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• 국립산림과학원, 목조주택용 건축부재(구조용 파티클보드) 개발 및 대량생산 성공

    산림청 국립산림과학원(원장 배재수)은 국내 목조주택(경골목구조)의 주요 건축부재인 구조용 판상재료의 국산화를 위해 산업계와 협업하여 국산 구조용 파티클보드를 개발하고 대량생산에 성공했다고 밝혔다.    국내 보드 제조사인 동화기업과의 공동연구를 통해 개발된 국산 구조용 파티클보드는 사계절이 뚜렷하고 여름철 장마 기간이 긴 국내 사용환경에 적합하도록 고내수성으로 제작하였으며, ISO 등 국제규격의 구조 성능을 모든 만족하여 목조주택의 덮개 재료로 매우 우수하다. 또한, 목조주택이 취약점인 흰개미 및 곰팡이에 대한 내구성도 뛰어나다.    현재 국내에서 매년 만 동 이상의 목조주택이 지어지고 있으며, 목조주택 대부분은 구조용 판상재료와 제재목을 핵심 부재로 사용하는 경골목구조 방식이다. 목조주택은 건축주의 취향에 맞는 설계와 디자인을 통해 실용적이면서 내·외관의 소재를 선택적으로 적용할 수 있는 장점이 있다.   경골목구조 공법은 제재목 중 규격 구조재를 반복적으로 사용하여 골격을 구성하고, 합판이나 배향성 스트랜드보드(OSB) 등의 판상재료를 덮개로 고정하여 바닥체, 벽체, 지붕틀을 만들어 건축물의 형태를 구성한다. 현재 국내에서 덮개재는 대부분 OSB를 사용하고 있으며, 이는 전량 수입에 의존하고 있다.    그러나 최근 가격상승 및 자재 수급의 어려움으로 국내 목조주택 시장의 침체가 우려되고 있다. 따라서, 전량 수입에 의존하고 있는 목조주택용 판상재료의 국산화가 반드시 필요한 실정이었다.   이번에 개발된 국산 구조용 파티클보드는 현재 대량으로 생산할 수 있는 시설이 구축되어 고정적으로 대량생산이 가능하다. 따라서, 고품질의 판상재료를 목조건축 시장에 안정적으로 보급할 수 있어 목조주택용 건축부재 국산화의 첫걸음을 떼었다는 점에서 의미가 있다.    구조용 파티클보드를 개발한 국립산림과학원 이민 연구사는 “국산 구조용 파티클보드는 수입에 의존하던 목조주택용 판상재료를 국산화함으로써 국내 보드 산업의 새로운 활로를 찾고, 나아가 목재산업과 목조건축산업이 함께 성장해 가는 데 이바지할 수 있기를 기대한다.”라고 말했다.

  • 산림산업

  2023-05-04

• (목재바로알기Ⅲ) 목조주택은 비싸다?

