[건축자재]경량기포 콘크리트 ALC 주택

[출처:http://blog.daum.net/mison77/36635, 미손하우징님 블로그, 건축자재 코너에서]

경량기포 콘크리트 ALC 주택 주목하기

“집이 숨을 쉬고 단열도 뛰어나다. 불에도 강한 데다 차음성도 좋고 부수면 바로 비료로 쓸 수 있을 만큼 친환경적이다. 여기에 가볍고 가공이 쉬워 누구나 다룰 수 있으니 건축소재로 더할 나위 없다.”
ALC에 대한 설명이다. 스웨덴에서 처음 개발되어 유럽, 일본 등지까지 널리 사용되고 있는 ALC. 우리나라에 들어온 지 20년이 다 되어가지만, 일반인들에게 널리 알려지지 못해 아직 신소재로 여겨지고 있다. 게다가 전원주택시장에서는 값싼 자재라는 고정된 인식이 퍼져 그 가치를 제대로 평가받지 못하는 실정이다. 여기 ALC 소재의 특성과 장단점, 설계방법 등을 소개하고, 주택건축의 실사례를 보여준다. 부디 ALC에 대한 잘못된 인식을 버리고, 그 매력을 바로 볼 수 있는 좋은 기회가되길 바란다.

▒ ALC-Material

ALC, 도대체 무엇으로 만드나?

ALC에 대해 몇 번 들어는 봤지만 ALC가 무엇으로 만들어지는지 잘 모르는 이들이 많다. ALC는 Autoclaved- Lightweight Concrete의 약자로 말그대로 가벼운 콘크리트라고 생각하면 된다. 석회와 규산을 혼합한 원료에 물과 기포제를 넣고 고온고압의 오토클레이브에서 구워 내는 것, 마치 밀가루에 이스트를 넣고 오븐에 구우면 크게 부푼 식빵이 탄생하는 것과 같은 이치다.

오븐역할을 하는 것을 오토클레이브(Autoclave)라고 부르는데, 180℃ 온도와 10기압의 압력에서 증기양생시키는 기구다. 규산질 원료와 석회질 원료의 비율은 제조 회사마다 각각 다르지만 소재나 제품으로서의 물리적, 화학적 성질에는 큰 차이가 없다고 알려져 있다.

습기에 약해

ALC의 단점은 습기에 약하다는 것이다. 양생하는 과정에서 생긴 공기층이 전체의 80%를 차지하기 때문에, 수분을 흡수하게 되면 그 양이 대단하다. 바르는 마감재의 경우도 무척 빨리 흡수해버려 두꺼운 칠이 힘들 정도다. 시공 전 보관을 할 때는 비에 안전한 건조한 곳에 두고, 늘상 습도계를 지참하고 습도가 70%가 넘는 날은 공사를 피해야 한다. 철저한 시공관리 방법이 단점을 극복하는 방안이다.

무공해 자재로 인증받아

ALC 주택은 원재료만 다를 뿐이지, 우리나라의 토담집과 매우 유사하다. ALC는 주택 내외부로 공기의 흐름이 원활하고 단열성능도 일반콘크리트의 10배나 되기 때문에 에너지 절감에도 효과적이다. 완전 무기질로 되어 있어 불에 타지 않으며 화재시에도 유독가스가 전혀 발생하지 않는다. 지진을 염려한 일본에서 ALC 건축이 발달한 이유가 여기에 있다.

환경지향적 건자재로 한국과 일본에서는 농림부로부터 비료로 인증 받았고, 유럽에서도 에너지 절약형 환경보호자재임을 인증받은 상태다. 실제 시공 후 남은 ALC블록을 잘게 부수어 마당을 까는 석회분 대용으로 쓰거나, 작물의 거름으로 사용할 수 있다.

ALC, 정말 값싼 자재인가?

