석재 분진·집진 기능 있는 외장석재 설치공법 김정현 기자 입력 2024-08-13 (화) 14:16  석재 분진·집진 기능 있는 외장석재 설치공법 건식 바닥확대면 홀 형성 기기와 돌출형 스프링 앵커볼트 앵글세트 활용 석재 홀 형성 과정에서 발생하는 석재분진을 집진하는 기능이 있는 외장석재 설치공법이 나왔다. 이 공법은 건식 바닥확대면 홀 타공기를 사용하여 바닥확대면 홀을 형성하면서 여기에 고정부와 가압부로 나누어진 스프링이 장착된 돌출형 스프링 앵커볼트를 삽입한 후 시공된다. 이를 통해 석재의 적층시공을 방지할 수 있다. 또한 신기술은 상대변위 대응 기능이 있는 반전 앵글세트를 이용한다. 때문에 석재 타공시 발생되는 분진을 집진하여 제거할 수 있으며 에폭시 본드류 사용을 배제하고 기계적 연결구조의 외장건식 공법을 구현하여 내진성능을 강화했다. ㈜대동에스앤티가 개발한 석재 분진 집진 기능이 있는 건식 바닥확대면 홀 형성 기기와 돌출형 스프링 앵커볼트 및 상대변위 대응 기능이 있는 앵글세트를 이용한 외장석재 설치공법은 이러한 기술력을 인정받아 건설신기술 제928호로 지정됐다. 보호기간은 2030년 3월 30일까지 8년이다.  ■ 기술개발자 · ㈜대동에스앤티 경기도 포천시 영북면 야미리 261 www.spring-anchor.com ■ 건설신기술 제928호 보호 기간 : 2022. 3. 31. ~ 2030. 3. 30. (8년) 석재 분진 집진기가 부착된 건식 바닥확대면 홀 형성기 신기술은 크게 ▲석재 분진 집진기가 부착된 건식 바닥확대면 홀 형성기, ▲돌출형 스프링 앵커, ▲반전앵글로 구성된다. 석재분진 집진기가 부착된 건식 바닥확대면 홀 형성기는 초경(Hardmetal Bit)을 사용한 건식 공정으로 홀 형성 시간을 단축할 수 있으며 비용을 절감하여 경제성을 강화했다. 돌출형 스프링 앵커는 고정스프링과 확장스프링으로 구성되며 고정부와 가압부로 나누어진다. 부정형 바닥확대면 홀에서 우수한 인발 성능을 유지할 수 있다. 반전앵글은 석재 적층 시공을 방지하고 우수한 상대 변위 성능을 유지하는데 도움을 준다. 특히 신기술은 기존공법에서 인접한 상부 석재 패널에서 하부 석재 패널로 하중이 전달되도록 시공되는 적층 시공의 문제로 인한 하부 석재와 꽂음촉 접합부의 국부 파손 및 석재 탈락 사고를 방지한 내진부를 구비한 외장재 고정 시스템이다. 기계적 연결구조, 석재 파손·탈락 문제 해결 신기술은 동적 내진성능 시험에서 변위량 150mm 층고 대비 백문율 3.75% 변위까지 외장재인 석재 탈락이 발생하지 않았으며 150mm 변위까지 하지철물 및 연결부에서 이상이 발생하지 않았다. 시공절차를 살펴보면 먼저 바닥확대면 홀 형성 작업을 한 후 스프링앵커 및 반전앵글을 조립한다. 그 후 구조체 세트앵글을 설치하고 석재를 설치하여 시공이 완료된다. 신기술은 KT 송파지사 개발사업, 플립커뮤니케이션즈 사옥 신축공사, 삼척 국방연구소, 세종복합개발, 송파하비오 호텔 신축공사 현장 등에서 활용됐다. 이처럼 신기술은 기존 석재 설치 공법에서 발생하는 오 시공으로 인한 석재 파손 탈락 문제를 해결하기 위해 기계적 연결구조의 내진 성능이 확보된 독창적인 석재 시공 공법을 개발했다. 아울러 기존 석재 시공 과정에서 발생되던 석재의 분진을 포집 처리하는 기술을 적용하여 건설현장에서 발생하는 미세 먼지 절감에 앞장서고 있다.  국토교통부, 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 개정 이러한 석재는 외장 마감재로 매우 광범위하게 사용되고 있다. 석재는 다른 마감재인 알루미늄이나 유리 등에 비해 색상과 디자인을 다양화할 수 있을 뿐만 아니라 내구성이 우수하고 경제적이다. 이에 따라 석재는 외장뿐만 아니라 공용 부위 인테리어 벽체 마감 등에서 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 외벽에 설치되어 있는 석재는 탈락하여 낙하하는 경우에 공공의 안전을 위협하는 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 지진 등으로 인한 석재의 붕괴사고 뿐만 아니라 석재가 탈락하여 자동차가 파손되는 등의 사례가 사회적 문제로 대두되면서 외장 석재 건식 시공의 중요성에 대한 인식이 개선되기 시작했다. 이에 따라 국토교통부는 「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」을 개정하여 건축 비구조 요소 중 외장 석재에 대한 내진설계 규정을 적용하도록 의무화하는 등 석재의 구조 안전성 강화를 위해 다양한 노력을 추진하고 있다. 