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전원주택 단지의 허가 및 개발 방법
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전원주택 단지의 허가 및 개발 방법
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전원주택에 살기를 희망하는 사람들 대부분은 ‘어떻게 하면 저렴한 금액에 내가 원하는 부지를 구해 우리가족의 보금자리를 만들 수 있을까’에 관심을 갖고 있을 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 무엇보다 전원주택부지의 가격이 저렴해야 하는데, 이렇게 저렴한 부지를 찾는다는 것은 쉬운 일이 아니다. 하지만 개중에는 저렴한 부지를 찾게 되는 경우도 있는데, 그 경우‘어떻게 해야 이 부지를 전원주택 단지로 만들 수 있을까’가 가장 큰 고민거리가 된다. 이 점에 관해서는 전문가의 도움을 받아 서류를 준비하고 전원 주택개발자가 직접 시간과 노력을 투자해 전문가가 요구하는 해결사항들을 준비해야 할 것이다. 이 과정에서 대표적으로 걸리는 것이 진입도로 문제와 마을주민들의 민원, 부지가 가지고 있는 자연적인 특성, 법적, 행정적 규제 사항일 것이다.
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전원주택 단지 개발을 위해 먼저 짚고 넘어가야 할 사안에는 여러 가지 있다. 그 중에서도 가장 신경을 써야 할 것은 행정적인 측면에서 ‘허가가 날 수 있느냐’이다.
부지에 따라서는 현재 상태로도 개발 허가가 날 수 있는 땅이 있고, 현 상태에서는 허가가 불가능하기 때문에 국토이용계획변경을 통해서 전원주택단지를 개발해야하는 땅도 있다.
이러한 것을 알아보기 위해서는 부지 소재지의 시·군 사무소에서 ‘도시이용계획확인원’이나 ‘토지이용계획확인원’을 발급 받아, 개발하고자 하는 부지에 관한 법적, 행정적 제약과 허용, 기타 내용들을 살펴보아야 한다.
물론 이 내용도 일반인들이 이해하기에는 한계가 있으므로 건축설계사무소나 토목설계사무소에 의뢰해 그 ‘이용계획확인원’이 내포하고 있는 의미를 잘 파악해서 준비하여야 할 것이다.
전원주택 단지 개발 시 체크사항
전원주택 개발을 위해서는 토지가 필수적인데, 꼭 입맛에 맞는 토지를 찾기란 그리 쉽지 않다. 게다가 제대로 된 토지라면, 신청만 하면 주택허가를 받을 수 있고 단지 내 공공시설 또한 다 갖추어져 있어 높은 가격을 요구할 것이다.
토지가격과 무관하게 전원주택을 신축하려고 하면 자기가 원하는 필지를 언제 어디서든 구할 수 있겠지만, 전원주택에 살기를 희망하는 사람들 대부분은 ‘어떻게 하면 저렴한 금액에 내가 원하는 부지를 구해 우리가족의 보금자리를 만들 수 있을까’에 더 관심을 갖고 있을 것이다.
이러한 목표를 달성하기 위해서는 무엇보다 전원주택부지의 가격이 저렴해야 하는데, 저렴한 부지를 찾는다는 것이 쉬운 일은 아니다.
하지만 개중에는 저렴한 부지를 찾게 되는 경우도 있는데, 그 경우 ‘어떻게 해야 이 부지를 전원주택 단지로 만들 수 있을까’를 고민하게 된다. 이 점에 관해서는 전문가의 도움을 받아서 서류를 준비하고 전원 주택개발자가 직접 시간과 노력을 투자해 전문가가 요구하는 서류 및 해결 사항들을 만들어야 할 것이다.
이 과정에서 대표적으로 걸리는 것이 진입도로 문제와 마을주민들의 민원, 부지가 가지고 있는 자연적인 특성, 법적·행정적 규제 사항일 것이다.
진입도로 문제, 마을 주민의 민원
진입도로란, 내가 구입한 부지에 접근할 수 있는 도로로서, 전에는 도시계획구역 외 지역에서는 3.0m 폭이면 가능했었지만, 지금은 국토이용에 관한 계획에서 전 국토를 재계획하고 있으므로 도시계획구역 내에서와 거의 마찬가지로 최소 4.0m 폭의 도로를 확보해야 한다. 물론 단지의 규모가 크면 진입로의 폭도 넓어야 하는 것은 당연한 일이다.
또한, 생태계, 환경에 관한 보고서도 첨부되어야 한다.
