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ALC건축 설계. 1 Drawing, 1 of ALC Architecture ALC소개 ALC설계 일위대가 참고자료 ()한국ALC협회 ALC ASSOCIATION OF KOREA

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  • ALC건축 설계. 1 Drawing, 1 of ALC Architecture

    ● ALC소개 ● ALC설계 ● 일위대가 ● 참고자료

    (사)한국ALC협회 ALC ASSOCIATION OF KOREA

  • 1

    1. ALC 소개

    1 . A L C란 ? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7

    2 . 재 료 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8

    3 . 제 조 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9

    4 . 특 성 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0

    5 . 물 성 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2

    6 . 용 도 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 3

    7 . 종 류 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4

    8 . 규 격 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4

    9 . 형 상 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 6

    1 0 . 인 증 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 8

    2. ALC 설계

    1 . 관 련 법 규 - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1

    2 . 설 계 요 소 - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2

    2 . 1 구 조 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - 2 2

    2 . 2 내 화 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - 4 0

    2 . 3 단 열 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - 4 6

    2 . 4 차 음 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - 5 3

    3 . 기 본 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 0

    3 . 1 A L C B L O C K - - - - - - - - - - - - - - 6 0

    3 . 2 A L C P A N E L - - - - - - - - - - - - - - 6 6

    4 . 마 감 설 계 - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 6

    3. 일위대가

    1 . A L C B L O C K - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2

    2 . A L C P A N E L - - - - - - - - - - - - - - - - 8 4

    4. 참고자료

    1 . 구 조 설 계 기 준 - - - - - - - - - - - - - 8 9

    2 . 특 기 시 방 서 - - - - - - - - - - - - - - - 9 3

    3. 부자재 ----- -------------- 107

    4. K.S -------- -------------- 113

    차 ●

  • 2

    1

    ALC 소개 1. ALC란 ----------------- 7

    2. 재 료 ----------------- 8

    3. 제 조 ----------------- 9

    4. 특 성 ---------------- 10

    5. 물 성 ---------------- 12

    6. 용 도 ---------------- 13

    7. 종 류 ---------------- 14

    8. 규 격 ---------------- 14

    9. 형 상 ---------------- 16

    10. 인 증 ---------------- 18

  • 3

    21세기 건축신소재 ALC

    1. ALC란 ?

    ALC란 Autoclaved Lightweight Concrete의 약자로 규사에

    시멘트와 기포제(AL.Powder)를 넣어 다공질화한 혼합물을

    고온고압(180℃,10기압)에서 증기양생시킨 경량기포콘크리트

    의 일종이다.

    이러한 과정을 통하여 생성된 ALC는 안정된 결정질을 가진

    건축자재로서 그 우수한 성능이 인정되어 세계 각국에서

    널리 쓰이고 있다.

    ALC는 스웨덴에서 개발되고 유럽에서 크게 성공하여, 일본

    및 유럽에서 널리 사용되고 있는 고온, 고압증기 양생된

    경량기포 콘크리트이다. 경량, 내화, 단열을 3대 특징으로

    하여 자동화된 생산설비 등 엄격한 품질관리의 토대에서

    만들어진 Pre-Cast제품이며 "건축생산의 공업화" 시대에

    부응하는 최적의 건축자재라 할 수 있다.

    앞으로의 건축은 고품질의 다기능 건축재를 필요로 합니다.

    이러한 변화를 주도해 나갈 ALC는 경량성에서 단열성,

    내화성, 차음성, 시공성등에 이르기까지 고유의 뛰어난

    특성을 지닌 제품으로서 다기능 첨단 건축자재를 대표할 것

    입니다.

  • 4

    환경친화적인 건강건축자재

    2. 재료

    ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)는 발포제에 의하여

    콘크리트 내부에 무수한 기포를 독립적으로 분산시켜 중량을

    가볍게 한 기포콘크리트의 일종으로 블록과 사전에 철근이

    보강된 패널형태로서 생산되고 있으며 경량 콘크리트의

    일반적 장점인 경량성, 단열성, 내화성 및 시공성 등에서

    우수한 성능을 보이고 있다.

    ALC는 석회질, 규산질 원료와 기포제 및 혼화제를 주원료로

    물과 혼합하여 슬러리를 만든 후 고온고압(온도 180℃,

    압력10기압)의 오토클레이브(Autoclave)에서 증기양생

    과정을 거쳐 구조적으로 안정된 판상구조(板狀構造)의

    토벌모라이트(Tobermorite)결정을 이루는 과정으로 제조된다.

    이 과정에서 규산질 원료와 석회질 원료의 조합 비율은 ALC

    제조회사별로 각각 다르나, 그 소재 및 제품으로서의 물리적,

    화학적 성질에는 큰 차이가 없으며, 오히려 각각의 제조

    과정에 적합한 원료의 배합이 채택되고 있다.

    [구성재료]

    석회질

    재 료

    석회

    (CaO) 생석회, 공업용석회

    시멘트 포틀랜드시멘트, 고로슬래그시멘트,

    실리카시멘트, 플라이애쉬시멘트

    규산질원료(SiO2)

    규석, 규사, 고로슬래그 시멘트,

    플라이애쉬 시멘트 등으로

    진흙, 먼지, 유기물 등 유해물을

    함유하지 않을것

    기 포 제 AL분말 또는 페이스트, 표면활성제

    등 균등한 기포가 얻어지는 것

    혼 화 재 료

    기포의 안정, 경화시간 조정 등을

    위하여 사용되는 재료로 그 품질

    및 사용에 유해한 영향이 없는 것

    철 근

    KS D 3503(일반구조용 압연강재),

    KS D 3504(철근콘크리트용봉강),

    KS D 3553(철선)등을 이용

  • 5

    3. 제조

    ① 원재료 배합 기본적인 원료는 물과 배합되어 슬러리

    (Slurry) 형태로 되며, 여기에 소량의

    알루미늄 분말을 첨가하게 된다.

    이때 첨가되는 알루미늄 분말의 양에

    따라 완제품의 밀도는 정확히 조절된다

    ② 철근배근 및 타설 패널의 강도 유지를 위해 사용되는 보강

    철근은 구조계산을 통하여 철근 배근

    되며 이를 점용접하여 방청처리 되어

    형틀 에 세팅한후 재료가 배합된 슬러리

    를 몰드에 타설한다.

    ③ 절단 몰드속의 슬러리가 충분히 경화되면

    몰드를 해체시킨 후 절단공정으로

    이동, 절단기기에 의해 필요한 규격

    으로 절단된다.

    ④ 증기양생 절단이 완료된 제품은 고온고압

    양생기(Auto clave)으로 이동하여

    고온고압 ( 1 8 0℃ , 1 0 기압 ) 으로

    증기양생을 거치게 된다.

    이때 제품을 구성하게 되는 칼슘규산

    염수화물은 이러한 일련의 작업 과정

    과 화학반응에 의해 만들어진다.

    ⑤ 품질검사 및 출하 증기양생 완료후 양생기에서 나온

    제품은 품질관리 검사를 한후 포장

    하여 출하한다.

  • 6

    재료별비교표

    시멘트벽돌

    철근콘크리트

    ALC

    0 5 10 15 20두께( ㎝)

    통기성 있는 숨쉬는 BIO건축자재

    4. 특 성

    경량성

    표준비중이0.5로 일반콘크리트보다 4~5배나 가벼워

    구조비용의 절감과 함께 내진설계, 고층건물에 유리합니다

    재료별비교표

    석재

    타일

    콘크리트

    시멘트벽돌

    ALC

    0 500 1000 1500 2000 2500 3000비중

    단열성

    단열성능이 일반콘크리트의 10배로 건축물의 열손실방지

    에 탁월한 효과가 인정돼 에너지 절감에 효과적이다

    재료별비교표

    자기질타일

    콘크리트

    대리석

    시멘트벽돌

    ALC

    0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8열전도율

    내화성

    무기질로 되어 있어 불에 타지 않으며 화재시에도

    유독가스가 전혀 없는 완벽한 내화성을 갖고 있습니다.

    (당연내화구조, 건축물의 피난, 방화구조등의 기준에 관한 규칙 제3조 1호 마목)

  • 7

    ALC는 무공해, 무독성의 환경지향적 건자재로 한국과 일본은 비료로 인증 받았고

    환경오염 문제에 철저한 유럽에서는 에너지 절약형 환경보호자재임을 인증받음

    가공성

    시공성이 뛰어나 일반 목재용 공도구로도 쉽게 자를수

    있으며 정밀시공이 가능합니다.

    차음성

    자체의 가벼움에 비해 우수한 차음성과 흡음성을

    지니고 있으며, 다양한 공법으로 차음성을 더욱 높일수

    있습니다. (ALC BLOCK 200㎜+양면 레미탈 10㎜)

    음투과 손실

    30

    45

    5557.8

    47.4

    35.7

    0 20 40 60 80

    125

    500

    2000음

    (

    d

    B

    )

    주파수(Hz)

    ALC

    기준

    내구성

    Autoclave양생시 조직이 안정된 판상구조 토벌모라이트

    로 생성되어 수축 및 팽창률이 적고 동해융결 내구성이

    탁월합니다

  • 8

    쾌적한 아름다운 생활공간의 창출

    5. 물 성

    항 목 물 성 치 시 험 상 태 비 고

    절건비중

    0.5 품 0.45초과 0.55미만

    절건상태 0.6 품 0.55초과 0.65미만

    0.7 품 0.65초과 0.75미만

    압축강도

    0.5 품 30kgf/㎠이상

    기건상태 0.6 품 50kgf/㎠이상

    0.7 품 70kgf/㎠이상

    기 건 비 중 0.52 기건상태

    구조계산용중량 650kgf/㎥ 보강철근취부철물포함

    패널곡강도 10kgf/㎠이상 기건상태

    전단강도 5kgf/㎠이상 기건상태

    인장강도 5kgf/㎠이상 기건상태(할열법)

    부착강도 20kgf/㎠이상 기건상태

    Young 계수 1.75×10kgf/㎠이상 기건상태(1/3Fc시)

    열전도율 0.08kcal/mh℃ 절건상태

    0.09~0.12kcal/mh℃ 기건상태

    비 열 0.28kcal/kg℃

    열선팽창율 7.0×10

    내 화 법 정 내 화 구 조 재 료(100㎜이상)

    흡 수 율 36˚/ vol (전면흡수) 10cm 입방체를 수면아래 3cm에 20일간 침적

    22˚/ vol (부분흡수) 10cm 입방체의 하부 수면아래 2cm에 96시간 침적

    건조수축율 1.5×10 길이 변화율

    흡 음 율

    주파수Hz 125 250 500 1000 2000

    투과손실dB 36 38 41 42 44

    흡음율 0.06 0.05 0.07 0.08 0.09

    두께 100㎜기준(석고보드마감)

    내동결융해성 흡수일수 15일동결융해(-18℃~+20℃)10사이클은약12시간스케일링두께1.0mm

  • 9

    다기능 첨단 건축자재 ALC

    6. 용 도

    구분 적용부위 기존시공법 ALC의 적용

    골 조 (기둥/보)