“ALC가 얼마나 싸요?” 사람들은 ALC의 시공비가 저렴하다는 생각들을 많이 하고 있다. 그러나 집 한 채에 들어가는 자재가 2천 종류가 넘는다고 하니, 집을 짓는 비용이 골조가격이 전부는 아닌 것이다. 목조주택이나 스틸하우스도 마찬가지로, 실제 전체 시공비에서 골조가 차지하는 비율은 크지 않다. 집을 어떻게 마감하고, 어느 정도 치장했는지가 시공비를 좌우하는 기준이 될 것이다.

또한 시공비보다 정작 더 중요한 것은 유지관리 비용이다. 소재 자체가 냉난방의 에너지비용을 어느 정도 줄여주느냐, 내구성이 얼마나 뛰어나며 추후 적은 비용으로 보수가 가능한가 등도 경제주택을 판단하는 기준으로 봐야 할 것이다.

실제 ALC 블록의 가격은 1루베이(㎥) 당 8만원 선이며 이 때 사용되는 조적용 모르타르는 포대 당 8천원 정도 한다. 이처럼 골조건축비가 다른 자재와 크게 차이가 나는 것은 아니다.
그러나 ALC는 인슈레이션이나 스티로폼 같은 별도의 단열설계가 불필요하고 시공기간이 짧아 인건비가 줄기 때문에 시공비가 절감되는 것은 확실하다. 또한 콘크리트보다 7배가 넘는 단열성으로 에너지비용도 아낄 수 있어 경제주택으로 여겨지고 있다.

누구나 할 수 있는 집 짓기

ALC는 일반콘크리트보다 4~5배나 가벼워 성인이라면 6백㎜×3백㎜×250㎜의 외벽용 블록 하나쯤은 간단히 들 수 있다. 시멘트블록보다 사이즈가 훨씬 커서 1루베이(㎥)에 들어가는 블록의 수가 그만큼 적으니 시공기간도 짧다. 게다가 시공과정도 까다롭지 않아서 누구나 도전해 볼만하다. 실제로 독일에서는 ALC 블록을 이용해 가족의 힘으로만 주택을 짓는 경우가 매우 보편화된 현상이다.

우리나라에서도 ALC를 생산하는 공장에 팩스나 우편으로 설계도를 보내주면 필요한 ALC량을 산출해주고, 직접 운반까지 해 준다. 기술이 필요한 기초나 지붕은 전문가에게 맡기고 가족들이 모여 직접 블록을 쌓아보는 것도 좋을 것이다.

▒ ALC-Housing System

1.벽체의 설계

외벽에 쓰일 블록의 두께를 결정하고, 벽체의 안정성과 시공의 효율성을 위해 가급적 조각블록이 사용되지 않도록 설계하는 게 중요하다. ALC제품은 모두 표준규격으로 나오기 때문에 예를 들어 3백㎜ 높이의 블록을 9단 쌓으면 2천8백㎜ 층고, 10단을 쌓으면 3천2백㎜ 층고의 주택이 될 것이다.

모서리에서는 두께가 완전히 겹치도록 계획 시공되야 하며 외벽은 2백㎜, 내벽은 150㎜ 이상의 두께로 선택해야 한다.

2.기초 설계

다른 주택과 마찬가지로 건축물의 규모 및 용도에 알맞은 기초를 선택하는데, 지역별 동결선은 꼭 감안해야 한다. 또 지표면에서 3백㎜이상 올라오도록 설계하여 우수 등으로부터 1층 벽체를 보호해야 한다. 전원주택의 경우는 대개 줄기초 또는 매트기초를 사용하는데, 지하층을 만들어 사용할 의도라면 온통기초를 사용하기도 한다.

3.지붕과 개구부 설계

지붕의 소재는 ALC 패널을 사용하거나, 경량철골조+샌드위치 패널, 경량목구조 등을 사용하기도 한다. 지붕의 형태가 평지붕인 경우는 ALC패널을 사용하면 가장 간단하며, 여기에 스티로폼이나 내수합판을 덧대 시공하면 된다. 그러나 개성있는 모양의 지붕에 규격화된 패널을 쓴다면 자재 손실이 많아 비경제적이므로, 전원주택의 경우 대개 목구조로 설계한다.

