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금속공사 일반

1. 일반사항

금속공사 또는 철물공사는 1차 가공 제작된 자재 또는 금속자재를 이용하여 현장에서 설치, 완료하는 작업으로, 그 공정은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 즉 등박스, 형틀 및 문틀 제작 등 특정한 형태로 설계된 것을 금속을 이용하여 재단, 커팅, 절곡 및 용접 등 여러 공정을 통하여 진행하는 경우와, 완제품이나 반제품 형태로 공장에서 제작된 것을 현장에서 조립, 설치만 하는 공정이다.

2. 자재

1) 공사에 사용하는 철재(steel)의 공통 적용규준 및 기준은 포스코 (POSCO) 생산제품을 사용하는 것을 기준으로 하며, 기타 비철금속 및 2차 제품은 모두 한국공업규격(KS)에 규정되어 있는 것을 따르되, 다른 규격품일 경우 동등 이상품이어야 한다.

2) 본 공사에 사용하는 자재의 종류와 규격, 색상과 형태 등은 도면 및 공사시방서에 준하며, 정해지지 않은 것은 감독원과 협의하여 결정한다.

3. 제작 설치

1) 일반사항

가. 재질, 형태 및 치수 등은 설계도면에 준한다.

나. 제작 전에 필요한 경우 현장 실측 후 실시하고 강재의 접합은 금속공사에 의하여 모든 제품의 설치에 필요한 재료와 부속품에 관하여 도면 및 시방서에 언급이 없어도 해당 품목이 완전히 설치되도록 제작되어야 한다.

다. 항목들의 연결부를 맞추어 견고하게 조립하며, 연속용접으로 결합된 부재는 연속으로 실(seal)처리한다.

라. 상이한 재료가 접촉되거나 알루미늄이 콘크리트, 모르타르, 조적, 또는 습한 나무나 수분을 흡수하는 재료와 접촉하는 곳에는 표면을 역청질 도료나 아스팔트 바니시로 보호해야 한다.

마. 잡철물 공사는 선, 각도 및 곡률과 함께 형태와 규격이 맞도록 형성되어야 한다. 드릴링이나 펀칭은 선과 면이 깨끗이 되도록 하고 용접은 부분용접이 허용된 곳을 제외하고는 전체 접촉 부분을 따라서 연속 용접해야 한다. 제 위치에서의 노출 부분은 부분용접을 하여서는 안 되며 노출 용접부위는 용재(slag)를 제거 후 매끈하게 연마해야 한다.

2) 용접 시 주의사항

가. 주위의 기온이 0℃ 이하일 경우에는 용접을 하면 안 되며, 부득이한 경우 모재부분의 접합으로부터 100㎜ 범위 내에서 36℃ 이상으로 예열시킨 후 용접을 실시한다.

나. 눈 또는 비가 오거나 습도가 높은 경우에는 용접할 수 없다. 부득이한 경우 눈이나 비로부터 완전 차단하고 용접부를 충분히 건조시킨 후 용접한다.

다. 절단 및 용접 시 불티가 날아가 인화물질에 접촉할 경우 화재의 위험성이 있으므로 반드시 불티 비산 방지막을 설치하여야 한다.

3) 녹막이처리

가. 강철제 금속제품의 녹막이처리는 도금처리 및 공사시방에 정한 것을 제외하고 모두 녹막이도장에 따라 녹막이 도료를 2회 칠한다. 나. 비철금속제품으로 이에 접하는 타 재료에 의해서 부식을 받을 염려가 있는 경우에는 도면 또는 공사시방서에 의해서 방식 처리를 한다. 다. 현장 반입 후 녹막이도장의 손상 또는 박리 부분은 보수한다.

4) 보양 및 청소

가. 제품의 설치 완료 후 파손이나 오염의 우려가 있는 것은 담당원의 지시에 따라 종이, 헝겊 또는 목재 등으로 보양한다.

나. 공사 완료 후에는 보양재를 제거하고 청소한다. 필요에 따라 왁스 등을 써서 닦는다.

금속제작품 공사

1. 벽체 구조틀 공사

1) 건식벽체를 조성할 때 구조재로 경량철골과 목재를 이용하는 방법 등이 있으나 큰 하중을 견뎌야 하는 경우와 내구성을 위해서 각 파이프로 벽체를 조성하기도 한다.

2) 건식벽체를 조성할 때에는 일반적으로 메탈 스터드를 이용하지만 특정한 곡선처리가 요구될 경우, 벽체에 특정한 형태를 만들어야 할 경우에 적용한다.