  일반인들은 목조주택에 대해 막연하게 비싸다는 인식이 있다. 그러나 다양한 건축공법과 규모에 따라 건축비용에 차이가 있으며, 일반 주택에서 목조건축이 경제성이 더 높다는 분석도 있다. 또한, 건축비 외에 거주자의 건강과 환경 요소를 감안한다면 오히려 유리한 측면이 많다. 이에 정확한 정보를 확인과 오해를 해소하기 위해 산림청(청장 남성현)과 목재문화진흥회(회장 이남호)는 관련 내용을 전문가 인터뷰를 통해 확인하였다. 도움을 준 전문가는 해당 분야의 연구 경험이 풍부한 목재 관련 국내 최고 전문연구기관인 국립산림과학원(원장 박현)의 목재공학연구과 심국보 과장이다. 인터뷰에 따르면 일반 목조주택에 많이 활용되는 경골목구조의 경우 철근콘크리트에 비해 공사비에 있어 경제적이라고 한다. 경골목구조의 경우 건식공법으로 공사기간이 짧고, 현장 인력이 적게 소요되는 것에 기인한다. 또한, 목조빌딩이나 목조아파트 등의 대형 목조건축의 경우 경우 5∼10% 공사비가 더 소요되는 것이 사실이나 관련 수요가 증가하고 최신 공법이 개발되며 점차 그 차이가 줄어들 것으로 예상하고 있다. 또한, 목조주택은 공사비뿐 아니라 그 외적인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 수명이 다한 건축물의 폐기과정에서 발생하는 목재의 재사용이나 재활용률은 환경에 기여하는 효과가 크다는 장점이 있으며, 주택에 거주하는 사람들에게 제공되는 목재의 건강에 기여하는 효과와 쾌적한 거주환경 등은 비용으로 환산할 수 없는 목주주택의 강점이다. 심국보 과장은 ‘목조주택의 저변이 확대되면 경제성 문제는 사라질 것이며, 오히려 목재가 갖는 환경 친화성과 건강 기여도는 오히려 인간의 거주 환경을 풍요롭게 할 것’이라며, ‘기후변화시대 목조건축은 우리의 미래가 될 것’이라고 기대감을 밝혔다.  한편, 산림청과 목재문화진흥회는 우리 국민이 생활 속에서 잘못 알고 있거나, 오해하고 있는 목재에 관한 사실을 바로 알리기 위해 ‘목재바로알기’코너를 마련하였으며, 2023년에는 보다 다양한 분야에서 관련 정보를 제공할 계획이다. 인터뷰 원문 - 심국보 과장- Q. 안녕하세요. 간단한 자기소개 부탁드립니다. A. 안녕하세요 국립산림과학원에서 목재공학연구과장으로 근무하고 있는 심국보입니다. Q. 높아진 전원생활 선호도, 쾌적한 주거 환경에 대한 관심이 높아지며 목조주택을 꿈꾸는 사람이 늘고 있습니다. 이에 따라 친환경적인 목조주택 수요가 증가하는 추세지만, 많은 사람들에게 목조주택이 비싸다는 선입견이 만연해 있습니다. 목조주택이 정말 비싼 거주공간인 것인지 과장님의 의견을 듣고 싶습니다. A. 많은 분들이 목조주택이 비싸다고 생각하시는데 주택의 가격만이 아니라  ‘경제성’에 대해 고려해본다면 목조주택이 합리적인 형태의 주거 기능을 제공한다고 볼 수 있습니다. 일반적으로 건축물의 경제성은 건설, 사용, 폐기 과정에서의 비용과 편익을 고려하여 평가합니다. 그러나 건축물을 계획할 때 이 모든 과정을 고려하여 평가하는 경우는 드물고, 건축주는 주로 건설에 드는 비용을 고려할 때가 많습니다. Q. 정말 궁금한데요, 어떤 내용일까요? A. 이제부터 소개해드릴 몇 가지 가정을 포함한 건설비용 비교 결과를 통해 목조건축의 경제적 효용성을 확인할 수 있습니다. 목조건축은 주거성능이 우수하고 단열성능과 기밀성능 등 건축물의 품질도 우수하며 시공비용에서도 강점이 있다고 알려져 있지만 공사비에 대한 분석적인 접근은 많지 않습니다.  먼저, (사)한국목조건축협회에서 수행한 ‘건축 공법 간 공사비 비교’결과를 바탕으로 목조건축의 건축비용을 소개해 드릴건데. 쉽게 말하면 같은 설계의 건축물에 대해 다른 구조공법을 적용하여 건축비용을 산정하는 것을 말합니다. 건축비용 산정 대상 건축물은 국토해양부의 농어촌 표준주택 모델 중 농어촌주택(공고 2012-1117호, 농립-12-26-가)으로 하였고 면적은 111.59㎡로, 철근콘크리트 공법과 경골목구조 공법으로 설계하였을 경우의 건축비를 비교하였습니다. 표준주택 모델 농어촌주택(농림-12-26-가)   Q. 철근콘크리트 공법과 경골목구조 공법이 어떤 것인지 간단한 설명 부탁드립니다. A. 철근콘크리트 공법은 우리나라에서 가장 널리 쓰이는 공법 중 하나입니다. 우리가 흔히 알고 있는 아파트나 건물들이 철근콘크리트 공법으로 지어진 건물입니다. 경골목구조 공법은 서양의 벽식 구조가 목구조 형태로 변형된 공법으로 벽 전체가 하중을 분산하여 지지하는 방식으로 지어진 건물입니다. Q. 이 두 가지 공법을 비교하였을 때 유의미한 차이점이 있었나요? A. 동등한 조건을 위해 단면을 동일하게 구성하였으며, 상세 내역 분석 결과 비용적 차이를 보인 요소는 구조공사, 단열공사, 바탕틀 공사였습니다. 2014년 기준의 건설비용으로 경골목구조 공법은 구조체 공사에 철근콘크리트 공사(12,650.750원)와 목구조 공사(16,732,450원)로 총 29,383,200원이 소요되는 것으로 계산되었고, 철근콘크리트 공법은 구조체 공사에 37,692,050원이 소요되는 것으로 계산되었습니다. 구조체 공사 비용으로 경골목구조 공법이 8,308,850원 적게 들었는데, 경골목구조 공법은 건식공법으로 현장에서의 짧은 작업기간과 적은 현장 인력에 의해 건설비용이 절감된 것으로 판단됩니다. 내장공사와 외장공사에서는 재료의 시공 편이성이 높은 경골목구조 공법이 철근콘크리트 공법보다 4,116,000원이 적게 드는 것으로 계산되었습니다. 