창문이나 문 상부에는 ALC인방(보강철근이 심어진 ALC블록)을 설치하는데, 벽체에 걸치는 길이는 최소 2백㎜ 이상으로 해야 한다. 하중을 받지 않는 내부벽에는 개구부 상부에 무리한 인방을 사용하는 것보다 합지보드나 합판으로 마감하는 게 낫다. 인방 역시 애초 설계도 대로 길이와 필요량을 따져 블록과 같이 주문하면 된다.

창문은 아래 양측에 되도록 블록의 중심이 오도록 시공하고, 마감할 경우에는 유리섬유 메쉬를 보강한 후 미장해야 한다. 특히 창문하부의 경우 겨울철 쌓인 눈이 녹으면 창문틀과 벽체 사이로 물이 스며들게 된다. 블록이 이를 빨아들여 얼게 되면 마감재가 떨어지거나 크랙이 생길 수 있으므로 틈마감에 신중을 기해야 한다.

4.자재별 ALC 마감 설계

ALC는 다기능을 가진 우수한 건축자재지만 습기에 약하고, 다수의 기포로 구성되어 있기 때문에 표면강도가 낮다. 이러한 ALC의 취약점을 보완하는 것이 바로 적합한 마감재의 역할이다.

초기 도입단계에는 벽돌로 치장쌓기를 하거나 인조석, 드라이비트가 많았는데, 요즘은 사이딩이나 ALC미장전용 몰탈, ALC와 유사한 물성을 가진 플라스터가 많이 쓰이고 있다. 다음은 마감재를 선택할 수 있는 기준을 보여준다.

▒ 초보자가 직접 지은 ALC주택

“ALC야말로  대중적인  건축소재입니다”

아직 마감이 끝나지 않은 본체 전경. 한없이 펼쳐지는 배밭 한 가운데 들어선 ALC주택이다. 박흥렬씨가 손수 집을 지을 수 있었던 건 ALC였기에 가능했다. 친구들이나 주변친지들이 가끔 와서 같이 작업을 해주면서 집은 차곡차곡 쌓아 올려졌다.

만화가이자 환경운동가인 박흥렬 씨는 얼마전 가꾸던 배밭 한가운데 직접 집을 지었다. 건축에 대해서 문외한이었던 그는 몇 달간 다른 건축현장을 찾아다니며 어깨너머로 집짓는 법을 배우며 지냈다. 한옥과 흙집들을 둘러보던 중, 울산의 한 현장에서 ALC로 시공되는 주택을 보고 ‘나도 해볼 수 있겠구나’라는 결심이 섰다고 한다.

그 후 관련자료를 뒤적이며 ALC의 장점에 대해 확신을 갖고 삽을 들었다. 직접 8inch 시멘트블록을 사다 줄기초를 치고 모래와 자갈을 쌓아 다졌다. 가족들과 회의를 통해 설계를 하고 설계도를 바탕으로 ALC공장에 블록과 인방을 주문했다. 그러나 막상 조적용몰탈과 미장용몰탈, 부자재와 공구들을 구입하는 것이 어려웠다. 작은 단위로 판매를 하지 않을뿐더러 가격이 비싸 의외로 지출이 많았다고 한다.

“ALC는 쌓기도 쉽고 금방 지을 수 있어 정말 대중적인 소재입니다. 그러나 혼자 지으려니 부자재 사는 것이 까다로워요. 이런 단점만 잘 개선된다면 앞으로 크게 발달할 수 있을텐데…”라며 아쉬워했다.

외벽은 방수지를 붙이고 사이딩으로 마감하고 내벽은 ALC용 미장몰탈을 손수 발랐다. 천장은 목공소를 운영하는 친지가 보내준 나무를 이용해 서까래를 대고 합판을 시공했다. 가족들이 생활하는 본체는 이렇게 마무리작업을 남겨둔 상태고, 작업실로 쓸 사랑채는 한창 공사 중이다.

“창과 문은 거의 버려지는 유리를 가져와 재활용했어요. 일반규격과 틀렸지만 ALC라 편하게 설계할 수 있었지요. 값비싼 창호가 아니라 추위 때문에 걱정했는데, 요즘 같은 날씨에도 통나무 세 개만 때도 아침까지 훈훈합니다. 단열이 정말 좋던데요.”

