예스24 블로그

지붕 공사를 집중적으로 해설하여 주었다

지붕 공사시 면과 면이 틈새 없이 정확하게 시공해보자

본문 요약

머리말

목조주택 지붕이 어떤 방식으로 어떤 과정을 거쳐 지어지는지 실제 지붕이 시공되는 과정을 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 많은 예를 들어 여러 지붕 모양의 그림을 많이 수록하였다

제1장 목조주택

지붕의 경사도에 따른 장?단점

지붕의 경사가 어느 정도 있는 경우 디자인 및 눈, 비 등에 장점이 있으나, 시공 및 자재의 비용이 증가하는 단점

반대로 지붕의 경사가 완만할수록 시공의 편리성과 자재의 비용 절감이 된다. 그러나 눈, 비 등에 상대적으로 약할 수 있다

목조주택의 큰 장점 중의 하나는 지붕 디자인의 다양성

박공지붕: 지붕의 각도가 클수록 웅장한 면이 강조되지만, 상대적으로 시공성이 떨어지며 공사비도 증가한다

모임지붕: 박공지붕보다 상대적으로 부드러운 면이 강조되는 지붕이다

교차지붕: 모양은 무궁무진하다(박공지붕+모임지붕)

부재선정의 기본원리

1. 피타고라스 정리
2. 삼각함수의 기본원리
3. 복잡한 지붕의 모양도 삼각형 모양으로 단순화하여 계산

삼각형 빗변 길이: C² = A² + B²

직육면체 대각선 길이: d² = a² + b² + c²

주택의 기초에 있어 피타고라스 활용

1. 사각형의 대각선 길이
2. 사각형이 직각사각형인지 아닌지 확인
3. 깔도리 작업을 위한 먹줄 작업 시 직각 사각형인지 확인하면서 작업

sinθ = 높이 / 빗변    cosθ = 밑변 / 빗변      tanθ = 높이 / 밑변

주택의 삼각함수의 활용

1. 지붕의 주요부재인 거까래 치수를 구한다
2. 각도를 알고 싶을 때(계단의 각도 등) tanθ
3. 라프터 길이 cosθ
4. 벽면의 합판 길이

지붕테이터베이스 구축

1. 설계도면 분석

도면에 나타난 지붕의 모양을  미리 분석하여 시공 순서에 맞게 구해야 하는  각각의 부재들을 체크해 놓는다

2. 부재 치수 계산

종류별로 구분한 지붕 속 부재들의 모양과 치수들을 계산하고 결산된 결과치를 최종적으로 검증한다

3. 프로그램 작성

검증된 계산 값을(계산식 포함)을 프로그램으로 작성하고 그 결과치를 최종적으로 검증한다

4. 데이터베이스 구축

지붕의 모양에 따른 계산된 프로그램을 하나하나 저장해 두어 다음에 같은 지붕 모양에 사용할 수 있도록 데이터베이스를 구축한다

제2장 박공지붕

1. 릿지보드(R) = 벽체길이 (L) + (처마(O)*2)

처마 쪽 폭에 해당하는 릿지보드(R)의 폭은 라프터의 부재 치수에 맞추어 같은 폭으로 한다. 이것은 나중에 처마 부분의 마감에서 소핏 시공시에 릿지 보드의 밑 부분이 튀어나오는 것을 방지하기 위함이다

2. 커먼 라프터(R_C)

밑변은 그림에서 벽체 폭을 2로 나누고 릿지보드 두께의 반을 빼고 여기서 처마에서 훼샤 두께를 뺀 길이를 더하면 된다

1. 커먼 라프터 (θ = 지붕각)

R_C = ((B/2 ? 19) + (처마 ? 훼샤 두께)) / cosθ

2. 버드 마우스 위치(R_Cm)

벽체 끝 지점, 즉 밑변에서 처마 길이를 제외

R_Cm = (B/2 ? 19) / cosθ

3. 처마 길이(R_CO)

커먼 라프터 총 길이에서 버드 마우스 길이를 빼면 된다

R_CO = (처마 ? 훼샤 두께) / cosθ

4. 라프터 각도 재단방법

지붕 각도 30°이고, 라프터가 2*10(235mm)이라 가정

tanθ = (높이/밑변)

높이 = 235 * tan30°

     = 136mm

지붕각에 맞게 라프터를 재단하는 방법은 크게 세 가지가 있으며, 주로 삼각자와 마이터 쏘를 사용한다

3. HAP

HAP 길이는 벽체 두께를 기준으로 버드하우스를 재단하지만 라프터의 부재 종류와 지붕각의 의해 그 길이는 달라진다

HAP = 1/cosθ ? (140*tanθ)

4. 포스트(P)

P는 릿지보드 하단에서 벽체 상단까지의 높이이다. 그러므로 릿지보드 상단까지의 높이를 구한 다음, 릿지보드의 폭만큼 빼면 됨

P = 포스트 상단 높이 ? 릿지보드 폭

5. 게이블 스터드

1. 벽체 스터드에 맞추는 방법

높이 차 = 스터드 간격 * tanθ

2. 포스트를 기준으로 하는 경우

L₁ = L / cosθ

게이블 스터드 오차: 나무 고유의 특성상 부재 모양이 100% 직선이 아니고 어느 정도 휘어 있다. 계산된 게이블 스터드를 실제 시공에 있어 제 위치에서 벗어나는 경우가 있는데 이는 어느 정도의 오차를 감안해야 한다

