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[업계뉴스] 목조건축 자재의 종류와 특성
2004년 11월 05일

 

 목조건축에 사용되는 자재의 종류는 매우 많으며 일반적으로 목조주택 1채를 건축하기 위해서는 300~350 종류의 자재가 사용되어야 합니다. 목조주택은 주요 구조부가 목재로 건축된 주택으로 많은 자재들 중에서 목조건축이 다른 건축 방법과 구별될 수 있는 가장 대표적인 자재를 꼽는다면 구조용 목재를 들 수 있습니다. 구조용 목재에는 골조용 목재 부재와 덮개용 판재 등이 포함되며 이 구조용재들을 상호 긴밀하게 접합시킴으로써 구조성능이 나타날 수 있도록 하는 여러 가지 철물이 또한 중요한 구조용 재료 중의 하나로 취급될 수 있습니다.
  그 외의 자재들은 목조건축이나 다른 방식의 건축에서 공통으로 사용될 수 있으며 목조건축만의 독특한 특성이라고 보기에는 어려움이 있습니다. 다만 같은 용도라도 목조건축용 자재는 목조건축 공법에 적합한 구조와 치수를 가지고 있어서 설치에 용이하고 설치 후에 기밀성이 뛰어난 특성을 지녀 목조건축에서는 목조건축용으로 개발되고 제조된 자재를 사용함으로써 시공이 쉽고 완공 후에 하자의 발생 가능성이 적어집니다.
  여러 가지 수없이 많은 자재들 중에서 경제적 및 효율적 측면에서 가장 적합한 것을 선택하고 이를 가장 적합한 장소에 가장 합리적인 방법으로 사용하여야만 좋은 주택의 건축이 가능합니다.
 
 
 - 구조용 목재
  목재는 살아있는 생명체인 나무로부터 생산되기 때문에 목재의 여러 가지 조직들은 한 때는 살아서 생명활동을 하던 세포로 구성되어 있어 목재의 세포는 가늘고 긴 모양을 가지고 있으며 내부의 세포내강을 세포막이 싸고 있는 형태를 하고있습니다. 세포내강은 생명유지에 필요한 성분들이 채우고 있던 공간으로서 건조된 목재에서는 빈 공간으로 남아 있으며 세포막 내에도 우리 눈에는 보이지 많지만 미세한 공간들이 골고루 퍼져서 존재합니다. 이러한 세포 내의 빈 공간을 통한 흡습과 방습으로 인하여 목재의 수축과 팽윤, 강도의 변화, 건조 결함의 발생, 실내 공기에 대한 습도 조절 작용 등의 특성이 나타납니다.
  목재 세포의 세포막은 강도와 밀접한 관계가 있으며 세포막의 구성에 따라서 목재의 비중이나 강도에 차이가 있어 높이가 100m 그리고 직경이 2m에 이르는 큰 나무들이 자체 하중과 비바람을 견디면서도 밑둥의 세포들이 수백년간 원형을 유지하고 건축자재로 사용되어서도 대형건물의 하중을 수백년간 지지할 수 있다고 하는 사실은 인간의 지식이나 머리로는 이해할 수 없는 일종의 불가사의라고 할 수 있을 것입니다.
  세포막은 여러 층으로 구성된 층상구조로 이루어지며 각각의 층은 마이크로피브릴이라는 가는 실 모양의 조직이 서로 결합되어 뼈대를 형성하고 그 사이를 리그닌과 헤미셀룰로즈 물질이 채우고 있습니다. 따라서 목재의 강도는 근본적으로 목재 세포의 세포막을 구성하는 뼈대 조직인 마이크로피브릴의 배열과 결합에 의하여 좌우된다고 할 수 있습니다. 세포막의 마이크로 피브릴은 주로 세포의 길이 방향(섬유 방향)과 평행하게 배열되어 있으며 이 방향은 나무의 생장 방향과 일치한다. 따라서 목재는 길이 방향으로는 매우 강한 강도를 나타내게 되며 길이에 수직한 방향으로는 비교적 약한 특성을 지닙니다.
  구조용 목재에서는 강도가 매우 중요한 고려 사항이며 목재의 강도는 생장 중이나 또는 건조 중에 발생하는 결함에 의하여 감소합니다. 결함에는 옹이, 경사나무결, 썩음, 갈라짐, 뒤틀림, 굽음 등이 있으며 이러한 결함의 정도에 따라서 구조용 목재들은 등급구분됩니다. 시중에서 건축되는 목조주택 중에는 구조용으로 등급구분된 목재를 사용하지 않고 제재소에서 생산된 것을 그대로 사용하는 경우를 보게 되는데 이는 매우 위험한 결과가 초래될 수 있습니다.
  구조용 목재는 함수율 19% 이하로 건조되어야 하며 인공 열기 건조를 통하여 건조결함을 최소화시키면서 목재를 사용함수율 이하로 건조시킬 수 있습니다. 일반적으로 구조용 목재는 등급 중에서 2등급 이상이 구조부재로 사용되어야 합니다.
 
 - 구조용 판재
 
  경골 목조주택은 구조용재로 이루어진 골조 위에 구조용 판재를 덮개재료로 사용하며 목조주택의 구조 성능은 골조부재와 덮개재료의 접합을 통하여 나타난다고 할 수 있습니다. 덮개재료는 면에 수직한 하중에 대하여 휨성능으로 저항하며 바람이나 지진과 같은 수평하중은 면에 평행한 면전단강도에 의하여 저항력을 나타냅니다. 경골목구조에서는 면을 구성하는 판재의 면전단강도가 가장 중요한 강도 특성 중의 하나이며 따라서 올바른 판재의 사용과 올바른 시공법의 적용을 통하여 적정한 강도 특성이 발휘될 수 있도록 하여 주
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