그의 재활용 정신은 대단하다. 집 안의 싱크대, 장롱, 선반 등은 ALC와 합판을 이용해 만들었고, 하다못해 조그만 화분까지 페트병이나 바가지를 이용했다.

“친구들이 새집이라고 찾아오고 나서 고물상같다고 놀리지만, 환경에 최대한 피해를 주지 않고 살려고 하죠. 집도 초보자 작품이라 하자투성이지만, 사람이 맞춰서 살아가야지 어쩌겠어요?(웃음)”

집 옆에 수북히 남아있는 ALC블록들도 언젠가 그의 손에 의해 집 안 구석구석을 꾸미는 작품으로 변하게 될 것이다. 그는 버리는 것이 없는 사람이니까 말이다.

▒ ALC 벽체 쌓는 법 - 따라하기Ⅰ

1. 몰탈 혼합

ALC 조적용 몰탈에 포장지에 평기된 지시사항대로 적당량의 물을 부어 혼합한다. 반죽에 사용되는 물은 생활용수를 사용하면 되고, 조적몰탈 1포(25㎏)에 물 7.0ℓ 배합비로 혼합기로 충분히 섞어주면 된다. 만들어진 몰탈은 2시간 이내에 사용하고, 한번 만든 몰탈에 분말이나 물을 추가해서는 안된다.

2. 첫단 쌓기

첫단은 수평을 맞추기 위해 일반시멘트 몰탈을 깐다. 고무망치를 사용하여 블록을 정확한 위치에 놓는다. 수직줄눈에는 조적용몰탈을 바르면서 첫단을 쌓는다. 다음 단의 보다 신속하고 정밀한 조적작업을 위해서 모든 작업시 수평계를 이용해 확실히 수평을 맞춰주는 것이 중요하다.

3. 윗단 쌓기

블록의 조인트를 하단의 조인트와 적어도 3백㎜(불록 길이의 절반) 정도 겹치게 한다. 블록의 두께에 적합한 조적용 흙손을 사용하여 블록의 수평과 수직면에 ALC조적용 몰탈을 바른다. 줄눈 부분은 기름, 먼지 등의 오물을 제거한 후 수직에서 수평으로 바른다.

먼저 조적한 블록과 밀착이 되고 수평이 될 때까지 고무망치를 사용하여 정렬시킨다. 튀어나온 몰탈은 각 단을 쌓은 후 굳기 전에 블록표면에서 확실하게 제거한다. 하루 쌓는 높이는 1.8m를 표준으로 하고 최대 2.4m 내외로 한다.

4. 블록 절단 및 보강철물 설치

블록은 수동톱이나 전동톱 등 목재를 다루는 공구로 절단이 가능하다. 모서리 부분을 위해 정확하게 절단한다. 블록끼리는 파장핀을 이용해 고정을 시키고, ALC블록과 구조체가 만나는 부위는 매 단마다 Wall-Tie를 보강하고 블록을 조적용몰탈로 고정시킨다.

5. 후속 공사

블록벽을 쌓은 후 최소한 1일이 지난 후 실시한다. 전선이나 케이블을 위한 홈파기 공사는 10㎜ 이상 깊이로 하고 못, 철선 등을 고정한 후 물을 뿌려 촉촉한 상태에서 충전몰탈로 되메우기 한다. 지붕과 만나는 부위는 현장발포우레탄폼을 꼼꼼하게 뿜어주고 창호 좌우나 상부도 같은 방식으로 작업한다.

▒ 제대로 지은 ALC 주택

(주)유신건축종합건축사사무소의 김지덕 대표가 직접 설계한 그의 자택이다. 평소 ALC에 대한 애착을 가지고 ALC건축을 선보여오던 터라 자신의 집도 같은 공법으로 시공했다. 독일풍 분위기의 주택으로 간결한 선과 유독 많은 창호가 눈에 띄는 집이다.