시공

기준점 설정은 벽체 위에 하는 것이 아니고 벽체 시공 전에 충분한 도면 검토 후에 모든 공정의 기준이 되는 한 점을 정한다

1층의 스터드, 2층의 바닥 장선, 스터드, 라프터 시공이 같은 지점에 있다

1. 레이아웃

중요한 점은 시공에 있어 벽체 위에 라프터 위치와 릿지보드 라프터 위치가 같아야 한다

2. 실링 조이스트

1. 라프터 위치 옆에 실링 조이스트를 먼저 설치한다. 조이스트 길이는 라프터, 벽체, 실링 조이스트를 연결해 줄 블로킹 설치를 위해 부재 두께만큼 작게 시공한다

실링 조이스트 = B ? (부재두께 * 2)

2. 내부 천장이 없는 ‘오픈’일 경우 실링 조이스트가 없기 때문에 경우에 따라 컬러 타이를 시공하기도 한다
3. 실링 조이스트와 컬러 타이를 시공하는 이유는 지붕의 처짐과 벽체의 벌어짐을 방지하는데 있다

3. OSB합판 설치

실링 조이스트를 시공한 후에 릿지보드, 라프터 시공을 위해 임시로 OSB합판을 깔아둔다(OSB합판은 나중에 지붕 작업에 사용한다)

4. 릿지보드 및 커머 라프터

1. 릿지 보드를 고정 시킬 수 있는 적당한 위치에 라프터 두 쌍을 먼저 설치한다.

실제 시공에서는 두 쌍의 라프터를 설치한 후에 릿지 보드를 그 사이에 끼운다

2. 미리 설치한 라프터 사이에 릿지 보드를 끼운 후 고정시킨다
3. 나머지 커먼 라프터 설치

벽체 끝에 설치한 라프터는 룩 아웃이 삽입되고 플라이 라프터와 연결되므로 최대한 곧은 부재를 사용한다

5. 룩 아웃, 블로킹

1. 룩 아웃 시공

지붕 합판 작업을 고려하여 합판 이음매에 룩 아웃이 위치하록 커먼 라프터 아래부터 2피트 간격으로 룩 아웃 홈을 만든다

2. 블로킹 역할은 벽체와 라프터 실링 조이스트를 연결하여 일체형이 되게 한다(양쪽 룩 아웃 길이는 다를 수 있다)

6. 플라이 라프터

설치 후 라인이 직선이지 확인

7. 훼샤

시공 전 라프터 끝이 일정한지 확인한다

시공한 후에는 라인이 직선이 되도록 수정한다

8. 포스트

설치 후 수직 확인

릿지보드 및 라프터 처짐 방지

9. 게이블 스터드

비대칭 박동지붕

양쪽의 지붕 각이 서로 다르지만, 지붕의 높이가 같기 위해서는 양쪽의 HAP가 같아야 한다. 실링 조이스트가 있는 경우 HAP를 어느 것으로 해도 상관 없으나, 실내 천자이 없는 오픈인 경우, 지붕 각이 작은 HAP,를 선택하는 것이 실내 마감 작업에 유리하다

쉐드 지붕

미니월: 벽체 위에서의 지붕 각에 해당하는 미니월의 높이는 같아야 한다

폭이 길수록 평면 내부 벽체 위 적당한 지점에 미니월을 세워 라프터의 처짐을 방지한다

1.2층 연결지붕

제3장 모임지붕

릿지보드: R = L ? B + 릿지보드 두께(38mm)

릿지보드의 두께를 더하는 이유는 세로 방향과 가로 방향의 커먼 라프터를 같게 하기 위함이다. 그러면 각 모서리 끝과 릿지보드의 끝이 평면에서 정사각형이 되어 힙 라프터의 각도가 45도가 되기 때문이다

힙 라프터 2가지 방법

힙 라프터(Rh) = ((B/2 ? 19 + (O ? 38)) / cosβ

버드마우스 위치 = (B/2 ? 19) / cosβ

처마 길이 = (O -38) / cosβ

HAP: 실제 시공에서는 부재 두께 때문에 힙 라프터의 꼭짓점과 릿지보드의 꼭짓점이 만나지 않고 지붕면이 일정해야 하므로 힙 라프터의 옆면과 커먼 라프터의 옆면을 서로 같게 해준다. 여기서 힙 라프터의 길이에 대한 약간의 오차가 발생한다

모임지붕 시공 순서도

1. 레이아웃
2. 실링 조이스트
3. 임시 합판
4. 커먼 라프터
5. 릿지 보드
6. 커먼 라프터
7. 립 라프터
8. 잭 라프터
9. 훼샤 및 블로킹

제4장 교차지붕

릿지보드(R₂) = O + L₂ + (B₂/2 ? 19)

밸리보드(B_V)

지붕과 지붕이 만나는 곳에는 밸리보드를 이용하여 두 지붕을 자연스럽게 연결해준다

B_V = (B₂/2 -19) / cosδ

주의할 점은 부재 두께를 고려하지 않은 릿지보드 끝에서 벽체 끝까지의 거리이므로 밸리보드의 실제 거리는 지붕면이 일정하기 위한 부재 두께를 고려하여 줄어드는 길이를 계산한다

특히 여러 지붕이 있는 경우에는 지붕 높이가 높은 경우부터 시공한다

교차지붕 시공 순서도

1. 메인지붕 레이아웃
2. 실링 조이스트
3. OSB 합판 설치
4. 릿지보드 및 커먼 라프터
5. 포스트, 게이블 스터드
6. 룩 아웃, 블로킹
7. 플라이 라프트, 훼샤
8. 메인지붕 합판
9. 교차지붕 커먼 라프터
10. 릿지보드, 커먼 라프터
11. 포스트 게이블 스터드
12. 밸리보드
13. 잭 파프터
14. 각 부재시공(룩 아웃, 플라이 라프터, 블로킹, 훼샤 등)
15. 지붕 합판