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【목조주택 짓기】 ③ 왜, 중목구조에 매료되는가
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일본 주택의 56%가 목구조이며, 이 가운데 75%가 전통 축조 구법(공법)에 뿌리를 둔 중목구조다. 대단면 기둥-보 방식으로 우리의 한옥 구조와 비슷하다. 우리가 한옥을 전통 한옥과 현대 한옥으로 구분하듯이 일본도 기둥-보 방식 목구조를 전통 구법과 재래 구법(일본 <건축기준법>)으로 구분한다.글 윤홍로 기자 사진 창조하우징 031-420-5537 www.chang-jo.co.kr자료 협조 블루하우스코리아 031-8017-5002 www.koreabluehouse.com 중목구조 입문, 미야자키현
1995년 발생한 진도 7.2의 고베 지진 때 6,4000여 명의 사망자가 발생했는데, 대부분 전통 구법으로 지은 목구조주택의 붕괴로 인한 압사壓死였다. 당시 지진학자들이 목구조 관련 지진 피해를 조사한 결과 횡력에 견디는 내력벽이 많은 건물, 즉 일명 투 바이 포(2″× 4″)라고 불리는 북미식 경량 목구조가 훨씬 피해가 적었다. 이를 계기로 경량 목구조가 널리 보급되기 시작했다.
프리 컷으로 생산한 중모구조 LVL 구조부재
지진으로 인한 피해를 줄이고자 일본 정부는 <건축법>, <주택의 품질 확보 촉진 등에 관한 법률>을 통해 내진 기준을 점점 더 강화했다. 이에 따라 업계에선 가새, 판재 벽, 전용 철물 등을 사용해 전통 구법의 취약점인 내진을 보강하는 SE구법, BF구법, 파워빌드 공법 등 다양한 기술을 개발했다. 이것을 가새조차 사용하지 않는 전통 구법과 차별화해 재래 구법이라 하며, 다시 볼트 & 너트, 드리프트 핀Drift Pin 등 전용 철물의 사용 여부에 따라 재래 구법과 철물 구법으로 구분한다.이러한 노력으로 (사)일본목조주택산업협회 조사 자료를 보면 목조주택의 70%(약 40만 채)를 재래 구법(중목구조)이, 20%를 경량 목구조가 10%를 프리패브 공법이 차지하고 있다. 현재 중목구조는 설계, 구조계산, 자재 산출 프로그램인 CAD·CAM에 의해 공장에서 미리 가공[Pre-Cut]한 기둥-보 구조부재를 현장에서 간단하게 조립한다.
일본 목구조 재래 구법과 전통 구법의 차이점같은 중목구조라도 ‘전통 구법’과 현재 일본 <건축기준법>으로 자리매김한 ‘재래 공법’과 다음과 같은 점에서 차이가 있다.
위의 표는 전통 구법과 재래 구법을 대비시켜 ??보여준다. 양자는 명확하게 나누어져 있는 것이 아니다. 전통 구법의 요소를 얼마나 도입했는지는 지역의 기후 풍토 및 목수에 따라 다르고, 같은 목수의 손에 의한 것이라도 각각의 건축 사례에 따라 다양하다.
목재의 아름다움을 살린 중목구조첫째, 기둥-보 구조부재를 어떻게 배치하느냐에 따라 다양한 공간을 연출할 수 있다. 즉, 설계 자유도가 높은 건축 공법이다. 둘째, 완공 주택 내부에선 나무를 보고 만지고 느낄 수 있는 목재의 장점과 아름다움을 최대한 살린 공법이다. 셋째, 기둥과 보의 길이 조절로 비교적 쉽게 리모델링이나 증축, 개축 등을 할 수 있다. 이 부분이 중목구조업계에서 강조하는 북미식 경량 목구조와 차별화다. 이 밖에도 중목구조의 장점은 많다.
