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건축 Architecture/노트 Note

목조건축의 진화

Brett D.H. Lee 2020. 11. 30. 01:15
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최근 미서부와 남동부쪽에 목재주택과 이벤트장소들을 설계하며 배우고 느낀점이 많아졌다. 우선 그 지역의 와이너리나 목조헛간 등 특유의 느낌을 살려야 하는 일이었다. 나무(redwood, pine, LVL등), 내후성강판 (Cor-ten Steel), 그리고 벽돌이 그 주를 이룬다. 그래서 아래와 같은 느낌의 건물이 참 많다. 한눈에 봐도 북부 캘리포니아에서 밴쿠버에 이르는 지역이나 애팔래치아 혹 록키산맥 기슭에 있을 법 하다. 

내가 정말 좋아하는 건축가 Olson Kundig의 몬태나 별장

요즘들어 목조 고층빌딩을 설계하는 건이 많아졌다. 공모전도 나무와 다른 구조적 재료와의 혼합 및 교체를 고민하는 것도 많다. 그만큼 건축작업 안에서 친환경에 대한 고민이 많다는 것이다. 그저 겉에 바르는 외장재 cladding으로써만이 아니라 이제껏 건축폐기물을 많이 생성하는 콘크리트와 철골구조를 목재와 혼합이 되던지 아니면 아예 목재로만 고층건물을 지탱할 수 있을지에 대한 실험도 많다. Timber construction안에서 참으로 다양한 재료를 내놓고 있다.

이음새만 스틸이 보강을 하며 전체적으로 목재가 주를 이루는 hybrid structure이다. 밴쿠버의 브리티시컬럼비아대학UBC의 학생 기숙사 설계인데, 현재 완공되었다.
시공사진. 골조가 목재인 것 외에, 슬라브floor slab와 파사드유닛unitized facade까지 전부 목재와의 콜라보를 보여준다.

목재를 사용하는 것은 각 지역에서 이용 가능한 재생자원의 가능성을 보여준다. 목재는 탄소 발자국 carbon footprint(개인 또는 단체가 직접·간접적으로 발생시키는 온실 기체의 총량)가 매우 낮기 때문에 특정 조건에서 생산 및 가공 될 때 매우 지속 가능한 재료가 될 수 있다. 한편 시공의 관점에서도 보온성, 저항성, 내구성이 뛰어난 것이 특징이다.

들보/보beam과 슬라브/바닥 디테일 (출처: NADAAA. Nader 교수님은 언제 또 뵐지...대단하신 분이다.)
이것은 철골이 전혀 없는 LVL(Laminated Veneer Lumber)의 접합시스템이다. full shell module에서 보듯이 하나하나의 유닛이 'ㅁ'자 구조에 싸인다.

목조건축이 이렇게 각광받는데는 친환경적 요소 외에 여러가지 다른 요소가 있다. 첫 번째로 목재는 단위중량당 압충강도가 우수하여 목조건물은 자체의 유연성을 지님으로 진동에 대한 저항력이 재료자체만으로도 우수하다. 즉 외부로부터 충격을 흡수하는 능력이 뛰어나다. 그리고 내구성이 월등히 좋다. 콘크리트나 벽돌로 지어진 일반 주택의 내구성이 30~50년인 것에 비해, 목조주택은 70~100년으로 충실히 관리만 할 경우에 훨씬 더 오래 유지가 가능하다. 

 

목재의 단열성능은 콘크리트의 4배, 벽돌의 6배, 석재의 15배이다. 그 재료 본연의 단열과 보온성이 뛰어나고 접합부위의 밀폐성이 좋아 에너지 비용의 절감도 기대할 수 있다. 위에서 보다시피 목재프레임은 빈틈이 없는 디테일을 만들어 낼 수 있다. 또한 목재는 자동으로 습도조절능력을 지니고 있으며 문제가 생겼을 시 수리가 쉽다. 외벽에 도장만 3~5년마다 잘해주면 특별한 수리비가 더 들지 않는다.

 

하지만 화재에 취약한 것이 늘 단점으로 꼽혔다. 하지만 LVL이나 timber construction같은 경우에는 엿가락처럼 휘어지는 철골보다 더 오래 화마에서 생명을 지킬 수 있는다. 한국어로 목재로 표현되는 것 같은데 그냥 wood construction, lumber 와 다르다.  lumber나 다른 '목재'는 그 규격사이즈가 얇고 그냥 벽체안에 구조처럼 stud로도 쓰이는데 반해, timber는 미국에서 construction 타입 4번으로 따로 규정하는데 적어도30cm (1ft)이상의 두께를 가진다. 목재는 불에 타면 겉에 재를 형성하는데 이는 속의 나무를 보호하기 위함이다. 이것이 오히려 목재가 더 오랜시간 화마와 싸울면서 구조적으로 버틸 수 있는 이유이다. 철근은 한 번 녹기 시작하면 엿가락이 되어 건물이 마구 뒤틀리며 화재에서 오히려 깔려죽는 사태가 더 많다.

 

마지막으로 목재는 태양과 토양, 공기, 물이 만들어낸 천연자재로서 유기질 재료이다. 살아있는 생명체인 사람은 목재와 동일한 생체리듬을 가지고 실제로 목조주택안에서 아토피같은 피부질환, 비염, 우울증 및 정신질환 등이 나아지는 현상을 많은 사람들이 경험한다. 그러한 목재를 기존 건축에서 구조는 물론이거니와 인테리어, 외벽에서도 잘 쓰지 않았다. 아래에 몇 가지 예시를 더 나열하며 재료에 대해, 환경에 대해 더 생각을 하고프다.

 

미국 로드아일랜드 주, 프로비던스에 있는 리즈디RISD 
철골조는 stick 뼈대만 이루고 바닥을 이루는 slab는 단판적층재LVL이다. (합판의 일종이라보면 된다)
벽과 슬라브는 목재로 이루어져 있다. 최소한의 구조, "심지"만이 철골이고 목재'합판은 내벽력(bearing wall)과 전단벽(shear wall)의 역할을 한다. 이보다 더 좋게 재료를 자연스레 노출시킬수 있는 구조가 있을까. 최소한의 외벽 단열만 하고 내부에는 노출이 가능하다. 물론 이 건물은 강의실이나 오피스처럼 열린 공간이라 가능하다. 
Belvedere For Koblenz (독일) 건축가 - Dethier Architectures (출처: Archidaily)

 

 

 

프랑스의 주거단지.Tete in L'air, 건축가- KOZ Architectes
디테일이 웹에 있어 공유한다 (출처: KOZ Architectes)

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