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외부치장마감석재를 건식으로 시공하는 경우에 감리자 필수 확인사항에 대하여 정리합니다.

2016년 6월 30일에 제정된 국가건설기준센터의 국가표준시방서 KCS를 근거하여 정리합니다.

 


근거

 

건축공사 일반사항 KCS 41 10 00 : 2016

 

석공사 일반 KCS 41 35 01 : 2016

 

건식 석재공사 KCS 41 35 06 : 2016

 

위 3개 표준시방서는 코드명을 클릭하여 다운받아 보시거나, 국가건설기준센터 홈페이지 http://www.kcsc.re.kr에서 열람 또는 다운받아 보실수 있습니다.

 


착공시 확인사항

 

담당원(감독관 또는 감리원)은 시공자로부터 아래의 내용을 착공전 검토하여 승인하여야 함.

 

현장시공은 설계도서, 그리고 담당원의 승인을 받은 공정표, 시공계획서, 원척도, 시공도 등에 따라 시행되어야 함.

[근거 : KCS 41 10 00 : 2016, 1.2.4.(2).①]

 

-  아  래  -

 

1. 공정표시공계획서, 환경관리계획서

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.2.1]

 

2. 석재나누기도시공상세도(제작도 및 절단, 부분가공, 마감상세도 포함)

   - 건식 석재공사는 석재의 하부는 지지용으로, 석재의 상부는 고정용으로 설치하되 상부 석재의 고정용 조정판에서 하부 석재와의 간격을 1mm로 유지하며, 촉구멍 깊이는 기준보다 3mm 이상 더 깊이 천공하여 상부 석재의 중량이 하부 석재로 전달되지 않도록 할 것.

   - 건식 석재 붙임공사에는 석재 두께 30mm 이상을 사용하며, 구조체에 고정하는 앵글은 석재의 중량에 의하여 하부로 밀려나지 않도록 심페드를 구조체와 앵글 사이에 끼우고 단단히 너트를 조임.

   - 건식 석재붙임에 사용되는 앵커(앵글, 조정판), 근각볼트, 너트, 와셔, , 데파볼트, (슬리브) 등은 KCS 41 35 01(2.2)에 준하여 사용.

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.2.2]

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.5.(1).②]

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 1.2.(1),(5),(7)]

 

3. 제품관련자료(석재, 보강철물 및 기타자재의 제품설명서, 카탈로그, 기술자료, 시공지침서 포함)

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.5.(1).①]

 

4. 견본(석재, 보강철물, 실링재 및 기타자재)

   - 석재 견본은 공사시방서에 정한 바가 없을 때, 300mm 각 이상 규격으로 2매 이상.

     ※ 이 중 외부마감재 두께 30mm이상일 때, 허용오차는 2mm이내일 것.

   - 건식 석재 붙임공사에 사용되는 끼움판은 영구적인 자재로 고온에 변형되지 않고 화재시 인체에 해로운 유독가스가 발생하지 않는 것을 사용.

   - 건식 석재 붙임공사의 줄눈에는 석재를 오염시키지 않는 부정형 1성분형 변성실리콘을 사용하여 KCS 41 35 01(2.4)에 따름.

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.5.(1).③]

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 1.2.(8),(9)]

 

5. 기타(시험분석보고서 및 품질보증서)

   - 계약조건이나 시방서 일반사항 및 기타에서 정한 경우에 한함.

   - 암석 물성 기준은 KCS 41 35 01 : 2016 표2.1-1에 따름.

     ※ 이 중 외부마감재로서 화강암 또는 안산암의 압축강도는 130MPa이상일 것.

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 1.5.(1).④]

 

6. 구조계산서 및 안전확인서

   - 연결 및 보강철물은 석재의 크기 및 중량, 시공 개소에 따라 충분한 강도와 내구성을 보장하기 위함.

   - KDS 41 00 00에 준한 구조계산서에 따르고 석재 1개에 대하여 최소 2개 이상을 사용.

   - 석재의 구조적인 안정을 위하여 고정하중풍하중지진하중운반 설비 및 부속장치하중, 구조물에 의한 처짐 등의 변형과 앵커, 앵커볼트, 핀 및 부재결합에 대하여 계산된 것.

     ※ 건물 구조에 대한 구조계산서가 아니고, 별도로 비구조요소 내진검토에 대한 구조계산서입니다.

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 2.2.(1)]

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 1.2.(10)]

   - 서류확인사항

     1. 건축구조기술사의 자격증 뿐만아니라, 기술사사무소개설등록증이 첨부되어야 함.

     2. 현장명현장주소명시되어야 함.