기둥-보 구조부재를 드러내 인테리어 효과가 뛰어난 중목구조
쾌적성_목재의 가장 큰 특징이 낮은 열전도율로 철의 200배, 콘크리트의 4배다. 또한, 나무는 호흡하는 재료라고 한다. 습도가 높은 여름이나 장마철엔 대기 중의 수분을 흡수하며, 반대로 습도가 낮은 겨울엔 수분을 발산한다. 무엇보다 바깥 기온이 달라져도 나무의 온도는 급격하게 바뀌지 않으므로 여름엔 시원하고 겨울엔 따듯한 이상적인 자재다. 내구성_중목구조에 주로 사용하는 기둥-보 구조부재는 천연 목재의 결점을 제거하고 질이 좋은 부분만으로 제작한 집성재다. 따라서 구조부재가 전체적으로 균일하고 안정된 강도를 유지한다. 목재의 단위 중량당 강도를 다른 재료와 비교하면 항장력抗張力은 철의 약 4배, 압축강도는 콘크리트의 약 5배다. 이것을 집성재로 하면 강도가 한층 더 올라가지만, 건물 중량은 철골조에 비해 큰 폭으로 경량화된다.내화성_철골은 화재로 온도가 500~800℃에 이르면 녹아서 처져 버린다. 목재는 불에 타지만, 단면이 커지면 표면은 타도 거기에 탄화층이 생겨 산소의 공급이 끊기므로 1000℃ 이상에도 탄화 속도가 늦어져 필요 강도를 유지할 수 있다. 대단면 집성재를 사용하는 목조는 일본에서 준내화 구조물로 허가되고 있다.
진도 7.2 내진성으로 중무장한 프리 컷 구조부재일본은 중목구조 구조부재를 90% 이상 프리 컷 방식으로 생산한다. 프리 컷으로 가공하는 중목구조 제품은 크게 구조부재, 부자재, 합판 3가지가 있다. 구조부재는 토대, 기둥, 보 등 골조 부분이고, 부자재는 샛기둥, 가새, 서까래, 장선 등이며, 합판은 바닥, 지붕, 벽용이다. 이 3가지를 통해 중목구조에 필요한 목재를 대부분 갖출 수 있다.프리 컷의 장점은 ▲가공 정확도가 높다 ▲가공 및 현장 시공이 빠르다 ▲CAD 제어로 자재의 로스율이 적다 ▲시공 품질이 목수의 역량에 좌우되지 않는다 ▲현장에서 폐자재가 나오지 않는다 ▲높은 곳에서 하는 작업량이 줄어들어 안전하다는 것 등이다.
내구성, 치수 안정성, 시공성 등을 겸비한 중목구조
프리 컷은 CAD, CAM 시스템에 의해서 이뤄진다. 그중 CAD의 역할은 구조도면을 체크해 어떤 중목구조 부품이 어디에 배치되고, 단면과 길이는 적당한지, 그리고 각 부품의 접합은 적합한지 파악한다. CAD 중요한 역할은 3가지로 첫째, 가공할 중목구조의 부품 정보, 즉 CAM을 움직이기 위한 데이터를 만든다. 둘째, 접합부를 체크한다. 이 과정에서 조립 접합이 불가능한 부분은 에러가 발생한다. 셋째, 보나 기둥 단면의 크기가 타당한지, 내력벽의 양이 충분하지 구조 안전성을 체크한다.
중목구조 각 부재의 역할기초_건물이 부담하는 하중을 지반地盤으로 전달하는 역할토대_기둥에 전달되는 하중을 기초로 전달하는 역할기둥, 보_건물의 수직하중을 지지하는 역할(내력벽의 프레임 기능도 있음)내력벽_횡력(지진, 바람)에 저항하는 역할바닥_건물의 수직하중을 지지하는 역할(횡력을 내력벽으로 전달)천장_지붕이 받는 수직하중, 횡하중에 저항하는 역할이러한 각 부재는 이음과 맞춤 또는 철물을 통해 접합한다.
중목구조 접합, 재래 구법 vs 철물 공법중목구조에서 수직재인 기둥과 수평재인 보, 토대를 연결하기 위한 접합부가 필요하다. 일반적인 접합 방식은 재래 구법과 철물 공법이 있다. 재래 방식은 프리 컷으로 가공한 토대와 토대, 보와 보를 길이 방향으로 길게 연결하는 ‘이음’, 기둥과 가로 부재(토대, 보) 또는 기둥과 보, 보와 보를 직각이나 다른 각도를 잇는 ‘맞춤’이 있다.
