목재 구조물은 오래 지속되도록 만들어졌습니다.
수천 년 된 목조 건물이 세월의 시련을 견뎌온 것에서부터 현대의 점점 더 높아지는 목조 탑에 이르기까지, 목조 구조물은 튼튼하고 내구성이 뛰어납니다.
목조 건물은 수세기 동안 지속됩니다
내구성과 강도가 뛰어난 목재는 수십 년, 심지어 수백 년 동안 사용할 수 있는 탄력 있는 소재입니다. 하지만 콘크리트나 강철 같은 재료로 지은 건물이 목재 건물보다 오래간다는 오해가 여전히 존재합니다. 모든 구조재와 마찬가지로, 효과적인 설계가 중요합니다.
8세기 일본 사원, 11세기 노르웨이 목조 교회, 그리고 영국과 유럽의 수많은 중세 기둥과 보 구조 건축물을 포함하여 고대 목조 건물들이 오늘날까지 남아 있습니다. 이러한 오래된 목조 건물들은 문화적 중요성 외에도, 잘 설계되고 건축되고 유지 관리되었기 때문에 그 가치를 인정받고 있습니다.
롬 목조 교회, 노르웨이 | 사진 제공: 아르비드 호이다흘
오래된 것이 다시 새롭다
적절한 설계와 유지 관리를 통해 목재 구조물은 오랫동안 유용하게 사용할 수 있습니다. 내구성도 중요한 고려 사항이지만, 건물의 수명을 결정하는 것은 종종 새로운 용도에 유연하게 적응할 수 있는 능력과 같은 다른 요소들입니다. 실제로 한 연구에 따르면 사용된 구조 시스템과 건물의 실제 수명 사이에는 유의미한 상관관계가 없는 것으로 나타났습니다. 건물이 철거되는 가장 흔한 이유는 부동산 매매, 거주자 요구 변화, 그리고 용도 변경입니다. 내구성이 뛰어나고 재사용 및 재활용이 가능한 목재는 폐기물을 줄이고 변화하는 요구에 적응할 수 있습니다.
Leckie Studio Architecture + Design 제공 사진
나무는 어떻게 쓰러지지 않고 그렇게 높이 서 있을 수 있을까?
나무는 매우 튼튼해서 대부분의 경우 강풍에도 줄기와 가지가 부러지지 않습니다. 이러한 자연적인 강성은 나무의 고유한 특성에서 비롯됩니다. 나무는 부서지지 않을 만큼 유연하고, 부러지지 않을 만큼 단단하며, 자체 무게에도 휘지 않을 만큼 가볍습니다. 한 과학자는 이렇게 썼습니다. "어떤 인공 재료도 이 모든 것을 할 수 없습니다. 플라스틱은 충분히 단단하지 않고, 벽돌은 너무 약하고, 유리는 너무 부서지기 쉽고, 강철은 너무 무겁습니다. 무게 대비 나무는 아마도 모든 재료 중에서 가장 뛰어난 공학적 특성을 가지고 있을 것입니다. 그렇기에 우리가 건축물을 만드는 데 다른 어떤 재료보다 나무를 더 많이 사용하는 것은 놀라운 일이 아닙니다."
나무의 자연스러운 강도와 안정성
목재는 본래 강하고 가벼운 소재입니다. 나무는 바람, 날씨, 심지어 자연재해로 인한 엄청난 힘을 견딜 수 있습니다. 이는 목재가 길고 가늘며 튼튼한 세포로 이루어져 있기 때문입니다. 이러한 세포벽의 독특한 길쭉한 구조가 목재에 구조적 견고함을 부여합니다. 세포벽은 셀룰로스, 리그닌, 헤미셀룰로스로 이루어져 있습니다. 이러한 세포들이 목재 제품으로 전환되면 다른 건축 자재에 필적하는 강도를 유지하면서도 가볍고 민첩한 구조적 솔루션을 제공합니다.
결과적으로 목재 제품은 무게가 가벼우면서도 상당한 힘을 견딜 수 있습니다. 특히 나무결에 평행하게 압축력과 인장력이 가해질 때 더욱 그렇습니다. 예를 들어, 10cm x 10cm 크기의 더글러스퍼 한 장은 나무결에 평행하게 압축될 때 약 5,000kg의 하중을 견딜 수 있습니다. 건축 자재로서 목재는 강성이 뛰어나 마모나 파손되기 전까지 얼마나 휘어질 수 있는지를 나타내는 응력에 잘 견딥니다. 목재는 응력이 일정하고 규칙적인 구조물에 더 적합하며, 따라서 장기간 높은 하중을 견뎌야 하는 구조물에 적합합니다.
사진 출처: Nik West
엔지니어링 목재는 외부 적용에 적합한 선택입니다.
