[라온마을 3차 30호/경량] 골조 80%, 전기팀 배선작업 20%, 지붕팀 실측, 서까래(Rafter)란?

[승연]

6월 29일(월) 오후업무보고

1.현장명 : 라온30호

2.진행공정 :

- 골조 80프로

- 전기팀 배선작업 20프로

- 지붕팀 실측

3.공정사진 : (첨부)

4.명일공정

- 골조 마무리

- 전기팀 배선작업

경량목구조의 역사이야기_ 브랜드하우징

미국에서 개발된 목조건축법으로 산업 혁명으로 촉발된 기술발전에 가장 많은 영향을 받았다.

한국에서는 목조주택 하면 이 미국식 목구조를 일컫는 경우가 상대적으로 많다.

미국에서 개발되었기 때문에 대개 인치법을 사용하며, 사용 자재도 인치법을 기준으로 가공된 목재를 사용한다.

굵고 두꺼운 목재를 사용하는 한옥이나 팀버프레임 등의 중목 구조에 대비해 가늘고 얇은 목재를 사용한다고 해서

경량목 구조 영어권에서는 흔히 Stick framing 이라고 많이 부른다.

한국에서도 30년 정도 실력을 쌓아서 이제는 북미쪽 보다 더 단단하게 구조적으로 안전하게 지어 지고 있는 거 같습니다.

■ 경량목구조의 역사 공부 단축편

1. 초기 목조 건축 (17세기 ~ 18세기)

북미 개척 초기에 유럽 정착민들은 중목구조(Timber Frame, Post & Beam) 방식으로 건축했습니다.

이 구조는 대형 원목을 장부와 전통 목구조 결합 방식으로 이어 만드는 방식이었고,

숙련된 목수가 필요했으며 시공 기간도 길었습니다.

이 시기는 경량목구조가 아니라 전통 중목구조 시대였습니다.

2. 제재 기술과 못 생산 기술의 발전 (1820~1840년)

증기식 제재소(Steam-powered sawmill) 등장 → 목재 대량생산 가능

대량생산된 규격화 목재(2×4, 2×6 등)가 등장

못(Nail)이 기계 생산되기 시작하면서 가격이 급락

“이제 더 이상 전문 목공 기술 없이도 못과 규격재만 있으면 집을 지을 수 있게 됨.”

3. 벌룬 프레임(Balloon Frame) 등장 (1832년 이후)

경량목구조의 시작점은 1833년 미국 시카고의 Augustine Taylor가 건축한 St. Mary’s Church로 알려져 있습니다.

-벌룬 프레임 특징

스터드가 1층→2층까지 한 장 길게 사용

수평 회원은 작은 못과 규격 목재로 연결

시공 속도가 기존 중목구조보다 훨씬 빠름

당시 반응:

숙련 목수들은 이를 “집이 아니라 장난감”이라고 비웃었지만

시카고 대화재 이후 도시 재건을 통해 폭발적으로 확산되었습니다.

4. Platform Frame(플랫폼 프레임)으로 발전 (1900~1950)

벌룬 프레임은 시공성은 좋았지만 수직 스터드가 길어 화재가 층간 수직 확산이 심각했습니다.

그래서 등장한 것이 플랫폼 프레임(Platform Frame):

플랫폼 방식은 층 하나씩 바닥이 플랫폼처럼 구조적 기준이 되며 골조가 올라가는 방식입니다.

5. 현대식 경량목구조의 기술 혁신 (1950~현재)

1950년대 이후 다음 기술들이 등장하면서 성능이 급상승했습니다.

OSB(Oriented Strand Board) 패널

방습·기밀 시트

고성능 단열재(글라스울, 셀룰로오스, 스프레이폼)

트러스(Pre-fabricated Roof/Floor Truss) 공장생산

ZIP System 같은 일체형 외피 구조

6. 결론

북미식 경량목구조는 단순히 싸거나 빨리 짓는 기술이 아니라,

목재 산업·산업혁명·주거 수요·표준화된 건축 시스템이 만나 탄생한 산업형 구조 기술 입니다.

