건축시공기술사 시험대비 커튼월에 대해서 자료를 올려바여^^
봄비도 부실부실 오네요... 좀있음 벗꽃이 만발하겠네요^^
저희집 근처에도 벗나무가 양옆으로 한..100m조금 넘게 있는곳이
있답니다. 정말 멋져요^^ 여러분 집 근처에도잇으세요??
가끔은 건축시공기술사 시험공부를 멈추시고
그런곳에서의 여유도 가져보세요...
커튼월의 문자적인 의미는 ``비내력 외주벽``이다 . 다시 말하면 공장생산 부재로 구성되는 건물의비내력 외벽이라고 표현되는 조적 벽이나 일부 철재틀 <steel frame >을 설치하고 마감재를 붙이는 건식마감의 경우는 커튼월의 범주에서 제외된다고 할 수있다.
상세히 표현하면 알루미늄, 철재, 유리, 석재 PC등의 재료를 사용하여 창, 마감재, 부소품, 등의 벽 구성부재를 공장에서 제조하여 현장에서 볼트 또는 이와 유사한 접합재료를 이용하여 취부하는 외벽이다.
*커튼월의 종류*
ㅡ커튼월이 건축자재로 사용된 이후 여러 방면으로 발전되어 왔다. PC <Precast Concrete>한참 유행하였을 때는 피씨 패널이 커튼월의 주류를 이루어 피씨 위에 타일을 먼저 붙여 패널을 설치하는 TPC<Tile PC>. 석재를 미리 붙여 설치하는 GPC<Granite PC>등의 용어가 등장했다.
1985년 63빌딩이 세워졌을 때는 외벽면 전체가 유리로 형성될수 있다는 것에 신기해 하였다. 이 경우 알루미늄 바<bar>가 커튼월의 구조재료로 되었고 유리가 마감 재로 사용되었을 뿐이며 마감재로 석재가 사용되었되었다면 주 구조는 철재틀로 하고 그 위에 석재 및 알루미늄 창틀을 거치하는 공법이 사용되었을 것이다.
1) 스틱 시스템<stick system>
커튼월의 각 구성 부재를 현장에서 하나씩 조립하여 설치하는 방법이다. 골조에 앵커 매입 →수직재 설치 → 수평부재 설치 →유리 또는 마감재 설치 . 단위 부재를 현장서 조립한다고 하여 녹다운 방식<Knock down system>이라고도 한다.
2) 유니트 시스템<unit system>
커튼월의 구성부재를 공장에서 조립하여 패널화하고 유리까지 취부하여 현장에서는 패널만 설치하면 되는 방법. 앵커 매입 → 조립된 패널 공장에서 유니트화하여 코킹까지 마무리가 되어 현장에서는 유니트를 앵커에 고정만 한다.
주요 구조부가 알루미늄 바와 철재틀로 구성된다. 이는 외부 마감 하중에 따라 달라지며 외부 마감재가 모두 유리 또는 복합 패널 같은 경량제일 경우 알루미늄 바를 석재 , 벽돌과 같은 중량재일 경우 철재틀로 된다.
3) 유니트 멀리언 시스템<unit and mullion system/ semi unit system>
스틱 시스템과 유니트 시스템의 혼합형 시스템. 앵커 설치 → 수직재<mullion>설치 → 조립된 유니트의 설치순. 고층 건물에서 많이 사용된다.
4) 패널 시스템<panel system>
단일 부재로 형성된 PC 패널로 패널 내에 단열재, 창호의틀, 석재나 타일 등의 최종 마감까지 모두 공장에서 작업하여 현장에서 패널의 설치 및 창호를 설치하는 작업만 하면되는 공법.
80년대 중반부터 많이 사용되었으나 초고층의 경우 피씨의 큰 하중이 부담스러운 단점이 있어 사용이 줄고있다.
*알루미늄 커튼월의 구성*
매입철물<embedment>:앵커 클립 슬래브에 고정하기 위해 슬래브에 매설하는 앵글 , 채널, 플레이트 독일의할팬<halfen>,과 슈미들렌<schmidlin>제품을 사용하였으나 국내의훌텍<fullteck>제품이 개발되어 쓰이고 있다.