특히 지방에 위치한 부지를 전원주택단지로 개발하고자 할 경우, 대부분의 부지가 임야일텐데 현재 도로가 있는 곳에서 임야까지 도로를 확장하려고 하면 거의 대부분 논과 밭으로 되어있는 농로를 통하게 될 것이다.
이 경우 기존 도로 폭이 좁으면 확장을 해야 하는데 도로주변의 농지 주민들이 쉽게 도로 사용승인을 해주는 경우가 드물기 때문에 도로 확장을 위해서는 그 지역 주민들의 도움이 절대적으로 필요하게 된다.
‘이들의 도움을 어떻게 얻어내느냐’가 가장 큰 변수이며 이러한 일을 해결하는데는 시간이 얼마나 걸릴지 알 수 없는 경우가 허다하므로 부지 매입 시 특별히 신경을 써야할 것이다. 하물며 맹지인 경우에는 더 말할 나위 없을 것이다.
마을민원 또한 전원주택 개발자가 신경을 써서 조심스럽게 접근해야 할 문제이다. 마을민원의 유형은 무엇이라고 꼭 짚어서 얘기하기 어려운 것이, 케이스마다 다르게 나타나기 때문이다.
그러므로 전원주택을 짓는 사람으로서 특히 주민들과의 유대관계를 원만히 해야하고 그 마을 일원이 되고자 특별한 노력을 기울여야 할 것이라 여겨진다.
부지의 특성, 법적·행정적 규제 사항
또한 부지의 특성은 지금 시점에서 매우 중요한 요소가 될 것이다. 그전에는 임야로서 준 농림지면 전원주택개발이 가능했지만 지금은 난개발을 막기 위해 여러 가지 규제사항을 첨부해 놓은 상태이므로 전원주택 개발허가를 받는데 대단한 영향을 끼친다.
예를 들면 부지의 표고(해발 100m, 150m, 175m, 200m 등)와 부지의 경사도 (15%, 20%, 25%, 30% 등) 및 수림대의 수종과 보존가치 등이 있다.
부지개발을 위해 전에는 허가 후 준공시점에서 우물이나 수도를 체크했는데, 지금은 허가 전에 우물이 가능하여야하며 음용수로서 수질이 적합하고 수량이 충분한가를 먼저 서류 상으로 제시해야 허가를 받을 수 있다.
하지만 이 모든 것이 다 준비되었다 하더라도 시나 군에서 만든 지역, 지구제, 조례, 건축법 등에 저촉되지 않아야 하는데 대부분의 전원주택부지는 시·군에서 전원주택부지로 계획을 해놓지 않은 부지를 택하게 되므로 국토이용계획법과 주택건설촉진법, 시·군·구의 조례, 건축법, 산림법 등의 규제사항을 알고 진행시켜야 할 것이다.
경우에 따라서는 국토이용계획변경을 통해서 전원주택단지를 개발하는 경우도 생기는데, 이것은 오랜 기간을 요하게 되고, 경비 또한 상당히 소요된다.
그러므로 전원주택단지 개발 시에는 철저한 사전 점검이 이루어져야 낭패를 미연에 방지할 수 있다.단지개발을 위한 기본적인 마스터플랜
이러한 법적·행정적 규제, 주민들과의 관계를 원만히 해결한 후에는 ‘단지개발을 어떻게 진행할 것인가’가 과제로 남게 된다.
이것은 소규모인 경우에는 별 문제없이 전원주택 개발자가 진행할 수 있지만, 중규모 이상이 되면 전체적인 마스터플랜(master plan)이 매우 중요해 진다. ‘마스터플랜에 따라 개발진행 및 과정을 어떻게 풀어나가는가’가 중요한 과제가 될 것이다.
대부분의 전원주택 개발자들은 부지구입에 대부분의 자금을 지출하고 나면 정작 부지개발 시에는 잉여자금이 부족해 공사진행이 더디게 되고 그러한 여파로 인해 예기치 않은 문제점들이 발생한다. 심지어는 여러 가지 문제점으로 인해 재산상의 손해를 입는 경우도 종종 발생하게 된다.