오늘날 2×4 또는 2×6 방식은 세계적으로 가장 보급된 주거 구조 시스템이며,

특히 미국·캐나다에서 주거 건축의 90% 이상을 차지합니다.

■ 경량목구조의 역사 공부

19세기 초반 미국에서는 수많은 유럽계 이주민이 몰려와 주택 부족 문제를 겪고 있었다.

콘크리트나 철근 콘크리트 공법은 아직 제대로 소개되기 전인데다, 벽돌이나 시멘트로 쓸 석재와 골재는 귀한 대신 나무가 많다 보니,

대부분의 집과 건물들을 나무로 짓게 되었는데, 전통공법은 나무를 깎고 다듬는 데에 시간도 많이 걸리고 전문적인 기술도 필요했지만

당시에는 이런 일을 위한 숙련된 목수가 매우 부족하였다.

시카고에 살던 조지 워싱턴 스노우(George Washington Snow, 1797 - 1870)는 어떻게 하면 집을 더 쉽고 간단하게 지을 수 있을지

궁리했다. 마침 산업혁명으로 원형 기계톱이 발명되고, 그전에는 자연건조로 수 년간 말려야했던

목재도 건조가마에서 쪄서 며칠 만에 건조시키는 등 가공 목재 및 각목의 가공 및 생산량이 급격히 늘어났으며,

나무에 박는 쇠못도 종전에는 대장간에서 장인이 망치로 두들겨 만들어서 비싸고 적었던 것이 공장에서 대량생산이 되었다.

스노우는 이런 기술발전을 최대한 이용하기로 한다. 그렇게 해서 나온 것이 벌룬(Balloon) 공법으로,

스노우는 이 방법으로 1832년에 건물을 지어 보았다.

스노우가 발명한 방법은 제재소에서 일정한 규격에 맞게 미리 가공된 목재를 그냥 쇠못과 철물로 연결하여 집을 짓는 것으로,

구조나 시공법도 전통공법인 팀버프레임보다 훨씬 단순하고 쉬웠기 때문에 초보자라도 조금만 배우면 시공할 수 있었고

건축시간 역시 크게 줄어들었다.

이 기술로 집 뿐만 아니라 헛간과 축사, 창고도 지었고, 1833년에는 시카고의 건축가 오거스틴 테일러(Augustine D. Taylor)에 의해

교회도 지어졌다. 이렇게 유명해진 벌룬구조 공법은 같은 시카고의 건축가 반 오스델(John M. Van Osdel), 1880년에는

저명한 건축평론가 지크프리트 기디온(Sigfried Giedion) 등에 의해 건축계에서도 이름을 날리고, 최초 발명자인 스노우는

나중에 역사책에까지 실리게 된다.

그런데 이 벌룬구조는 1층을 만들고 2층을 쌓는 방식이 아니라, 2층 크기의 벽을 통째로 세운 다음 2층 바닥을 만드는 방식이었다.

전통방식이던 팀버프레임에서 영향을 받은 것인데, 이렇게 할 수 있었던 건 당시 거대한 침엽수 숲이 많았던 데다 일하는

사람도 많았기 때문이다. 그런데 인구밀도가 늘어난 탓에 건물을 3층 높이까지 지으려 하니 문제가 생겼는데,

숲이 아무리 많아도 건물 3층 높이만큼 큰 나무는 적었을 뿐더러, 나무로 만든 벽이 3층 높이나 되면 무겁고 커서

일할 사람을 더 많이 필요로 했다.

그 밖에도 여러 문제점이 있었는데, 불이 나면 1층과 2층이 분리되지 않아 불이 번지는 속도가 매우 빨랐고,

바닥층계가 벽의 기둥(Stud)에 매달려 있어 만드는 도중에 추락할 수도 있었으며, 2층 높이의 벽이 워낙 크기 때문에

엄청나게 많은 인원을 필요로 하며, 바닥층계가 양쪽 벽에 매달려 있다 보니 기둥으로 받쳐 주지 못한 가운데가 처지는 일이 종종 생겼다.