    테이블 폼을 사용하여

    내력벽과 바닥을 일체

    식으로 콘크리트 타설 기존 시공법과 동일

    바닥/지붕 골조공사와 동일

    외 벽 조 적 조 ALC 블록이나 패널

    내 벽

    엘리베이터

    샤프트 옹벽 / 조적조 ALC 패널

    연립

    주택

    골 조 철근콘크리트 좌동 2 층건물일 경우좌동

    단독주택의 ALC적용과동일 바닥/지붕 철근콘크리트

    외 벽 조 적 조 ALC 블록이나 패널

    내 벽

    단독

    주택

    골조(기둥/보) 철근콘크리트 / 조적조 기초까지 콘크리트로완성 한후

    1 층부터는 ALC 블록 2 층바닥과

    지붕슬래브는 ALC를 사용하여

    구조체를 완성한 후 내부간막이를

    ALC 블록으로 시공

    바닥/지붕 철근콘크리트

    외 벽 조 적 조

    내 벽

    골조 (기둥/보) 철근콘크리트/ 철골조 철근콘크리트 라멘조

    바닥/지붕슬래브 철근콘크리트/ P.C조

    철근콘크리트/ PC패널

    ALC 블록이나 패널 외 벽

    커 튼 월

    (고층에 많이 사용)

    PC 패널

    조적조 + 외부마감재

    (타일, 대리석, 화강석등)

    내 벽 조 적 조 ALC 블록이나 패널

    엘리베이터샤프트

    및 계단벽

    철근콘크리트조 또는

    조적조 ALC 패널(용도에 따라서)

    골 조 철골조, 조적조(소형건물) 철골조

    바 닥 철근콘크리트 철근콘크리트

    벽 재 경량샌드위치 패널/조적조 ALC 패널(용도에 따라서)

    지 붕 경량샌드위치 패널,

    함석 슬레이트

    좌동 혹은 경우에 따라서

    ALC 패널 시공

  • 10

    다양한 용도로 적용이 가능

    7. 종 류

    블 록 패 널 특수제품

    일 반 블록

    고강도블록

    방 수 블록

    그루브블록

    U 블 록

    외 벽 패 널

    내 벽 패 널

    지 붕 패 널

    바 닥 패 널

    디자인패널

    코 너 패널

    인 방

    8. 규 격

    ■ ALC BLOCK (단위:mm)

    형 상 두께( T ) 높이(H) 길이(L)

    75(80)

    400

    600

    100

    125(120)

    150

    300

    175(180)

    200

    225(240)

    250

  • 11

    ■ ALC PANEL (단위:㎜)

    형 상 종류 두 께 (T) 기준에따른

    최대 길이 (L) 폭(W)

    외벽 패널

    75(80),100,125(120),150, 175(180),200,225(240),250 패널두께의 35배 이하

    300

    ~

    600

    내벽 패널

    75(80),100,125(120),150, 175(180),200,225(240),250

    패널두께의 40배 이하 또는 6.000mm 이하

    지붕 패널

    75(80),100,125(120),150, 175(180),200,225(240),250 패널두께의 35배 이하

    바닥 패널

    100,125(120),150,175(180), 200,225(240),250 패널두께의 25배 이하

    ●상비품 (단위:㎜)

    종류 비중

    구분

    단위

    하중

    호칭치수

    두께 길 이

    2100 2400 2700 3000 3300 3600 4500 5100 6000 나비

    0.5품

    120

    100 ○ ○ ○ ○

    6

    0

    0

    125 ○ ○ ○ ○ ○ ○

    150 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

    200 ○ ○ ○ ○ ○ ○

    200

    100 ○ ○ ○

    125 ○ ○ ○ ○ ○

    150 ○ ○ ○ ○ ○ ○

    200 ○ ○ ○ ○ ○

    65

    100 ○ ○ ○ ○ ○ ○

    125 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

    150 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

    200 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

    지붕

    바닥

    360 150 ○ ○ ○ ○ ○

    200 ○ ○ ○ ○ ○ ○

    600 150 ○ ○ ○

    200 ○ ○ ○ ○ ○

    ● 주문품 (단위:㎜)

    종류 비중구분 단위하중 호 칭 치 수

    두께 길이 나비

    외벽용

    내벽용

    지붕용

    바닥용

    0.5품

    0.6품

    0.7품

    당사자간의

    협의에 따라

    정한다

    75, 100

    120, 125

    150, 175

    200, 250

    6000 이하 600

  • 12

    고품질의 공업화 주택자재

    9. 형상

    ■ 벽 패널

    ● Flat

    ■ 일반블록 ■그루브블록 ■ U 블록

    ● Tongue & Groove

    ● Grouting Groove

    ■ 지붕 및 바닥 패널

  • 13

    ■ 디자인패널 종류

    ■ 코너패널 ■ 인방 ■ 디자인 패널

  • 14

    KS • ISO • JIS

    10. 인 증

    구 분 규 격 인 증 번 호 인 증 기 관

    품 질

    KS F - 2701

    KS F - 4914

    ISO 9001

    ISO 9002

    JIS A5416

    제 9645, 10322, 10622 호

    제 9646, 10367, 11365 호

    QMS - 0946

    AC - 00077

    CRKR 0213

    표준협회

    공업진흥청

    중소기업인증센터

    한국품질인증센터

    한국화학시험연구원

    비 료 경량기포콘크리트

    규산질비료 농림부고시 제 1996-96호 농림부

  • 15

    2

    ALC 설계 1. 관련법규 ------------- 21

    2. 설계요소 ------------- 22

    2.1 구조설계 ------------ 22

    2.2 내화설계 ------------ 40

    2.3 단열설계 ------------ 46

    2.4 차음설계 ------------ 53

    3. 기본설계 ------------- 60

    3.1 ALC BLOCK ----------- 60

    3.2 ALC PANEL ----------- 66

    4. 마감설계 ----------------- 76

  • 16

    관련 건축법

    1. 관련 건축법

    구분 법 규 내 용

    구조

    건축법 제 38 조 제 3항 (구조내력 등)

    제 59 조의 3 제 1항 (기술적 기준)

    건축법시행령 제 32 조 (구조안전의 확인)

    건축물의 구조기준등에 관한규칙 제 7조 (구조안전의 확인)

    건축물의 구조내력에 관한기준 건설교통부고시 제 1996-43 호

    ALC구조설계기준 ALC BLOCK : 건설교통부 고시 제 1997-376호

    ALC PANEL : 건설교통부 고시 제 1997-377호

    단열

    건축법 제 59조(건축물의 에너지이용 및 폐자재활용)

    건축법시행령 제 91조(건축물의 에너지이용 및 폐자재활용)

    건축물의 설비기준등에 관한규칙 제 21 조 건축물의 열손실 방지 (별표 4)

    내화

    건축법 제 40 조 1,2 항(건축물의 내화구조및 방화벽)

    건축법시행령

    제 2조 제 1 항제 7 호의 2 (내화구조의 정의)

    제 53 조 (경계벽 및 간막이벽의 설치)

    제 56 조 (건축물의 내화구조)

    건축물의피난, 방화구조

    등의 기준에관한 규칙

    제 3조 1 호마목 내화구조(법정내화구조인정)

    제 19 조제 1 항(경계벽및간막이벽의구조)

    주택건설기준등에 관한규정 제 14 조 (세대간 경계벽등)

    내화구조의 인정 및 관리기준 건설교통부 고시 제 2000-93 호

    차음

    건축법 시행령 제 53 조 (경계벽 및 간막이벽의 설치)

    건축물의피난, 방화구조등의

    기준에관한 규칙 제 19 조 (경계벽 및 간막이벽의구조)

    주택건설기준등에 관한규정 제 14 조 (세대간 경계벽등)

    벽체의차음구조인정 관리기준 건설교통부 고시 제 1999-393 호

    품질 한국공업규격 KS F 2701 ALC 블록 (2002년 개정)

    KS F 2701 ALC 패널 (2002년 개정)

    시공 건축공사표준시방서 제 6장 ALC블록 및 패널공사(건설교통부발행)

    비료 비료관리법 제 4조 3 항 규산질비료(경량콘크리트규산질 비료)

  • 17

    설계요소

    2.1 구조설계

    ■ 관련건축법

    ● 건축법 제 38조 제 3항 (구조내력등) ● 건축법 제 59조의 3 제 1 항 (기술적기준)

    ● 건축물의 구조기준등에 관한규칙 제 7조 ● 건축물의 구조내력에 관한기준 (건교부 제 1996-43호)

    ● ALC 블록, 패널 구조설계기준 (건교부 제 1997-376, 377 호)

    ■ 고시사항 : 경량기포콘크리트 블록 구조설계 기준 : 건설교통부 고시 제 1997-376호 (1997.11.25)

    ■ 고시내용

    구 분 ALC블록 구조설계기준

    적용범위 ● 4층 이하, 전체높이16m이하, 처마높이 12m이하인 건축물

    재료

    ALC블록의 재료, 절건비중 및 압축강도는 KS F 2701에 준함 긴결철물과 앵커는 인장강도 2,100㎏/㎠이상, 방식 조치 박막모르터 요건 - 재령28일 압축강도 : 100㎏/㎠이상 - 재령28일 전단접착강도 : 5㎏/㎠이상

    - 사용가능시간 : 2시간 이상 - 조적수정시간 : 7분이상

    ● ALC 및 철근의 탄성계수(㎏/㎠)

    - ALC : 1.75 x 104 - 철근:2.1 x 106

    허용응력도

    ● 추정에 의한 허용응력도 (㎏/㎠)

    ALC블록 개체강도 장기허용응력도 단기허용응력도

    30이상 50미만 3.5 0.7

    장기값의 1.5배 50이상 70미만 4.5 1.2

    70 이상 6.0 1.2

    ※ 계산식에 의한 값은 고시내용 참조

    설 계

    ● 벽체 유형에 따른 최대 세장비

    외부 비구조벽 18 구 조 벽 20

    내부 비구조벽 36 캔틸레버벽 6

    ● ALC블록구조의 지지

    - 구조부재의 수직처짐은 L/600이하 - 인방의 최소 묻힘길이는 20㎝이상

    - 수평방향의 횡지지거리는 8m이하

    인방보의 길이(㎜) 2,000이하 2,000~3,000 3,000이상

    최소묻힘길이(㎜) 200 300 400

    ● 기초

    - 기초는 연속기초로 하고 기초판은 철근콘크리트조 또는 무근콘크리트조로 한다.

    - 기초벽의 최소두께는 벽두께의 20%를 가산한 두께로 하여야 한다.

