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[집짓기 초보가이드] STEP-9: 건축구조(뼈대) 알아보기

건축구조란?

사람으로 이야기 하면  뼈에 해당 된다고 보시면 됩니다.
건축구조는 크게 7가지 형태로  구성되어 있습니다.


1. 목조주택 (경량 목구조와 중목구조로 구성됩니다.)
경량 목구조는 주택에 적용하는 걸로 보시면 됩니다.
중목구조는 주택보다는 큰 평수에 적용한다고 보시면 됩니다.

2 .철근콘크리트 구조

3. ALC구조

4. 스틸구조

5. 조적식 구조 (벽돌로 쌓아 만드는 집입니다.)

6. 경량철골 구조

7. H형강 구조

그럼 각 구조의 장단점을 알려드리겠습니다.
나쁘다 좋다라는 표현은 가급적 쓰지 않겠습니다.




■ 목조주택

목조주택이란?
쉽게 말씀 드리면 나무를 가지고, 뼈대를 만드는 집이라고 보시면 됩니다.

위에 보시는 사진처럼   여러 종류의 목재를 가지고 뼈대를 만들어가는 구조입니다.

목재는 1등급과  2등급이 있다고  보시면됩니다.

1등급은  모서리가  살아있다고 보시면 됩니다.

2등급은   모서리에  나무 껍질(피죽) 이 있지만 구조적으로  큰 문제는 없습니다.

가격은 약  20%  정도 저렴합니다.  꼭 1등급을 써야 할 필요는 없습니다.


   

좌측은 600년 된 목조 주택 건물입니다.  (경량목구조 건물이 아닙니다)

우측은 1980년도 약 40년 된 주택의 리모델링 현장의 사진입니다.  

보시는 것처럼 원형 그대로 유지되고 있는 것을 보실수 있습니다.

우리나라에 목조주택은 약 1990년대 부터  보급이 되어 역사가 길지 않습니다.

그러다 보니 오랜 버틴 목조 주택사진 자료가 없어  대신합니다.

결론을 말씀드리면 환기 잘되고 습기만 없다면, 목조주택은  40~70년이상 문제가 없는 주택입니다.

미국의 경우 평균 70~100년, 최대 200~300년까지 유지 된다고 보고 있습니다.


목조 주택은 썩는다?

맞습니다.  썩습니다.  단 조건은 목재가 물을(함수율) 20% 이상 가지고 있을때 변색균에 의해 썩게 됩니다.

그렇기 때문에  목주주택에서 환기가 되지 않거나 결로가 생기거나 누수가 되면 무조건 썩는다고 보시면 됩니다.

위 사진은 주택 시공실적 1위라고 자랑하는 모 업체에서 오산 세교동에 시공한 사진입니다.

지은지 3년 된 주택인데,  A/S 요청을 수 없이 했으나 와보지 않고 "맘대로 하세요" 라고 했다고 합니다.

답답한 마음에 저희 회사로 전화를 하셨는데,

사무실에서 가깝기도 하고 안타까운 마음이 들어 하자 보수를 해드렸던 현장입니다.

보시는 것처럼  구조목이 모두 썩어서  뭉글어지고 있는 사진입니다.  화장실 방수를 제대로 하지 않아 발생한 것입니다


일제시대  군산에 지어진  히로쓰 목조주택 입니다. 약70년된  목조 주택입니다.




목조 주택은  화재에 약하다?

목조 주택이라고 해서 화재에 취약 하지는 않습니다.

화재에 취약 하다면 보험회사에서 보험상품으로 취급 하지 않겠죠.

목조 주택도 화재 보험에 가입이 가능합니다.

화재에 강한 콘크리트 주택도 일정 시간이 지나면, 철근이 팽창하여 구조적 문제가 발생하게 됩니다.

내부에서 불연 재료를 사용하기 때문에 화재에 취약 하지는 않습니다.


목조 주택의 단점은 무엇일까요?

단점이 전혀 없지는 않습니다. 해충에 약합니다.

특히 휜개미에 약하죠, 하지만 우리나라에는 많이 서식 하고 있지 않아 그리 위험하지는 않습니다.

