1.목재의 일반적 성질
[1] 열전도유리 낮고 절연 흡음 물질이다.
[2] 향기난 휘발성, 아르답고 따듯한 느낌을 준다.
[3] 친환경적이 자대이고 생산 및 페기 비용이 적게 든다.
2.목재의 구조
줄기는 나무를 지탱해주고 양분과 물의 이동통로 역할을 한다. 그리고 나무의 줄기는
나뭇잎을 햇빛이 잘 드는 높은 곳가지 올려주고, 나뭇잎이 땅에 사는 동물의 먹이가 되앟도록 한다. 나무줄기는 양분이나 물의 통로뿐만 아니라 곤충 곰팡이 기생식물의 서식지로 중요하다.
[1] 변재; 뿌리가 빨아올린 수분을 앞으로 운반한다. 세포가 노화되면 변재는 심재가 된다.
[2] 심재; 나무를 지탱하는 부분, 죽어있는 조직이지만 부패하지 않도록 다른 층의 보호를 받고 있다.
[3] 형성층; 두께가 불과 세포 1개분으로 잔가지 끝부터 뿌리까지 나무 전체를 싸고 있다.
나무는 여기서 생장한다.
[4] 체관; 나무의 전체에 당분을 운반한다.
[5] 수피; 수분과 해충의 침입을 방지한다. 강한 열이나 추위로부터 나무를 보호한다.
3. 목재의 차음성능
[1] 목재는 다른 재료에 비하여 비중이 작고 진동에 의해 큰 매부마찰을 일으키기 때문에
진동에 대한 우수한 성질을 갖게 되며 기계의 받침대, 손잡이 등의 진동 흡수제로 그리고 악기의 재료로 이용된다.
[2] 목재에 음이 투시되면 목재에 의 한 반사, 흡수, 투과가 일어나게 되는데 음이 흡수되는 때에는 목재 중의 진행 음파에 대하여 점성저항이 작용하여 음양 에너지는 목재 구성요소의 진동에너지나 열에너지로 바뀌게 된다. 목질 재료는 다른 재료에 비해 장재로서 흡음성이 높은 이점이 있다.
4. 목재의 단열 성능
[1] 목재의 열 전도성이 다른 물질에 비해 낮다고 하는 것은 열을 천천히 흐르게 한다는
말과 같다. 주전자 손잡일르 흑단목으로 만드는 것은 목재가 열을 차단하는 성질을 이용한 것이다.
[2] 목조건물은 콘트리트 건물보다 여름에는 2⁰c 정도 낮고, 겨울에는 4⁰c 정도 높다는 연구 결과도 있다.
[3] 철골구조가 화재 시 쉽게 붕괴하는 것과는 달리 대경재를 사용한 목구조는 오랜 시간을 버틸 수 있다.
[4] 4인치 두께의 미송 목재와 같은 단열 효과를 얻기 위한 콘크리트의 벽 부께를 산출해 보면 60인치 두께가 되어야 한다.(열저항 값- 목재:0.8, 콘크리트;5.0)
5. 목재의 내화성
[1] 목재의 강철의 내화성 비교 시험결과, 화재시 400⁰c에서 목재의 연소속도는 1분에 0.6센티 정도인데, 이는 30분간 불에 타도 표면에서 18미리 정도밖에 타들어 가지 않는다는
뜻이다. 반면 강철재질은 5분도 지나지 않아 강도가 50% 이상 줄어 목재의 20%에 훨씬 못 미친다.
[2] 목재 건물이 불에 강한 이유는 ‘굵은 나무기둥으로 만들어진 목조주택의 경우 탄화층에 열전달이 잘되지 않으며, 산소전달이 쉽지 않아서 불에 연소하는 속도가 느려지기 때문이다.
[3] 주거 내장재의 많은 부분이 가공성이 용이한 석유화학 제품을 원료로 한 폴리아마이드, 폴리우레탄, 멜라민수지, 폴리에틸렌, 에폭시수지 등을 사용하고 있는데 이들은 화재 시 유독가스를 발생시킨다. 그러나 목재는 연소 시 소량의 일산화탄소와 이산화 탄소를 배출할 뿐이며 치명적인 유해 가스는 발생하지 않는다.
