중목구조에 대한 궁금증, 핵심 알짜 정보로 속 시원히 해결해보세요!!

[가운데임]

중목구조로 집 지을 계획인 건축주나 중목구조에 관심 있는 시공기술자님 어디까지 알아보셨나요? 단순히 외부충격에 강하다, 혹은 구조재로 쓰이는 목재가 노출돼 인테리어 효과가 높다 같이 추상적인 답변만 받아보셨다면 이번에 저희가 포스팅하는 내용에 주목하세요. 중목구조가 왜 충격에 강하며, 친환경적인지 그리고 어떤 방식으로 시공되길래 일반 목조주택보다 견고한지 확실한 자료로 상세히 알려드립니다. 

1. 중목구조는 뭘까?
일반적으로 중목구조는 기둥과 보를 짜 맞춰 구조를 만드는 공법을 말하는데요. 경량목조가 가볍고 얇은 각재들로 프레임을 만들어 구조체를 지탱하는 거라면 중목구조는 굵은 목재를 이용해 기둥과 보로 구조체를 지탱하는 거라고 이해하시면 됩니다. 이런 축조방식은 목조건축물의 가장 오래된 건축방법 중 하나로 19세기에 개량된 경량목구조에 비해 훨씬 오래 전부터 보편적으로 만들어진 방식입니다.  그럼, 왜 중목구조가 다시 주목을 받게 되었을까요?  장비와 기술력의 도움으로 ‘시간’과 ‘돈’을 절약할 수 있다는 것 외에 가장 큰 이유는 바로 집에 대한 인식의 변화입니다. 19세기말 경량목구조가 발명되었을 무렵 미국을 생각해보면 과거와 지금의 인식변화가 얼마나 상이한지 금방 알 수 있는데요.

19세기 말은 산업혁명의 절정기로 수 많은 이민자들을 수용할 집이 필요한 시기이기도 합니다. 이 시기엔 거주자 중심의 집이 아닌, 시공자가 빠르고 쉽게 지을 수 있는 집이 당연히 더 선호될 수 밖에 없었습니다. 더 많은 이윤을 얻기 위해서 충분한 노동력이 필요했고, 신속하게 노동자들을 수용하기 위해선 빠르게 시공할 수 있는 경량목구조가 선호될 수 밖에 없는 사회였습니다. 하지만 지금은 국가경제적 이윤창출보다는 사회적으로 거주자의 안전과 건강한 생활이 더 부각되면서 ‘시공자 중심의 집’에서 ‘거주자 중심의 집’으로 인식이 변화되었습니다. 지진 같은 외부 재난에 대한 우려와 포름알데히드가 유발하는 새집증후군, 화학물질민감증이 사회적으로 대두되면서 중목구조에 대한 수요가 높아졌다고 할 수 있습니다. 

2. 중목구조는 목재가 핵심!!
건축물에 있어 구조체의 안전성은 두말할 나위 없이 가장 중요한 요소입니다. 특히 목조건축물은 구조적 안전성을 판단하는데 있어 단순히 외부 충격에 ‘강함’의 의미 외에도 ‘변형’의 개념이 포함된 것으로 “목재가 강하다”란 뜻은 “부식과 해충에 강하다” + “부러뜨리는 데 많은 힘이 필요하다” + “잘 변형되지 않는다”의 의미를 내포하고 있습니다. 즉, 어떤 목재를 사용하냐에 따라 중목구조의 품질이 결정된다고 보시면 됩니다. 

그럼 장비야놀자 휴홈의 중목구조는 어떨까요?  장비야놀자 휴홈이 만들고 있는 중목구조는 일본 미야자키현에서 자란 삼나무(오비스기)를 100% 직수입한 것으로 뒤틀림이나 휨, 터짐 현상이 적고 재질이 유연해 지진이나 태풍 등 자연재해에 가장 적합한 구조재입니다.

오비스기란?

오비스기는 태풍이나 지진 등 자연재해가 잦기로 유명한 일본 규슈지방 미야자키현 남동부에서 자란 삼나무로 자연환경의 영향으로 나무가 다른지역에 비해 강하고 유분을 많이 함유하고 있어 수분이나 습기뿐만 아니라 충해에도 강한 특징이 있습니다. 히노끼와 함께 일본을 대표하는 명품 삼나무로 일본 국내에서도 유명해 공공시설물은 물론 유치원, 어린이집, 노인복지시설 등 다양하게 축조되고 있습니다.

