['19년 2월호 특집 4] 목조주택의 오해와 진실 10가지

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['19년 2월호 특집 4] 목조주택의 오해와 진실 10가지

2019년 2월 25일 (월) 00:00:00 | 지면 발행 ( 2019년 2월호 - 전체 보기 )

목조주택의 오해와 진실 10가지

많은 건축구조 중 인류의 역사와 함께해 온 목구조. 시대와 사회 환경에 맞춰 진화해오면서 정체성 논란을 비롯해 새로운 목구조 공법에 대한 인식 부족과 기술력 부재로 갖가지 시행착오를 겪기도 했다. 이제 <소규모 건축 구조기준>에 목구조 편이 제정되면서 정품 자재를 정량 사용한 매뉴얼 시공이 뿌리내리고 있다(한옥은 제정 진행 중). 하지만, 목구조에 대한 인식 부족은 여전히 목조주택의 보급 활성화에 걸림돌이 되고 있다. 그래서 목구조의 오해와 진실 10가지를 뽑아보았다.

글 이상현 기자 | 취재협조 국립산림과학원

Q 목구조는 화재 시 매우 위험하다

두께가 얇은 판재에나 해당한다. 목구조를 제대로 파악하고 설계 및 시공했다면, 목조주택은 화재 발생 시 여타 구조에 비해 안전하다. 구조재로 사용하는 목재는 표면에 불이 붙는 착화 온도가 매우 높으며, 화재가 발생해도 표면만 탄화되고 목재 내부는 탄화된 부분이 공기 유통을 차단하므로 산소 부족으로 타지 않는다. 목재보다 오히려 철이나 알루미늄이 열에 연화軟化(단단한 것이 부드럽고 무르게 됨)되기 때문에 400℃에서 5분 이내에 강도가 40% 이하로 떨어져 붕괴 위험이 매우 높다.

참고로 목재가 타기 시작해 표면이 검게 되는 것을 탄화층이라고 한다. 이 탄화층은 열과 산소가 잘 전달되지 않으므로 타는 속도도 매우 완만하다. 일정 두께를 갖고 있는 목재의 연소 속도는 1분에 0.6㎜ 정도로 굵은 기둥이나 보라면 30분간 불에 타더라도 표면에서 18㎜ 정도밖에 타지 않으므로 내부는 건전한 상태로 남아 있다. 또한, 실내에서 화재가 발생하면 마감재나 가구·전자기기 등으로 먼저 번지고, 그 다음에 벽으로 번진다. 목조주택은 이를 방지하고자 내측 구조재 위에 불연성 석고보드를 두 겹 설치하고 있다.

또한, 화재 발생 시 폴리아미드, 폴리우레탄, 멜라민수지, 폴리에틸렌, 에폭시수지 등 석유화학제품 원료인 내장재에서 발생하는 시안화수소, 에틸렌, 메탄 등의 유해 가스가 인체에 치명적이다. 하지만 목재는 연소 시 소량의 일산화탄소와 1500㎎/g 정도의 이산화탄소를 배출할 뿐이며, 인체에 치명적인 유해 가스는 발생하지 않는다.

Q 목구조는 지진에 쉽게 무너진다

강도를 비중으로 나눈 것을 ‘비강도’라 한다. 비강도가 클수록 가벼우면서 강한 재료다. 목재의 인장 비강도는 콘크리트의 약 225배, 철의 4.4배이고, 압축 비강도는 콘크리트의 9.5배, 철의 2.1배이며, 휨 비강도는 콘크리트의 약 400배, 철의 15.3배이다. 지진 등에 위해 건물이 받는 진동에너지는 건물의 중량에 비례한다. 무거운 철근콘크리트구조보다 목조주택이 지진에 잘 견디는 것도 이 때문이다.

2009년 일본방재과학기술연구소(NIED)와 미국 콜로라도대학연구팀, 심슨 스트롱타이Simpson Strong-Tie가 6층 목조건물로 진도 7.5의 가상 지진으로 내진 성능실험을 진행했다. 건물 내부에 조명 및 테이블 의자 등을 배치했다. 40초 동안 이어진 실험에도, 이 목조건물은 무너지지 않고 버텨냈다.

격자형 짜맞춤 구조로 지어지는 목구조는 목재가 부재와 결합되면서 자재 자체의 내력보다 약 12배의 구조내력을 발휘하며, 최근에 연결 부분에 철재를 겸하거나 I-JOIST 같은 공학목재를 사용해 내구성을 높이는 추세다.

설사 구조재가 무너졌다고 하더라도 목재 연결 부분이 서로 지탱하며 사람이 대피할 수 있는 공간이 상대적으로 많이 생긴다. 콘크리트 구조물은 벽체나 슬래브 전체가 무너져 대피 공간이 상대적으로 적다.

국내 최초 4층 규모 목조 건축물로 지은 경기도 수원에 있는 국립산립과학원 연구동(사진: 박영채 작가)

Q 목구조인데 구조재가 안 보인다

건축구조는 건축물의 하중을 지지하는 기능을 어떤 재료가 담당하느냐에 따라서 구분한다. 그러므로 목조주택의 정의는 골조, 즉 주요 구조 부재가 목재로 이뤄진 주택이다. 목구조는 보통 중목구조, 경량 목구조, 한옥(<건축법 시행령>상 목구조 및 일반 한식 목구조 포함), 통나무 구조 등으로 나뉜다. 통나무와 한옥을 제외한 중목구조와 경량 목구조는 뼈대를 세우고 겉과 안쪽에 외벽과 내벽을 세우기 때문에 목조주택임을 알아보기 어렵다. 스틸하우스(경량 철골조), ALC 등도 마찬가지다. 경량 목구조의 경우 오히려 (외벽의)뼈대가 보인다면 단열과 기밀에 문제가 생길 수 있다. 따라서 기본 골격이 아닌 추가로 목재를 설치해 인테리어나 익스테리어로 연출한 경우가 대다수다.