     3. 비구조요소 크기 및 중량 등이 실제 현장시공되는 내용과 일치하여야 함.

     4. 비구조요소를 지지하는 연결철물 각 부품들의 재질과 규격 등이 실제 현장 시공되는 내용과 일치하여야 함.

 


공사중 확인사항

 

1. 감리자가 승인한 도면대로 시공되었는가?

   - 석재의 형상, 규격은 석재나누기도 및 시공상세도에 따라 정확하게 가공되었는가?

   - 전체 시공오차가 적법한 범위 내인가?

     (허용오차가 도면 및 공사시방서에 없을 때에, 표준시방서 KCS 41 35 01 표3.1-4에 따를 것.)

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 3.1.(1),(12)]

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 3.1.(1)]

 

2. 연결철물 설치를 위한 석재가공이 제대로되었는가?

   - 연결철물, , 꺾쇠 등의 구멍 및 모서리 부분은 설치 전에 가공하며, 정밀도 확보를 위하여 공장 가공하는 것을 원칙으로 함.

     [근거 : KCS 41 35 01 : 2016, 3.1.(6)]

 

3. 샘플 시공이 제대로 되었는가?

   - 시공도에 따라 설치 방향대로 한 장씩 설치한 후 다음과 같은 항목에 대하여 확인.

     ① 상세 시공도면과 실제 설치된 규격

     줄눈의 각도, 수평상태

     하부 석재와 상부 석재의 공간 유지 확보 유무

     석재의 형상모서리 상태연결철물 주위의 상태 등

     설치 후 판재가 완전히 고정되었는지 여부

     이미 설치된 하부 석재가 상부를 시공함으로써 변형되었는지 여부 등

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.1.(5)]

 

4. 연결철물 설치를 위해 콘크리트 벽체에 세트앵커 설치 위치 및 깊이가 제대로 준비되었는가?

   - 먼저 시공 개소에 시공도에 의하여 구조체에 수평실을 쳐서 연결철물의 장착을 위한 세트앵커용 구멍을 45mm 정도 천공하여 캡이 구조체보다 5mm 정도 깊게 삽입하여 외부의 충격에 대처함.

     ※ 세트앵커용 구멍 깊이는 현장여건 및 석재크기 등에 따라 45mm보다 더 깊게 요구될 수 있으므로 구조계산서를 확인할 것.

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.1.(1)]

 

5. 연결철물과 석재 사이에 접착용 에폭시를 사용금지를 지켰는가?

   - 연결철물용 앵커와 석재는 핀으로 고정시키며 접착용 에폭시는 사용하지 않는다.

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.1.(2)]

 

6. 연결철물은 구조계산서에서 내진안전이 확인된 규격으로 제대로 설치되었는가?

   - 도면 및 공사시방서에 앵커의 종류, 특성 등이 따로 정한 바가 없을 때에는 설치 시의 조정과 층간 변위를 고려하여 핀 앵커로 1차 연결철물(앵글)2차 연결철물(조정판)을 연결하는 구멍 치수를 변위 발생 방향으로 길게 천공된 것으로 간격을 조정.

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.1.(3)]

 

7. 연결철물과 석재 사이에 적절한 완충재제대로 설치되었는가?

   - 판석재와 철재가 직접 접촉하는 부분에는 적절한 완충재(kerf sealant, setting tape )를 사용.

     ※ 에폭시는 완충재가 아니므로 사용하여서는 안됨.

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.1.(4)]

 

8. 보양 및 청소제대로 되었는가?

   - 마감면에 오염의 우려가 있는 경우에는 폴리에틸렌 시트 등으로 보양.

   - 손의 우려가 있는 모서리 등의 부위에는 나무 및 스테인리스 판하드보드지 두께 3mm 이상으로 석재 표면에 흔적을 남기지 않는 테이프를 사용하여 보양.

   - 설치완료 후 즉시 깨끗한 물로 세척하되 염산류를 사용하지 않는다.

     [근거 : KCS 41 35 06 : 2016, 3.2]

 


결언

 

 

이상과 같이 착공전과 공사중 확인사항에 대해 정리하면서, 특히 감독관 및 감리자 등 담당원이 아직 잘 모르고 간과하는 사항을 붉은색으로 표시했습니다.

 

이 부분을 추가 부연하여 설명하자면,

 

착공전 확인해야 하는 구조계산서란?

 : 여기서 말하는 구조계산서는 일반적으로 알고 있는 구조물의 구조계산서가 아닙니다.

 : 비구조요소로서 외부치장마감석재에 대하여 내진안전을 확인하는 별도의 구조계산서입니다.

 : KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준 18.1.1에서 수행하도록 규정되어 있습니다.

 : 이는 설계단계가 아니라 공사단계에서 시공자가 제출하고 감리자가 확인하여야 하는 서류입니다.

 : 공사단계에서 확인이 필요한 비구조요소로서 "건축물의 구조기준 등에 관한 규칙"의 서식1~3에 명시되어 있습니다.

 : "건축물의 구조기준 등에 관한 규칙" 제59조(공사단계의 구조안전확인) 공사감리자는 건축물의 착공신고 또는 실제 착공일 전까지 구조부재와 관련된 상세시공도면이 적정하게 작성되었는지와 구조계산서 및 구조설계도서에 적합하게 작성되었는지에 대하여 검토하여 확인하여야 함.

 

접착용 에폭시 사용금지의 이유?

 : 제대로 관리감독하지 않으면, 속칭 돌본드라고 불리우는 에폭시본드가 시공될 가능성이 매우 높습니다. 핀촉(Ø4.0, L=40㎜정도)를 시공하지 않고 조정판에 에폭시본드를 바르고 석재를 접착하거나, 핀촉 주변에 에폭시본드를 덧바르는 것은 금지사항입니다. 시공자 입장에서는 시공비가 싸고 편하기 때문에 아직도 이런 방식으로 시공되는 사례가 아직도 있다고 합니다.

 : 대한민국에서 시공되는 건물은 기본적으로 국가건설기준센터의 국가표준시방서에 따라야 합니다. 여기에 부족한 특수한 공법, 제품 등을 더욱 구체적으로 정하기 위해서 공사시방서(특기시방서)를 작성하지만, 상식적으로 국가표준시방서에서 하지 말라고 명시된 것을 특기시방서에 해도된다고 명시되었다면 이는 잘못이므로 시공자나 감리자는 잘못을 바로잡고 착공하여야 할 것입니다.

 : 대한민국 내에서 수행되는 건축공사는 설계시 작성된 공사일반시방서에 접착용 에폭시 사용금지 관련 내용이 없더라도 기재된 사항 이외는 국가표준시방서에 따르도록 KCS 41 10 00 : 2016, 1.1.(1)에 명시되어 있습니다.

 : 국가표준시방서에 명시된 에폭시본드 사용금지(연결철물과 석재사이)에도 불구하고 이렇게 시공된 경우에는 하자시공이 아니라 부실시공으로 볼 수도 있습니다.

 : 따라서 설계자가 이를 잘 모르고 설계도면 등에 에폭시를 바를 수 있도록 오기된 경우라면, 착공전 공사단계에서 국가표준시방서를 근거로 수정되는 것이 바람직합니다.

 : 이를 원천적으로 차단하기 위해서 감독관 또는 감리자가 조정판 끝이 T-BAR식 꽂음부 일체형으로 설계변경하기도 합니다.

 : 참고로 건식석재공법에서 에폭시본드가 우려되는 내용들은 아래와 같습니다.- 3.3 에폭시 사용의 문제

대한건축학회 학술발표대회 논문집 구조계 제29권 제1호(통권 제53집, 2009.10.23)

논문제목 : 석공사 에폭시 사용에 관한 연구

- 3.2 외부 석재판재 시공시 문제점 발췌
외부 석재판재를 앙카긴결공법으로 설치하기위해 핀을 사용해야함에도 불구하고 핀구멍을 위한 드릴작업시 약한 석재의 강도로 인해 석재판재가 깨져나가 판을 설치할 수 없어 에폭시를 사용하였다. 그리고 드릴작업에 드는 시간을 덜기 위해, 즉 인건비절감을 위해 에폭시를 사용하게 되었다. 
  3.3.1 물리적인 문제점
         에폭시는 접착력이 아주 강하기 때문에 연결철물과 에폭시는 시공 후 거의 분리되지 않는다. 다만 석재의 인장강도가 작기 때문에 반복되는 진동 또는 외력에 의하여 발생하는 응력에 대해서 적절한 변위 흡수 능력이 없으면 쉽게 파괴된다. 또한 고층 및 초고층 건물의 경우, 건물 자체의 진동에 의하여 좌우로 수십 mm씩 움직이게 설계되는에, 에폭시를 이용하여 석공사를 하였을 경우에는 전체가 하나의 구조체로 연결되어 응력분산이 안되고 변위 흡수 능력이 없어 움직임의 폭이 커지게 되어 석재 부위가 파괴된다.
  3.3.2 화학적인 문제점
         수분과 산성비에 의해 결합이 끊어진다.
  3.3.3 소결
         에폭시 위주의 외벽 석재판재 시공시 장기적으로 강도가 저하되는 이유는 다음과 같다.
         ① 공기 중에 노출될 경우 : 공기 중의 수분과 CO2의 결합으로 형성된 탄산의 공격을 받아 결합이 끊어진다.
         ② 비오는 날에 노출될 경우 : 산성비로부터 황산 또는 질산과 수분과 반응으로 결합이 끊어져 강도 저하를 초래한다.
AIA CONTINUING EDUCATION CENTER : 미국건축가협회 지속교육센터