게다가 1~2층이 한번에 세워지기 때문에 1~2층의 방구성을 다르게 하는 것도 힘들었다.(가령 2층에 테라스를 만든다거나)

그래서 1930년 1층과 2층을 나누는 플랫폼구조(Platform Frame) 공법이 개발되었다.

이 방법은 1층을 먼저 만들고 그 위에 바닥 장선(Floor Joist)을 깔고 다음에 2층을 만드는 방식으로,

애초에 2층 바닥을 벽에 매다는 방식이 아니라 1층 벽 위에 얹어 놓는 방식이다 보니, 집을 짓다가 2층 바닥이 통째로 추락하여

다칠 걱정도 없어졌고 가운데가 쳐지는 일도 매우 줄어들었다. 특히 세워야 할 벽의 높이가 1층 높이로 줄어들고 가벼워져 보다

더 적은 인원으로 안전하게 공사를 진행할 수 있었다.

928년에는 합판이 사용되면서, 건물의 가로 하중을 잡아주기 위해 대각선방향으로 기둥을 고정해주는

가세(Brace)와 외부에 덮는 널판지를 대신했다. 그 전에는 널판지를 줄에 맞춰서 일일이 박아야 했지만 합판을 사용하고

나서부터는 일이 편해졌다.

그 외에 과거에는 방수를 위해 타르나 역청을 발랐으나 1960년 이후에는 외부의 습기로 부터 목재를 보호하고

내부의 벽 사이의 습기는 증기로 배출되는 폴리에틸렌 소재의 가변형 투습 방습지[3]와 지붕 방수용 방수시트(Underlayment)가 쓰인다.

1960년 이후에는 강한 공기압으로 못을 빠르게 박아 주는 네일건이 보급되어 망치로 못을 박는 일이 줄어들었다.

■ 구조 개념

경량목구조는 규격화된 목재(2×4, 2×6 등)를 일정한 간격(주로 406mm 또는 600mm)으로 세워 골조를 만들고,

OSB 또는 구조용 합판으로 전단벽(Shear Wall)을 구성해 건물의 강성과 내력을 확보합니다.

즉, 기둥·보 중심의 중목구조와 달리 벽체 자체가 구조체 역할을 하는 방식입니다.

■ 경량목구조의 장점

1. 경제성

경량목구조 주택은 다른 건축 방식에 비해 저렴한 비용으로 건축할 수 있습니다.

나무는 비교적 저렴한 재료이며, 공사 기간이 짧아 인건비 절감 효과도 큽니다.

특히, 브랜드하우징과 같은 전문 업체를 통해 시공하면 추가 비용을 절감할 수 있습니다.

2. 친환경성

경량목구조 주택은 재생 가능한 자원인 나무를 사용하여 환경에 미치는 영향이 적습니다.

에너지 효율성도 높아 난방 및 냉방 비용을 절감할 수 있습니다.

이는 장기적으로 환경 보호와 에너지 절약 측면에서 매우 긍정적입니다.

3. 건축 속도

경량목구조 주택은 빠르게 건축할 수 있는 장점이 있습니다.

가벼운 나무 재료를 사용해 이동이 쉽고, 조립식 구조로 제작되어 현장 작업 시간이 단축됩니다.

브랜드하우징은 이러한 효율성을 최대한 활용하여 신속하게 주택을 완성합니다.

4. 유연한 디자인

나무는 가공이 쉬워 다양한 디자인과 형태의 주택을 지을 수 있습니다.

경량목구조 주택은 개성 있고 독창적인 외관을 원하는 사람들에게 적합합니다.

5. 단열 성능 : 목재 자체가 단열 효과가 좋아서 에너지 효율이 뛰어나다.

■ 경량목구조의 단점

1. 내구성

경량목구조 주택은 습기와 해충, 곰팡이에 취약하여 내구성이 떨어질 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 적절한 유지보수와 관리가 필요합니다.

신속한 AS가 필요합니다.