하지만 기본적으로 외부에 흰개미가 오지 못하도록 방역 또는 방충 작업을 하는것이 좋습니다.

외부에 개미 방충제를 살포 하시면 약 2년 정도는 개미가 발생하지 않습니다.

또한 개미 및 해충이 유입되지 않도록 밀실하게 시공하고 버그 스크린 등을 시공하면 해충으로부터 안전할 수 있습니다.


결론

1. 목조주택은 철근콘크리트 구조 , 스틸구조 등 보다 공사비가 저렴합니다.

2. 습도 조절 기능과 건강에 유해하지 않습니다.

3. 지진에 강한 구조입니다.

4. 또한 열전도율이 낮기 때문에 단열에 좋은 구조입니다.

5. 공사만 잘하면 내구성 좋고 수명이 긴 주택입니다.

단, 골조 공사를 튼튼하고 안전하게 잘 시공해야 한다는 전제 조건이 따르는 구조입니다.

늘 말씀 드리지만 아침 이슬을 벌이 먹으면 꿀이 되고 뱀이 먹으면 독이 됩니다.

안전하고 꼼꼼한 시공이 가장 중요합니다.

저렴한 업체보다 꼼꼼하고 정직하게 시공하는 업체가 더 중요한것입니다.

평균 골조 공사비용은

자재비 + 노무비  평당  약  80-90 만원 정도 소요되게 됩니다.





■ 철근 콘크리트 주택

철근콘크리트 건축물은 재료학이나 역학에 대한 충분한 지식과 구조계산에 의해 합리적으로 설계되고 세밀하고 과학적으로 시공됩니다.

또한 건물 각부의 설비와 어울려 견고하고 미려한 주택이 될 수도 있습니다. 

근래에는 철근콘크리트 구조의 결점을 보완한 PC구조, 프리패브, 리프트 슬래브 등의 구조개선이 이루어지고, 

각종 폼의 개발에 따라 공기가 단축되고 있습니다.

철근 콘크리트 구조가 일류 주거문화에 이바지한 바는 정말 대단합니다.

레미콘과 철근의 궁합때문에 고층 건물 등이 가능해 진것입니다.

철근의 수축팽창계수와 콘크리트의 수축 팽창 계수는 차이가 없다고 보셔도 됩니다.

콘크리트 열팽창계수: 0.000010-0.000013 입니다.(온도 1도 기준)

철근의 열팽창계수: 0.000012 입니다.

철근과 콘크리트는 궁합이 정말 잘 맞는 자재입니다.


하지만 콘크리트가 가지고 있는 단점도 많습니다.

1. 실크랙이 발생합니다.

레미콘의 경우 암모니아, 라돈 등 건강에 유해한 물질이 많아 건강에 해롭습니다.

일본 학자의 논문에 보면 목조 주택과 비교 했을 때 약 9년 정도의 수명이 단축 된다고

쓴 논문이 있습니다.(네이버에 철근 콘크리트의 역습 이란 책을 보시면 됩니다.)

2. 아토피 있는 아이들의 경우 아파트 살때와 목조 주택에 살때 차이가 많이 발생하게 됩니다.

3. 골조 공사비가 높습니다.

4. 겨울철 시공이 어렵습니다.

등등

장점도 많고 단점도 많은 건축물 입니다.


결론

고층건물이나 대규모 건물에는 유리한 구조입니다.

하지만 장점보다는 단점이 많은 구조이기 때문에 주택에는 많이 권해 드리지 않습니다.

평균 공사비는 자재비+노무비 평당 약 140 만원 정도 소요되게 됩니다

목조주택과 비교하면 30 평기준 약 1,800만원정도의  차이가  발생하게 됩니다.



■ 스틸 하우스

스틸구조 (Steel Framed House)는 기존 주택의 골조를 경량 철강재로 대체한 것으로, 

목구조나 벽돌조를 대체하는 새로운 구조형태로 골조는 두께 1mm내외의 아연도금강판을 

"C"형 형태로 가공하여 강도를 높힌 스터드(STUD, 수직재)등을 기본 재료로, 이들을 조립하여 패널형태로 시공하게 됩니다.