그러므로 개발을 위한 계획(plan)이 중요한데, 언제 얼마만큼의 자금이 필요하고, 그 필요한 자금을 어떠한 방법으로 동원할 것인지를 사전에 철저하게 계획해 두어야 단지개발이 성공적으로 이루어질 수 있을 것이다. 田
■ 글 여구호((주)케이에스씨엠 대표 02-540-6155)
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2003-09-16
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통나무집의 기초 Ⅲ
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통나무집의 기초 Ⅲ --------------------------------------------------------------------------------통나무집은 기본적으로 상하 좌우가 서로 물리며 짜여진 구조로 되어있어 지반이 기울거나 유실되어도 쉽게 붕괴되지 않는 내진구조로 되어있어 자연재난을 당했을 때 인명보호에 크게 유리하다. 통나무집은 기본소재인 나무를 가로방향으로 쌓으면서 모서리 부분은 서로 겹치거나 짜 맞추는 공법을 사용하기 때문에 벽체가 갈라지지 않고 웬만한 충격에도 벽체가 부서지지 않는다. 통나무집이 건강을 위해, 혹은 정서적 안정감을 얻을 수 있어 호감을 갖기도 하지만, 지진이나 홍수, 화재 등 재난에 강한 저항성을 갖고 있기 때문에 가족의 안전을 위한 확실한 선택이 되고 있다. 물론 통나무집이라도 공법과 시공에 따라 그 결과에는 많은 차이가 날 수밖에 없다. --------------------------------------------------------------------------------■ 글 싣는 순서 ·통나무주택의 종류 ·수공식과 기계식 통나무주택 ·유럽풍의 목구조 주택 ·통나무주택의 결합구조 ·통나무주택의 단열 ·2중 벽 단열 ·목재의 종류Ⅰ, Ⅱ ·통나무집의 기초Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ ·통나무 벽체 쌓기 지금 지구는 기상 이변으로 큰 혼란을 겪고 있다. 우리나라뿐만 아니라 동유럽과 독일의 많은 도시들, 심지어 남아프리카에서는 눈까지 내리는 등 기상이변의 모습은 세계 곳곳에서 어렵지 않게 찾아 볼 수 있다. 단군천왕(檀君天王) 상고시대 중원은 8년 가뭄 끝에 9년 홍수라는 상상할 수 없는 자연의 재앙에 천하는 생지옥이 되었으며 황하가 범람해 강줄기가 지도를 바꾸어 놓기도 했다. 중국측 기록에 따르면 천문과 지리를 연구하고 기후를 관측하는 곳이 조선(東夷)에만 있었다고 한다. 우왕(禹王)은 3일 목욕 재계하고 꿈에 조선의 사자가 나타나 '나는 창해(滄海)의 사절이다. 도산에 오면 신서(神書)를 주겠노라' 하는 계시를 받고 도산(塗山)에 나아가 신서를 받고 오행치수(五行治水)법을 배워 치수에 성공했으며, 그 은혜를 영원히 잊지 않도록 사당을 세우고 제사를 모셨다는 기록이 있다.(書傳). 또한 탕왕(湯王)은 도산에 나아가 단군천왕의 명을 받은 태자 부루로부터 오행치수법(五行治水法)과 거리, 무게 등을 측정하는 도량형계(度量衡計)법을 배운 후 그 비책을 받아갔다고 단군세기에 기록되어 있다. 널리 인간에게 도움이 되게 하라는(弘益人間) 고대 조선의 건국이념을 실천한 대제국(大帝國)의 면모를 엿볼 수 있는 예들이다. 하지만 단군의 후손임을 자부하는 우리가 수재(水災)를 당하고 치수(治水)가 안 되어 인재(人災)까지 당하는 지금의 형편은 실로 딱하고 부끄러운 일이 아닐 수 없다. 천재야 어쩔 수 없다지만 인재는 막아야 하지 않겠는가. 태풍에 수많은 가옥이 붕괴되고, 그로 인해 보금자리를 잃은 가족들의 안타까운 모습들은 눈시울을 적시게 한다. 자연 재해야 인간의 힘으로는 불가항력적인 것이지만, 그 재해에도 견딜 수 있게끔 주택을 설계하고 건축하는 것은 우리의 몫인 것이다. 