10년이 넘은 브렌트우드 타운 센터 역의 노출된 목재는 거의 새것처럼 보입니다. 역의 성능과 외관을 유지하기 위해 팀은 가마에서 건조되거나 가공된 목재만을 사용했으며, 목재가 휘어지고 배수되는 것을 방지하는 방식으로 역의 구조를 설계했습니다.
목조건축물의 처짐, 배수, 건조 및 내구성
목재 건물의 적절한 디테일링을 통해 물과 습기에 노출되는 것을 방지하면 부패나 곰팡이와 같은 문제를 예방할 수 있습니다. 목재 건물의 습기는 처짐, 배수, 건조, 내구성 있는 자재라는 네 가지 일반적인 전략을 통해 관리하고 부패를 방지할 수 있습니다.
처짐과 배수는 최전선 방어선입니다. 처짐 장치(예: 클래딩 및 창틀 플래싱)는 건물 외부의 눈, 비, 기타 습기를 차단하여 중요한 구역으로 물이 흘러내리지 않도록 합니다. 배수는 빗물 차단벽에 내장된 배수구처럼 건물 외부로 침투한 물을 최대한 빨리 제거합니다.
건조는 목재 건물의 환기, 공기 흐름, 그리고 통기성과 관련이 있습니다. 오늘날 고성능 목재 건물은 투수성을 유지하면서도 상당한 기밀성을 확보할 수 있습니다. 이렇게 하면 습기가 외부로 분산되어 결로 및 곰팡이 발생 위험을 최소화하고 단열 성능을 향상시킬 수 있습니다.
휘슬러 올림픽 공원 | 사진 제공: KK Law
습한 환경에 목재가 좋은 선택인 이유는 무엇입니까?
적절한 설계를 통해 많은 목재 제품과 수종은 높은 습도와 부식성 염, 묽은 산, 산업 가스, 해풍 등 다른 재료에 악영향을 미치는 여러 화학 물질 및 환경에 대한 내성을 갖습니다. 이러한 요인에 대한 내성 덕분에 목재는 수생 시설과 같이 습도가 높고 습기가 많은 건물에 적합한 경우가 많습니다. 목재는 흡습성이 있어 주변 공기와 끊임없이 수분을 교환하여 습도를 조절하고 실내 습도를 조절하는 데 도움이 됩니다. 수생 시설과 같이 습한 환경에 있는 목재 구조물은 습기로 인한 수축이나 뒤틀림을 잘 견딥니다.
자연적인 내구성과 부패 저항성
목재의 자연적인 내구성은 처짐, 배수, 건조와 더불어 추가적인 방어선입니다. 브리티시컬럼비아의 삼림은 서부 적삼나무, 황삼나무, 더글러스 전나무 등 자연적으로 내구성이 뛰어난 수종을 보유하고 있습니다. 이러한 수종은 추출물이라고 불리는 유기 화학 물질 함량이 높아 자연 상태에서 해충과 부패에 대한 저항성이 다양합니다. 추출물은 특정 수종의 심재가 변재를 심재로 전환하는 과정에서 심재에 자연적으로 생성되는 화학 물질입니다. 이러한 수종은 외벽, 데크, 펜싱, 지붕, 창틀과 같은 외장재에 적합하며, 자연적인 내구성 덕분에 보트 제작이나 해양 용도로도 사용됩니다.
목재 구조물은 오래 지속되는 성능을 제공하며, 세심한 디테일을 적용하면 화학 처리가 필요 없는 경우가 많습니다. 경우에 따라 목재가 외부 데크나 사이딩처럼 물에 노출되어 지속적으로 접촉하거나 목재를 뚫는 해충이 발생하기 쉬운 지역에 사용되는 경우 추가적인 조치가 필요할 수 있습니다. 여기에는 방부제 사용 및 고압 처리가 포함되어 부패 방지 효과를 더욱 강화할 수 있습니다. 점점 더 많은 설계자들이 화학 방부제 사용을 줄이거나 방지하는 혁신적인 디자인 솔루션과 보다 자연적인 목재 처리 방법을 선택하고 있습니다.
4대 원주민 파빌리온 | 사진 제공: KK Law
깊고 윤기 있는 숯이 아름다움과 강인함을 선사합니다.
높은 목재 시범 프로젝트인 목재 혁신 및 디자인 센터는 자연 풍화되고 그을린 서부산 적삼나무로 마감되어 있습니다. 이는 18세기 일본에서 유래된 '쇼우 스기 반(shou sugi ban)'이라는 보호 기법입니다. 독특한 미적 감각으로 많은 사랑을 받는 이 기법은 목재에 깊고 윤기 나는 숯검정색을 입히는 동시에 곤충, 불, 날씨에 대한 내구성을 높여줍니다.
목재 혁신 및 디자인 센터 | 사진 제공: Brudder 프로덕션
게시 시간: 2025년 4월 5일
