석재공사-오픈조인트공법

[HUNTER(윤승)]

오픈조인트(OPEN-JOINT)공법이란 외벽에서 판재와 판재 사이에 기존까지 사용되던 Sealant 를 이용한 코오킹 처리를 하지 않고, 줄눈을 열어놓는 공법이다. 이 공법은 에너지 차단효과가 있는 등압이론을 건축에 적용시킨 것으로 배수시설, 방수(차수)막 시공이 함께 이루어져야만 완전해 질 수 있다. 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법은 기존 석재 등 건축물의 외장 마감방식인 Sealant의 변질로 인해 건축물 외관에 보기흉한 자국이 생기는 단점을 보완할 수 있고, 건물 외벽을 OPEN시킴으로써 건물의 숨통을 열어주는 효과를 가져오지만, 그 동안 완벽한 방수막 설치시공 기술이 이루어지지 못해 누수, 결로 등의 문제는 오히려 더욱 심각해짐으로 실용화가 힘들었다. 그리하여 빗물 누수 등의 문제가 없는 콘크리트 외벽이나 실내에서는 일부 시공 되었지만 현재 석재 외벽 건축물에 널리 적용되는 철구조물 시공의 경우에는 실용화 되지 못하였다. (주)대경에스앤씨티에서 외벽 판재와 철재 틀 사이에, 누수 결로를 막는 방수막 (EGI철판)을 설치 하는 기술을 개발하고 직접 시공에 성공함으로써 석재 건축 철 구조물 시공에서도 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법의 실용화가 가능하게 되었다. 이는 오염방지에 의한 외관보존, 방수 처리 등 기존의 문제해결 뿐 아니라 방수막으로 공기층이 형성 되어 단열, 보온효과까지 향상 시키며 건축물의 수명을 연장시키는데 기여하는 획기적인 방식으로 자리잡을 것이다. 석재 가공기술의 발달과 함께 현대 건축술에서는 건축용 석재가 판재형태로 되었고 주로 건식 시공법으로써 철재 틀을 사용하여 외벽을 시공한다. 이때 판재와 판재 사이의 틈을 Sealant로 밀폐시켜 마감한다. 이는 빗물이나 외부 불순물의 실내 유입을 막기 위한 것이다. 그러나 Sealant는 석유화합물의 일종으로서 자외선과 태양열, 산성비 등 외부환경으로 인해 물성이 기름성분으로 변하면서 건축물 외관에 기름때처럼 흘러내려 외장재를 오염시킨다. 외장재의 오염뿐 아니라, 외장재 보다 내구력이 낮은 Sealant로 인한 누수현상이 더 심각하다. 즉 시간의 경과와 함께 Sealant는 금이 가기도 하는데 이 사이로 빗물 등이 유입 되어 내부 철구조물의 부식을 가져와 건축물 안전상 치명적인 문제를 야기할 수 있다. 또한 건축물 외관을 완전 밀폐시켜, 4계절 온도차가 뚜렷한 우리나라의 경우 건축물은 온도변화에 적응이 힘들며 이로 인한 습기, 결로 등의 문제가 발생할 수 있다. 즉 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법은 첫째, Sealant를 사용하지 않으므로 외관 오염의 문제가 원초적으로 차단된다. 둘째, 외장재보다 내구력이 낮은 Sealant로 인한 누수현상을 막기 위해 어느 정도 시간(통상 7년으로 잡지만 실제로는 3~5년으로도 문제발생)이 경과하여 새로이 Sealant 처리를 하는데, 이는 처음 Sealant 처리를 할 때보다 훨씬 어렵다. 왜냐 하면 기존에 시공된 Sealant를 완전히 제거하는 것이 쉽지 않기 때문이다. 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법은 Sealant 처리를 하지 않음으로 이 문제 또한 사전 차단된다고 할 수 있다. 단, 완전 방수처리가 가능한지의 기술력이 요구된다. 