3) 상업공간 등 외부 파사드 제작시 부분적으로 각파이프로 구조틀을 조성하고 도장 등의 후속작업을 할 수 있도록 마감철판재로 외피를 감싸는 형태로 제작한다.

2. 천장 구조틀 공사

일반적인 천장 조성에는 경량철골 천장틀을 조성하는 경우가 많으나 천장 전체가 라운드형이거나 기타 형태의 디자인이 적용된 경우 스틸 파이프와 철판을 이용해 천장틀 자체를 조성한다.

1) 천장의 하중을 보강하거나, 구조적 하중을 지지하기 위해서 금속 구조재(각파이프)를 이용한 보강구조가 요구될 시 건축구조물에 긴결하여야 한다.

2) 천장에 금속 제작물, 단천장 금속 판재, 간접조명박스, 커튼박스, 곡면천장 구조물 등의 제작, 설치가 요구될 경우 제작물과 각형강관으로 긴결하여 건축물에 고정한다.

3) 제작물 설치 시 최종 천장 마감높이와 위치를 확인하여 설계에 준한 정확한 위치가 되도록 한다.

4) 갈바 스틸을 절곡이나 벤딩하고 스틸 각파이프를 이용해 철판이 울지 않도록 보강하여 고정한다.

5) 철판을 접합할 때는 아르곤 용접을 하여 철판과 철판이 완벽하게 접착될 수 있도록 하여 어떠한 충격에도 이음매에 크랙이 발생되지 않도록 한다.

6) 천장틀의 용접부위는 고무질의 폴리퍼티로 요철면을 고르게 한다. 천장 자체가 금속 구조물로 형성되기 때문에 하중의 지지와 보강에 각별히 유의한다.

3. 재료분리대 금속재 공사

1) 이질재료로 마감이 구획되는 부분에는 도면에 별도 표기가 없어도 KS D 3698에 적합한 스테인리스 스틸 타입으로 마감의 재료분리대를 설치해야 한다.

2) 마감 하지부분에 고정 보강하는 철물은 설치재료에 적합하고 바닥마감 두께에 알맞은 것으로 견고히 고정하여야 한다.

3) 맞대거나 맞추는 부분에서의 마무리는 직선, 수직으로 하며, 한 구획 내에서는 이음을 두지 않는 것을 원칙으로 한다.

콘크리트 블록

콘크리트 블록은 속이 빈 형태라서 강도가 높지 않아 비구조용으로 주로 쓰입니다. 무게가 무겁지 않도록 속이 빈 구조로 만드는데, 제조할 때 거푸집에서 쉽게 꺼낼 수 있도록 위아래 살의 두께가 다르게 만들어집니다.

표준형은 길이와 높이가 390 × 190이며 폭은 100, 150, 190 세 종류가 있습니다. 블록은 크기가 커서 속이 꽉 찬 구조로 만들면 무게가 무거워지기 때문에 속이 빈 구조로 만들게 됩니다.

KS 기준에서는 압축강도에 따라 A종, B종, C종으로 구분합니다. 콘크리트 블록은 벽돌에 비해 크기가 커서 작업을 빠르게 할 수 있지만 강도가 약해서 보통 일정한 간격으로 수직 철근을 삽입해 보강하는 방식으로 쌓는다.

방습벽

공동주택에서는 지하주차장 등 지하실 방습벽을 쌓는 데 많이 쓰입니다. 지하 벽체를 콘크리트로 시공할 때 이어치기 구간에 빈틈이 생기기 쉽기 때문에, 이 빈 틈을 타고 빗물이나 지하수가 유입되는 경우가 많이 있습니다. 또 지하실 내부공기보다 벽체의 표면 온도가 낮아지면 벽면에 결로 현상도 자주 발생합니다. 이렇게 외벽체에 물이 유입되거나 결로 현상이 생기면 외관상 지저분해질 뿐 아니라 위생에도 좋지 않습니다. 

도장이나 패널을 붙이는 방식으로는 이 문제를 해결하기는 쉽지않기 때문에 외벽체와 일정한 공간을 두고 방습벽을 쌓아서 가리는 방식으로 처리합니다. 

표준시방서의 내용을 기준으로 블록쌓기를 살펴보겠습니다.

블록은 두께에 따라 100, 150, 190 세종류로 구분됩니다. 각각 4”, 6”, 8”(인치) 블록이라고 합니다. 블록을 쌓는 방법은 단순조적블록과 보강 블록, 거푸집 블록으로 나눌  수 있습니다 .

단순조적블록공사

건축공사 표준시방서에서 규정하고 있는 단순조적블록공사의 내용 중 중요한 것만 요약하면 다음과 같습니다.