건축을 위한 기본적인 공사가 같은 조건이라 가정할 때 경골목구조 공법이 콘크리트 공법에 비하여 적은 비용이 소요되었습니다.    비록, 설계에 따라 전체 공사비용에서 골조공사비가 차지하는 비율이 다를 수 있고 분석결과의 시점의 차이가 있어 경골목구조 주택이 철근콘크리트 공법보다 싸다고 단언할 수는 없지만 적어도 세간에 알려진 바와 같이 경골목구조 주택이 엄청나게 비싸지 않은 공법이라는 것을 알 수 있습니다. Q. 저도 막연히 철근콘크리트 공법이 더 저렴할 거란 인식이 있었는데 새로운 사실을 알게 되었네요. 또 다른 비교 방법이 있을까요? A. 네, 두 번째로 ‘공법 간 유효 실내면적 비교’ 방법이 있습니다. 같은 단열성능을 나타내는 벽체라 할지라도 공법에 따라 그 두께가 다른데 이 두께의 차이에 따라 실내면적이 달라집니다. 단열공사의 경우 경골목구조 주택이 약 52% 정도의 비용만으로 철근콘크리트 구조 주택과 유사한 단열성능을 얻을 수 있다는 사실을 확인했습니다.    건축재료로 사용하는 목재와 공학목재의 우수한 단열성능과 건식시공에 의한 시공의 정밀성, 구조와 단열공사에 드는 재료비와 짧은 공사기간에 따른 인건비 절감 등에 따른 결과로 생각됩니다. 동등한 단열성능을 나타내는 경골목구조의 벽체 두께와 철근콘크리트 구조의 벽체 두께를 비교하였을 때 전자가 더 얇기 때문에 경골목구조의 유효 실내면적이 약 7% 정도 넓게 나타납니다(내·외벽이 차지하는 면적 제외).    건축법규의 기준에 따라 유효 실내면적을 산정하면 경골목구조 주택이 약 3% 정도 넓게 나타나며 같은 건축면적에서 더 넓은 실내면적을 사용할 수 있는 장점은 금액으로 환산되지 않는 또 다른 경골목구조 주택의 편익이라고 말할 수 있습니다. 산림생명자원연구부 종합연구동   Q. 해외에서는 목조빌딩, 목조아파트 등 대형 목조건축이 늘어나는 추세인데 우리나라의 경우 일반주택이 아닌 대형 목조건축의 건설비용은 어떠한가요? A. 대형 목조건축은 우리나라의 그 사례가 많지 않아 다른 공법과의 건설 비용을 직접 비교하기 어렵습니다. 국립산림과학원에서 실연한 산림생명자원연구부 종합연구동과 한그린 목조관의 개요를 소개하는 것으로 건축비를 비교할 수 있을 것 같은데, 두 건축물의 설계자는 철근콘크리트 구조로 동일한 디자인으로 시공하면 목구조 공법보다 약 5-10% 정도 낮은 가격일 것으로 판단하였습니다. 대형 목조건축의 시공이 늘어날수록 목조건축 산업이 발전하게 될 것이며, 현재의 시공비용 차이는 점차 줄어들 것으로 생각됩니다. Q. 아무래도 목재라는 재료의 특성상 목재를 보호하며 설계·시공하더라도 상대적으로 빗물과 자외선에 취약하지 않을지 염려가 되긴 합니다. 이렇다면 목조주택이 다른 건축물에 비해 유지보수 비용이 더 발생하지 않을까요? A. 말씀하신 것처럼 목조건축의 유지와 보수를 위해 큰 비용이 필요하다는 우려가 있지만 목조건축에 대한 경험이 많아지면서 유지보수에 대한 경험과 지식도 늘어나고 있습니다. 목재가 가진 약점 중 하나인 빗물과 자외선에서의 색 변화 또는 장기적인 물성의 변화로부터 목재를 보호하는 방법에 따라 설계하고 시공한다면 유지보수에 대한 염려가 줄어들 것입니다. 빗물과 자외선에 직접 노출되는 목재 재료가 많다면 정기적으로(3-5년) 목재의 보호를 위한 도료 작업이 필요합니다. 이는 구조체에 따른 유지보수비용이 아니라 외장재료에 대한 유지보수 비용으로 목조주택에만 한정되어있는 비용이라고 할 수는 없습니다.      따라서 목구조 공법이나 다른 공법의 건축물의 사용과정에서 발생하는 비용은 구조재료에 따른 차이라고 하기는 어렵다고 말씀드릴 수 있습니다. 또한, 건축물이 수명을 다한 후에 폐기과정에서도 비용이 발생하는데 목재는 콘크리트보다 재사용과 재활용률이 더 높을 것으로 판단되나 아직 우리나라에서 검증된 결과는 없습니다. 따라서 폐기과정에서의 경제성을 논하기는 아직 이르다고 판단됩니다. 한그린 목조관   Q. 금액으로 환산할 수 있는 비용적인 측면 뿐만 아니라 다른 경제적인 가치가 더 존재할까요? A. 건축물의 경제성은 단순히 건설비용만으로 비교할 수 없습니다. 비용 분석은 일반적으로 건축물을 짓고 사용하고 폐기하는 과정에서의 금전적인 가치만을 포함하고 있죠. 목조건축은 철근콘크리트 건축보다 거주자의 육체적인 건강과 심리적 건강을 돕는다는 연구 결과가 더 많이 존재합니다. 목재는 공기와 수분 평형을 이루는 물질로써 습도가 높으면 수분을 흡수하고, 낮으면 방출하여 내부 습도를 조절하는 상대습도 조절 기능을 지니고 있어 목조주택에 거주하면 쾌적함을 느낄 수 있게 해줍니다.  특히 콘크리트 주택보다는 목조건축이 인체에 유익하고 환경에 유리하다는 주장은 재료의 장단점 측면에서 합리적이라고 생각합니다. 건강한 주택, 쾌적한 주택과 같은 편익은 목조주택에서 더 두드러지는 특징을 보여주고 있습니다. Q. 마지막으로, 목조주택 거주자들이 느낄 수 있는 지속가능성과 경제성에 대한 전문가로서의 전반적인 의견이 있으실까요?  A. 목조주택은 이미 시공비용 측면에서, 사용과정의 비용 측면에서, 거주자의 만족도 측면에서 넓은 선택을 받고 있습니다. 금액으로 환산할 수 있는 이익과 그렇지 못한 편익에서 목조주택은 우수하다고 인정받고 있다고 생각합니다. 2020년 기준으로 건축되는 목조건축의 80%는 단독주택이며, 우리나라 단독주택 7채 중 1채(14%)는 목조주택으로 지어집니다. 이렇듯 목조주택이 점점 늘어나는 가운데 규정과 지침에 따라 안전하고 건강하게 설계하고 시공·활용한다면 많은 분들이 믿고 거주할 수 있는 좋은 목조주택이 실현될 수 있으리라 생각합니다.    