따라서 시공이 간편하며 지진이나 화재 등 천재지변에도 뛰어난 안정성을 보장합니다.

내부설계가 자유로우며 보온 및 단열성이 기존 주택보다 월등히 우수하며 골조가 뒤틀리거나 썩거나 할 염려가 없어 수명이 반영구적입니다.

주택을 새로 짓거나 철거할 경우 골조를 재활용할 수 있으므로 환경주택이라 불리우며, 설계가 자유로워 세련되고 개성있는 외관이 특징입니다.

위 사진은 제가 2012년도에 괌에서 시공한 스틸하우스 입니다.

지진은 진도 9에 버틸수 있도록 구조 계산된 주택입니다.

괌은 지역 특성상 비가 매일 오고 흰개미가 많은 지역이기 때문에 목조 주택으로는 시공이 불가능한 지역입니다.

스틸하우스는 비를 맞아도 개미가 있어도 구조체에는 문제가 없기때문에 스틸 하우스로 시공한것입니다.


스틸 구조는 미국에서 시작된 구조입니다.

썩거나 부식되지 않은 장점이 있습니다.

건강에도 전혀 지장이 없습니다.

비가 많이 오거나 흰개미가 많은 지역에서도 전혀 문제가 없습니다.


제가 보는 관점에서는 안전성과 내구성만 가지고 판단 한다면 최고의 자재입니다.

단점 으로는 "철" 이라는 특성 때문에 열전도가 빨라 단열에 취약하면 결로발생이 많습니다.

물론 이 부분은 기술적으로 해결이 가능하지만 건축 비용이 상승되게 됩니다.


결론

스틸 구조도 장점이 많은 구조입니다.

목조 주택이 좋다.  스틸이 좋다라고 결정하기 어렵습니다.

단순하게 비교하며 공사비 부분과 열전도율 때문에 단열 보강 등이 필요하며,

상대적으로 목조 주택보다 시공 시간과  인원이 더 투입되게 되어  목조 주택과 비교 할때 공사비의 차이가 발생하게 됩니다.

평균  공사비는  자재비+노무비  평당 약  100-120 만원 정도입니다.



■ ALC 구조

ALC(Autoclaved Light-weight Concrete) 주택은 고온, 고압의 증기 양생한 경량기포콘트리트를 말합니다. 경량이면서 열과 소음 차단성이 뛰어나고 친환경적인 건축자재로 각종 건축물이 사용되고 있습니다. 내진성 및 내화성 또한 뛰어난 자재이지만, 보편적으로 채택되는 주택의 구조는 아닙니다. 주택기술이 발전된 미국의 ALC 보급율도 현저히 적으며, 생산 공장도 별로 없다고 합니다.



■ 조적식 구조

벽돌을 쌓아 건축하는 형태인 조적조 주택은 주로 철근콘크리트와 병행하여 건축되며, 

외부 모양을 자유롭게 할 수 있어 개성있는 집을 지을 수 있습니다.  

집의 수명도 기초공사를 튼튼히 하면 다른 주택보다 오래가며, 콘크리트나 조립식 주택보다 방음, 단열효과가 좋은 편입니다.

외벽은 인조석 등으로 치장하여 색다른 분위기와 다양한 형태의 연출이 가능합니다. 

그러나 목재나 흙에 비해 습도 조절능력이 떨어지며 벽체가 두꺼워 실면적이 다소 줄어들고 공사기간도 다른 집보다 긴 편입니다. 

또한 지진에 취약하기 때문에 점차 그 수요가 줄어들고 있습니다.



■ 경량 철구조

단면적으로 얇은 형강을 압연해 만든 구조 철강재로 뼈대를 세우는 경량철골조는 조립식 주택으로 많이 사용되는 공법입니다. 

시공이 간편해 건축 기간이 짧고 경제적이라는 장점을 가지고 있습니다. 

또한 외부 마감은 다른 공법과 동일하게 시공되기 때문에 다양한 표현이 가능합니다.

단, 두께가 얇아 방음 및 단열성이 떨어지는 편이고 내화에 약하다는 단점이 있어 주택 시공 시 권해드리지 않습니다.