(1) 단순조적 블록쌓기의 세로줄눈은 막힌 줄눈을 원칙으로 합니다.

(2) 살두께가 큰 편을 위로 하여 쌓아야 합니다. 위 사진처럼 구멍이 있는 모양으로 거푸집을 만들면 콘크리트가 경화한 후 거푸집을 빼내기가 수월하지 않습니다. 그래서 거푸집이 잘 빠지도록 약간 기울어진 상태로 만들기 때문에 위쪽과 아래쪽에 살두께가 달라지는데, 살두께가 두꺼운쪽을 위쪽에 놓고 모르타르를 깐 후 접합하는 식으로 시공하게 됩니다. 

(3) 특별한 지정이 없으면 줄눈의 너비는 10mm를 표준으로 합니다.

(4) 줄눈 모르타르는 쌓은 후 줄눈누르기 및 줄눈 파기를 합니다. 

(5) 하루의 쌓기 높이는 1.5m(블록 7켜 정도)를 표준으로 합니다. 

보강 블록공사

보강 블록은 아래 사진처럼 철근과 콘크리트로 보강하는 방식입니다.

세로근의 시공 기준은 다음과 같습니다.

• 세로근은 원칙으로 기초 및 테두리보에서 위층의 테두리보까지 잇지 않고 배근하여 그 정착길이는 철근 직경(d)의 40배 이상으로 하며, 상단의 테두리보 등에 적정 연결철물로 세로근을 연결합니다.

• 그라우트 및 모르타르의 세로 피복두께는 20mm 이상으로 합니다.

• 테두리보 위에 쌓는 박공벽의 세로근은 테두리보에 40 d 이상 정착하고, 세로근 상단부는 180°의 갈고리를 내어 벽 상부의 보강근에 걸치고 결속선으로 결속합니다.

가로근의 시공 기준은 다음과 같습니다.

• 가로근의  단부는 180°의 갈고리로 구부려 배근하고, 철근의 피복두께는 20mm 이상으로 하며, 세로근과의 교차부는 모두 결속선으로 결속합니다.

• 모서리에 가로근의 단부는 수평방향으로 구부려서 세로근의 바깥쪽으로 두르고 정착길이는 공사시방서에 정한 바가 없는 한 40d 이상으로 합니다.

• 창 및 출입구 등의 모서리 부분에 가로근의 단부를 수평방향으로 정착할 여유가 없을 때에는 갈구리로 하여 단부 세로근에 걸고 결속선으로 결속합니다.

•  개구부 상하부의 가로근을 양측 벽부에 묻을 때의 정착길이는 40d 이상으로 합니다.

방습벽/ 결로방지벽

블록쌓기가 가장 많이 활용되는 경우는 아마 지하실 방습벽(혹은 결로방지벽)일 것입니다. 아래 사진에서 볼 수 있는 것처럼 콘크리트는 이어치기 한 부분으로 물이 쉽게 누수됩니다. 

지하실의 경우 지하수위보다 아래에 위치하게 되면 이렇게 안쪽으로 물이 샐 수가 있는데, 방수만으로는 이렇게 누수되는 문제를 해결하기가 어렵습니다. 또한 지하층은 환기가 잘 안 되기 때문에 결로현상이 쉽게 발생합니다.

이처럼 벽을 타고 물이 새들어오거나 미세한 누수가 발생한 것을 막는 것은 어렵기 때문에 블록벽으로 가리고 누수된 물을 처리하는 것이 합리적입니다. 이런 목적으로 설치하는 것이 방습벽입니다.

방습벽을 설치하기 위해서는 이처럼 방수턱을 만든 다음 보강철근(수직근)을 정착해서 설치합니다. 

방수턱 위에 블록을 쌓을 때 주의할 점이 있습니다. 블록은 내부에 구멍이 있어서 붙임용 모르타르를 붙이면서 쌓을 때 모르타르가 쉽게 바닥으로 떨어질 수 있습니다. 이때 콘크리트 벽과의 사이로 모르타르가 넘어가면 나중에 트렌치가 막혀서 아래쪽으로 물이 침투할 수 있습니다.

따라서 모르타르가 넘어가더라도 바닥에 떨어지지 않도록 처리할 필요가 있습니다. 아래 사진처럼 철망(와이어메시)을 설치하면 모르타르가 철망에 걸리기 때문에 바닥으로 모르타르가 떨어지지 않도록 처리할 수 있습니다. 

이렇게 공간을 두고 블록으로 방습벽을 만들면 콘크리트 벽면을 타고 들어오는 물이나 결로현상을 깔끔하게 처리할 수 있습니다.