앵커 클립<anchor clip> :밀리언과 슬래브를 연결하는 앵글, 채널, 플레이트등의 구조재 화스나 <fastener> :커튼월 앵커에서 각 부재들을 연결하는 볼트, 와샤, 스크류본체는 멀리언<mullion>, 트랜섬 <transom>, 비젼<vision>, 스펜드럴<spendrel>로 구성.
ㅡ멀리언:층과층 사이설치, 풍하중을 슬래브에 전달
ㅡ트랜섬:수직재를 수평으로 연결
ㅡ스펜드럴:창호부분사이, 천정 시작되는 부분에서 상층부 창이 창이 시작되는 부분을 말한다. 이곳의 외부는 알루미늄 복합패널 또는 석재 등의 마감 자재 설치. 내부는 뒷판<back panel>설치.
ㅡ비젼:채광과 전망 등의 역할을 하는 창호 유리가 설치되는 부분
ㅡ그 벆에도 던열재, 실링재, 단열바, 층간 내화, 실외기, 등이 있다.
*커큰월의 구조*
@구조에 대한 검토 사항
ㅡ풍하중의 검토: 건축물의 모서리에서의 풍하중은 중앙 부분의 풍하중 보다 약 2~3배 크게 계산한다. 돌출 부위 <처마와 같은 형상>의 하중은 일반 벽면의 하중보다 크게 계산한다.
내부로 오목하게 들어간 부분은 바랑이 빠져 나오지 못하는 경우 천정을 날려 버리는 경우가 있다. 바람이 통과 될수 있도록 배려한다.
ㅡ수직, 수텽 부재의 구조 설계:커튼월 구조설계 검토시 중요한 상식이 하나 있다. 어떤 시스템이든 수직 부재의연결은 슬래브의 약1m높이에서 하고 그 부분을 스택 조인트<stack joint>라고한다.
아주 중요한 부분이므로 조인트부분이 모멘트가 없는 핀 부분이 되어 한 층에 걸쳐 설치된 수직 부재는 구조 역학에서의 겔버보 형상이 된다.
ㅡ유리의 구조 검토:복층 유리 중 외부 유리의 두께는 처짐보다 허용휨인장 응력에 의해 결정되며 내부 유리는 단열 논리에 의해 결정된다.
ㅡ앵커의계산:앵커는 커튼월이 구조체에 고정되는 부분으로 건물의 기초와도 같은 중요한 부분이다. 골조공사 중에 매립해야 하는 부분으로 시공의 정밀도가 요구되며 시공중 오차를 흡수해야 하는 구조여야 한다.
현재는 철판에 철봉을 용접한 매입 철물<embedment>을 사용하였으나 국내의전문회사인 훌텍에서 개발한 매입철물이 많은 신뢰를 주고있다.
ㅡ층간 변위와 열팽창변위의 흡수 설계:층간변위란 구조물의 변위를 말한다. 기둥간의 부등 축소량이나 풍하중에 의한 변형, 층과층 사이의 공간 크기도 달라 질 수있다.
또한 각 층마다 하중 조건이 다를 경우 커튼월을 지지하는 보의 처짐이 층마다 다르게 나타날 수있다. 이러한 변형도 커튼월에서 흡수할 수 있어야 무리가 가지 않을 것이다.
*커튼월의 방수*
ㅡ커튼월의 중요한 기능 방수이다. 물이 새지 않는 것이 내부를 쉘터<shelter>로서의 가치를 확보하는 결정적 역할을 하기 때문일 것이다. 등압이론은 대규모 고층 건물에 서 적용되며 근래에는 고층 건물에서 적용하는 커튼월의 방수 방법이다.
외부의 물의 흐름을 실런트로 틀어 막는 방법이 클로즈 조인트<close joint>다. 대부분의 소규모 커튼월의 쓰이는 방법이다. 외,내부의 기압 차이로 빗물이 외부에서 내부로 뿜어져 들어 온다.