Understanding Anchorage Systems for Natural Stone Cladding
[November 2019]

Resinous fillers, or adhesives, usually refer to epoxy. These fillers are more expensive than other options and typically have slow cure times. There are known problems with the high level of rigidity of epoxies in their cured state, which has been associated with increased stresses near the anchor prep as a result of limited flexibility. These factors make epoxy appropriate for certain anchorage systems, but not others. For example, they are safe for securing dowels in cubic stone sections, such as stairs pieces, which are supported by the structure below, but they are not appropriate for thin stone cladding, where the requirements for a flexible connection come into play. ()
Elastomeric fillers, such as silicone and polyurethane sealants, are popular choices for filling anchor preps in part because they are flexible in their cured state and allow for dynamic movement within the anchorage system. This characteristic is beneficial for projects where the stone cladding may require very flexible connections.

(내용요지 : 에폭시는 비싸고, 경화시간이 느리고, 특히 경화된 에폭시는 경직성이 높아서 이러한 제한된 유연성으로 인해 앵커(꽂은촉) 주변 응력증가와 관련 있음. 하부 구조물로 지지되는 계단판(챌판, 디딤판)에 사용되는 경우에는 안전하지만, 신축성 있는 연결조건이 요구되는 얇은 석재마감에는 부적합함. 꽂은촉 주변채움은 실리콘이나 폴리우레탄실란트처럼 시공 후에도 유연한 것이 보편적임.)
日本 全国建築石材工業会 : 일본 전국건축석재공업회 Q&A
【質問】
半湿式工法に基づいて、外壁に石を張り付けたいのですが、取り付け用モルタルの変わりに、接着剤を使用してもいいものなのでしょうか?

(질문요지 : 반습식공법으로 외벽에 돌을 붙이고 싶은데, 접착용모르타르 대신 접착제를 사용해도 되는지?)
[반습식공법은 우리나라에서는 돌판 접합부와 구조벽체 사이에 부분적으로만 습식으로 석고 등을 충분히 받쳐주고 석고탈락이나 유실을 막기 위해 동선이나 스테인레스관으로 보호하는 방법으로 연결철물의 건식과 몰탈의 습식을 함께 사용하는 방식인데, 일반적으로 외기에서는 습식재료 유실 및 탈락이 우려되어 외벽에서는 사용하지 않고 내벽에만 일부 적용할 수 있는 공법임.]

【回答】
半湿式工法ということですが、その工法がどのような物を考えておられるのかいささか曖昧です。昔行われていた帯トロ工法のことでしたら湿式工法に分類されます。その場合に使用されるモルタルの代わりに接着剤を使用するということであれば、実証データがありませんので当工業会として可否は判断できません。あしからずご了承下さい。但し、エポキシボンドなどは水に弱い性質を持つ物が多いですので、耐久性の面で外部に使用することはかなり注意が必要ではないかと考えます。外部の壁張りということですが、石厚25mmで乾式工法を採用されることをお勧め致します。当工業会発刊の外壁および内壁の乾式工法設計施工指針をご参考になさって下さい。

(답변요지 : 모르타르 대신 접착제를 사용한다면, 실증데이타가 없으므로 당 공업회에서는 가부를 판단할 수 없음. 에폭시본드는 물에 약한 성질을 가진 것이 많기 때문에 내구성면에서 외부에 사용하는 것은 상당한 주의가 필요함. 따라서 건식공법으로 할 것을 권장함.)

 

청소시 염산류 사용금지의 이유?

 : 현장 작업자 및 주민들의 인체에 위험합니다.

 : 환경에 미치는 부정적인 영향이 큽니다.

 : 석재 부식으로 강도와 품질이 저하됩니다.

 : 따라서 염산 뿐만 아니라, 불산, 질산 등 강산성약품을 사용하여서는 안되고, 깨끗한 물로만 세척하여야 합니다.

 

.  끝.


문의하실 곳 : 코어건축구조기술사사무소


비구조요소 등 관련 블로그들을 링크합니다.

 

 

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