6.함수율
[1] 함수율은 목재가 수분을 포함한 정도를 나타내는 수치로, 목재가 함유한 수분 무게에 대한 전건 목재의 중량 비률로 정의되고, 백분율로 표시된다.
[2] 함수율의 정확한 조적은 목재의 정확한 치수가 요구될 때 매우 중요하다.
[3] 목재는 길이 방향으로 수축률이 작각 방향으로 수축률이 크다.
[4] 생나무의 함수율은 완전 건조 목재의 중량미로 60~150%
①구조재의 함수율: 18~24%
②마감, 가구재의 함수율;13~15%
7. 목재의 수축 및 팽창
[1] 목재의 수축은 두께 및 폭 방향(나뭇결의 수직)으로 수축한다.
[2] 평형 함수율에 도달할 때까지 수축한다.
* 평형 함수율: 주위 온도와 습도에 관련하여 목재가 더 이상 수분을 흡습, 방습하지
않게 상태의 함수율(8~12%]을 말한다.
[3] 섬유포화점: 목재 섬유 간극수만 완전히 증발된 상태이다.
[4] 기건상태; 목재를 자연 건조해 공기습도와 평형 상태를 이루는 것으로 목재의 건조,수축이 정지되는 이상적 상태이다.
8. 건조에 따른 목재의 변화
[1]할열; 섬유 방향으로 갈라지는 것으로 폭의 1.5배까지 허용
[2]윤할; 나이테 방향으로 터지는 것
[3]옹이; 일률적으로 잘 분포된 옹이는 일정 치수를 초과하지 않을 경우 허용
[4]뒤틀림; 휘거나 비틀리는 등의 기형으로 변형되는 것
[5]찌그러짐;급한 건조에 따라 물의 장력에 의해 세포 일부가 납작하게 되는 것
9. 침엽수와 활엽수
[1] 침엽수 -구조재, 장식재
① 잎이 좁고 단단한 바늘 모양 ② 목질이 물러서 연목재라고 함
③가볍고 나뭇결이 고움 ④구조재로 쓰기 좋은 자재
⑤종류; 소나무 ,전나무, 잣나무, 낙엽송, 삼나무
[2] 활엽수 - 가구제작 .실내장식
①잎이 넓적하고 목질이 단단함 ②단단하고 무늬가 아름다움
③세포의 길이가 짧고 세포벽이 얇아 재질이 치밀하나 부러지는 성질이 있음
④느티나무, 오동나무, 단풍나무, 밤나무
10. 방부목
[1] 외부 사용을 목적으로 화학 방부 처리하여 기초 위 토대나 테크재, 외장 마감재로 목재
[2]방부처리 방식; 가압, 침전, 도포 등
[3]방부처리 약품
①C.C.A: 크롬, 구리, 비소를 주JD분으로 방부성능이 가장 우수마며 용탈이 적다.