    ALC 블록구조의 경험적 설계법

    ●사용제한

    - 건축물의 구조기준등에 관한 규칙에서 정하는 설계풍속이 45m/sec이하인 지역의 건축물

    - ALC블록구조 벽체가 횡력에 저항하는 경우 전체높이 13m, 처마높이 9m이하인 건축물

    ●허용압축응력도 및 벽체 횡지지 제한

    ALC블록 개체강도 허용압축응력도 벽체유형 최대L/t, h’/t 30이상 50미만 2.5㎏/㎠ 구조벽 20

    50이상 70미만 3.5㎏/㎠ 외부 비구조벽 18

    70이상 4.5㎏/㎠ 내부 구조벽 36

    ※L: 벽체의 수평방향 횡지지간 길이, h’:벽체의 유효높이 t:벽체의 유효두께

  • 18

    ■ 고시사항 : 경량기포콘크리트 패널 구조설계 기준 : 건설교통부 고시 제 1997-377호 (1997.11.25)

    ■ 고시내용

    구 분 ALC 패널 구조설계기준

    적용범위 ● 지붕, 바닥, 간막이벽, 내력벽

    재료

    ALC의 품질, 압축강도 및 철근의 품질은 KS F 4914에 준함 접합재:줄눈에 사용철근, 패널연결에 사용하는 철근의 항복강도 2400㎏/㎠이상 ● ALC 및 철근의 탄성계수(㎏/㎠)

    - ALC : 1.75 x 104 - 철근:2.1 x 106

    허용응력도

    ● ALC의 허용응력도 (㎏/㎠)

    ALC블록 개체강도 장기허용응력도 단기허용응력도

    30이상 50미만 8 10 0.7

    장기값의 1.5배 50이상 70미만 13 16 1.2

    70 이상 18 22 1.6

    ● 철근 허용응력도 (㎏/㎠)

    장기 허용응력도 단기허용응력도

    인장 압축

    1,200 1,200 장기값의 1.5배

    설 계

    ● 하중 및 해석

    - 단위용적중량 W(㎏/㎥) = (절건비중) x 1,000 x 1.2 + 80

    - 해석시 단순지지보로 가정

    ● 처짐제한

    - 바닥 :L/400이하, 지붕: L/250, 벽:L/200이하

    ● ALC 패널의 최소두께

    바닥 L/25이상, 10㎝이상

    L:주요지점간거리 지붕 L/35이상, 7.5㎝이상

    간막이벽 L/40이상, 5㎝이상

    내력벽 L/25이상, 12㎝이상

    ● 보강철근

    - 주근 및 횡근의 피복 : 1.2㎝이상

    - 패널폭 60㎝내 주근갯수

    - 지붕 및 벽체용은 3개이상, 바닥용은 인장측 3개 그리고 압축측 2개이상

    - 구조벽 횡근간격은 단배근 30㎝이하, 복배근 50㎝이하 엇배치

    - 외벽패널은 복배근

    ALC 패널 각구조(지붕, 바닥 및 간막이벽) 및 구조벽의 구조제한 사항

    ● 지붕 및 바닥구조

    - ALC패널 양단 걸침길이는 L/75이상 또는 4㎝이상

    ● 간막이벽 구조

    - 수평하중에 의한 층간변위는 탄성해석에 의한 값이 1/50 이하

    ● ALC 패널구조벽

    - 층수 3층이하, 처마높이 9m, 지붕높이 13m를 넘지 않는 경우에만 적용

    - 구조벽의 배치는 윗층의 구조벽은 아래층의 구조벽 위에 오도록 배치

    - 대린벽 중심선 거리는 8.0m이하

  • 19

    ALC BLOCK 구조설계

    2.1.1 ALC BLOCK

    ■ NON-BEARING WALL (비내력벽)

    자중만을 견디며 판으로 작용하는 벽으로 보강벽이나 횡력을 전달하

    는 내력벽으로는 사용치 않음

    1) 일반사항

    - 벽체는 상부슬라브 처짐에 의한 영향을 받지 않아야 한다.

    - 상부 수평지지가 필요한 경우 모르터 접합이나 슬라브에

    금속앵글 부재로 고정시 고정단으로 본다.

    - 수평적 구속이 단부에 필요한 경우 긴결재를 사용한다.

    2) 구조조건에 따른 벽체두께

    - 벽 높 이 : H ≤ 6.0 m

    - 벽 길 이 : L ≤ 12.0 m

    - 최소두께 : Min 75mm 이상

    비내력벽 지지조건 면적 제한 기준 비 고

    •3면 지지

    2면이상 측면 연속

    하부와 양측면 지지

    높이 x 길이≤ 1,500 tef²

    높이 x 길이≤ 1,350 tef²

    ☞ tef :

    유효벽

    두께

    •4면 지지

    3면 이상 측면 연속

    기 타

    높이 x 길이≤ 2,250 tef²

    높이 x 길이≤ 2,025 tef²

    •2면 지지

    상.하면 단순지지

    높이 ≤ 40 tef

    •1면 지지

    켄틸레버형 벽체

    높이 ≤ 12 tef

  • 20

    ● 2면 고정벽 (상.하면 고정)

    블록두께 (mm) 75 100 125(120) 150 175(180) 200

    벽 최대높이(m) 2.25 3.00 3.75 4.50 5.25 6.00

    ● 3면 고정벽 (①상.하부 그리고 한쪽 수직단부 고정 ②하부와 양측면 고정)

    벽높이

    (m)

    ① 벽 길 이 (m)

    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    2.3 75 75 100 100 100 100 100 100 100 100

    2.7 75 75 100 100 100 100 100 100 100 100

    3.0 75 100 100 125 125 125 125 125 125 125

    3.3 75 100 100 125 125 125 125 125 125 125

    3.5 100 100 100 125 125 125 125 125 125 125

    4.0 100 100 125 125 125 150 150 150 150 150

    4.5 100 100 125 125 150 150 175 175 175 175

    5.0 100 125 125 150 150 150 175 175 175 175

    5.5 100 125 125 150 150 175 175 175 200 200

    6.0 125 125 150 150 150 175 175 200 200 200

    벽높이

    (m)

    ② 벽 길 이 (m)

    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    2.3 75 100 100 125 125 125 125 125 150 150

    2.7 75 100 100 125 125 125 150 150 150 150

    3.0 75 100 100 125 150 150 150 150 150 150

    3.3 75 100 100 125 150 150 175 175 175 175

    3.5 75 100 125 125 150 150 175 175 175 175

    4.0 75 100 125 125 150 150 175 175 200 200

    4.5 100 100 125 125 150 150 175 200 200 200

    5.0 100 100 125 125 150 175 175 200 225 225

    5.5 100 100 125 150 150 175 175 200 225 250

    6.0 125 125 125 150 150 175 200 200 225 250

    ● 4면 고정벽

    벽높이

    (m)

    벽 길 이 (m)

    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    2.3 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100

    2.7 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100

    3.0 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100

    3.3 75 75 100 100 100 100 100 100 125 125

    3.5 75 100 100 100 100 100 100 125 125 125

    4.0 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125

    4.5 100 100 100 125 125 125 125 125 125 125

    5.0 100 100 125 125 125 125 125 150 150 150

    5.5 100 100 125 125 150 150 150 150 150 150

    6.0 100 100 125 150 150 150 150 150 150 175

  • 21

    3) Control Joint 설치

    벽체의 길이가 8m~10m 이상시 구체의 열적수축, 팽창에 의한 균열방지를 위해 조절줄눈을 설치해야

    한다.

    4) 벽체의 안정성 확보

    벽체에 작용하는 하중인 횡력 및 축력으로 발생하는 인장력과 휨모멘트, 압축력과 휨모멘트의

    조합하중에 저항하기 위해 벽체보강 방법을 계획한다

    보 강 방 법 상 세 도

    ● U형 또는 그루브 ALC BLOCK을 이용한

    보조기둥설치

    ● 구조용 각형각관, 앵글등을 이용한

    보강 철물설치

    ● Bond beam (테두리보)의 설치

  • 22

    ■ ALC BLOCK 조적조 구조설계 예시

    1. 일반사항 : 위 치 - 서울근교

    규모/구조 - 구조물 최고높이 20m 이하, 조적 최고높이 4.0m / ALC BLOCK 조적조

    2. 설계규준 : 건축물의 구조기준등에 관한 규칙

    건축물의 구조내력에 관한 기준

    ALC 블록구조설계기준 (건교부 고시 제1997-376호)

    DIN 1053 (ALC 조적벽 설계기준)

    3. 구조재료의 기준 : ALC BLOCK 압축강도 fc = 30이상 50미만 (단위 : kg/cm2)

    ALC BLOCK 허용 휨압축응력도 fb = 0.33 fm’

    4. 설계하중

    1) 재료의 성질 : ALC블록 - t=150㎜ (500 kg/m3)

    축 력 : N = 0

    벽 체 높 이 : h = 4.0m

    건 물 높 이 : H = 20m 이하

    단 면 적 : A = 1,500㎠, 단면계수 Z = b x h²/ 6 = 3,700㎤

    2) 풍 하 중 : 지역 - 서울 (35 m/sec)

    노 풍 도 : B

    풍 력 계 수 : C = ± 1.1

    설계 속도압 : q = 80 kg/㎡

    풍 압 : p = C.q = 1.1 x 80 = 88 kg/㎡

    3) 자 중 : w’= 500 kg/㎥ x 0.150 = 75 kg/㎡

    5. ALC 벽체의 안정성 검토

    1) 검토가정 벽체는 1.0m 의 단위벽체에 대해서 검토

    2) Wall 의 구조 안정성 검토

    - 응력계산

    M = p x h ² / 8 = 88 x 4.0 ² / 8 = 17,600 kg.cm/m

    N = w’x h / 2 = 75 x 4.0 / 2 = 150 kg/m

    - 벽체에 미치는 휨압축응력도 (ft)

    ft = [M / Z] - [N / A] = [17,600 / 3,700] - [150 / 1,500] = 4.66 kg/㎠

    - 허용 휨압축응력도 (Fb)

    Fb = 0.33 fm’= 0.33 x 40 = 13.2 kg/㎠

    fm’: ALC의 실압축강도 = 40 kg /㎠ 이상

    ∴ ft = 4.66 kg/㎠ < Fb = 13.2 kg/㎠ ----------------- O.K

  • 23

    ALC BLOCK 구조설계

    ■ BEARING WALL (내력벽)

    건물에서 판막작용을 하는 내력벽은 풍압과 같은 횡력뿐 아니라

    주로 바닥하중과 같은 수직하중에 저항하는 벽

    1) 내력벽 일반사항

    - 내력벽 THK ≥ 115 mm

    - 내력pier의 최소치수는 115x365, 175x240mm로 하고 배치간격은

    벽두께의 18~20배

    - 내력벽은 기초위에 직접 쌓거나 지지대가 충분한 강성을 가져야

    한다

    2) Bond beam

    - 내력벽 벽상부에는 철근콘크리트 테두리보 (wall girder)를

    유효하게 연속설치 한다

    - ALC 벽체상부 Bond beam 응력산정 요구되는 인장력 T = 3 ton

    D10-2EA 허용인장력 (Ta) : 철근 항복강도 fy = 4,000 kg/cm2

    단면적 A = 1.43 kg/cm2

    안전계수 K = 1.75

    = [A x fy] / K = 3.269 ton

    ∴ 허용인장력 (Ta) > 요구되는 인장력 (T) 이면 상기 상세는

    구조상 문제가 없슴

  • 24

    3) 인 방

    철골 또는 보강조적조 인방, ALC인방은 SPAN의 1/360 이하의 처짐으로 상부하중을 전달할 수 있는

    강성을 가져야만 한다

    4) 개구부

    개구부 총합계: 그구간 벽길이 합계의 1/2 이하

    개구부 크기 : P1 ≥ W1 / X

    P2 ≥ (W1 + W2) / X

    P3 ≥ W2 / X

    5) Control Joint

    구 분 줄눈의 깊이 줄눈의 배치간격

    외 벽 내 벽 중앙부 코너부

    Control Joint 2 cm 1 cm 6 m 3 m

    6) 부축벽 : 내력벽의 좌굴보강을 위한 평판의 구조부재

    부축벽 길이 (L) L ≥ 층고 (H) x 1/5

    부축벽 두께 (T) T ≥ 내력벽 두께의 1/3 이상 또는 11.5cm 이상

    7) 내력벽 두께

    벽두께 d (cm) d < 24 d ≥ 24 건물높이 20m 미만인 경우에 적용

    벽위의 바닥판 길이는 6m 미만 층 고 h (m) h ≤ 2.75 h ≤ 12 x d

    8) 내력벽의 최대허용 길이

    벽두께 (cm) 4면 고정벽체 (m) 3면 고정벽체 (m)

