[칼럼] 목재, 자연유래 건축재료의 주연 3
[칼럼] 목재, 자연유래 건축재료의 주연 3
  • 강원대학교 산림환경과학대학 연구교수 김외정
  • 승인 2021.10.14 16:01
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강원대학교 산림환경과학대학 연구교수 김외정
강원대학교 산림환경과학대학 연구교수 김외정

 

제3절 목재의 주거환경 과학

 

1. 냉복사, 환경호르몬, 방사선 발생이 적은 주거환경 재료

생활환경이 좋고 나쁨을 평가할 때 생물지표가 주로 사용된다. 생물이 건강한 생활을 하는지와 세대 교체할 번식성이 있는지가 매우 중요하다. 일본에서 흰쥐를 목재 콘크리트 알루미늄 사육상자에 각각 플라스틱이나 목편을 깔고 1년간 3세대에 걸쳐 총 98회의 임신 출산 보육을 관찰하였다. 그 결과 제1기 출산은 재료에 상관없이 거의 같은 날 출산하였으나 제2기 이후의 출산은 목재상자와 목편 바닥은 순조로운 반면 콘크리트나 알루미늄 사육조건은 총 출산 89회 중 20회의 포육이상(자기새끼를 잡아먹는 현상)이 나타났다. 콘크리트의 냉복사 작용에 의해 체온을 빼앗기기 때문에 스트레스가 원인이라 판단하고 있다. 목재는 주위의 습도가 높아 수분을 흡수하면 조금 발열하므로 사람 피부를 뽀송뽀송하고 따뜻하게 만든다. 최근 노약자와 초등학생들의 저체온 현상이 아파트, 학교교실이나 양로원 같은 공공시설물에 많은 콘크리트 건축재료와 관련성이 없는지 궁금하다. 일본에서 목조주택 거주자의 평균출산율이 2.1인으로 콘크리트 주택의 1.7인에 비해 평균 25%나 높았다. 목조주택의 출산율이 높은 이유는 주거 환경적으로 환경호르몬 작용이 적어 유방암의 발생 빈도가 낮은 데서 찾고 있다.

냉복사 현상이 없는 목재 주거환경

 

사람이 방사능에 피폭되는 양은 연간 약 2.4mSv정도로 80%가 자연방사능이고 57%가 호흡에 의한 라돈이다. 라돈의 반감기는 40분이며 기관지의 상피조직의 점막에 암을 발생시키는 유해 방사선이다. 라돈은 무기건축재로 부터 나오고 환기가 잘 안 되는 실내나 기밀성이 높은 콘크리트 주택의 실내에서 그 농도가 높다. 미국의 실내 라돈 농도가 100Bq/정도로 1000명당 10명 정도가 폐암의 위험이 있다고 추정하고 있다. 시멘트를 주원료로 하는 슬레이트에서 라돈의 농도가 약 1000Bq/, 석고보드 600Bq/, 콘크리트 블록 130Bq/이며 합판이나 목재는 거의 방사성 라돈이 없다. 선진국에서는 주택을 사고 팔 때 라돈 농도의 측정은 VOC(휘발성유기화합물) 농도와 더불어 필수적인 점검사항이다.

라돈 방사선 발생 제로의 목재 주거환경
환경호르몬 제로의 목재 주거환경

 

2. 충격 완화 기능이 뛰어난 목재마루

과거 한옥에서는 여름철 대청마루에서 생활했으며 누마루 툇마루를 목재로 깔았고, 요즈음 사계절 거실생활을 하고 있는 아파트 마루도 거의 모두 목재로 바뀌었다. 우리나라 목재마루 사랑의 전통에는 여러 가지 이유가 있지만 목재 마루에서 보행과 점프 시 국부변형과 처짐변형이 작용하여 신체 충격완화와 안전기능이 뛰어난 것이 그 중 하나다. 하루에 백화점 점원이나 웨이터는 1~2만보, 아파트 주부는 4~7천보를 걷는다고 한다. 최근 마루판 재료가 미치는 인간의 심장기능과 시각기능에 대한 영향을 연구 보고하였다. 카펫, 목재, 비닐시트, 콘크리트 위에서 양말을 벗은 채로 30분간 걷게 한 후 심장박동수를 측정한 결과 콘크리트>비닐시트>카펫>목재 순으로 나왔다. 목재가 다른 재료보다 생체부담과 피로도가 적었다는 것이다. 또 백화점 점원 263명이 6시간 근무 후 피로를 느낀 인원은 카펫 65%, 비닐시트 75%, 석재는 100%였으며 목재는 45%로 낮게 조사되었고, 발뒤꿈치와 장단지 뿐만 아니라 눈에서도 피로를 느낀다고 하였다. 또한 목재가 바닥재로 좋은 이유는 보행시 마찰계수(수계수)가 적당하다는 것이다. 너무 미끄러우면 넘어지지 않으려고 보폭을 좁혀 총총걸음을 걷게 되고 마찰계수가 크면 보행에 피로감이 빨리 온다는 것이다.

목재마루의 충격완화와 적정 마찰계수에 따른 신체 안전 기능

 

3. 불에 약하다는 목재가 오히려 화재에는 강하다

최근 각종 건물 화재로 인명의 사상자와 재산 손실이 많이 발생하고 있다. 이런 가운데 목조건물이어서 화재가 잘 발생한다는 선입견도 널리 퍼져 있는 게 사실이다. 이와 함께 화재발생 시 화상에 의한 인명 사고보다는 건축물 구조의 붕괴와 유독가스가 더 큰 원인이라는 사실도 보고되고 있다. 또 다른 사실로써 목조건축물이 화재발생 빈도가 잦을 수 있지만 인명사고 발생에는 상대적으로 안전할 수 있다는 연구 자료가 보고되고 있다. 화재발생시 목재 표면은 발화가 잘 발생하지만 단열성능이 큰 이유로 시간 경과에 따른 구조적 강도 저하율은 훨씬 적다는 것이다. 목재구조물이 발화 시작 후 붕괴되기까지 1시간 또는 2시간을 버티는 목구조 설계를 건축법에 반영하고 있다. 한편 목재는 타 내장 재료인 폴리우레탄, 에폭시수지 등 화학물질과는 달리 연소 시 유독가스인 시안화수소 발생이 없고 일산화탄소와 이산화탄소가 전부다. 따라서 목재의 방염 및 난연 처리를 보완한다면 화제 시 인명사고에 가장 안전한 건축재료가 될 것으로 생각된다.

화재발생시 목구조재의 구조 안전성
목구조재의 발화 억제를 위한 내화 및 난연 처리
화재발생시 건축재료별 유독가스 발생량
 

 

맺는말

목재는 자연유래 건축재료로서 생활건강과 힐링, 주거환경 안전성과 관련하여 최적의 생물지표를 보여주는 각종 자료를 소개하였다. 향후 건축재료 목재에 대한 지구환경과 기후변화 대응에 대한 가치를 부각시키면 목재의 건축재료적 가치는 배가될 것으로 생각된다. 이와 함께 이미 개발되어 경쟁력 있게 상용화된 건조기술과 방염 및 난연 처리기술을 잘 적용하면 물과 불에 약하다는 목재 건축재료에 대한 선입견을 잘 불식시킬 수 있을 것으로 생각된다. 이를 통해 우리나라의 우수한 목재문화의 전통을 이어받고 또 다른 목재문화의 황금시대를 열어갈 수 있도록 건축재료 시장에서 화려한 부활을 꿈꾸어 본다.

 


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