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  2022-12-09

• 산림청 국립산림과학원, 빠르고 저렴한 목조건축용 집성재 생산기술 개발

  국립산림과학원(원장 남성현)이 목조건축용 구조용 집성재를 현행기술보다 100배 이상 빠르게 생산하는 기술과 구조용 집성재에 사용하는 저렴한 가격의 접착제를 개발했다고 밝혔다. 새로 개발된 고주파 가열 경화시스템은 구조용 집성재의 접착층을 선택적으로 가열하여 10분 이내에 접착제의 경화가 완료된다. 기존의 상온경화 방식이 접착층을 굳히는 데 16시간 정도가 걸리는 것과 비교하여 경화시간의 단축으로 경제성이 확보되어 대량생산이 가능해 진 것이다. 또, 구조용 집성재에 사용하는 접착제는 구조물이 물기에 노출되어도 집성재의 성능을 발현해야 하기 때문에 수분에 강해야 한다. 이를 위해서 고주파 가열에 적합하며 내수성이 우수하고 가격도 기존 접착제 대비 1/8 수준으로 저렴한 멜라민‧요소 공축합 수지 접착제를 개발하였다. 우리나라에서는 지름이 작은 목재가 많이 생산되어 대부분 부가가치가 낮은 펄프나 MDF(Medium Density Fiberboard : 중밀도섬유판) 등의 원료로 이용되고 있다. 그러나 고주파를 이용한 구조용 집성재 생산기술의 개발로 국산 목재를 부가가치가 높은 건축용 재료로 많이 이용할 수 있게 되었다. 구조용 집성재는 단면이 작은 목재를 접착하여 큰 단면으로 만들어 이용하는 것으로 목조주택이나 대형 목조건축에 이용하고 있다. 목조주택에 대한 수요가 늘면서 구조용 재료인 목재가 노출되지 않는 경골목구조 공법에서, 목재가 노출되는 중목구조 공법에 대한 선호도가 높아지고 있다. 중목구조 공법은 국립산림과학원에서 '한국형 목조건축'으로 제안하기도 하였으며, 구조용 재료로 국산재를 사용하기에도 알맞다. 국립산림과학원 재료공학과 심국보 박사는 “고속 대량생산 기술과 저렴한 가격의 접착제 개발로 구조용 집성재의 가격 경쟁력이 확보됨으로써 목조건축의 수요를 증가시킬 것으로 기대된다”고 전했다. 국립산림과학원은 구조용 집성재의 표준 규격과 제조공정을 개선해 새로 개발된 기술이 적용된 국산목재 이용 구조용 집성재의 활용을 촉진하고 이를 통해 국산목재가 고부가가치의 건축 재료로 활용될 수 있도록 노력할 계획이다.

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  2015-11-17