-일반소각 불가
②A.C.Q; 구리, 알칼 암모늄을 주성분으로 미국이나 캐나다에서 주거용으로 많이 사용 중이며 ,철 부식성이 있음
③비소; 구리, 붕소, 테부코나졸을 주서분으로 소각과 매립이 가능하며 북유럽에서 많이 사용
[4]수종
①Hem Fir; 기초 토대용, 데크 구조재 등으로 많이 사용
②Red Pine; 데크상판, 트림재 등으로 많이 사용
③S.P.F;SE급 이사의 구조재를 방부하여 사용하지만 ,방부성능이 저하됨
④천연방부목; Western Red Treted, 방갈라이, 멀바우, 자라목 등 활엽수 계통
[5] 외관 특징
①Comb; 목재의 한 면에 골이 파진것
②Incising(PT:Preasure Treted) ; 균질한 방부재의 침윤층을 얻기 위해 방부액 주입전에 목재 표면에 나뭇결 방향으로 가고 가는 흠집을 내는 것으로 2*8 이상과 4" 이상의 두꺼운 적용
③Edge Round: 방부목 데크 양쪽 끝 부분을 라운드 처리해 놓은 것
[6] 방부목 사용
① H1;건조한 실내조건 , 방충성, 변색오염균 방지성능이 필요한 환경
② H2;비나 눈을 맞지 않는 조건에서 결로는 발생하나 흰개미 피해가 없는 환경
③H3; 눈 비를 맞는 곳 , 흰개미 피해가 우려되 환경- 비소가능
④H4;땅에 묻히거나 콘크리트와 접하는 환경
⑤H5; 땅에 묻히거나 물 또는 바닷물과 접촉하는 곳
11. 구조재
[1] 건축물의 골격을 구성하는 목재
[2] 주로 침엽수수재이며 곧게 자라고 생산량이 많고 가격이 저렴
[3] 구조적 변형이 작고 가공성이 용이
[4]목구조 프레임용 규격 구조재
①S.P.F.#2; 가문비 나무, 소나무, 전나무,의 수종들이 섞여 있는 수종그룹
[5] 구조재의 상태에 따른 종류
① 생재
②자연건조( 실외에서 자연적으로 건조하는 방법-함수율 185%이하)
③인공건조 ( 적당한 온도, 습도로 맞추어 건조한 것- 함수율 15% 이하)
④s4s: 4면 대패가 되어 있는 것
⑤se; 모서리 4각이 살아 있는 것
[6] 생재목을 건조 처리하여 건조재가 되면 밀도가 증가하면서 최대 3배 정도 강도가 증가
12. 공학목재
단판을 쌍아 접착시켜 제조하는 집성재로서 지름이 작은 목재난 페자재를 재구성하여 접착, 성형하여 만들어 내는 공학굥 목재는 규겨의 제약이 없고 재질상 변형이 없어 정확한 구조계산이 가능한 고강도의 자재이다. 강도가 명확하고 신뢰성이 높으며 건조에 따른 품질안정과 길고 크 부재가 가능하고 형상과 디자인에서 자유롭다. 또한 노출이 가능하며 내화와 을 차음성능이 높은 장점이 있다. 목재 형태의 제품군으로는 글루램, 림보드가 있으며 구조용 패널로는 포리우드와 ,osb 가 있다.
[1] 글루램
①글루램은 100년 이상에 걸쳐 연구되어온 제품으로 최근 특수접착제와 첨단소재의 개발 등으로 다양성과 가능성이 한층 향상되었다.
②같은 단면 크기를 갖는 제재목에 비해 강한 강도를 갖는 큰 보나 장선을 만들기 위해 제재목의 폭, 면들을 서로 접착시켜 제작한다.
③내진 설계와 기둥- 보 구조방식의 사양으로 적합할 뿐 아니라 공동주택과 고압선전주에서 교량까지 다양한 쓰임새가 있다.
④규격; 일명 글루렘 -팀버, 폭 60~220미리, 두께 150~720미리
⑤구성; 응력 구분이 된 두께 1인치 이하의 건조제재목을 이용하여 핑거조인트 방식으로 장축 부재로 만들고 평행하게 여러 층으로 적층, 잡착 후 재가공한다.
⑥사용수종: 침엽수 계통의 스프로스, 더글라스 등이며 국내세서는 낙엽송을 가장 맣이 사용한다.
⑦내화성능;30분간 약 3/4인치 정도만 타며, 목재 표면에 탄소 피막이 목재 내무를 보호하여 구조적인 성능을 유지한다.
⑧시공성;치수의 정밀도가 높고 변형드의 결점이 거의 없으며 노출구조로서 별도의 치장이 필요 없다. 해체 및 복원이 가능하며 재활용성이 좋고 , 유지보수가 간단하다.
⑨성능;목재의 결점을 줄이고함수율을 통제하여 일반 구조재보다 1.5배의 강도를 발휘한다.
[2]I형 장선(I-조이스트)
①구성; 플렌지로 구성된 조립보이다.
