이들이 서로 자리를 잡는데 시간이 필요한 것은 사실이다. 다른 자재들이 소리를 내지는 않지만, 수분 함수율이 가장 높은 목자재에서는 많은 현상이 발생한다. 수분이 줄어들면서 갈라지고 터지기도 하는 것이 사실이다. 하지만 이소리가 심하게 나거나 오래 나면 시공상의 실수 일수 있다는 말을 하고 싶다. 첫 번째 실수는 위사진과 같이 못으로 결합된 블록이나 서까래 장선 등이 틈이 없이 재단되어야 하고 조립되어야 한다. 목수로서 기본이다. 이것이 지켜지지 않을 경우 나무가 서로를 잡고 있는 것이 아니라 못이 잡고 있는 구조가 된다. 못은 나무의 힘을 이기지 못한다. 나무가 틀어지는 경우 못을 뽑는 경우도 종종 발생한다. 잘 재단되고 올바르게 시공된 현장에서는 아주 작은 소리만 날 것이다. 블록 작업의 중요성은 여기에서도 나타난다. 나무가 뒤틀리거나 휘는 것을 블록이 잡아준다. 목재는 하나의 나무에서 벌목하고. 만들어도 다른 성질의 가지고 있다. 자연에서 생산된 것이기 때문이다. 각기 다른 성질의 목재를 블록 작업으로 같이 밀어주고 당겨 주는 역할을 한다. 이것이 중요한 것이다. 하나의 목재는 틀어지고 휘어지고 터지지만 여러 개가 유기적으로 뭉쳐 있으면, 하나만 틀어지고 휘어지고 터지는 일은 생기지 않는다. 이러한 이유가 블록 작업을 해야 하는 이유다. 소리 나는 기간도 소리의 크기도 아주 많이 줄일 수 있다.

철물은 꼭 있어야 할 곳에 자리를 잡아야 하고 블록은 틈이 없이 작업하여야 하고 재단은 정확하게 하여야 한다.

- 셋 기둥( STUD) 블록작업

셋 기둥(STUD)에는 보통 블록 작업을 하지 않았다. 셋 기둥에 블록을 작업한 기억은 거의 없을 것이다. 특별한 경우 외에는, 목수들은 잘 알고 있을 것이다. 셋 기둥 기본사이즈 92" 5/8 (2352mm) 목조주택 표준 사이즈이다. 아직도 미국이나 캐나다에서는 표준사이즈로 작업을 많이 한다고 알고 있다. 하지만 우리나라는 이 사이즈로 작업해 본 기억이 가물가물하다. 우리나라에 거는 보통 9F(2743mm) 사이즈가 거의 기본이다. 블록 간격이 보통 8F로 이루어진다고 밝힌 바 있다. 꼭 지켜야 된다. 규칙처럼 나와 있다가 아니다. 최소한 이 정도는 지키자는 것이다. 물론 셋 기둥에도 적용된다. 블록을 작업하라고 말을 하면 보통분들이 셋 기둥 중간이나 OSB 겹치는 부분에 작업하는 목수가 많다. 이 방법도 틀렸다고 말할 수 없다. 필자는 이렇게 제안해 본다. 단 규정집 어디에도 없는 방식이다. 필자가 해석한 것이 맞는지도 의심스럽지만 제품이 이렇게 생산되는 이유는 있지 않을까라는 생각에서 제안한다. 과하지 말고, 골조 후 공정을 조금 편하게 해 주면 어떨까 한다. 그래서 이렇게 제안한다. 국제적으로 생산되는 인슐레이션 사이즈는 동일하다. 93INCH(2362mm)* 15INCH(381mm)이다 여기에 맞게끔 블록작업을 하는 것이다. 내부 작업이 편리하고, 깔끔한 마무리를 기대해도 좋지 않을까?