셋째, 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법은 판재 사이를 OPEN 시킴으로써 살아 숨쉬는 건축물이 되어 통풍이 가능하고, 온도변화에 잘 적응하여 습기나 결로의 방지효과가 있다. 실내벽 적용 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법 기존 실내벽 코오킹 마감의 경우, 코오킹에 의한 실내 온도의 변화로 습기가 발생하고 공기 유통이 어려워 건물에 나쁜 영향을 미쳤으며, 코오킹으로 석재와 석재가 연결되어 있어 지진이나 엘리베이터 등 진동의 영향을 심하게 받게 된다. 따라서 실내벽 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법 적용의 의미는 내벽 마감재 사이를 OPEN시켜 습기방지나 공기유통을 원할 하게 하고 진동시 석재가 각각 따로 움직이게 함으로써 진동의 영향을 상대적으로 줄일 수 있게 된다. 실내벽 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법의 경우 빗물누수 등의 문제는 없지만 석재 사이를 OPEN 시킴으로써 석재 내부 철 구조물 설치재가 보이는 미관상의 문제가 발생한다. 이는 기존의 석재와 석재 사이 중앙에서 철재로 양 석재를 잡아주던 시공법 대신 석재 내부에서 스테인리스 알루미늄 앵글로 철재의 돌출부위 없이 잡아주어 해결하였다. 이는 앵글의 오차 한도가 기존의 5mm까지 허용되던 것을 1-2mm로 낮춘 (주)대경에스앤씨티 기술력의 결과였다. 이 공법 적용은 공항건물 등에 유용하게 적용될 수 있으며, 우리나라도 더 이상 지진의 안전지대가 아님을 생각할 때 매우 필요한 기술이라 할 수 있다. (주)대경에스앤씨티은 이 공법을 영종도 실내벽에 적용 좋은 평가를 받은 바 있다. 콘크리트 옹벽 적용 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법 콘크리트 옹벽의 경우 옹벽이 방수막의 역할을 하기 때문에 따로 방수막을 설치할 필요없이 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법의 적용이 가능하다. 그러나 역시 OPEN된 사이로 빗물 등이 들이쳐 옹벽 외부에 외벽석재를 잡아주기 위한 트러스의 부식문제를 발생시킬 수 있다. 이에 water-barrier 등 설치의 기술적인 문제가 따르며 무엇보다 트러스 부식의 문제를 해결하는 것이 공법 적용 성공의 관건이 된다. (주)대경에스앤씨티는 이 경우 용융도금 완전 조립공법을 적용 트러스 부식의 문제를 사전 차단해 버린다. 용융도금 완전조립을 위한 각종 브라켓을 개발, 적용하고 있다. (주)대경에스앤씨티는 이 공법을 혜천대 타워건물에 적용한바 있다. 철골 건축물 적용 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법 적용이 가장 어려운 경우에 해당한다. 왜냐하면 철골 건축물은 실내벽이나 콘크리트 옹벽의 경우와 달리 OPEN된 사이로 들어오는 빗물 등을 차단할 수 있는 방패막이 아무 것도 없기 때문이다. (주)대경에스앤씨티는 내식성이 강하여 반영구적인 EGI SUS 철판으로 방수막을 설치하는 기술을 개발, 이미 청담동 신영빌딩에서 성공함으로써 우리나라에서 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법 이 다양한 건축물에 적용되는 것을 가능하게 만들었다. 이 공법을 적용시키기 위해 방수막 설치기술, 철판 절곡기술, 트러스에 선(先) 시공으로 고정된 석재 브라켓기술, 완전방수를 가능케 한 Expansion Joint 기술 등 수많은 기술이 개발되었다. 