(1) 중목구조에 쓰이는 목재는 강도가 높아야 합니다.
일본의 경우 우리나라와는 달리 지진이 잦고, 목조건축물 또한 보편화되어 있어 일본농임산물규격(JAS) 인증재 뿐만 아니라 이외의 목재에도 각각의 기준강도를 정해 놓고 있습니다. 일본건설성 고시에 따르면 저희가 수입하고 있는 미야자키현 삼나무는 다른 지역에서 자란 삼나무 보다 압축강도, 인장강도, 휨강도, 전단강도에서 모두 월등히 뛰어난 성능을 지닌 것으로 나오며 하드우드인 활엽수에 버금가는 강도를 보유하고 있습니다.

위 실험은 오비스기(미야자키현 삼나무)와 더글라스 퍼(북미산 미송)에 전단하중을 가해 파괴하고 이 하중에 대한 각 목재의 강도를 조사한 것으로 탄성계수(MOE)와 파괴계수(MOR)를 측정한 시험입니다. 탄성계수는 재료에 하중을 가했을 때 외부충격에 저항하는 정도를 나타낸 것으로 탄성계수가 높을 수록 단단한 재료라고 할 수 있으며, 파괴계수는 외부충격에 대한 재료 내부 분자간에 파괴되지 않기 위해 서로 잡아당기는 정도를 나타낸 것으로 물체가 횡하중을 얼마나 지지할 수 있는지를 나타내는 수치입니다. 오비스기의 탄성계수와 파괴계수는 각각 8.35KN/mm2과 25.4N/mm2로 북미산 미송의 7.44KN/mm2과 20.4N/mm2에 비해 월등히 높은 수치를 나타냈으며 이 시험을 통해 삼나무 목재의 전단력과 횡하중에 대한 저항력이 우수하다는 것이 증명됐습니다.

(2)중목구조에 쓰이는 목재는 치수안정성이 뛰어나야 합니다.
목재의 함수율은 목재가 함유하고 있는 수분의 비율을 나타낸 것으로 목재의 함수율은 재료의 치수안정성과 뚜렷한 상관관계를 보입니다.

미건조 목재와 건조 목재의 처짐량과 함수율을 시간단위로 측정해 보면 함수율이 높은 미건조재의 처짐량이 건조재에 비해 심각하다는 것을 확인할 수 있습니다. 즉 수분을 덜 함유하고 있는 건조재의 치수안정성이 더 낫다는 것을 의미하는데요. 저희가 공급받고 있는 일본의 제재소는 미야자키현 목재이용기술센터와 연계해 구조적 안정성과 단열, 그리고 치수안정성을 고려해 제재한 목재를 최적의 함수율에 맞춰 건조시키고 있습니다.

(3)중목구조용 목재는 방부성능이 검증돼야 합니다
미야자키현 목재이용기술센터에서 스프러스(가문비나무), 편백, 옐로우시더(측백나무), 삼나무의 변재부분(나무중심에 있는 수심에서 바깥쪽 부분)과 삼나무의 심재부분(수심과 가까운 부분)을 2년 동안 외부 노출해 얼마나 부식되는지에 관한 실험을 진행했습니다. 2년간 동일한 환경하에 진행된 실험결과 주로 건축용 목재로 사용되는 삼나무 심재부분의 경우 부식이 거의 발생하지 않았고, 내부 장식용으로 사용되는 변재부분도 일반 경량목구조의 각재로 주로 사용하는 스프러스에 비해 월등히 뛰어난 방부성능이 확인됐습니다.

