동결심도 해설
1. 동결심도란
- 동결심도란 겨울철 외기 온도에 따라 땅에 동결작용이 발생하는 깊이를 말하는데 기초 지반은 겨울철 얼어 붙어 있던 땅이 봄철이 되어 융해될 때 연약해지면서 지반이 참하되고 이 때 상부 구조물에 하자가 발생하게 된다. 대기의 온도가 영하로 내려가면 지표면의 물이 얼기 시작하고, 땅이 얼어서 지표면이 부풀어 오르는 현상을 동결작용이라고 한다. 이 동결작용은 흙속 물의 이동과 관계가 있기 때문에 모래 또는 자갈같이 입자가 큰 흙에서는 일어나지 않고 실트와 같은 비교적 입자가 작은 토사에서 쉽게 일어난다.
- 원래 동결심도는 도로 공사에서 도로의 균열 및 침하를 방지하기 위해 도입되어진 개념인데 어찌하다 주택 현장에서 불문율로 지켜지게 되었는지 알 수 없으나 실제 국내 규정을 살펴보면 1986년 구조물기초설계기준에 있던 동결심도 내용(동결깊이 계산식)도 2008년 개정판에서 삭제된 사실이 있고, 건축구조기준(개정 2009.12.29.) 0803.2.4. 규정에 의하면 기초(4) - “기초 밑면은 함수량의 변화 및 동결의 우려가 없는 위치로 한다.”라고 되어 있다.
- 동결심도에 대한 여러 논란이 있을 수 있겠으나 주택에서는 건축물 자체가 보온 역할을 한다는 사실과 국제 기준인 IR Code에서의 FPSF(동결을 방지하는 기초 깊이)를 이해하고 국내 동결심도 기준인 1980년 건설부 도로 조사단에서 작성된 표를 근거로 하고 가장 최근 자료인 2003년 한국도로공사 도로교통기술원에서 작성된 동결지수 현황표를 기준으로 동결심도를 설명하려고 한다.
나. FPSF(Frost Protected Shallow Foundation, 동결방지 기초깊이)란
건축물은 대지 조건에 따른 동결깊이가 다르다. 말하자면 숲이나 눈 또는 나뭇잎으로 덮힌 흙이나 건축물 등에서는 동결심도가 극히 낮아지고 도로 등의 상부에 아무것도 없는 곳에서는 동결심도가 깊어진다. 이런 여러 가지 경우를 고려하여 동결을 방지하는 기초 깊이를 정하는 것을 말한다.

다. 전국동결지수 및 동결기간 현황
1980년 건설부 도로조사단에서 작성된 전국 동결지수 및 동결기간 현황표를 참고로 올린다.
도로의 경우 대기에 완전 노출된 상태에서 겨울철에 도로가 얼 경우 기초 하부의 토양이 부풀어져서 올라서고 날이 풀리면 토양이 줄어드는 현상이 반복되면서 도로의 융기 또는 침하로 인한 도로의 파손을 방지하기 위해 오래전에 만들어진 표이다.

라. 2003년 전국 동결지수(최근 자료)
2003년 한국도로공사 도로교통기술원에서 작성된 전국 동결지수가 별도로 있다.

- 위 표에서 동결지수(℃·일)은 영하 이하인 온도 × 영하 이하로 유지된 시간.
즉 기온이 영하 이하로 떨어진 모든 시간의 합을 말한다.

마. 국제 기준의 기초 깊이
국제 기준인 IRC(International Residential Code)에서 설명하는 동결을 방지하는 기초 깊이에 대한 기준.


- 설명하자면 동결지수(℃·일) 815 이하일 경우 기초 깊이는 305㎜로 하되 수직단열 즉 기초 벽면에 EPS(스티로폼) 40㎜ 정도를 시공해 주면 되며 수평단열은 의미를 두지 않는다.
- 여기에서 동결지수(℃·일) 815 이하는 우리나라 전 지역에 해당되기 때문에(대관령만 유일하게 842) 우리나라에서의 기초 깊이는 전 지역을 통털어 기초 깊이 300㎜ 정도면 충분하다고 해석된다.
- 우리 조상들도 과거 집을 지을 때 기초는 한자깊이(300㎜)만 판다고 했다.
바. IRC(International Residential Code) 기준 기초
- 기단부 높이는 최소한 300㎜를 두고, 기초 벽체(수직단열재)에 EPS(스티로폼) 단열재 두께 40㎜를 시공하고 수평단열재와 기초 하단부의 잡석다짐은 필요시 적정한 두께에서 시공해 준다.
- 줄기초 하단부의 잡석다짐을 하는 이유는 기초 하단부의 동상을 방지하도록 하는 조치이다. 현장에서 기초의 하단부가 동결심도까지 닿아 있는 경우에는 이런 잡석다짐은 필요치 않다.

사. 결론
결국은 우리나라의 경우 최고로 추운 지역인 대관령 해발 842m를 기준으로 하여도 국제 기준으로는 기초 깊이는 300㎜(한자) 이내이며, 이런 경우 기초 외벽의 단열 보강은 EPS(스티로폼) 40㎜ 이하로 시공해 주면 충분하다고 본다. 국내 기준으로는 아무리 추운 지역이라도 수평단열 보강은 불필요한 것으로 본다.
첫댓글 국제 기준으로도....기초 깊이는 305㎜로 하되 수직단열 즉 기초 벽면에 EPS(스티로폼) 40㎜ 정도를 시공해 주면 되며 수평단열은 의미를 두지 않는다.
- 여기에서 동결지수(℃·일) 815 이하는 우리나라 전 지역에 해당되기 때문에(대관령만 유일하게 842) 우리나라에서의 기초 깊이는 전 지역을 통털어 기초 깊이 300㎜ 정도면 충분하다고 해석된다.