태풍의 피해 북녘 동포의 굶주림은 수해로 농경지를 잃어버린 것에서 비롯되었고 이번에 우리 역시 태풍 '루사'로 인해 엄청난 상처를 얻었다. 태풍은 많은 양의 비와 강풍을 동반하기 때문에 그 피해가 엄청나게 늘어나는 것이다. 미국의 경우에 있어서도 예외는 아닌데, '토네이도'라 불리는 강풍의 피해는 실로 어마 어마하다. 토네이도는 웬만한 주택을 통째 날려버리는 엄청난 위력을 발휘한다. 이처럼 태풍에 의한 가옥의 피해는 작게는 바람에 의해 지붕이 날아가는 것에서부터 크게는 지반의 붕괴로 인한 주택의 함몰까지, 참으로 다양한 양상을 보이고 있다. 내진 구조(Earthquake Proof Structure) 오늘날에는 집을 지을 때, 환경 변화에 대한 저항성을 크게 고려한다. 대표적인 것 하나를 꼽으라면 쉽게 무너지지 않는 '내진구조'를 들 수 있다. 가끔 허술하게 지어진 주택이나 건축물이 붕괴돼 가족을 잃는 경우를 보면 참으로 안타깝다. 하지만 통나무집은 기본적으로 상하 좌우가 서로 물리며 짜여진 구조(結滯構造)로 되어있어 지반이 기울거나 유실되어도 쉽게 붕괴되지 않는 내진구조로 되어있다. 그렇다 보니 자연재난을 당했을 때 인명보호에 있어서 많은 부분 유리한 것이 사실이다. 통나무집은 기본소재인 나무를 가로방향으로 쌓으면서 모서리 부분은 서로 겹치거나 짜 맞추는 공법을 사용하기 때문에 벽체가 갈라지지 않는다. 그리고 웬만한 충격에도 벽체가 부서지지 않는다. 일반인들에게 있어 통나무집은 건강을 위해, 혹은 정서적 안정감을 얻을 수 있다는 이유에서 호감을 불러일으키지만, 그에 못지 않게 지진이나 홍수, 화재 등 재난에 강한 저항성을 갖고 있어 가족의 안전을 지킨다는 차원에서 그 선택의 폭이 점점 넓어지고 있다. 물론 통나무집이라도 공법과 시공에 따라 그 결과에는 많은 차이가 날 수밖에 없음을 명심해야 한다. 통나무집의 가치 이런 자연 재난에서 가장 큰 상처 중 하나는 가족의 보금자리를 잃는 것이고, 그보다 더 큰 상처는 가족을 잃는 것이다. 이처럼 안전성은 생명의 문제이기 때문에 어떤 가치보다 우위에 있다고 할 수 있다. 그렇기 때문에 흔히들 건강 생활을 위해, 자연과 멋스러움을 함께 하기 위해 통나무집을 선택하지만 오늘날과 같이 자연 재해가 심한 시대를 통해서 통나무집의 본질적 가치인 안전성에 더 많은 가치를 부여할 수 있을 것이다. 집은 그 크기나 화려함에서 자랑스러움을 가질 수도 있지만, 세월과 함께 나와 내 가족의 손때가 묻어나고 애정이 쌓여가는 것이기에 단순한 물질 이상의 의미를 갖는다고 할 수 있다. 각박한 세상일수록 가족의 의미는 더욱 커지고 그 보금자리인 내 집의 의미 또한 더욱 중요해 질 수밖에 없다. 내 집의 가치가 단지, 몇 평형의 얼마짜리 아파트라는 말로 모두 표현되고, 그와 함께 집이 한낱 재테크의 수단으로 전락해 재산증식을 위해서라면 잦은 이사도 마다하지 않는 요즘, 아이들은 어린시절 자신의 정체성을 찾지 못하게 되고 이런 정체성 상실은 다시 아이들이 성장하면서 정서적 안정감과 자신감을 잃게 해 방황의 길로 접어들게 할 가능성을 내포하게 되는 것이다. 통나무집의 기울어짐 침수로 지반이 약해져 통나무집이 약간 기울어지는 경우가 있다. 이런 경우 장비를 동원해서 기초 콘크리트를 다시 수평 상태로 바로잡는 것만으로도 기본적인 문제는 바로잡힌다. 통나무집은 벽체가 갈라지지 않고 집이 뒤틀리지 않기 때문이다. 수평상태가 바로잡히면 지반이 취약한 부분의 상태에 따라 흙이나 콘크리트로 되메우기를 하고 상하수도의 배관과 전기부분을 점검해 원상을 회복하는 순서를 거쳐야한다. 홍수로 지반이 모두 쓸려 나가는 최악의 경우에도 통나무집은 비중이 물보다 작기 때문에 물 속으로 마냥 무너지고 허물어져 버리지는 않는다. 통나무집은 물에 잠겨도 일시적으로 물에 젖기만 할 뿐, 다른 소재의 집들처럼 물에 허물어지거나 쉽게 변형을 일으키지 않기 때문에 약간의 수리만으로도 복구할 수 있어 그 피해를 최소화할 수 있다. 