이에 대응하는 개념으로 오픈 조인트<open joint>방식이 등압이론의 근간이다.커튼월 내부에 감압공간을 두어 외부외 커튼월 내부에 압력을 동일하게 하여 물이 뿜어져 들어오는 것을 방지하고 들어온 빗물도 중력에 의해자연적으로 배수되도록 하는 방식이다.
등압이론을 적용하기 위해서는 반듯이 유니트 시스템이어야 한다. 유니트 시스템은 한개층 단위로 설치되는데 연결 부위를 스텍 조인트라고하며 여기에 등압공간이 형성된다.
누수에 가장 취약한 부분이 스텍 조인트다. 유니트와 유니트 부분에 알루미늄 슬리브를 설치하고 실란트로 채운뒤 유니트 얹혀지면 감압공간<secondary air barrier chamber> 이 색긴다 그 감압공간까지 2차례에 걸쳐 가스켓이 설치된다.
가스켓은 외부의 온도, 우수를 차단하는데 위아래 두 유니트를 밀실하게 막는 것이 아니기 때문에 내,외부 압력이 같아진다. 통수구<weep hole>도 스며든 물을 자연 배수되도록 역할을 한다.
*커튼월의 결로 방지*
물에 의한 누수 다음으로 신경 쓰잉는 것이 결로현상이다. 결로는 모든 건축물의 최대의 적이다. 결로는 왜 발생하는 것일까 ? 원리는 매우 간단하다. 온도 차이가 크고 습도가 높으며 환기가 되지 않는경우. 이 세가지 요소가 충족되는 곳에서 어김없이 결가 발생한다. 실내의 높은 온도가 찬 외벽체와 만나는 순간 노점 온도에 다달아 물방울로 변하는 것이다.
@커튼월의 결로 발생 취약 부분을 알아보자!!
ㅡ알루미늄 바 부분:알루미늄은 재료 특성상 열전도율이 높다. 열차단을 위해 일반적 으로 단열바를 쓰는데 유럽에서 개발된 폴리아미드<Polyㅡamid>이고 다른 하나는 미국에서 개발되어 사용되는 아존<Azon>이다.
폴리아미드는 부재의 형상을 만들어 알루미늄에 끼우는 방식인데 기간절약이되나 단열효율과 강성이 떨어진다. 아존은 알루미늄 바에 액상을 부어 넣어 형성하는 방법이다. 별도의 공정을 거쳐야 는 번거로움이 있으나 단열효율이 좋다.
ㅡ스펜드럴 부분:스펜드럴 부분은 각 세대 천정 상부에서 그 위층 세대의 창문 하부까지를 말한다. 내부 마감재는 석고보드가 취부되는 곳이라 별도의 결로 방지는 하지 않아도 된다.
ㅡ유리 부분:유리의 테두리 부분에서 약간의 결로가 발생할 수 있으나 복층유리 제작시 간봉의 소재로 알루미늄 등의 금속재를 단열간봉<warm edge>으로 바꾸어 사용하면 금속재인 간봉은 외부온도를 내부로 전달하는 역할을 하므로 결로발생의 사용하면 금속재인 간봉은 외부온도를 내부로 전달하는 역할을 하므로 결로발생의 원인이 될 수 있었으나 단열간봉은 열차단 역할을 하기때문에 외부 온도를 차단하는 역할을하기 때문에 결로를 방지할 수있다.
그밖에 실외기 부분이나 선쉐이드<sunshade>등이 있으나 우레탄 폼이나 시란트로 외부,내부가 접하는 부분을 밀실하게 하면 결로 방지를 할수 있다.
*커튼월의 제작 및 시공*
생산 및 제작: AL Bar 압출 → 불소 수지 도장 → Polyamid공급 → Panel 가공 → 세라믹 도장 → Back Panel, 유리 원판공급,유리 강화 → 복층 유리 제작 &끼우기현장 설치
*시공:철골 설치시 커튼월 오차 범위 내에 설치 → 바닥 슬래브 콘크리트 타설 시, 앵커 플레이트 설치 →현장 측량 →커튼월 유니트 반입 및 양중 →시작 철물<StartSill Bar>설치 →커튼월 유니트 설치 →핀월 부분 판넬 설치 →커튼월과 구조체 사이 채움 <층간 방화> .