●플렌지; LVL 및 일반 규격재로 DRN 구성
●웹; 합판 및 OSB로 구성
②성능; I 형 구조로 최적의 부피로 최경량화, 12M 까지 긴 부재로 사용이 가능하고 설치가 빠른 경량소재로 취급이 용이하며, 동일하중에서 바닥의 처짐이 현저히 적다.
③규젹
④지간 거리표
⑤구멍 뚫기 기준
⑥사용조건
● 장선이 사용되는 곳이 선단지지대인지 중간지지대인지 파악한다.
●‘표’ 를 사용하여 구멍 ,크기, 장선의 깊이를 선택한다.
●웹 부분에서는 구멍의 수직 위치를 제한하지 않지만, 위와 아래 최소 3미리 이상 남는다.
●플렌지 부분을 자르거나 따내어서는 안 된다.
●캔틸레버 보강재 부분에 구멍을 뚫을
●버텀 플렌지 부분에는 경미한 하중만 부담해야 한다.
●노출 시공은 안되며 시공 전 비나 습기의 피해가 없어야 한다.
⑦시공 방법; 구조적인 특성이 I 형태의 단면에 의존하므로 사용 부위에 맞는 적절한 시공 디테일을 사용해야 한다.
●림 조이스트와 관련된 부분
●기둥과 같은 집중하중이 작용하는 부분
●행거 철물을 고정하는 부분
⑧ 시공 시 주의 사항
● 브레이스를 설치하기 전까지 장선 위에서 작업해서는 안 된다.
● 측면에서 브레이스 설치하면 장선이 불안정하다.
● 메탈 크로스 브레이스 및 Z 클럽을 사용하면 시공의 완성도가 증가한다.
● 장선의 보관은 항상 세워서 보관해야 한다.
● 블로킹이나 림 조이스트등에 일반 규격재를 사용하면 안 된다.으로
[3]LSL 림보드
① 최신의 복합구조재로 OSB 와 유사하게 아스펜의 넓고 짧은 스트랜드로 제조된다.
② I-장선과 규격이 같고 목조주택의 테두리장선과 창호의 헤더로 사용되기도 한다.
③ 치수 안정성이 높지만 강도가 그다지 크지 않다.
* 계단 부분에 사용되며 일반 규격재에서 일어날 수 있는 변형 및 수축이 없어서 삐걱거림
, 변형 등이 없다. 긴 계단을 일체형으로 만들 수 있으며, 자재 파괴를
[4] Paralled (PSL, Paralied Stralled lumber)
① 구성 및 특징; 스프랜드칩과 석탄선 수자로 만들어지며 LVL과 OSB의 중간형태
목질복합재료이다.
② 집성재나 단판적층재보다 높은 수준의 강도를 지닌다.
③ 보 및 기둥재로 사용되며, 다양한 두께와 폭으로 만들어진다.
④ PSL은 무결정재에 속하기 때문에 전체 길이의 강도가 일정하다.
⑤ 방부처리가 쉽다. 단 이런 경우 구조적인 성능이 감소한다.
⑥ 받침 폭
⑦ 허용되는 구멍 규격
● 허용되는 구멍 구역은 등분포 하중이 적용되는 밤에만 해당한다.
● 사각형 구멍 및 캔틸레버에는 구멍을 뚫을 수 없다.
● 허용된 구멍 구역 외에서의 따내기나 구멍을 뚫을 수 없다.
● 빔 깊이가 11.1/8“ 인 경우 최대 원형구멍 크기는 2”이다.
● 장선이 사용되는 곳이 선단지지대인지 중간지지대인지 파악한다.
●‘표’ 를 사용하여 구멍 ,크기, 장선의 깊이를 선택한다.
●웹 부분에서는 구멍의 수직 위치를 제한하지 않지만, 위와 아래 최소 3미리 이상 남는다.
●플렌지 부분을 자르거나 따내어서는 안 된다.
●캔틸레버 보강재 부분에 구멍을 뚫을
●버텀 플렌지 부분에는 경미한 하중만 부담해야 한다.