    11.5 ≤ 3.45 ≤ 1.75

    17.5 ≤ 5.25 ≤ 2.65

    24.0 ≤ 7.20 ≤ 3.60

    30.0 ≤ 9.00 ≤ 4.50

  • 25

    ALC PANEL 구조설계

    2.1.2 ALC PANEL

    A. PANEL의 적용하중 및 단위하중

    종 류 하중조합형태 (지붕의 적설하중은 제외) 단위하중

    외벽패널 고정하중+풍하중 120, 200 kg/m2,

    내벽패널 - 65 kg/m2,

    지붕패널 평지붕(보행용) : 고정하중+적재하중+마감하중

    경사지붕(비보행용) : 고정하중+작업하중+마감하중 360kg/m2, (마감 80이하)

    바닥패널 고정하중+적재하중+마감하중 (하부천정마감포함) 600kg/m2, (마감 120이하)

    B. PANEL의 물성 (철근의 허용응력도 : 1,800 kg/cm2)

    등급 용도 압축강도 (kg/cm2)

    기건비중 (kg/m3)

    건조수축 (mm/m)

    자중 (kg/m3)

    허용전단 (kg/cm2)

    탄성계수 (kg/cm2)

    ALC 철근

    0.5품 일반층 35 600 0.5 720 0.7 1.75x10⁴ 2.1 x

    10Y6 0.6품

    일반층

    옥상층 50 700 0.5 840 1.2 2.50x10⁴

    C. 외벽패널

    •받침 Bracket 산정

    - Bracket은 원칙적으로 벽패널 3단마다 1개를 사용한다

    - Bracket size

    1) 패널 걸침폭 : 패널두께의 3/5 이상

    2) 패널 걸침길이 : 최소 10 cm 이상

    Pw / (a x b) ≤ σ a ----- Pw : Bracket 상부의 수직하중 (kg)

    a x b : Bracket의 수압면적 (m2)

    σ a : 0.5품 일때 4.0 kg/cm2

    0.6품 일때 6.0 kg/cm2

  • 26

    ■ 풍하중설계 (설계속도압)

    - 지형에 의한 할증계수 K = 1.0, 중요도계수 I = 1.0

    ●기본풍속 V = 30 m/s, ●기본풍속 V = 35 m/s,

    건축물높이

    (m)

    지표면 조도구분 건축물높이

    (m)

    지표면 조도구분

    A B C D A B C D

    5 19 37 57 72 5 26 51 77 98

    10 19 37 57 82 10 26 51 77 112

    15 19 37 64 89 15 30 51 87 121

    20 19 42 70 95 20 36 57 95 129

    30 25 50 79 103 30 34 68 107 138

    40 30 57 86 109 40 41 78 117 148

    50 35 63 92 114 50 47 86 125 154

    60 39 68 97 118 60 53 93 132 160

    70 43 73 101 121 70 58 99 138 163

    80 47 77 105 125 80 64 105 143 170

    90 51 81 109 128 90 69 111 148 174

    100 54 85 113 130 100 74 116 153 177

    ●기본풍속 V = 40 m/s, ● 기본풍속 V = 45 m/s,

    건축물높이

    (m)

    지표면 조도구분 건축물높이

    (m)

    지표면 조도구분

    A B C D A B C D

    5 34 66 100 127 5 42 83 127 161

    10 34 66 100 146 10 42 83 127 185

    15 34 66 113 159 15 42 83 142 201

    20 34 75 124 168 20 42 94 156 212

    30 44 89 140 182 30 55 113 176 230

    40 53 101 152 193 40 67 128 192 244

    50 61 112 163 202 50 77 141 206 255

    60 69 121 172 209 60 87 153 217 264

    70 76 129 180 216 70 96 164 227 273

    80 83 137 187 221 80 105 173 237 280

    90 90 144 194 227 90 114 183 245 287

    100 96 151 200 231 100 122 191 253 293

    A : 대도시 중심부에서 10층 이상의 대규모 고층건물이 밀집되어 있는 지역

    B : 높이 3.5m 이상 정도의 주택과 같은 건축물이 밀집되어 있는 지역

    C : 높이 1.5 ~ 10m 정도의 장애물이 산재해 있는 지역 또는 저층 건축물이 산재해 있는 지역

    D : 장애물이 거의 없고 주변 장애물의 평균높이가 1.5m 이하인 지역,해안 또는 초원,비행장등

    ■ 처짐제한(처짐 및 길이제한)

    외벽패널 하중은 통상 풍압력에 의해 결정되는데, 특히 큰 집중하중 또는 충격, 진동을 받는 장소

    에서는 가급적 사용을 피하며 간판등의 중량물 부착은 하중이 직접 구조체에 전달되도록 설계한다

    패널두께 (mm) 100 125(120) 150 200

    단위하중 (kg/m2) 120 200 120 200 120 200 120 200

    패널한계길이(㎜) 3300 3000 4500 3600 5100 4500 6000 5100

    기준에 따른 최대길이

    (mm) : 35 x 패널두께 3,500 4,370 5,250 6,000

    처짐한계 : 스팬길이의 1/200 이하

    연장한계 : 세로벽 패널의 파라펫 적용시, 패널두께의 6배 이하

  • 27

    ■ 외벽패널 구조계산예

    구조계산서(STRUCTURAL ANALYSIS AND DESIGN)

    1. Dry Rocking(O-Bolt)공법의 접합부 내력검토

    2. PANEL설치용 철물의 구조안전 검토

    1. Dry Rocking 공법의 접합부 내력검토

    1) 일반사항

    • 패널 Size : 4,500 x 600 x 150 mm

    • 계산중량 : wd = 500 x 1.2 + 80 = 680 kg/m³

    • 설계중량 : Wd = 720 kg/m³

    • Wind Load : Ww = C.q = 1.1 x 80 = 88 ≒ 90 kg/m²

    • ALC의 허용응력도 (kg/cm²)

    ALC압축강도 ALC의 장기허용응력도

    단기허용응력도 압 축 전 단 지 압*

    30 이상 3.5 0.7 6 장기값의 1.5배

    * 허용지압응력도값은 0.38fm'=11.4kg/cm²이나 안전율을 고려

    하여 6kg/cm²으로함

    2) 접합부에 가해지는하중

    w = 90 x 0.6 = 54 kg/m

    • R = W x L / 2 = 54 x 4.5 / 2 = 121.5 kg

  • 28

    3) DRY ROCKING 공법의 접합내력 검토

    • Ø10 강봉에 의한 지압내력

    Vcap = l x d x 6 = 40 x 1 x 6 = 240 kg/ea

    • ALC전단내력

    Vcap = A x σv = 40 x 7 x 0.7 = 196 kg/ea

    ∴ Vcap = 196 kg/ea > R = 121.5 kg/ea- O.K

    2. PANEL 설치용 철물의 구조안전 검토

    1) Design Condition

    • 강 재 : SS41

    • ALC Panel : 압축강도 30 kg/cm²이상

    • Panel Span L = 4500 mm

    • Wind Load Ww = 90 kg/m²

    • Dead Load Wd = 0.15 x 720 = 108 ≒ 110 kg/m²

    2) Angle Design

  • 29

    ① 연속 Angle

    Span l = 1200 mm

    Ww = 90 x 4.5 / 2 = 202.5 kg/m

    M = Ww x l² / 8 = 36.45kg x m = 3.645t x m

    Z = M / ft = 2.28cm³

    I = (1000 x Ww x l³) / (384 x E) = 4.34cm⁴

    ∴ USE L - 50 x 50 x 6 (Z = 3.55 cm³, I = 12.6 cm⁴)

    ② Piece Angle

    ∴ USE L - 50 x 50 x 6 l = 200

    3) Conc' anchor check

    ① 일반사항

    Conc' anchor 설치간격 @ 1200 φ 1,200, I = 100mm

    Conc' anchor에 걸리는 하중

    - Point Load

    Pd(ver) = 378 kg

    Pw(hor) = 0 kg (Apply Negative Wind Load)

    ② Conc' Anchor Bolt 1ea의 허용내력

    인발력 Pa = T /S.F = 2,300 (최대인발력) / 5 = 460 kg/ea

    전단력 Pv = V /S.F = 2,100 (최대전단력) / 5 = 420 kg/ea

    허용인발력 Pa = 420 kg x 2 = 840 kg

    ∴ Try 2ea - Set Anchor φ10, l = 100mm

    P = √(Pd²+ Pw²) = 378.0 kg < 2Pv = 840 --------- O.K

    or

    1/φ[(Pd/Pv)²+ (Pw/Pa)²] = 0.79 < 1.0 --------- O.K

    φ = 0.85

  • 30

    4) Piece Angle 의 용접부 검토

    용접부에 걸리는 전단력 V = 264 + 243 = 507 kg

    용접치수 S = 6 mm > 4 mm 이상 1.3√t = 3.2 mm

    용접길이 l = 6 cm 이상

    용접 허용전단응력 fw = 700 kg/cm²(현장용접기준)

    용접부 내력

    Va(cap) = 0.7 S x fw x le = 0.7x0.6x700x((3 - 2S) x 2)

    = 1058.4 kg > V = 507 kg ----------------- O.K

    용접치수 Smin = 4 mm or 1.3√t = 3.2 mm 중 큰값

    ∴ 4mm < S < 6 mm ---> S = 6 mm

    용접길이

    4 cm or 10S < l lim < 30S

    10 x 0.6 = 6 cm < l lim < 30 x 0.6 = 18 cm

    ∴ USE 용접길이 l = 50 mm x 2ea = 100 mm (S = 6 mm)

    5) Bracket Angle Check

    설치조건 : ALC 패널 3단마다(@ 1800) Bracket 1ea 설계

    ALC Panel Load Pd = 445.5 ≒ 450 kg

    허용지압응력도 σb = 6 kg/cm²

    Bracket Width B = 90 mm

    Bracket Size

    Pd / (B x L) ≤ 6 kg/cm²

    L req > 8.33 cm ----> USE l = 20 cm

    M = 0.45 x 9/2 = 2.025 t/cm²

    σ = 0.45 / [(20 x 0.9²)/6] = 0.75 t/cm²

    υ = 0.45 / (20x0.9) = 0.025 t/cm²

    √(σ²+ 3υ²) = 0.751 < 1.6 --------------- O.K

    USE L - 90 x 90 x 6 (l = 200 mm @1800)