2. 구조적 한계

경량목구조는 구조적 강도가 낮아 대형 건축물이나 고층 건축물에는 적합하지 않을 수 있습니다.

3. 방음이 약함 : 벽체가 얇아서 방음 성능이 다소 부족할 수 있다.

■ 구조 구성 요소

- Bottom Plate / Top Plate → 벽체 하부·상부 구조

- Stud(스터드) → 수직 구조재

- Header(보구조) → 개구부 상단 하중 분산

- Rim Joist & Floor Joist → 바닥 구조

- Roof Truss 또는 Rafter → 지붕 구조

■ 중목구조와 경량목구조, 뭐가 다를까?

기본 개념

- 경량목구조 : 얇은 목재(보통 38mm 두께)를 사용해서 벽체를 세우는 방식으로 북미 지역에서 흔히 볼 수 있는 구조이다.

- 중목구조 : 좀 더 굵은 목재(105~120mm)를 사용해서 기둥과 보를 연결하는 방식으로 일본에서 발전하였다. 단단한 느낌이 확연히 다르다.

구조적 차이

- 경량목구조 : 벽이 하중을 지탱하는 벽식 구조라서, 벽의 위치가 집 설계에 큰 영향을 미친다. 쉽게 말해, 벽을 함부로 없애거나 이동하기가 어렵다.

- 중목구조 : 기둥과 보가 하중을 버티는 라멘 구조로 내부 공간을 좀 더 자유롭게 디자인할 수 있다.

시공 방식과 공정

- 경량목구조 : 현장에서 목재를 재단하고 조립하는 방식으로 공사 기간이 상대적으로 짧다.

- 중목구조 : 공장에서 미리 가공한 부재를 현장에서 조립하는 프리컷 방식을 주로 사용하여 정밀한 시공이 가능하다. 하지만 공사 기간이 더 길어질 수 있다.

서까래(Rafter)란? _ 브랜드하우징

지붕재를 지탱하는 지붕 경사각과 평행한 구조재 (요즘은 2x10 이상을 사용) Hip Rafter, Jack Rafter, Valley Rafter.

한옥에서의 서까래와 경량목구조에서 서까래는 같은 말이기는 하나 둘다 이해하기 힘들다.

쉽게 풀이하자면 제일 마지막 층에 지붕구조를 만들기 위한 삼각형 모양의 경사진 구조재라고 표현 하는게 좋겠다.

경량목조주택의 서까래(Rafter)는 지붕의 골격을 형성하는 가장 중요한 구조 부재이다.

사람의 몸으로 치면 갈비뼈와 같은 역할을 하며, 지붕의 형태를 결정하고 상부의 하중을 벽체로 전달하는 기능을 한다.

일반적으로 필드에서는 서까래라는 말보다는 래프터라고 더 많이 이야기 합니다.

https://cafe.naver.com/metalwood/40542

링크를 보시면 이해가 갑니다.

■ 서까래의 주요 역할

- 지붕 형태 형성: 서까래의 각도와 길이에 따라 박공지붕, 모임지붕 등 집의 전체적인 실루엣이 결정됩니다.

- 하중 지지: 지붕 마감재(슁글, 기와 등)의 무게뿐만 아니라 겨울철 쌓이는 눈(적설 하중)과 바람의 압력을 견뎌냅니다.

- 단열 공간 제공: 서까래 사이의 빈 공간은 단열재(그라스울 등)를 채워 넣는 공간이 되어 집의 에너지 효율을 높여줍니다.

■ 서까래주요 명칭과 구조

- 마룻대 (Ridge Board): 지붕의 가장 높은 곳에서 양쪽 서까래가 만나는 중심축입니다.

- 서까래 (Rafter): 마룻대에서 외벽의 윗깔도리(Top Plate)까지 사선으로 내려오는 부재입니다.

- 버드 마우스 (Bird's Mouth): 서까래가 벽체와 만나는 부분에 새의 부리 모양으로 홈을 파서 견고하게 안착시키는 가공법입니다.

