【집 짓기】 우리 집, 어떤 건축구조로 지을까 ③-목조주택
건축구조는 건축물의 하중을 지지하는 기능을 어떤 재료가 담당하느냐에 따라서 구분한다. 그러므로 목조주택의 정의는 골조, 즉 주요 구조 부재部材가 목재로 이뤄진 주택이다. 국내 목조주택의 건축 건수는 2014년 1만 3천 동, 2015년 1만 5천 동, 2016년 1만 7천 동으로 매년 꾸준히 증가하는 추세다. 아파트라는 거대한 철근콘크리트 숲에서 살아온 사람들이 목조주택을 짓고자 하는 이유로 건강성과 미관성을 꼽는다. 최근엔 자재의 발달로 고정관념을 깬 다양한 목구조가 등장하고 있다.
글 윤홍로 기자
목구조는 인류의 주거 문화와 함께 발전해 온 우리에게 가장 친숙한 주거 형태의 하나다. 서구식 목구조는 14∼16세기엔 목재의 아름다움과 특성이 잘 표현된 기둥-보 방식으로 발전했다. 16∼18세기엔 세계열강의 신대륙 개척, 그리고 19세기엔 산업혁명을 계기로 오늘날과 같은 다양한 형태의 경량(골) 목구조로 발전해 왔다. 그리고 20세기에 들어서면서 혁신적인 건축 소재의 개발과 목재의 과학적인 연구를 통해 공학목재(Engineer Wood)를 이용한 친환경성에다 실용성, 경제성까지 갖춘 목조주택으로 발전하고 있다.
서구식 목구조는 목재의 규격 및 중량, 주택을 짓는 방식에 따라 크게 통나무구조, 기둥-보 구조, 가구식구조, 경량 목구조로 구분할 수 있다. 현재 가장 많이 지어지는 방식이 경량 목구조(발룬 구조)이다.
우리나라엔 1980년대 후반부터 보급되기 시작했다. 그 배경은 경제 성장에 따른 국민소득 증가로 보다 나은 주거 환경을 추구하려는 욕구가 점점 커지면서 자연스럽게 목조주택에 대한 관심이 높아진 것에서 찾을 수 있다.
경량 목구조는 북미지역에서 가장 일반적인 주거용 주택 건축 방법이다. 공법은 크게 발룬Ballon 구조, 플랫폼Platform 구조, 기둥-보 구조 등이 있다. 한편, 기둥-보 방식의 원리와 같지만, 구조재를 통재(Heavy Timber)로 사용하는 중목구조도 있다.
오늘날 널리 사용되는 플랫폼 구조는 화재 발생 시 취약한 내화 성능과 시공 시 열악한 작업 성능을 가진 발룬 구조를 보완한 공법이다. 두 단계의 시공 과정을 거치는데, 먼저 콘크리트 기초 위에 1층의 평탄한 면이 설치된다. 이때 평탄한 면은 내력벽과 비내력벽의 조립과 설치를 위한 작업장으로 쓰인다. 2층일 경우 2층의 플랫폼은 1층 벽체 위에 새로운 평탄면을 형성하면서 설치된다. 마지막으로 2층 벽체 상부에 지붕의 서까래와 천장틀을 지지하게 된다.
골조를 만들기 위해 규격재, 즉 2인치(38㎜) 두께에 12인치(286㎜)까지의 너비를 갖는 제재목과 이에 상응하는 치수의 공장에서 제조된 목재를 사용한다. 이러한 구조 부재들은 벽, 바닥 및 지붕의 강성을 증가시키기 위해 덮개재료들과 함께 시공된다. 일반적으로 구조 부재들은 60㎝ 이하의 간격으로 배치된다. 특정한 하중 조건 하에선 경골 트러스, 공장 제조 목재 I형 장선 또는 단판 적층재(LVL)와 평행 적층재(PSL) 그리고 집성재와 같은 구조 부재들을 포함하는 공학목재 제품들이 구조 부재로 사용되기도 한다. 매우 넓은 빈 공간이 요구되는 경우 경량 목구조 부재들이 기초구조까지 하중을 직접 전달하는 대단면 보나 기둥 등과 함께 사용되기도 한다.
인제 저에너지하우스에 숨은 자재
목구조 하면 너비가 2″×4″∼12″인 규격재를 사용하는 경량 목조주택을 생각하기 쉽다. 하지만 요즘엔 공학목재를 사용한 다양한 시도가 이뤄지고 있다. 그중 하나가 로가건축에서 설계 시공한 인제 저에너지 하우스이다. 여기엔 어떤 자재들이 적용됐는지 살펴보자.
자료제공 로가LOGA 031-425-3133 www.ok9999.co.kr
일반 목조주택의 경우 구조를 2″×6″ 규격재로 하고, 그 사이를 단열재로 채우는 것이 일반적이다. 하지만 그보다 더 두껍게 단열을 하려면 목재의 비용이 상당히 상승하게 된다. 그러나 I-joist의 경우 30㎝ 두께의 벽체를 구성하고, 그 사이를 목섬유로 꽉 채우기에 단열은 완벽하게 하면서 목재의 사용을 줄여 경제적일 수 있다. 중부지방에서 패시브하우스를 구현하기 위해선 2″×6″ 구조재에 유리섬유로 단열하더라도 외단열 등을 추가해야 하므로 경비가 아주 싼 것도 아니다. 인제 주택의 경우 지붕에 조금 더 완벽한 단열을 위해 36㎝ 두께의 I-joist를 사용했다.
독일 Stieco사에서 만든 Stieco Zell이라는 제품이다. 셀룰로스처럼 벽체에 부직포를 치고 구멍을 내, 그 틈으로 목섬유를 충진기로 불어 넣어 고밀도로 채우는 방식이다. 손으로 만져 보면 나무를 갈아서 만들었다고 보기 어려울 만큼 솜처럼 부드럽다. 열전도율로만 보면 다른 단열재와 비슷한 수준이지만, 이것은 나무를 그대로 갈아서 만드니 훨씬 친환경적이다. 단열 성능으로만 보면 스티로폼처럼 생긴 제품들이 수치상 조금 더 낫지만, 이 목섬유는 습기를 머금었다 뱉었다 하는 습도 조절 기능이 있어서 우리나라처럼 무더운 여름에 훨씬 더 적합하다. 그래서 결로에도 강하다.
다른 목조주택에선 대개 OSB 합판을 붙이는 게 일반적이지만, 인제 주택은 1인치 두께의 목보드를 붙였다. 이 보드는 단열은 물론 습기가 통하면서 방수도 된다. 목섬유를 압축해서 만들어 환경과 건강에 무해하다. 물론 내벽에 사용하는 보드도 OSB 합판이 아니라 E0급 보드들이다. 인제 주택은 목보드 자체가 방수성이 있지만, 더욱 확실히 하기 위해 그 위에 방투습지를 치고 외장재를 덧댔다.