●노출 시공은 안되며 시공 전 비나 습기의 피해가 없어야 한다.
⑦시공 방법; 구조적인 특성이 I 형태의 단면에 의존하므로 사용 부위에 맞는 적절한 시공 디테일을 사용해야 한다.
●림 조이스트와 관련된 부분
●기둥과 같은 집중하중이 작용하는 부분
●행거 철물을 고정하는 부분
⑧ 시공 시 주의 사항
● 브레이스를 설치하기 전까지 장선 위에서 작업해서는 안 된다.
● 측면에서 브레이스 설치하면 장선이 불안정하다.
● 메탈 크로스 브레이스 및 Z 클럽을 사용하면 시공의 완성도가 증가한다.
● 장선의 보관은 항상 세워서 보관해야 한다.
● 블로킹이나 림 조이스트등에 일반 규격재를 사용하면 안 된다.으로
[3]LSL 림보드
① 최신의 복합구조재로 OSB 와 유사하게 아스펜의 넓고 짧은 스트랜드로 제조된다.
② I-장선과 규격이 같고 목조주택의 테두리장선과 창호의 헤더로 사용되기도 한다.
③ 치수 안정성이 높지만 강도가 그다지 크지 않다.
* 계단 부분에 사용되며 일반 규격재에서 일어날 수 있는 변형 및 수축이 없어서 삐걱거림
, 변형 등이 없다. 긴 계단을 일체형으로 만들 수 있으며, 자재 파괴를
[4] Paralled (PSL, Paralied Stralled lumber)
① 구성 및 특징; 스프랜드칩과 석탄선 수자로 만들어지며 LVL과 OSB의 중간형태
목질복합재료이다.
② 집성재나 단판적층재보다 높은 수준의 강도를 지닌다.
③ 보 및 기둥재로 사용되며, 다양한 두께와 폭으로 만들어진다.
④ PSL은 무결정재에 속하기 때문에 전체 길이의 강도가 일정하다.
⑤ 방부처리가 쉽다. 단 이런 경우 구조적인 성능이 감소한다.
⑥ 받침 폭
⑦ 허용되는 구멍 규격
● 허용되는 구멍 구역은 등분포 하중이 적용되는 밤에만 해당한다.
● 사각형 구멍 및 캔틸레버에는 구멍을 뚫을 수 없다.
● 허용된 구멍 구역 외에서의 따내기나 구멍을 뚫을 수 없다.
● 빔 깊이가 11.1/8“ 인 경우 최대 원형구멍 크기는 2”이다.
13. 판상재 ( O.S.B)
[1] 무단판의 성능 등급의 매겨진 구조용 판넬로 스트랜드 모양의 작은 나뭇조각을 한
방향으로 배열하여 단판으로 제작한 것으로 목재칩을 서로 교차하여 액체 페놀수지나 분말 페놀로 접착하여 만든다.
[2] 규격 (실제치수)
① 벽체용, 지붕용- 두께: 9.5미리(3/8“, 11.1미리(7/16”)
규격; 1220미리*2440미리 ( 4‘*8’)
② 바닥용(T&G)- 두께 : 18.3미리(23/32“)
규격; 1220*2440(4‘*8’)
[3] OSB 는 외장재로서의 정상적인 기능을 수행하는데 한계가 있다.
[4] 수평과 수직 모두 설치가 가능하지만 수평일 때는 벽돌 모양으로 엇갈려 설치한다.
[5] 이음 부분에는 못 박기를 위한 블로키을 설치
[6] 글자가 있는 부분은 안쪽에 설치( 미끄럼 방지)
[7] 모든 이음부분은 3미리를 띄운다.(수축 팽창 고려)
**** O.S.B 등급 마크
① APA: 인증기관
② 성능표시
●Rated Sheating; 경골목구조의 바닥 , 벽, 지붕 덮개용 판재
●Rated Siding;덮개 재료에서 사이딩 기능까지 겸해서 사용할 수 있는 판재
●Rted Sturd-I-Floor; 경골목구조의 바닥 덮개용으로 만들어진 판재
③두께
④지간등급
●24/16; 지붕사용시 서까래의 간격이 최대 24“까디 설치 가능
●24/16; 바닥 설치 시 장선의 간격이 최대 16“ 까지 설치 가능
⑤Sized For Spacing; 이음 부분의 띄운 치수 3미리(1/8“)만큼 줄어 나올 수 있다.