철골 건축물 적용 오픈조인트 석재외벽판넬 공법 - 대경 O-J 판넬 시스템 (주)대경에스앤씨티에서 개발된 대경 O-J 판넬은 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법의 실현뿐 아니라, 안전하고 간편하며 경제적인 시공을 목적으로 개발되었다. 대경 O-J 판넬이란 철구조물(트러스) 제작공장에서 석재외벽 및 방수막, 트러스, 단열재까지 Unit로 제작하여 현장에 제공하고 현장에서는 타워크레인을 이용 제자리에 갖다 붙이는 것으로 공정을 끝내게 하는 공법이다. 따라서 현장시공이 간단하고 안전하며, 결과적으로 경제적이다. 기존의 석재 외벽공사는 통상 트러스와 석재가 각기 다른 시공팀이 시공을 맡고 서로 시간과 작업과정을 조정하며 작업이 이루어지기 때문에 많은 마찰을 빚어온 것이 현실이다. 따라서 시공상 각자의 방식을 고집하여 분쟁의 소지가 많았으며 책임 소재가 불분명 하였다. 또한 트러스 작업이나 석재 외장작업이 고층빌딩 현장의 고층에서 직접 이루어지기 때문에 위험도가 높고 작업이 어려워 공정기간 또한 길어졌다. 우리나라 시내 중심 건축물 중 1960-70년대에 시공된 수많은 건축물의 리모델링 작업이 이루어져야하는 현시점에서 대경 O-J 판넬 공법은 새로운 의미를 갖게 된다. 시내 건축물은 땅값 등의 영향으로 건축물 주변에 여유로운 공간이 적고 또한 주변 건물에 지나친 영향을 주는 현장 공사가 가급적 적을수록 좋다. 따라서 대경 O-J 판넬은 새로운 대안 공법으로 떠오르고 있다. 등압이론 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법의 반대 개념은 CLOSED-JOINT 시스템이다. 이는 Sealant 에 의해 줄눈이나 틈을 막아서 누수를 막는 방법을 말한다. 누수의 3요소로는 물/틈/힘이 있다. 이 요소 중 어느 하나만이라도 배제를 시킬 경우 누수를 방지 할 수 있다. 즉 CLOSED-JOINT 시스템은 틈의 배제에 의한 누수의 방지이며, 오픈조인트(OPEN-JOINT) 시스템은 힘의 배제에 의한 누수의 방지이다. 이러한 힘의 형태는 아래에 기술하는바와 같다. 힘의 형태로는 중력/운동 에너지/표면장력/모세관/기류/압력의 차이가 있다. 오픈조인트(OPEN-JOINT)는 위 요소 중 기류에 의한 누수를 없애려는 것이며, 등압이론은 위 요소 중에서 압력의 차이를 없애는 것이다. 바람에 의해 발생한 외부의 압력이 오픈조인트(OPEN-JOINT)를 통해 들어오면서 기밀막에 의해 Air Chamber(공기방) 부위에서 같은 압력을 이루게 된다. 즉, 내외부의 압력의 차이를 제거함으로써 물의 유입을 막는다는 것이다. 외벽에 있어서 물이 들이닥치는 현상은 대체로 건물 내외부의 압력 차에 의해 물이 빨려 들어오는 현상에 주로 발생한다. 외부로부터 침투하는 물을 막기 위한 조치로서 모든 틈을 막으려는 시도 (CLOSED JOINT SYSTEM)가 있어 왔으나, 이는 장기적인 Sealant의 내구성면에서 그 성능을 보장하기 힘들다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법이 오픈조인트(OPEN-JOINT) 방식의 외벽을 구성하는 것이다. 단 오픈조인트(OPEN-JOINT), 등압이론을 충족시키기 위한 기본적인 요소가 필요한데, 1)물의 침투를 저지할 수 있는 벽(Rain Screen) 2)외부로 열린 공기방 3)공기와 습기의 흐름을 차단할 수 있고 풍압을 견딜 수 있는 내부기밀막 등 이다. 또한 약간의 물이 침투한다는 가정하에서 내부로 들어온 물을 외부로 유도할 수 있는 플레싱 처리도 필요하다. 