    ∴ USE 용접길이 l = 50 mm x 2ea = 100 mm

  • 31

    예시

    ■ ALC PANEL제품의 구조 설계예시

    ●외벽패널의 길이 두께 검토 및 배근설계

    1. 설계조건 - 압축강도 등급 : SWP GB4.4 GB3.3 - ALC의 설계하중 : ρ = 720 kg/m3 - ALC의 압축강도 : fc = 50 kg/cm2 - 탄 성 계 수 : E = 25,000 kg/cm2 - 허용 전단 응력 : τa = 1.2 kg/cm2 - 철근의 항복강도 : fy = 5,000 kg/cm2 - 철근의 허용응력 : σe = 1,800 kg/cm2

    - 패 널 길 이 : l = 5.250 m (Panel 규격 : 4,500 x 600 x 100) - 패널 유효스팬 : lh = 5.150 m : lv = 5.150 m - 패 널 폭 : bo = 0.600 m - 패 널 두 께 : t = 0.150 m - 유 효 춤 : hH = 13.0 cm (피복두께 : 2.0 cm) hV = 52.0 cm (피복두께 : 8.0 cm) - 풍 하 중 : Ww = 120.0 kg/m2 - 고 정 하 중 : Wp = 108.0 kg/m2 Wa1 = kg/m2 Wa2 = kg/m2 Wd = 108.0 kg/m2

    2. 설계하중 - Mh = 0.125 x bo x Ww x lh²= 238.703 kg·m - Mv = 0.125 x bo x Wd x lv²= 214.832 kg·m - Vh = 0.5 x bo x Ww x lh = 185.400 kg - Vv = 0.5 x bo x Wd x lv = 166.860 kg

    3. 압축변형도 Check hH

    - kh(hor) = ───── = 0.652 √(Mh/bo) 0.191917 - kz(hor33) = 1.07906347 - ───── = 0.841 √kh(hor) 0.175427 - kz(hor44) = 1.0790232 - ───── = 0.862 √kh(hor) - kz(hor) = 0.862 - Z(hor) = kz(hor)·hH = 11.202 cm - εb(hor) = -14.058·kz(hor) + 13.433 = 1.319 (̊%) < 2.0 (̊%) ---------- O.K

    hV - kh(ver) = ───── = 1.374 √(Mv/t) 0.191917 - kz(ver33) = 1.07906347 - ───── = 0.915 √kh(ver) 0.175427 - kz(ver44) = 1.0790232 - ───── = 0.929 √kh(ver) - kz(ver) = 0.929 - Z(ver) = kz(ver)·hV = 48.327 - εb(ver) = -14.058·kz(ver) + 13.433 = 0.368 (̊%) - εb = εb(hor) + εb(ver) = 2.251 (̊%) > 2.2 (̊%) --------------------------------- NO 1.687 (̊%) < 2.2 (̊%) ------------------ O.K

    4. 보강근 단면적 계산 Mh x 100 - As(hor) = ───---── = 1.184 cm2 Z(hor)·σe

    Mv x 100 - As(ver) = ───---── = 0.247 cm2 Z(ver)·σe

  • 32

    - 주근 : ψ 6 mm (단면적 : 0.283 cm2) - 주근의 갯수 [As(hor)+As(ver)/2] n = --------------------- = 4.624 EA = 5 EA Am - USE : [복 배 근]

    5. 전단응력 CHECK Vh - τhor = ------------------ = 0.276 kg/cm2 bo x 100 x Z(hor)

    Vv - τver = ------------------ = 0.058 kg/cm2 bo x 100 x Z(ver)

    - τ = √( τhor²+ τver²) = 0.282 kg/cm2 < τa = 1.2 kg/cm2 -----> O.K

    6. 처짐 CHECK 5 · Ww · lh⁴ - δh = ---------------- = 1.563 cm 384 · E · I

    5 · Wt · lv⁴ - δv = ---------------- = 0.088 cm 384 · E · I

    1 1 - δ = √( δh²+ δv²) = 1.566 cm = -------- < -------- ----> O.K

    328.931 200 - Panel 길이 제한 (1) ·Lmax ≤ 175 × d × ³√( C / q )

    여기서, d = t = 15 cm [ Panel 두께 ] q = Ww = 120 kg/cm2 [ 풍하중 : Ww ] 100(N×2×Am) Ud = ----------------- = 0.314 % bo×100×t×100 ∴ C = 1.5171 (처짐계수)

    ∴ Lmax ≤ 160 × d × ³√(C / q) = 559.099 cm > lh = lv = 515.0 cm ---> O.K

    - Panel 길이 제한 (2) ·Lmax ≤ 35 × d = 525 cm > lh = lv = 515.0 cm ---------> O.K

    7. 횡근갯수 산정 Z² - Nc = ------------------ = 2.906 EA = 3 EA 2500 · d1 · w

    여기서, d1 = 0.5 cm [횡근직경] w = 50.0 kg/cm² [ ALC 압축강도 : fc ] σz = 1,507 kg/cm² Z = 426.161 kg

    - 4d 이내에 상기 횡근갯수의 반이 배근되어야 하며, 그 간격은 500mm 이내이어야 함. 8. 용접점 CHECK

    - 주근과 횡근의 용접점에 가해지는 하중 Check

    - P = Z / n = 35.51 kg [ 여기서, n : 횡근 총갯수 ]

    - Pa = (1/3)×(0.35×Fel×fy)= 114.54 kg(여기서, Fel : 횡근 단면적)

    ∴ P < Pa ------------------------------------------------------------> O.K

    5 - ψ 6 mm

  • 33

    D. 내벽패널

    패널두께(mm) 100 125

    (120) 150

    175

    (180) 200

    단위하중(kg/m2) 65 65 65 65 65

    패널최대길이(mm)

    (40 x 패널두께) 4,000 5,000 6,000 6,000 6,000

    E. 지붕 및 바닥패널

    ■ 처짐제한

    • 휨을 받는 부재는 하중 작용시 구조물 강도나 사용성에 악영향을

    주는 처짐이나 변형이 생기지 않도록 충분한 강성을 가져야 한다

    • 큰 집중하중이나 충격을 직접 받는 고가수조, 냉각탑, 광고탑,

    중량있는 간막이벽, 욕조등은 하중이 직접 구조체에 전달되도록

    설계하여야 하고, 패널에 국부파괴를 일으키지 않을 정도의

    집중하중의 경우에도 충분히 안전성을 검토한다

    ■ 처짐 및 길이제한

    1) 지붕패널

    패널두께(mm) 150 200

    단위하중(kg/m2) 360 360

    패널한계길이(mm) 3300 3600

    기준에 따른 최대길이

    (mm) : 40 x 패널두께 5250 6000

    처짐한계 : 스팬길이의 1/250 이하

    지지한계 : 켄틸레버형 지붕패널 ; 장변방향은 패널길이의 1/4

    이내 또한 두께의 3배이하 폭방향은 패널폭의 1/3 이내

    2) 바닥패널

    패널두께(mm) 150 200

    단위하중(kg/m2) 600 600

    패널한계길이(mm) 2700 3300

    기준에 따른 최대길이

    (mm) : 35 x 패널두께 3750 5000

    처짐한계 : 스팬길이의 1/400 이하

  • 34

    ■ ALC PANEL제품의 구조 설계예시

    ●바닥패널의 길이 두께 검토 및 배근설계

    1. 재료특성 - 압축강도 등급 : 0.5품 - ALC의 설계하중 : ρ = 720 kg/m3 - ALC의 압축강도 : fc = 50 kg/cm2 - 탄 성 계 수 : E = 25,000 kg/cm2 - 허용 전단 응력 : τa = 1.2 kg/cm2 - 철근의 항복강도 : fy = 4,000 kg/cm2 - 철근의 허용응력 : σe = 1,200 kg/cm2

    2. 일반사항 - 패 널 길 이 : l = 3.900 m (Panel 규격 : 3,000 x 600 x 200) - 패널유효스팬 : l' = 3.800 m - 패 널 폭 : bo = 0.600 m - 패 널 두 께 : t = 0.200 m - 유 효 춤 : hH = 18.0 cm (피복두께 : 2.0 cm) - 고 정 하 중 (ALC PANEL) : DL = 144.0 kg/m2 (추가마감 ) : Dla = 120.0 kg/m2 (방수,보호몰탈,천정등) - 적 재 하 중 : LL = 336.0 kg/m2 - 전 체 하 중 : LT = 600.0 kg/m2

    3. 전단력, 모멘트 - Q = Lt x bo x l' x 0.5 = 684.000 kg/Panel - M = Lt x bo x l'²x 0.125 = 649.800 kg·m/Panel - Mt = DL x bo x l²x 0.125 = 164.268 kg·m/Panel

    4. 압축변형도 검토 h - kh = ───── = 0.547 √(M/bo) 0.191917 - kz(33) = 1.07906347 - ───── = 0.820 √kh(hor)

    0.175427 - kz(44) = 1.0790232 - ───── = 0.842 √kh(hor) - kz = 0.842 - Z = kz·h = 15.153 cm - εb = -14.058·kz + 13.433 = 1.599 (̊%) < 2.0 (̊%) ---------- O.K

    5. 주근의 단면적 및 갯수 산정 o 하부 주근 단면적 M x 100 - As = ───---── = 3.574 cm2 Z·σe

    - 하부 주근의 직경 : ψ 8 mm (단면적 : 0.503 cm2) - 하부 주근의 갯수 : 8 EA - 하부 주근의 단면적 (Mbas): 4.021 cm2 > As --------------------------- O.K o 상부 주근 단면적 Mt x 100 - Ast = ───---── = 0.903 cm2

    Z·σe - 상부 주근의 직경 : ψ 8 mm (단면적 : 0.503 cm2) - 상부 주근의 갯수 : 2 EA - 상부 주근의 단면적 (Mbtas) : 1.005 cm2 > Ast -------------------------- O.K

    o 보강근의 휨응력 검토 M x 100 - σa = ───---── = 1,066.428 kg/cm2 < 1,200 kg/cm2 -------------- O.K MBas·Z

    6. ALC의 전단응력 검토 Q - τ = ------------------ = 0.752 kg/cm2 < τa = 1.2 kg/cm2 -----> O.K bo x 100 x Z

    7. 패널의 길이제한 검토 100 x ( As+Ast ) - Ud = ------------------ = 0.382 % box100 x dx100

    여기서, d = t = 20 cm [ Panel 두께 ] - C = 1.443·Ud + 0.04·d·100 + 0.576 = 1.927 - Pmax33 = 160×d×100× ³√( C/Lt ) = 472.097 cm - Pmax44 = 175×d×100× ³√( C/Lt ) = 516.356 cm - Pmax = 472.097 cm - 일반층 슬라브 길이제한 : Bzf = 35×h = 630.0 cm - 지붕층 슬라브 길이제한 : Bzs = 40×h = 720.0 cm - 패널두께에 의한 길이제한 : Bzw = 630.0 cm ∴ Pmax = 472.097 cm < Bzw = 630.0 cm ---------> O.K

    4.6 전단보강근 계산 Z² - Nc = ------------------ = 2.873 EA = 3 EA 2500 · d1 · w

    여기서, d1 = 0.5 cm [횡근직경] w = 50.0 kg/cm² [ ALC 압축강도 : fc ] Zh = 536.040 kg

    - 4d 이내에 상기 횡근갯수의 반이 배근되어야 하며, 그 간격은 500mm 이내이어야 함. - 양단부 첫번째 횡근 간격은 200mm이내로 배근되어야 한다.