(확인후 시공)
⑥노출 등급(내후성)
●Exteior; 완전 내수성의 판재로 외기 또는 수분의 영구적인 노출에 적합
●Exposure 1;오랫동안 건축이 중단되거나 사용 중 높은 습도에 노출되는 용도에 적합
●Exposure 2;일반 건축물에서 외부로부터 보호된 상태의 구조에 적합(내부용)
●Interior;실내용 접착재로 제작(완전 실내용)
14.합판
[1] 가장 폭넓게 사용되는 공학 판넬로서, 원목을 넓고 얇게 깍은 단판을 각 단판을 섬유방향의 서로 직교되도록 겹쳐 집착항여 만든다. 접착된 단판의 겹수는 3.5.7 겹 등으로 핲면과 뒷면의 섬유 방향이 같아지도록 홀수로 접착하며 3미리~30미리 까지 다양한 두께가 있다.
[2] 규격
[3] APA rated; 등급
[4] 구조재 간격 610미리(24“) O.C에서는 최소 12미리 이상의 합판을 사용하는 것이 효과적이다.
[5] 수평과 수직 모두 설ㅇ치 가능하지만 수평일 때는 벽돌 모양으로 설치하여야 하고, 이음 분에는 못박기를 위한 블로킹을 설치한다.
[6] 합판의 이음 부분은 최소 3미리(1/8“)를 띄운다.(수축 팽창고려)
[7] 합판의 등급 마크
●N;특별히 제작되는 천연무늬결의 단판, 구조용으로 사용하지 않는다.
●A; 옹이 없고 표면 매끈하며 나뭇결이 평행이다.
●B; 썩은 부분이 없고 산 옹이는 섬유 방향으로 직경 1“ 까지 허용한다.
●C plugged; C등급 단판의 한 종류이며 C등급보다 엄격한 품질 제한을 받은 것이다.
●D; 직경 1“ 내에 옹이구멍 직경이 1.1/2 까지 허용한다. 외장용으로 최하급이다.
15. 시공 부자재 및 공구
[1] 접착재(Glue) +글루 전용(Glue Gun)
① 바닥 장선 위 합판 접착시 사용하묘 완전히 굳지 않아 충격을 흡수하는 기능성
② 방음효과가 있으며 사용 후 15분 이내에 합판을 붙이는 것이 좋다.
[2] 합판 클립
① 합판의 수축 팽창을 고려하여 3미리(1/8“) 띄우기 위한 철물
② 합판 부분연결을 통해 구조성능 향상
③ 종류: 7/16“, 23/32”
17.제조방법에 따른 합판 분류
[1] 코어 합판; 각목을 붙이고 양쪽에 합판을 붙인 것이다.
[2] 집성목; 작은 판재나 각재에 접착제를 칠하여 나뭇결이 서로 평행하도록 압착하여 만든다[ 고무나무, 레드파인, 스프러스, 오크, 브빙가 등)
[3] 칩보드; 목재 조각을 접착제로 붙여 만든 것( 싱크대, 파티클보드)이다.
[4] 저밀도 섬유판; 흡음 및 단열재로 사용한다.
[5] MDF(중밀도 섬유판); 부엌가구나 신발장, 인테리어 등에 사용,수분에 매우 약하다.
[6]HDF(고밀도 섬유판); 강화 마루 재료이다.
[7] 기능성 합판
① 자작나무 합판; 아름다운 무늬결, 차음성능과 경량자재로 친화경적인 최재 장점이다.
② 아라우코 합판; 다양한 표면처리 기술, 친환경적이고 도장성이 좋다.
③ 오크 합판
④ 체리 합판