차수방법 차수 및 방수막(Rain screen-SUS 0.3t)설치와 등압설계에 의한 OPEN JOINT SYSTEM 기능 설계 조건 수밀성 기능 유지 1) 외부에 면한 방수막 (Rain Screen -SUS 0,3t)과 Panel 연결부의 Sheet Flashing를 설치한다. 2) Flashing Joint 부위의 2STAGE SEAL로 완벽한 차수시설 및 Air Tightening 을 확보한다. 3) Panel Joint 사이의 Movement 흡수를 위한 Elastic Sealant의 2중 설치와 배수를 위한 Gutter Flashing 이음부의 Overlap Joint를 설치한다. 단열방법 단열재(Thermal Insulation)는 우선적으로 재료의 물성도 중요하나 시공부실 및 system의 오류로 인한 열 손실이 더 많으며 이로 인해 결로 (Condensation)의 발생우려가 높다. 그러므로 단열재(Thermal Insulation)는 연속성이 기밀성과 결로방지를 위한 최선책이며, 각 틈새를 완벽 충진과 단열, 방음성,Air Control,제습기능이 뛰어난 발포를 하는 것이 좋다. 방화기능(층간 방화기능) 1) 외벽은 법규에서 규정한 일정 시간 동안 발화 지연율을 가져야 한다. 석재를 지지하는 구조물도 불연재여야 하며 내부 실내의 화염이 Curtain Wall 의 층간 틈을 따라 인화되는 것을 방지 하여야 한다. 현재 유럽의 현대식 신축건물이나 리모델링 건축물의 경우, 거의 대부분 오픈조인트(OPEN-JOINT)공법을 적용하고 있다. 이는 본 공법에 대한 기술력이 이미 시공 확신의 단계를 넘어 그 장점이 널리 인정 받고 있기 때문이다. 국내에서도 몇 년 전부터 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법에 대한 관심이나 시도가 있어왔다. 단, 유럽 건축물에서는 콘크리트 옹벽의 경우가 많아 방수에 대한 주의가 창호 주위 등 부분적인 문제에 국한되었으나, 고층에서 철골 건축물이 주종을 이루는 국내에서는 방수에 대한 해결이 선결 조건이었다. 시공사인 (주)대경에스앤씨티에서 여러 현장을 통해 방수막 등 기술개발이 꾸준히 이루어져왔고, 청담동신영빌딩 고층 철골 건축물에서 방수막에 의한 오픈조인트(OPEN-JOINT) 시공이 완전 성공함으로써 국내 오픈조인트(OPEN-JOINT) 시공의 물고를 터뜨렸다고 할 수 있다. 다시 한걸음 더 나아가 현대해상 광화문 사옥에서는 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법이 적용된, 외벽의 시스템화 즉 철구조물, 방수막, 외벽, 단열재가 일체화된 외벽을 공장에서 제작하고 현장 에서는 타워 크레인을 이용 시공하는 시스템화가 이루어져 또 다른 기술의 도약을 가져왔다. 현대해상 광화문사옥을 시작으로 시스템적 기술이 한걸음 도약하여 국내 오픈조인트(OPEN-JOINT) 공법의 일반화가 눈앞에 도래했다고 할 수 있다.     대구 하이페리온 내부 취부형태 옹벽구조 외장 석재 오픈조인트 설치 기존에는 외단열시 외단열재 설치 -> 앵글부위단열재 제거 -> 앵글설치  -> 단열재제거부위 재충진 -> 석재설치의 순으로 작업되어 단열재 제거 부위에서의 결절 및 결로가 발생이 문제점으로 발생되었으나 최근 가톨릭 병원 및 현대해상 명동사옥에서적용된 공법은 기존의 이러한 문제점을 개선 선앵글설치 -> 외단열재설치 -> 석재설치(상기 사진자료순서)의 새로운 시공 공법이 적용 기존의 설치 system상의 문제점을 획기적으로 개선 시켰다. 참고자료 발췌 www.dfppanel.co.kr             창호부분 EPDM 차수 시공사진