지하층부터 3층의 다락실까지 모두 ALC블록으로 조적되었으며, 지붕은 목조 트러스로 골조를 삼고 기와를 얹었다. 주택 내외부는 플러스터로 마감해 ALC가 숨쉬는 데 방해가 되지 않게 했다.

실제로 지난 여름 장마철을 보내면서도 한번도 실내가 눅눅해지지 않아 쾌적했다고 한다. 게다가 집안 곳곳에 쓰인 목자재는 백두산 홍송과 일본의 히노끼 원목으로 짜여져 집안 가득 풍기는 나무향도 근사하다. ALC와 나무로 자연친화적 주거공간을 만든 사례다.







설계노트
대지위치 : 경기도 성남시 수정구 고등동
대지면적 : 280평
건축면적 : 35평
연면적 : 60평
건폐율 : 12.5%
용적률 : 21%
주차장 : 1대
구조재 : 콘크리트 바닥 슬래브+외벽 ALC 블록
창호재 : 독일 Gaulhoter 목재창
단열재 : 벽 - ALC블록 자체 단열 / 지붕-스티로폼
마감재 : 외벽 - 독일 Alsecco사 Alsitop F
             내벽 - 독일 Alsecco사 Modellier purz
지붕재 : 목조트러스+독일 CREATON사 기와
마루재 : 독일 OTGER TERHURNE(HOLZWERK GMBH & CO)
욕실재 : 국산(유로타일재)
설계 : (주)유신건축종합건축사사무소
시공 : (주)ALCMATE+(주)춤예+(주)삼예디자인

▒ 플러스터 마감, 어떻게 하나? - 따라하기Ⅱ

플러스터는 ALC블록 위에 직접 칠해도 되고, 프라이머나 초벌재를 바르고 덧칠해도 된다. 기계를 이용해 뿜거나 흙손을 이용해 문양을 내준다.

외벽 마감하기

1.바탕면처리 및 비드설치작업
마감작업 전에 ALC바탕면은 분진 및 이물질이 깨끗이 제거되어야 한다. ALC벽의 각 모서리 부위는 코너비드로 고정해야 각을 잘 살릴 수 있다. 벽체 하부는 지표면에서 30㎝ 윗부분에 수평을 맞춰 베이스레일(일종의 가리개)를 못으로 고정한다.

2.초벌작업
분말형인 플라스터에 깨끗한 물을 혼합한 후 스프레이나 미장용 흙손으로 초벌작업을 한다. 마감시 울퉁불퉁하지 않도록 최대한 평활하게 만들어 준다. 두께는 8~9㎜이상이어야 한다.

3.메쉬로 보강하기
외부에 콘크리트 슬라브가 노출되는 부위, 창호 주위 등 균열발생이 걱정되는 곳에는 초벌작업을 할 때 메쉬로 보강하여야 한다. 초벌 두께 1/3 지점에 매립시키고, 메쉬는 내알카리성능을 갖도록 코팅된 제품으로 사용한다.

4.마무리 작업
초벌작업 후 1~2일이 경과한 후 완전마감을 시작한다. 원하는 밀도에 따라 플라스터 종류를 선택하고 마감문양은 취향에 따라 다양하게 만들 수 있다.

내벽 마감하기

1.초벌작업
바탕면을 깨끗이 하고, 흙손을 이용해 외벽보다는 얇게 1차 작업을 해준다.

2.펴바르기
평활한 면을 위해서 일자미장칼이나 길고 매끄러운 도구를 이용해 벽면을 마감한다.

3.마무리작업
작업 후 1~2일이 지나면 원하는 밀도의 플라스터를 선택해 흙손으로 발라준다. 표면의 문양이 있어 실내 데코레이션용으로도 적합하다. 핸디코트 하듯 일정한 무늬를 만들어 낼 수도 있다.

4.완성
자칫 울퉁불퉁한 면을 사포로 밀게 되면 사용하면서 가루가 떨어질 수 있다. 이런 작업은 피하는 것이 좋으며 플라스터 마감 자체를 자연스럽게 보여주는 것이 바람직하다.