  • 35

    내화설계

    2.2 내화설계

    ■ 관련건축법

    ● 건축법 시행령 제2조①항 7의2 (내화구조의 정의)

    ● 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제3조 (내화구조)

    ● 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제9조 (피난계단 및 특별피난계단의 구조)

    ● 건축법 제40조① ②항 (건축물의 내화구조 및 방화벽)

    ● 건축법 시행령 제53조 (경계벽 및 간막이벽의 설치)

    ● 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제19조 (경계벽 및 간막이벽의 구조)

    ● 건축법 시행령 제56조① (건축물의 내화구조)

    ● 주택건설기준등에 관한 규정 제14조 (세대간의 경계벽등)

    ● 내화구조의 인정 및 관리기준 (건교부고시 제 2000-93)

    ● 건축법 시행령 제2조①항 7의2 (내화구조의 정의)

    "내화구조"라 함은 화재에 견딜 수 있는 성능을 가진 구조로서 건설교통부령이 정하는 기준에

    적합한 구조를 말한다. 〔개정 1999.4.30〕

    ● 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제3조 (내화구조)

    영 제2조 제1항 제7호의 2에서 "건설교통부령이 정하는 기준에 적합한 구조"라 함은 다음 각호의

    1에 해당하는 것을 말한다.

    1. 벽의 경우에는 다음 각목의 1에 해당하는 것

    가. 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 10센티미터 이상인 것

    나. 골구를 철골조로 하고 그 양면을 두께 4센티미터 이상의 철망모르타르 (그 바름바탕을

    불연재료로 한 것에 한한다. 이하 이 조에서 같다) 또는 두께 5센티미터 이상의

    콘크리트블록,벽돌 또는 석재로 덮은 것

    다. 철재로 보강된 콘크리트블록조,벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은 콘크리트블록등의 두께가

    5센티미터 이상인 것

    라. 벽돌조로서 두께가 19센티미터 이상인 것

    마. 고온·고압의 증기로 양생된 경량기포 콘크리트패널 또는 경량기포콘크리트블록조로서 두께가

    10센티미터 이상인 것

    2. 외벽중 비내력벽의 경우에는 제1호의 규정에 불구하고 다음 각목의 1에 해당하는 것

    가. 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 7센티미터 이상인 것

    나. 골구를 철골조로 하고 그 양면을 두께 3센티미터 이상의 철망모르타르 또는 두께 4센티미터

    이상의 콘크리트블록, 벽돌 또는 석재로 덮은 것

    다. 철재로 보강된 콘크리트블록조,벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은 콘크리트블록등의 두께가

    4센티미터 이상인 것

    라. 무근콘크리트조 또는 콘크리트블록조, 벽돌조 또는 석조로서 그 두께가 7센티미터 이상인 것

  • 36

    4. 바닥의 경우에는 다음 각목의 1에 해당하는 것

    가. 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 두께가 10센티미터 이상인 것

    나. 철재로 보강된 콘크리트블록조,벽돌조 또는 석조로서 철재에 덮은 콘크리트블록등의 두께가

    5센티미터 이상인 것

    다. 철재의 양면을 두께 5센티미터 이상의 철망모르타르 또는 콘크리트로 덮은 것

    8. 기타 건설교통부장관이 정하는 것으로서 건설교통부 장관이 고시하는 기준에 따라 건설교통부

    장관이지정하는 자 또는 정부출연연구기관 등의 설립, 운영 및 육성에 관한 법률 제8조의 규정에

    의하여 설립된 한국건설기술연구원장 (이하 "한국건설기술연구원장"이라 한다)이 실시하는

    품질시험에서 그 성능이 확인된 것

    ● 건축법 제40조① ②항 (건축물의 내화구조 및 방화벽)

    제40조 (건축물의 내화구조 및 방화벽)

    ① 문화 및 집회시설, 의료시설, 공동주택 등 대통령령이 정하는 건축물에는 건설교통부령이

    정하는 기준에 따라 그 주요 구조부를 내화구조로 하여야 한다.

    ② 대통령령이 정하는 용도 및 규모의 건축물은 건설교통부령이 정하는 기준에 따라 방화벽으로

    구획하여야 한다.

    ● 건축법 시행령 제53조 (경계벽 및 간막이벽의 설치)

    법 제39조 제2항의 규정에 의하여 다음 각 호의 1에 해당하는 건축물에는 건설교통부령이 정하는

    기준에 따라 경계벽 및 간막이벽을 설치하여야 한다.

    1. 공동주택 (기숙사를 제외한다)의 각 세대간 경계벽 (발코니부분을 제외한다)

    2. 공동주택 중 기숙사의 침실, 의료시설의 병실, 교육연구 및 복지시설 중 학교의 교실 또는

    숙박시설의 객실간의 간막이벽 [전문개정 1999.4.30]

    ● 건축물의 피난·방화구조 등의 기준에 관한 규칙 제19조 (경계벽 및 간막이벽의 구조)

    ① 영 제53조의 규정에 의하여 건축물에 설치하는 경계벽 및 간막이벽은 내화구조로 하고, 지붕밑

    또는 바로 윗층의 바닥판까지 닿게 하여야 한다.

    ② 제1항의 규정에 의한 경계벽 및 간막이벽은 소리를 차단하는데 장애가 되는 부분이 없도록 다음

    각호의 1에 해당하는 구조로 하여야 한다. 다만,공동주택의 세대간의 경계벽인 경우에는

    주택건설기준등에 관한 규정이 정하는 바에 의한다.

    1. 철근콘크리트조, 철골철근콘크리트조로서 두께가 10센티미터 이상인 것

    2. 무근콘크리트조 또는 석조로서 두께가 10센티미터 (시멘트모르타르,회반죽 또는 석고플라스터

    의 바름두께를 포함한다)이상인 것

    3. 콘크리트블록조 또는 벽돌조로서 두께가 19센티미터 이상인 것

    4. 제1호 내지 제3호의 것 외에 건설교통부장관이 정하여 고시하는 기준에 따라 건설교통부장관

    이 지정하는 자 또는 한국건설기술연구원장이 실시하는 품질시험에서 그 성능이 확인된 것

  • 37

    ● 건축법 시행령 제56조① (건축물의 내화구조)

    ① 법 제40조 제1항의 규정에 의하여 다음 각 호의 1에 해당하는 건축물(제6호에 해당하는 건축물로

    서 2층이하인 건축물의 경우에는 지하층부분에 한한다)의 주요 구조부는 이를 내화구조로 하여야

    한다. 다만, 연면적이 50제곱미터 이하인 단층의 부속건축물로서 외벽 및 처마밑면을 방화구조로

    한 것과 무대의 바닥은 그러하지 아니하다.

    1. 삭제

    2. 문화 및 집회시설 (전시장 및 동,식물원을 제외한다), 의료시설 중 장례식장 또는 위락시설 중

    주점영업의 용도에 쓰이는 건축물로서 관람석 또는 집회실의 바닥면적의 합계가 200제곱미터

    (옥외관람석의 경우에는 1천제곱미터)이상인 건축물

    3. 문화 및 집회시설 중 전시장 및 동, 식물원, 판매 및 영업시설, 교육연구 및 복지시설 중

    생활권수련시설 및 자연권수련시설, 운동시설 중 체육관 및 운동장, 위락시설 (주점영업의

    용도에 쓰이는 것을 제외한다), 창고시설, 위험물저장 및 처리시설, 자동차관련시설, 공공용시설

    중 방송국, 전신전화국 및 촬영소, 묘지관련시설 중 화장장 또는 관광휴게시설의 용도에 쓰이는

    건축물로서 그 용도에 쓰이는 바닥면적의 합계가 500제곱미터 이상인 건축물

    4. 공장의 용도에 쓰이는 건축물로서 그 용도에 사용하는 바닥면적의 합계가 2천제곱미터 이상인

    건축물. 다만, 화재의 위험이 적은 공장으로서 건설교통부령이 정하는 공장을 제외한다.

    5. 건축물의 2층이 단독주택 중 다중주택, 공동주택, 제1종 근린생활시설 (의료의 용도에 쓰이는

    시설에 한한다), 의료시설, 교육연구 및 복지시설 중 아동관련시설, 노인복지시설 및 유스호스텔,

    업무시설 중 오피스텔 또는 숙박시설의 용도에 쓰이는 건축물로서 그 용도에 쓰이는 바닥면적의

    합계가 400제곱미터 이상인 건축물

    6. 3층 이상의 건축물 및 지하층이 있는 건축물. 다만, 단독주택, 동물 및 식물관련시설,

    공공용시설 중 교도소 및 감화원 또는 묘지관련시설 (화장장을 제외한다)의 용도에 쓰이는

    건축물을 제외한다.

    ② 제1항 제2호 및 제3호에 해당하는 용도에 쓰이지 아니하는 건축물로서 그 지붕틀을 불연재료로 한

    경우에는 당해 지붕틀을 내화구조로 하지 아니할 수 있다.

    ● 주택건설기준등에 관한 규정 제14조 (세대간의 경계벽등)

    ① 공동주택 각 세대간의 경계벽 및 공동주택과 주택 외의 시설간의 경계벽은 내화구조로서 다음

    각호의 1에 해당하는 구조로 하여야 한다.

    1. 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조로서 그 두께 (시멘트모르터,회반죽 또는 석고프라스터

    기타 이와 유사한 재료를 바른 후의 두께를 포함한다)가 15센티미터 이상인 것

    2. 무근콘크리트조 또는 콘크리트블록조,벽돌조 또는 석조로서 그 두께 (시멘트모르터,회반죽 또는

    석고프라스터 기타 이와 유사한 재료를 바른 후의 두께를 포함한다)가 20센티미터 이상인 것

    3. 조립식 주택부재인 콘크리트판으로서 그 두께가 12센티미터 이상인 것

    4. 제1호 내지 제3호의 것 외에 건설교통부장관이 정하여 고시하는 기준에 따라

    한국건설기술연구원장이 차음성능을 인정하여 지정하는 구조인 것

  • 38

    ② 제1항의 규정에 의한 경계벽은 이를 지붕밑 또는 바로 윗층바닥판까지 닿게 하여야 하며, 소리를

    차단하는데 장애가 되는 부분이 없도록 설치하여야 한다.

    ③ 공동주택의 바닥은 각 층간 바닥충격음이 경량충격음 (비교적 가볍고 딱딱한 충격에 의한

    바닥충격음을 말한다)은 58dB 이하, 중량충격음 (비교적 무겁고 부드러운 충격에 의한

    바닥충격음을 말한다)은 50dB 이하가 되도록 하여야 한다. 이 경우 바닥충격음의 측정은

    건설교통부장관이 정하여 고시하는 방법에 의한다.

    ④ 건설교통부장관은 제3항 전단의 규정에 의한 바닥충격음기준을 충족하는 표준바닥구조 및

    바닥충격음 차단성능등급을 각각 정하여 고시할 수 있다.

    ⑤ 공동주택의 3층 이상인 층의 발코니에 세대간 경계벽을 설치하는 경우에는 제1항 및 제2항의 규정에

    불구하고 화재 등의 경우에 피난용도로 사용할 수 있는 피난구를 경계벽에 설치하거나 경계벽의

    구조를 파괴하기 쉬운 경량구조등으로 할 수 있다. 다만, 경계벽에 창고 기타 이와 유사한 시설을

    설치하는 경우에는 그러하지 아니하다.

