목재는 좋지만 까탈스런 재료, 건조목재가 기본 옵션

이동흡 동국대학교l승인2019.11.18 14:17

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최근 기후변화 해법으로 목조건축이 주목을 받으면서 대형 건축물이나 고층 공동주택으로 빠르게 확대되고 있다. 국내에서도 국립산림과학원을 중심으로 2016년 수원시에 완공한 4층, 4500제곱미터의 대형 목조연구동과 2019년 영주에 준공한 5층, 19.1미터 높이의 고층 공동주거시설 한그린 목조관이 이러한 변화를 이끌고 있다. 그렇다 목재는 생물자원이므로 목구조는 건설에 필요한 에너지 소비가 강구조나 콘크리트 구조보다 훨씬 적다. 또한 목부재의 재활용이나 재사용이 용이하므로 환경과 공생한다. 더욱이 탄소를 장기간 저장하는 수단으로 지속가능한 지구환경 개선을 위해 함께 가야 할 가장 훌륭한 건축재다. 목조건축에 붐이 일고 있는 것은 매우 당연하고 바람직한 현상이다. 목재가 첨단 건축 재료로 자리 잡으면서 기존의 콘크리트, 철강, 조적(벽돌)과 기본적으로 재료적인 성질이 다르다는 점을 알아둘 필요가 있다.
첫째, 목재는 유기물이기 때문에 주변의 기후조건과 동일해질 때까지 끊임없이 수분과 반응하면서 수축과 팽창을 반복한다는 점이다. 이 과정에서 갈라짐, 뒤틀림, 휘어짐 등의 변형을 일어난다. 그러므로 목구조를 다른 구조와 동일하게 취급하면 하자의 원인이 된다. 목재는 나이테에 따라 방사 방향, 접선 방향, 섬유 방향으로 수축률이나 팽창률이 각각 다르다. 생재에서 건조 상태까지 접선 방향으로 평균 8%, 방사 방향으로 약 4%, 섬유 방향에서 0.2~0.4%가 줄어든다. 방향에 따라 수축에 일관성이 없기 때문에 목재가 건조될 때 일그러짐과 갈라짐이 일어난다. 수축에 의한 갈라짐과 일그러짐을 사전에 방지하자면, 주변 기후에도 수분 증가와 감소가 없는 평형상태까지 함수율을 조절해줘야 한다. 그래야 치수나 형태가 변하지 않는다. 이것이 건축에서는 목재의 수분 변화를 우선적으로 고려해야 한다고 주문하는 이유다. 극단적인 예로 건조가 충분하지 않은 목재를 사용하면 수분의 변화에 따라 건물의 바깥쪽이 중앙보다 가라앉을 수도 있다. 3층 이상의 목조건축에서 수축이 누적되면 마감, 개구부, 기계·전기·배관 시스템 및 구조 연결의 기능과 성능에도 영향을 미칠 수 있다. 또한 목재가 접선 방향으로 크게 수축하기 때문에 단면이 큰 목재는 갈라짐이 발생할 수도 있다. 건조가 까탈스럽지만, 일단 건조가 되고 나면 강도가 증가한다는 득템이 있다. 목재를 생재 상태에서 함수율 12~15%까지 말리면 목재의 압축강도나 휨강도는 약 2배가 증가한다. 목재의 인장강도는 함수율이 6~12%일 때가 가장 높다. 그러므로 건축에는 건조목재를 사용해야 한다. 하자도 자연적으로 줄어든다. 주택 벽의 틈새나 균열, 주름, 마루, 창호 불량 등이 없어진다. 또 건조목재는 주택의 기밀성이나 보온성도 좋게 한다. 목조건축이 신뢰를 바탕으로 더욱 성장하려면 건조목재와 뗄 수 없는 절친한 사이가 되어야 한다. 그러나 일부 소비자 중에는 건조목재가 저절로 되는 줄 알고 비용 지불 없이 무임승차를 하려고 한다. 건조를 하자면 장치와 에너지가 필요하다. 건조 비용은 건축비의 2% 내외다. 목재의 강도가 대폭 강해지는 것, 공기가 단축되는 것, 주택의 하자 원인이 줄어들고 내구성이 향상되는 것을 생각하면 건조목재 사용으로 얻는 종합적인 메리트가 크다. 이제는 건조목재의 시대다. 목재의 수축을 추정하고 건물 성능에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 목조건축 설계에서는 반드시 건조목재의 조건을 명시해야 한다.

이동흡 동국대학교  heub2575@gmail.com

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