Q 목구조는 잘 썩고 오래 못간다

국가 중요무형문화재 74호 최기영 대목장은 “한옥은 천년 가는 건축물”이라고 말한 바 있다. 그만큼 목조건물은 수명이 길다는 뜻이다. 최 대목장은 “목재는 시간이 흐를수록 강성이 더해져 나무를 베고 나서 300년 후 최고의 강도에 달한다”고 말하기도 했다.

우리나라 최고의 목조 건축이라 불리는 경북 안동의 봉정사 극락전은 13세기쯤에 지어진 것이고 주변에 100년 넘게 건재한 한옥들이 이를 증명한다. 건식 공법에 따라 함수율을 측정하며 건축하고, 방수와 방충 처리 등 유지관리에 조금만 신경을 쓴다면 다른 구조보다 더 오래감에 틀림없다.

1200년대 초에 지은 것으로 추정되는 경북 안동 봉정사 극락전(국보 제15호). 1972년 보수공사 때 고려 공민왕 12년(1363)에 지붕을 크게 수리했다는 기록이 담긴 상량문을 발견했다.

Q 흰개미 등 해충에 치명적이다

나무를 갉아먹는 해충은 대부분 건조 과정에서 박멸된다. 흰개미 또한 주택을 건축하기 전 토양에 일정 간격으로 천공한 후 ‘비펜트린’을 희석한 살충제를 토양에 주입하고, 훈증 및 소독한 후 방충·방부된 자재로 건축하면 안전하다. 이때 수질 오염에 대한 방지는 필수다. 건축 후 흰개미가 발견됐다면 훈증 소독, 방충·방부제 도포, 바이팅 공법 등 다양한 방법으로 흰개미를 퇴치할 수 있다. 최근 산림청에서 독자 개발한 흰개미 방제용 트랩도 있다.

Q 공사비가 많이 든다

우리나라에서 주로 고급 주택은 철근콘크리트로 짓는데, 목구조의 골조 비용은 철근콘크리트와 비슷하다. 건축 공사비는 골조보다 주로 설계 내용, 마감재 및 설비 수준에 의해 결정된다. 한편, 경량 목구조는 여타 구조보다 골조비가 저렴한 편이다. 매뉴얼에 따라 조립식으로 짓기 때문이다. 게다가 대부분 규격화된 재제를 사용하기에 공기가 명확하고 짧아져 불필요한 인건비 상승도 막는다. 가격이 경제적이지 않다면 공사기간을 무리하게 단축했거나 고급 재료를 적용한 것일 수 있다.

Q 유지관리가 어렵다

목구조라고 특별하지 않다. 다른 구조와 기본적인 유지관리는 같다. 제대로 시공한 목조주택이라면 목구조가 썩지 않도록 물이 새거나 습한 곳이 없는지 확인하고, 평소에 환기를 잘 시켜주면 된다. 한국목조건축협회(www.kwca.or.kr)에 목조주택 유지에 관한 가이드가 있으니 참고해도 좋을 듯하다.

Q 바닥 충격음에 취약하다

목재 특성상 바닥 충격음을 완벽하게 차단하긴 쉽지 않다. 이때 몇 가지만 신경 쓰면 바닥 충격음을 최소화할 수 있다. 고성능 합판이나, 조이스트 테이프를 사용하고, 소음 방지 채널을 추가하면 충격음을 줄일 수 있다. 또한, 바닥 장선의 간격을 줄이고, 바닥과 장선 사이의 단열재를 높일수록 충격음은 적어진다. 여기에 딱딱한 마루보다 흡음성이 있는 바닥재로 마감한다면 더욱 줄어든다.

소음 방지 채널(사진제공: 투바이포 www.2x4.co.kr)

소음 방지 채널 설치 위치

Q 목조주택에 석면이 들어간다

우리나라는 정부에서 석면을 1급 발암물질로 지정하고 <산업안전보건법>에 따라 2007년부터 석면 사용량을 줄이기 작했다. 2011년

<석면안전관리법>이 제정됐고, 2015년 4월부턴 모든 분야에서 석면 함유 제품의 제조·수입·양도·제공까지 금지했다. 전문가가 아닌 자가 임의 철거 시 1천만 원 이하의 벌금이 부과될 만큼 엄격하게 관리하고 있다. 새로 짓는 주택이라면 구조와 상관없이 모든 재료에서 석면을 사용할 수 없다.

한편, 목구조의 스터드와 스터드 사이에 들어가는 단열재인 글라스울과 석면을 혼동하는 경우가 있다. 한때 글라스울이 인체에 유해하다는 말도 있었으나, 국제보건기구(WHO) 산하 국제암연구기관(IARC)에서 글라스울을 제작하는 미국 16개, 유럽 13개 공장 근로자를 대상으로 연구를 진행한 결과, 유해성을 찾지 못했다고 한다.

글라스울 시공(사진제공: 미래이앤씨)

Q 목구조는 춥다

목구조는 벽을 이루는 구조체 안에 공간을 꽉 메우듯 단열재를 넣는다. 따라서 같은 두께의 콘크리트 벽체와 비교했을 때 단열성이 더 높다. 목재는 건축재료 가운데 열전도율이 낮은 편에 속하며, 접합 부분 간 밀폐성이 뛰어난 편이다. 물론, 어떻게 시공하는지에 따라 단열 수명이 달라질 수 있다.