    [내화구조의 성능기준]

    구성 부재

    용 도

    기둥

    외벽 내벽

    비내력

    비내력

    용도구분 (1)

    용도 규모(2)

    층수최고

    높이(m) (3)

    연소

    우려

    있는

    부분

    (가)

    연소

    우려

    없는

    부분

    (나)

    (다)

    샤프

    트실

    구획

    (라)

    일반

    시설

    업무시설, 판매 및 영업

    시설,공공용시설중 군사

    시설,방송국,발전소, 전

    신전화국,촬영소 기타이

    와 유사한 것, 통신용시

    설,관광 휴게시설, 운동

    시설, 문화 및 집회시설,

    제 1종 및 제 2종 근린

    생활시설,위락시설,묘지

    관련시설중 화장장, 교육

    연구및복지시설,자동차

    관련시설(정비공장제외)

    12/50 초과 3 1 1/2 3 2 2 3 2 1

    이하 2 1 1/2 2 1 1/2 1 1/2 2 2 1/2

    4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

    주거

    시설

    단독주택중 다중주택,

    다가구주택, 공관공동

    주택,숙박시설,의료시설

    12/50 초과 2 1 1/2 2 2 2 3 2 1

    이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2

    4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

    산업

    시설

    공장,창고시설, 분뇨

    및 쓰레기처리시설,

    자동차관련시설중

    정비공장,위험물저장

    및 처리시설

    12/50 초과 2 1 1/2 1/2 2 1 1/2 1 1/2 3 2 1

    이하 2 1 1/2 2 1 1 2 2 1/2

    4/20 이하 1 1 1/2 1 1 1 1 1 1/2

  • 39

    ■ 내화성능시험

    내화시험방법 : KS F 2257의 표준내화시험에서 규정하고 있는 표준화재온도시간곡선에 의해 구조부

    재의 안정성, 차염성, 차열성을 측정하여 내화성능을 평가함

    (KS F 2257 --- 건축구조부분의 내화성능 시험방법)

    1)시험종류 및 방법

    시 험 종 류 시 험 방 법

    가 열 시 험

    - 3mx3m인 수직가열로에 고정시킨 시험체를 2시간 가열, 그 이면온도를 측정

    - 가열중 시험체에 내화상 또는 구조강도상 해롭다고 인정되는 변형, 파괴,

    탈락 등의 구조안정성과 화염이 통과하게 하는 갈라짐등 차염성을 관찰

    충 격 시 험

    - 1m x 1m인 수직가열로에 부착한 시험체를 30분동안 가열함

    - 가열이 종료된 시험체를 가열면이 위로 향하도록 수평으로 놓고 무게 10kg의

    추를 1m 높이에서 수직으로 낙하시킨후 시험체 이면까지 달하는 구멍발생 여

    부 등을 관찰

    주 수 시 험

    - 충격시험의 시험방법에 따라 가열한 시험체를 수직으로 세우고 가열면에 대해

    노즐 직경12.7mm, 방사압력1.4 kg/cm²로 5m전방에서 시험체면에 45도 각도로

    2분간 주수

    -시험체의 심한파손, 결락 또는 이면까지 달하는 구멍 및 누수현상여부등을관찰

    2) 성능 판정기준

    내화시험결과의 판정은 구조상 유해한 변형, 파괴, 탈락, 균열발생등의 구조안정성, 화염을 통과

    시키는 틈새의 발생여부에 따른 차염성 및 이면온도의 허용한계치 초과여부에 따른 차열성 중 하

    나 혹은 그 이상의 성능을 갖는 것이 필요하다

    [부재에 요구되는 성능]

    구 분 구조안정성 차 염 성 차 열 성

    벽 내 력 벽 O O O

    비내력벽 X O O

    바 닥 O O O

    기둥, 보 O X X

    • 강재온도의 제한은 비재하에 의한 가열시험을 했을 경우에 적용되며 내화피복재 등으로 보호된 구

    조물의 경우 비재하가열시험에 의한 강재온도를 정하고 있다

    [강재온도의 제한]

    구 분 KS, JIS 규격

    벽, 바닥

    - 철근콘크리트조 등 : 최고 550℃ 이하

    - P.S 콘크리트조 : 최고 450℃ 이하

    - 강구조 : 최고 500℃ 이하, 평균 400℃ 이하

    기둥, 보

    - 철근콘크리트조 등 : 최고 500℃ 이하

    - P.S 콘크리트조 : 최고 400℃ 이하

    - 강구조 : 최고 450℃ 이하, 평균 350℃ 이하

  • 40

    • 이면온도는 KS와 JIS 규격에서는 초기온도에 상관없이 최고 260℃를 넘지 않도록 규정하고 있다

    [규격별 이면온도의 제한] (T : 초기온도)

    구 분 KS, JIS ASTM DIN ISO

    벽, 바닥 최고 260℃ 이하 평균 139+T℃

    이하

    평균 140+T℃ 이하

    최고 180+T℃ 이하

    평균 140+T℃ 이하

    최고 180+T℃ 이하

    • 균열, 벌어짐의 제한

    시험 중 구조부재의 이면에 균열 또는 벌어짐이 발생하는 경우, 면패드를 적용하여 착화되거나 또

    는 Gap gauge를 사용하여 Gap gauge가 부재에 관통될때 그 부재는 차염성을 잃는 것으로 판정한다

    ■ ALC의 내화성능시험 (공인시험기관 : 방재시험연구소)

    1) ALC BLOCK 벽의 2시간 내화성능시험

    • ALC BLOCK 벽체의 두께 : 100T • ALC BLOCK 벽체의 용도 : 내, 외벽

    시험종류 시 험 방 법

    가열시험

    - 가열등급 : 2시간 내화가열 (실시 : 120분)

    구 분 온도측정결과 비 고

    이면최고온도 77℃ (120분) 허용온도 : 260℃

    가열시작부터 종료시까지 시험체 내화상 또는 구조강도상 해롭다고 인정되

    는 별다른 변화는 없었음

    충격/

    주수시험

    - 충격후 충격부위에 직경 30mm, 깊이 4mm 정도 패임현상이 발생하였으나 이면까

    지 달하는 구멍발생 등의 현상은 없었으며, 주수중 심한 파손이나 결락, 이면

    으로의 구멍발생 및 누수 등의 현상은 없었음

    내화성능 - KS F 2257의 시험방법에 따라 2시간 내화성능 시험을 실시한 결과, 상기 시험

    체는 KS F 2257의 2시간 내화 성능 기준에 적합하였음

    2) ALC PANEL벽의 3시간 내화성능시험

    • ALC PANEL 벽체의 두께 : 100T • ALC PANEL 벽체의 용도 : 내, 외벽

    시험종류 시 험 방 법

    가열시험

    - 가열등급 : 3시간 내화가열 (실시 : 180분)

    구 분 온도측정결과 비 고

    이면최고온도(시험체) 84℃ (180분) 허용온도 : 260℃

    강재최고온도(Wire mesh) 424℃ (180분) 허용온도 : 550℃

    가열시작부터 종료시까지 시험체 내화상 또는 구조강도상 해롭다고 인정

    되는 별다른 변화는 없었음

    충격/

    주수시험

    - 충격후 충격부위에 직경 35mm, 깊이 7mm 정도 패임현상이 발생하였으나 이면까

    지 달하는 구멍발생 등의 현상은 없었으며, 주수중 심한 파손이나 결락, 이면

    으로의 구멍발생 및 누수 등의 현상은 없었음

    내화성능 - KS F 2257의 시험방법에 따라 3시간 내화성능 시험을 실시한 결과, 상기 시험

    체는KS F 2257의 3시간 내화 성능 기준에 적합하였음

  • 41

    단열설계

    2.3 단열설계

    ■ 관련건축법

    ● 건축법 제59조 (건축물의 에너지이용 및 페자재활용)

    ● 건축법시행령 제91조 (건축물의 에너지이용 및 페자재활용)

    ● 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제21조 (건축물의 열손실방지)

    ● 건축법시행령 제91조 (건축물의 에너지이용과 페자재의활용)

    ① 법 제 59 조 제 2항에서 "대통령령이 정하는 용도와 규모의 건축물"이라 함은 연면적 500 제곱미터

    이상 인건축물로서 다음 각호의 1 에 해당하는 것을 말한다.

    1. 공동주택

    2. 제 1종 근린생활시설중 일반목욕장

    3. 문화 및 집회시설

    4. 판매 및 영업시설

    5. 의료시설

    6. 교육연구 및 복지시설중 학교

    7. 운동시설중 수영장

    8. 업무시설

    9. 숙박시설

    10. 위락시설중 특수목욕장

    ② 건축물에는 건설교통부령이 정하는 기준에 따라 열의 손실을 방지하기 위하여 단열재를 설치하는

    등필요한 조치를 하여야 한다.

    ③ 법 제 59 조제 3 항의 규정에 의하여 법 제 59 조제 2 항의 규정에 의한 에너지절약설계기준에

    적합하게 설계하는 건축물에 대하여는 법 제 32 조, 법 제 48 조 및 제 51 조의 규정에 의한 기준을

    100분의 115 의 범위안에서 완화하여 적용할 수 있다.

    ● 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 제21조 (건축물의 열손실방지)

    ① 건축물을 건축하는 경우에는 영 제 91 조제 2 항의 규정에 의하여 다음 각호의 기준에 의한

    열손실방지등의 에너지이용합리화를 위한 조치를 하여야 한다.

    1. 거실의 외벽, 최상층에 있는 거실의 반자 또는 지붕, 최하층에 있는 거실의 바닥, 공동주택의

    측벽 및 층간 바닥, 창 및 문의 열관류율은 별표 4에 의한 기준으로 한다. 이 경우

    건설교통부장관은 별표 4의 기준에 의한 열관류율에 적합한 단열재의 두께 기준을 정하여 고시할

    수 있다.

    2. 삭제

    3. 연면적이 5천제곱미터 이상인 건축물 (공동주택을 제외한다)로서 중앙 집중식 냉·난방설비를

    하는 건축물의 바깥쪽과 접하는 거실의 창 및 출입문은 건설교통부장관이 고시하는 기준에

    적합한 공기차단성능을 갖출 것

  • 42

    4. 건축물의 배치·구조및설비등의 설계를 하는 경우에는 에너지가 합리적으로 이용될수 있도록할것

    ② 제1항의 규정에 의한 단열조치를 하여야 하는 부위(창호 및 공동주택의 층간 바닥을제외한다)

    에는방습층을 설치하여야 한다.