- 서까래 타이 (Rafter Tie): 서까래의 벌어짐을 방지하기 위해 하단에서 잡아주는 수평 부재입니다.

■ 서까래 종류

① 일반 서까래(Common Rafter)

지붕 경사를 따라 일정 간격으로 설치

② 마룻대- 릿지보드( Ridge Board)

지붕 정상부에서 → 좌우 서까래를 연결·정렬하는 부재(용마루라고 하기도 함)

③ 귀서까래(Hip Rafter)

맞배지붕이 아닌 우진각 지붕에서 → 모서리 대각선 방향 서까래

④ 골서까래(Valley Rafter)

지붕이 만나는 오목한 골 부분의 서까래

■ 서까래의 길이 계산

"Rafter = 지붕 경사를 따라 설치되는 구조목"

지붕구조의 시공을 시작하기 전에 먼저 서까래를 절단하여야 하며

그 전에 서까래의 길이를 정확하게 계산하는 방법을 알고 있어야 한다.

서까래의 길이 계산은 다음의 세 가지 방법 중의 하나를 적용하여 이루어질 수 있다

① 피타고라스의 정리 적용

② 골조용 직각자의 서까래표 이용

③ 골조용 직각자 반복 사용법

④ 캐드를 사용한 계산법

■ 서까래 시공 순서(간단)

1. 마루보(Ridge Board) 설치

2. 서까래 먹매김(간격 표시)

3. 한쪽 끝: 마루보에 고정

4. 다른 끝: 벽체 상부 플레이트에 고정

5. 허리케인 타이 등 철물 설치

6. 합판(OSB) 지붕판 시공

■ 서까래의 시공 시 주의사항

- 정밀한 컷팅: 마룻대와 맞닿는 부분의 각도와 벽체에 걸리는 버드 마우스 컷팅이 정확해야 구조적 안정성이 확보됩니다.

- 환기(Ventilation) 확보: 서까래와 지붕 합판 사이에 공기가 흐를 수 있는 통로(래프터 벤트)를 만들어야 결로와 곰팡이를 방지할 수 있습니다.

- 규격재 선택: 지붕의 경사도와 길이에 따라 2x8, 2x10, 2x12 등 적절한 규격의 목재를 선택해야 합니다.

#브랜드하우징#문팀장의목조주택이야기#서까래

■ 서까래 두께 계산 (Rafter)

한때 서까래의 두께에 대해서 많은 사람들이 더 튼튼하게 해야 된다 그래서 적어도 2x10이상은 무조건 써야 한다라는 이야기가 많았다

불과 10년전만해도 초보 목수들이 돈을 아낀다고 2*6로 서까래를 설치하는 경우들이 많았습니다.

사실 지붕에 사용되는 구조재의 가격은 100만원도 들지 않는데

약간의 저축을 위해서 엄청난 시공오류를 범하기도 했습니다.

요즘도 가끔 현장을 둘러 보면 1년에 한두채는 2*6서까래를 보는듯합니다.

이제는 구조적인 문제가 아니라 몇년마다 바뀌는 "건축물 에너지 절약설계기준" 때문에

단열재를 법적 허용치를 채워넣어야 하기때문에

서까래는 점저 두꺼워 지고 있다. 이제는 준공을 받기 위해서라도 서까래를 키워야 하니

이제는 구조적인 문제는 한숨을 돌려도 될듯합니다.

■ 서까래 용어 정리

- Rafter: 서까래

- Ridge Board: 마루보

- Hip Rafter: 귀서까래

- Valley Rafter: 골서까래

- Purlin: 중도리(중간 보강보)

- Hurricane Tie: 서까래 고정 철물

- Eave: 처마

[출처] [라온마을 3차 30호/경량] 골조 80%, 전기팀 배선작업 20%, 지붕팀 실측, 서까래(Rafter)란? (문팀장의 목조주택 이야기(브랜드 하우징)-Brand housing) | 작성자 문팀장

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집이란 공학의 머리와 인문학의 가슴으로 지어야만 건축이란 이름을 붙일수 있다- 문팀장 씀   
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