(4) 중목구조에 쓰이는 목재는 해충의 피해에 안전해야 합니다.
목조주택에서 살았던 분들이 단점으로 지적하는 것 중 하나가 바로 해충 피해일 만큼 목조주택에 있어 방충성능은 집의 기능을 판단하는 중요한 요소 중 하나입니다. 특히 우리나라도 해마다 평균기온이 상승하면서 목재에 치명적인 피해를 입히는 흰개미의 서식이 왕성해졌습니다. 이젠 방충효과가 있는 천연목재를 사용하거나 목재에 화학적인 방충성분을 더해야만 목재의 안전성을 보장받을 수 있습니다, 장비야놀자 휴홈이 직수입하고 있는 미야자키현 삼나무는 방충효과가 있는 천연목재로 화학 성분을 첨가하지 않아 거주자의 건강과 집의 기능면에서 다른 목조주택을 능가하는 성능을 보유하고 있습니다.

일본건축학회가 만든 '건축재료용교재'에 따르면 삼나무의 방충성은 편백나무와 함께 '중' 정도로 분류됩니다. 하지만 미야자키현에서 자라는 삼나무의 경우 다른 지역의 삼나무에 비해 정유를 더 많이 함유하고 있어 바퀴벌레, 괄태충, 흰개미, 진드기 같은 각종 해충을 막을 수 있습니다. 삼나무가 함유하고 있는 정유는 사람들에게는 은은한 향을 풍겨 아로마테라피에 사용되기도 하지만 해충의 경우 이 향기를 극도로 피하기 때문에 방충성능이 뛰어납니다.

(5)  중목구조에 쓰이는 목재는 건강해야 합니다.
우리나라 목조주택에 쓰는 벽체나 바닥용 목재는 주로 칠레나 동남아 등지에서 수입된 것으로 가격은 저렴하지만 화학물질이 많이 포함된 것이 대다수입니다. 건강한 생활을 하기 위해서 목조주택을 지었다 하더라도 포름알데히드나 환경호르몬 같은 화학물질에 노출된다면 건강한 생활과는 멀어지게 되는 겁니다. 저희가 자체적으로 우리나라 목조주택에 사용하는 OSB합판과 중목구조에 쓰이는 일본 합판을 끓는 물에 3분동안 담가, 합판에 본드 같은 화학물질이 얼마나 들어 있는지 확인하는 실험을 해봤습니다.

장비야놀자 중목구조에 사용되는 합판의 경우 물 색상이 목재에서 우러나는 정도로만 변했지만, OSB합판의 경우  본드성분으로 보이는 노란색이 진하게 우러나오는 것을 확인할 수 있었습니다. 집을 지을 때, '건강'과 '친환경'에 중점을 두신다면 어떤 목재를 사용하고 어디에서 제조된 것인지도 꼼꼼히 따져 봐야 합니다.

[미야자키현 삼나무로 만든 주요 건축물]

3. 장비야놀자 휴홈 중목구조의 특징
중목구조라고 해서 기본적인 목조건축공정과 흐름을 달리하진 않습니다. 다만 몇 가지 부분에 있어  과거의 축조기술에 구조체를 보완하는 추가공정과 새롭게 목재를 재제하는 방식이 더해집니다. 기존 공법이 시공과 구조목을 재제하는 데 있어 오랜시간이 걸리고, 건축공학적으로 세밀하게 구조목을 만들지 못한 면이 있는 반면, 지금은 과거의 축조 노하우와 현대적인 기술력을 더해 각 부재간의 접합강도와 인장력을 확보하고 구조체의 안정성을 보장하는 다양한 공정이 추가되었습니다.

(1) 프리컷 중목구조
프리컷 공법은 중목구조를 만드는 대표적인 공법으로 건축물을 만드는데 필요한 모든 구조재와 부자재를 설계도대로 미리 재제, 가공해 현장에서는 조립만 하는 축조방법을 말합니다. 건축물의 캐드도면을 프리컷 도면으로 정밀하게 변환하기 때문에 중목구조의 핵심인 기둥과 보, 그리고 각재 및 판재들 간에 오차없는 결합이 가능하며 내구성이 우수해  건축물의 수명이 길 뿐만 아니라 태풍이나 지진등 자연재해에 안전한 집을 만들 수 있습니다. 

장비야놀자 휴홈은 일본 미야자키현 오비지역의 삼나무만을 벌목해 만든 프리컷목재를 직수입하고 있으며, 프리컷 도면으로 구조적 합리성과 보의 처짐, 내력벽 배치의 균형 등을 자동으로 확인해 한치의 오차없는 중목구조를 만들고 있습니다.