    ③ 다음 각 호의 1 에 해당하는 건축물에 대하여는 제 1항 및 제 2 항의 규정을 적용하지 아니한다

    1. 차고·기계실 등으로서 거실의 용도로 사용하지 아니하고, 난방 또는 냉방시설을 설치하지

    아니하는 건축물

    2. 공장·창고시설·위험물저장 및 처리시설·자동차관련시설·동물 및 식물관련시설 또는 분뇨 및

    쓰레기처리시설에 해당하는 건축물로서 건축물의 내부가 항상 외기에 개방되어 있거나 내부에서

    열이 발생함에 따라 연중 냉방의 필요성이 있는 등 열손실방지의 조치를 하여도 에너지절약의

    효과가 없는 건축물

    [지역별 건축물 부위의 열관류율표] (제21조 관련,개정 2002.8.31) (단위 : Kcal/㎡·h·℃)

    지역구분

    건축물의 부위 중부 남부 제주도

    거실의 외벽 외기에 직접 면하는 경우 0.40이하 0.50이하 0.65이하

    외기에 간접 면하는경우 0.55이하 0.70이하 0.95이하

    최하층에 있는

    거실의바닥

    외기에직접 면하는경우

    바닥 난방인 경우 0.30이하 0.35이하 0.40이하

    바닥 난방이 아닌 경우 0.36이하 0.40이하 0.45이하

    외기에간접 면하는경우

    바닥 난방인 경우 0.45이하 0.50이하 0.55이하

    바닥 난방이 아닌 경우 0.50이하 0.55이하 0.65이하

    최상층에 있는

    거실의반자/지붕

    외기에 직접 면하는 경우 0.25이하 0.30이하 0.35이하

    외기에 간접 면하는경우 0.35이하 0.45이하 0.50이하

    공동주택의 측벽 0.30이하 0.40이하 0.50이하

    공동주택의

    층간바닥

    바닥 난방인 경우 0.70이하 0.70이하 0.70이하

    기타 1.0이하 1.0이하 1.0이하

    창 및 문 외기에 직접 면하는 경우 3.30이하 3.60이하 4.50이하

    외기에 간접 면하는경우 4.70이하 5.20이하 6.50이하

    1) 중부지역 : 서울특별시, 인천광역시, 경기도, 강원도(강릉시, 동해시, 속초시, 삼척시, 고성군,

    (양양군제외), 충청북도(영동군 제외), 충청남도(천안시), 경상북도(청송군)

    2) 남부지역 : 부산광역시, 대구광역시, 광주광역시, 대전광역시, 울산광역시, 강원도 (강릉시,

    동해시, 속초시, 삼척시, 고성군, 양양군), 충청북도(영동군), 충청남도(천안시

    제외), 전라북도, 전라남도, 경상북도(청송군 제외), 경상남도

  • 43

    ■ 열관련 용어정의

    ● 열관류율 K (kcal/㎡.h.℃)

    열관류는 열이 벽과 같은 고체를 통하여 공기층에서 공기층으로

    열이 전하여 지는 것을 말하며, 단위시간에 1㎡의 단면적을 1℃의

    온도차로 있을 때 흐르는 열량

    ● 열전도율 λ (kcal/m.h.℃)

    열전도는 열을 재료의 앞쪽 표면에서 뒷쪽 표면으로 전달하는 것을

    말하며, 두께 1m, 면적1㎡인 재료의 앞쪽 표면에서 뒷쪽 표면으로

    1℃의 온도차로 1시간동안 전달된 열량.

    (재료별 열성능 비교표 참조)

    ● 열저항 R (㎡.h.℃/kcal)

    고체 내부의 한 지점에서 다른 한 지점까지 열량이 통과할때 이

    통과 열량에 대한 저항의 정도

    ■ 열전도율, 열관류율, 열저항 상관 관계식

    열관류율 k = 1

    (kcal/㎡.h.℃) 열저항 R (㎡.h.℃/kcal)

    열전도율 λ = 두께t(m)

    (kcal/m.h.℃) 열저항 R (㎡.h.℃/kcal)

    열저항 R = Ri + t1 + t2 + ··· + tn + Ro

    (㎡.h.℃/kcal) λ1 λ2 λn

    Ri = 실내표면열전달 저항 (㎡.h.℃/kcal)

    Ro = 실외표면열전달 저항 (㎡.h.℃/kcal)

    λ = 재료의 열전도율 (kcal/㎡.h.℃)

    t = 재료의두께 (m)

  • 44

    ■ 열관류율 계산시 적용되는 실내 및 실외측 표면 열전달 저항

    열전달저항

    건물부위

    실내표면열전달저항 Ri

    (㎡.h.℃/kcal)

    실외표면 열전달 저항 Ro

    (㎡.h.℃/kcal)

    외기에 간접

    면하는경우

    외기에 직접

    면하는경우

    거실의 외벽(측벽및창, 문포함) 0.13 0.13 0.050

    최하층에 있는 거실 바닥 0.10 0.17 0.050

    최상층에 있는 거실의 반자 또는지붕 0.10 0.10 0.050

    공동주주택의 층간 바닥 0.10 - -

    ■열관류율 계산시 적용되는 중공층의 열저항

    공기층의 종류 공기층의 두께 da (cm) 공기층의 열저항 Ra

    (㎡.h.℃/kcal)

    (1) 공장생산된 기밀제품 2cm 이하 0.10×da (cm)

    2cm 초과 0.20

    (2) 현장시공 등 1cm 이하 0.10×da (cm)

    1cm 초과 0.10

    (3) 중공층 내부에 방사율이 0.5이항

    의 반사형 단열재가 설치된 경우 (1) 또는 (2) 에서 계산된 열저항의 1.5배

    ■ 재료별 열성능 예

    재 료 열전도율(kcal/.h.℃) 재 료 열전도율(kcal/㎡.h.℃)

    아이소핑크 1호 0.024 이하 (at20℃) 기와 0.30 이하

    미네랄울 1호 0.18 이하 (at20℃) 알루미늄 복합패널 0.43 이하

    그라스울(48K) 0.030 이하 (at20℃) 대리석 1.35 이하

    그라스울(24K) 0.033 이하 (at20℃) 스레트 1.10 이하

    스치로폴 1호 0.031 이하 (at20℃) 아스팔트 슁글 0.09 이하

    스치로폴 2호 0.032 이하 (at20℃) 콘크리트 1.40 이하

    스치로폴 3호 0.034 이하 (at20℃) 붉은벽돌 0.67 이하

    스치로폴 4호 0.037 이하 (at20℃) 시멘트벽돌 1.20 이하

    일반석고보드(9.5t) 0.19 이하 시멘트몰탈 1.20 이하

    일반석고보드(12.5t) 0.18 이하 합판 0.14 이하

    밤라이트 0.23 이하 벽지 0.18 이하

    아스텍스 0.15 이하 모노륨 0.16 이하

    온돌 마루 0.10 이하 자기질 타일 1.55 이하

    세리믹 타일 1.10 이하

    # 상기 열성능은 참고사항이며 각 재료별 시험성적은 관련사에 문의하시길 바랍니다

  • 45

    ■ ALC 200 mm의 열관류율 값 (K-Value)

    NO 재 료 두께(mm) 열전도율

    λ (kcal /㎡.h.℃)

    열저항

    R (㎡.h.℃/ kcal)

    1 실외측 열전달저항 0.050

    2 ALC 블록 200 0.100 2.000

    3 실내측 열전달 저항 0.130

    4 열저항 합계 (R) 2.180

    5 열관류율 (kcal/㎡.h.℃) (K) 0.459

    ■ ALC 두께별 열관류율 값 (K-Value)

    NO 두 께 열관류율 (kcal/㎡h℃)

    1 ALC 200 mm 0.4587

    2 ALC 220 mm 0.4202

    3 ALC 230 mm 0.4032

    4 ALC 235 mm 0.3953

    5 ALC 240 mm 0.3876

    ■ ALC 200 mm 복합구조별 열관류율 값 (K-Value)

    NO 구 조 열관류율 (kcal/㎡.h.℃)

    1 ALC 200mm + 벽지 0.4581

    2 ALC 200mm + 수지미장3mm + 벽지 0.4576

    3 ALC 200mm + 양면수지미장3mm + 벽지 0.4570

    4 ALC 200mm + 양면수지미장3mm + GB 12.5mm+ 벽지 0.4437

    ■ ALC 230 mm 복합구조별 열관류율 값 (K-Value)

    NO 구 조 열관류율 (kcal/㎡.h.℃)

    1 ALC 230mm + 벽지 0.4027

    2 ALC 230mm + 수지미장3mm + 벽지 0.4024

    3 ALC 230mm + 양면수지미장3mm + 벽지 0.4019

  • 46

    ■ 외벽복합구조 단열성

    구 조

    ALC

    두께

    (T)

    열관류율

    (Kcal/

    ㎡.h.℃)

    적용가능지역

    중부 남부 제주

    100 0.4751 ○ ○

    125 (120)

    0.4246 (0.4338)

    ○ ○

    150 0.3839 ○ ○ ○

    100 0.4821 ○ ○

    125 (120)

    0.4303 (0.4397)

    ○ ○

    150 0.3885 ○ ○ ○

    125 (120)

    0.6000 (0.6186)

    175 (180)

    0.4615 (0.4511)

    ○ ○

    225 (240)

    0.3750 (0.3550)

    ○ ○ ○

    150 0.5779 ○

    200 0.4483 ○ ○

    250 (240)

    0.3662 (0.3802)

    ○ ○ ○

    150 0.5898 ○

    200 0.4555 ○ ○

    250 (240)

    0.3710 (0.3853)

    ○ ○ ○

    125 (120)

    0.5754 (0.5925)

    175 (180)

    0.4469 (0.4371)

    ○ ○

    225 (240)

    0.3653 (0.3463)

    ○ ○ ○

    100 0.4803 ○ ○

    150 0.3873 ○ ○ ○

    200 0.3245 ○ ○ ○

    구 조

    ALC

    두께

    (T)

    열관류율

    (Kcal/

    ㎡.h.℃)

    적용가능지역

    중부 남부 제주

    150 0.5936 ○

    200 0.4577 ○ ○

    250 (240)

    0.3725 (0.3869)

    ○ ○ ○

    125 0.6498 ○

    175 (180)

    0.4787 (0.4905)

    ○ ○

    225 (240)

    0.3939 (0.3719)

    ○ ○ ○

    100(P) 100(B)

    0.4382 ○ ○

    125(P) 100(B)

    0.3949 ○ ○ ○

    100(P) 125(B)

    0.3949 ○ ○ ○

    100 0.3769 ○ ○ ○

    125 (120)

    0.3445 (0.3505)

    ○ ○ ○

    150 0.3172 ○ ○ ○

    100 0.5031 ○

    125 (120)

    0.4469 (0.4571)

    ○ ○

    175 (180)

    0.3653 (0.3587)

    ○ ○ ○

    125 0.6498 ○

    175 (180)

    0.4904 (0.4787)

    ○ ○

    225 (240)

    0.3939 (0.3719)

    ○ ○ ○

    100(P) 0.4483 ○ ○

    125(P) 120(P)

    0.4032 (0.4114)

    ○ ○

    150(P) 0.3662 ○ ○ ○

  • 47

    ■ ALC 투습과 결로와의 상관관계

    ● 동절기의 ALC 외벽을 고려하면 외측온도가 낮고 실내측 온도가 높게 되고 수증기압은

    외기측이 낮게 된다. 단위체적당 공기중에 포함할 수 있는 수증기량은 온도가 높을수록 크게

    되므로 벽체의 외기측 만큼 포화수증기압이 낮게 된다.

    ● 이때 외벽에 투습성이 적은 마감재를 사용하면, 아래와 같이 마감 내외에 큰 수증기압의 차가

    생긴다. 이 수증기압이 포화수증기압보다도 크게 되는 부분에서는 공기중의 수증기로서