석재 분진 포집 처리, 미세먼지 절감 ‘앞장’ 또한 현장에서 석재를 가공하는 과정에서 발생하는 석재의 분진은 건설 현장에서 발생하는 미세 분진의 주요한 요소 중 하나다. 그러나 현장에서 석재 가공 및 절단 작업을 할 때 아무런 방호 조치 없이 작업하게 되면 석재 분진이 대기 중으로 비산 방치된다. 또한 석재 작업자는 밀폐된 공간에서 그라인더를 사용하여 석재를 가공하는 과정에서 고농도의 석재 분진에 노출될 위험성이 있어 진폐증 발생 원인 중 하나로 작용하고 있다. 석재 분진 중 유리규산은 암을 유발시키는 1급 발암물질을 포함하고 있다. 시공기술자 고령화 심화, 석재 외벽 시공 안전성 ‘위협’ 기존의 석재 건식 설치 공법은 작업자의 숙련도에 따라 품질이 결정된다. 꽂음 촉/T형 공법은 작업자의 경험에 의존하여 석재의 꽂음 촉이나 홈을 가공하며 작업자가 꽂음 촉을 임의대로 빼버리거나 절단하고 단순 에폭시로 접착 후 시공할 수도 있다. 여기서 주재와 경화재를 혼합하여 에폭시 등을 배합할 때 작업자의 숙련도가 부족한 경우 인접한 상부 석재 패널에서 하부 석재 패널로 하중이 전달되는 적층 시공이 이루어지는데 이로 인해 석재 하부 지지 구조 처짐이 발생하고 하부 석재와 꽂음 촉 접합부의 국부 파손 및 탈락 사고로 이어질 수 있다. 그럼에도 불구하고 국내 시공 기술자는 고령화가 심화되고 있으며 석재 외벽 시공에 대한 지식이 부족한 외국인 노동자가 이 자리를 메우고 있다. 또한 저가 수주에 따른 석재 설치 시공의 외주화가 급격히 진행되고 있어 안전성을 위협하고 있다.  돌출형 스프링 앵커 삽입, 건식 그라인더 및 에폭시 사용 배제 이에 따라 ㈜대동에스앤티는 석재 분진 집진 기능이 있는 건식 바닥확대면 홀 형성 기기와 돌출형 스프링 앵커볼트 및 상대변위 대응 기능이 있는 앵글세트를 이용한 외장석재 설치공법을 개발했다. 이 공법은 기계적 연결구조로 이루어진 내진설계가 확보된 석재 외장건식 설치 공법이다. 작업자의 숙련도와 상관없이 기기의 사용을 통해 일정한 규격의 바닥확대면 홀을 손쉽게 형성할 수 있다. 여기에 에폭시의 사용이 필요없는 돌출형 스프링 앵커를 삽입 고정하고 석재의 적층 시공을 방지하는 반전 앵글을 연결하여 기계적 안전 구조를 구현했다. 특히 신기술은 기존 공법에서 사용되는 건식 그라인더를 이용한 절개과정이 필요 없으며 건식 바닥확대면 기기에 의해 홀 형성 작업이 진행되어 그라인더에 의한 부상 등의 위험성을 배제하였으며 석재 가공 중에 발생하는 석재 분진을 포집 회수하여 석재 분진에 의한 작업자의 안전성 위험을 최소화 했다. 석재 가공 작업 효율화, 시공기간 12% 단축 특히 건식 바닥확대면 홀 형성 기기는 석재의 배면에 전용 드릴 비트를 이용하여 바닥확대면 홀을 형성한다. 건식 바닥확대면 홀 형성 타공 기기는 드릴 비트가 일정한 각도로 움직이면서 균일한 규격 및 깊이의 바닥확대면을 형성한다. 이 때 석재의 두께에 따라 바닥확대면의 깊이를 조정할 수 있다. 석재 홈 가공 시간 측정 결과 신기술은 8분 30초 동안 언더컷 홀을 36개소 개공할 수 있다. 석재 홈 가공 공정이 기계화 단순화되어 석재 앵커를 고정하기 위한 석재 홈 가공 효율이 기존 기술보다 약 3배 높은 것으로 나타난 것이다. 또한 석재 600×1150×30T 각 3장의 석재 홈 절개 시간 측정 결과 신기술은 석재 바닥확대면 홀 형성 및 스프링앵커 반전 앵글 설치 과정을 포함한 소요시간이 540초 나타났다. 기존 기술 대비 165초를 절감할 수 있는 것이다. 기존 기술에서는 첫단 설치를 위해 에폭시를 배합하고 에폭시 접합 설치하는 과정에서 추가적인 시간을 필요로 하였으나 신기술은 이를 배제하여 시공성을 확보했다. 이에 따라 신기술은 석재 가공 작업 등의 효율화로 시공기간을 약 12% 단축할 수 있다. 또한 신기술은 기계적 연결 구조로 구조 안전성이 우수하여 하자 발생요인이 적어 유지관리비를 절감할 수 있다. 지금까지 살펴본 바와 같이 ㈜대동에스앤티가 개발한 석재 분진 집진 기능이 있는 건식 바닥확대면 홀 형성 기기와 돌출형 스프링 앵커볼트 및 상대변위 대응 기능이 있는 앵글세트를 이용한 외장석재 설치공법은 공공기관과 아파트 등 외부 건식 석재가 설치되는 국내외 외장석재 건설현장에서 활발히 적용될 것으로 기대된다. 김정현 기자 |
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