철물 공법 중목구조
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2018-06-08
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【Home Plan】 가족을 닮은 32평형 단순한 집
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조금만 날씨가 좋지 않아도 마음이 편하지 않다. 이제는 초미세먼지가 극성이라서 신경이 예민해진다. 집 이야기를 꺼내면 다들 꿈에 부풀어 많은 상상을 하지만, 공사비를 포함한 잡다한 경비에 민감해지게 된다. 특히, 땅 구입까지의 과정은 크게 어렵지 않지만, 건축 설계 단계부터 익숙한 것은 없다. 옆집 누군가가 또는 친인척이 집을 지었다는 이야기는 많다. 하지만, 건축 설계를 잘 해서 집을 참 잘 지었다는 이야기는 별로 없다. 주관적인 부분도 있지만, 건축 설계의 기준과 구조, 규모, 사용자의 요구 사항에 따라 집이 천차만별이기 때문에 정확한 설명이 불가능해서 그런지도 모른다.글 김동희 (건축사사무소 KDDH 소장)
HOUSE PLAN건축면적 71.25㎡(21.55평)연면적 105.05㎡(31.77평) 1층 71.25㎡(21.55평) 2층 33.80㎡(10.22평)공간구성 1층 방2, 거실, 주방/식당, 화장실, 현관 2층 서재, 서고, 화장실, 발코니
입면도 1
입면도 2
입면도 3
좋은 집은 가족의 삶을 담은 설계에서부지 매입에서부터 건축 설계, 시공 등 모든 과정 중에서 공인중개사 수수료만큼 명확한 것은 없다. 건축주들은 대부분 건축 설계비를 부담스러워한다. 집을 짓는 데 1억의 비용을 예상했는데, 설계비로 몇천을 부담해야 한다면 말문이 막히고 만다. 물론, 예전보다 설계에 대한 중요성이 부각되어 심리적 장벽이 많이 허물어졌지만, 여전히 설계의 비중에 대한 평가가 제대로 이뤄지지 않고 있다. 가족이 평생 살아갈 집을 짓는 일이 며칠의 고민과 몇 장의 도면만으로 가능할까? 겨우 2년 남짓 사용할 휴대폰을 사는 데에도 며칠, 길게는 몇 달을 고민하고 수십 수백 개의 후기를 보고 판단한다. 그런데 가족의 생활을 맡길 집을 몇 장의 스케치와 도면으로 마무리해야 한다는 것은 조금 억울한 일처럼 느껴진다. 물론, 실물을 만들어내는 1억의 한정된 공사비에서 설계가 우선순위에서 밀릴 수밖에 없는 것도 사실이다.
집은 화려하지 않아도 된다고 생각하지만, 절대로 사라지지 않는 최소의 기능들이 존재한다. 현관, 거실, 주방, 침실, 욕실에서 다용도실과 보일러실까지. 그런 실들의 조합이 평면이 된다고 어느 정도 짐작하지만, 어떤 공간이 어떻게 만들어지는지 쉽게 이해되지 않을 수도 있다. 그런데도 상대적으로 적은 비용에 기능성을 우선시하는 집은 실들이 높은 밀도로 유기적인 관계를 맺고 있다. 이렇게 밀도가 높은 평면만으로도 집을 지을 것 같다는 느낌이 들 수 있다. 하지만, 살아갈 사람들과 잘 어울리는 공간들을 담아낸 진보된 평면이라야 비로소 가족을 닮은 집을 만들 수 있다. 건축 예산에 적절한 설계비를 책정하여 최적의 평면과 입체적인 관계만 잘 정리하더라도 단순하지만, 가족을 닮은 성숙한 집이 세상에 태어날 것이다.※ 편집자 주_단순한 집의 이미지와 스케치는 기존 주택의 건축주 의뢰로 김동희 소장이 재구성한 것임을 밝힙니다.
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2018-06-08