(2) 기초, 토대
일반적으로 다른 건축구조와 기초를 잡는 방식은 동일하지만 콘크리트 타설 후 기둥이 받는 힘을 기초로 제대로 전달하고, 기초면과 기둥을 결합시키기 위해 앙카볼트와 홀다운 철물을 설치합니다. 장비야놀자 휴홈은 목재뿐만 아니라 앙카볼트와 홀다운 등 일체의 부자재를 일본에서 직수입해, 프리컷 목재의 규격에 맞게 사용하고 있으며, 국내 다른 중목구조와는 비교할 수 없는 인장강도와 접합력을 보유하고 있습니다.

(3) 연결철물
목재는 철근, 콘크리트에 비해 인장력이 떨어져 각 부재간의 결합도와 인장력을 높일 수 있는 연결철물이 사용됩니다. 장비야놀자 휴홈 중목구조는 연결철물의 보강으로 더 높은 구조력을 가질 수 있으며, 부재의 결합과 분리에 있어 시공상 다른 건축구조에 비해 뛰어납니다.

1) 못

못은 판재 내력벽과 바닥 합판을 칠 때 사용됩니다. 잘못된 시공으로 못머리가 판재 안으로 들어 갈 경우 제대로 된 내력을 발휘하지 못해 세심한 관리하에 시공되고 있으며, 아연도금된 못만을 사용해 부식에 대한 저항력 또한 높였습니다.

2) 앙카볼트

토대와 기초를 하나로 결합하는 연결철물로 앙카볼트는 토대와 토대의 조인트 부분에 사용됩니다.

3) 하고이타볼트

직각으로 만나는 보와 보를 결합하는 연결철물로 보의 측면에 볼트를 연결시켜 구조목간의 결합을 높이고 있습니다.

4) 단작철물

기둥과 기둥사이에 보의 조인트가 생길 때 기둥과 보를 결합하는 연결철물입니다.

5) 기둥철물

기둥과 토대를 고정하기 위해 연결하는 철물로 기둥이 인장력에 의해 뽑히는 것을 방지하는데 목적이 있습니다.

6) 가새 플레이트

가새와 기둥을 고정하기 위한 연결철물로 가새가 부담하는 횡력을 철물을 경유해 기둥으로 전달하는 역할을 합니다.

7) 히네리 철물

보와 서까래를 고정시키는 것으로 지붕이 바람에 들리지 않도록 고정시키기 위한 연결철물입니다.

(4) 기둥

중목구조에서 일반적으로 기둥으로 사용하는 105 X 105 사이즈의 목재를 장비야놀자 휴홈에서는 120 X 120으로 기둥 단면을 늘려 위층 바닥에서 전달되는 수직하중을 효과적으로 분산시켰습니다. 기둥 단면을 키우면 하중을 받는 면적을 키울 수 있어 구조적 안정감을 더할 수 있고, 보, 내력벽과 결합했을 때 횡하중 또한 효과적으로 분산시킬 수 있습니다.

[주요시공사례]

지금까지 중목구조에 대해 자세히 알아봤는데요. 어떠신가요~ 단순히 중목이기 때문에 강하다고 생각하시나요? 중목구조는 하나의 그릇에 불과합니다. 일본 미야자키현 삼나무라는 견고한 목재를 프리컷이라는 정교한 가공을 통해, 연결철물들과 함께 시공될 때 비로소 안정적이고 내구성 좋은 중목구조가 완성됩니다. 장비야놀자 휴홈은 온전한 중목구조를 짓기 위해 목재 뿐만 아니라 다양한 부자재들도 함께 일본에서 직수입하고 있으며, 보다 안전하고, 견고한 집을 위해 기둥 스팬을 늘리는 등 다양한 노력을 통해 경제적이고, 튼튼한 집을 짓고 있습니다.

최고의 자재와 시공능력, 거기에 합리적인 건축비용까지
중목구조도 역시 장비야놀자 휴홈입니다!!
 ☎ 010-5218-0772

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[크림드러머]

좋은 정보 입니다...
건축단가를 알 수 있을까요!..ㅠ.

[가운데임]

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