지반의 붕괴 통나무집은 기본적으로 내진구조를 갖고 있기 때문에 지금과 같은 홍수나 사태가 생겨 지반이 붕괴되어 기초 콘크리트의 한 부분이 떨어져 나갔을지라도 그 부분만 보수해 다시 사용해도 내구성에 아무런 문제가 없다. 이런 점이 일반적인 다른 건축물과 구별되는 부분중의 하나이다. 이럴 경우, 땅이 충분히 마르고 나서 응급처치 된 부분에 다시 콘크리트 기둥과 통나무집의 바닥이 되는 기초 부분을 만들고 이를 통해 건물을 받치도록 조치를 취해야 한다. 만약 지반만 쓸려 나가고 기초 콘크리트가 온전하다면 필요한 위치에 콘크리트 기둥을 세워 기초 콘크리트를 받치는 것만으로도 충분하다. 이때 콘크리트 기둥을 굳건한 반석 위에 세워 전화위복의 기회로 삼는 것도 좋은 방법중 하나일 수 있다. 홍수같은 자연재해로 문제가 있었던 곳이라면 땅이 정상상태로 돌아온 후에 집 주변과 땅의 상태를 살피면서 새로운 안정화 과정을 살펴야 한다. 최악의 경우 통나무주택이 제자리를 잃고 심하게 기울어지고 훼손되었다 해도, 다시 자리를 잡고 집을 바로 세우는 등 복구의 과정을 거친다면 애정이 깃든 원래의 내 집을 찾는 일은 그리 어려운 일이 아니다. 이것이 바로 통나무집만의 매력이다. 침수와 복구 수해를 당한 통나무집은 물에 잠겼던 부분을 잘 말리는 것이 우선적으로 해야 할 일이다. 맑은 날을 택해 물로 통나무집을 깨끗하게 씻어낸 다음 내부에서는 선풍기를 이용해 골고루 그리고 빨리 건조시키는 것이 중요하다. 통풍이 잘 안 되는 기초콘크리트와 접한 부분, 그리고 구석진 부분을 위해서는 바닥 난방을 하는 것이 좋다. 그리고 건조가 되고 나면 이참에 마음에 두었던 부분까지 수리하고 칠(Oil Stain)을 다시 해 통나무집 원래의 자랑스러운 모습으로 되돌려 놓을 수도 있다. 田 ■ 글 정인화(발미스코리아 통나무주택 대표 054-975-1240 www.valmiskorea.com)
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2003-09-16
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목재와 수분(Wood and Water) IV
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전문가를 위한 강좌
목재와 수분(Wood and Water)
IV
목재 내에서 유체는 유동과 확산에 의해 이동한다.
유동(flow)은 압력차(pressure gradient)에 의해 연결된 공극[모세관]을 통한 이동이며
확산(diffusion)은 농도차(concentration gradient)에 의한 이동으로서, 수증기가 공극 내에
있는 공기 중을 통하여 이동하는 수증기확산(vapor diffusion)과 세포벽 내에서 일어나는 결합수
확산(bound-water diffusion)의 두 형태가 있다. 그 외에 자유수 표면에서의 증발과 응축, 그리고
세포벽 표면에서의 흡·탈착 등이 서로 조합되어 수분이 목재 속을 이동한다. 목재수분의 이동통로는 수분의 상태에 따라
세포내강·벽공·세포벽 등이 중요한 역할을 한다.
고분자 물질에 의한 목재 흡착표면의 코팅처리
세포내강에 파라핀(paraffin) 주입 또는 도장에 의한 목재표면의 피복은 본질적으로 흡습성을 줄이지는
못한다.
이것은 목재의 흡습이 가시적 표면에서 일어나는 것이 아니고 목재실질의 내부표면에서 일어나기 때문이며, 내부표면을
피복하지 않는 한 목재 본래의 흡습성에 영향을 끼칠 수는 없다.
파라핀은 그 분자가 크기 때문에 목재 중의 미세한 공극에 들어가지 못하며, 또한 소수성이기 때문에 목재의
내부표면에 결합하지 못하므로 목재 중의 내부표면 상의 친수성기에 실질적인 영향을 주지는 못한다.
그러나, 이 처리는 수증기의 투과를 방해하고 수증기의 확산속도를 감소시키므로 대기의 습도변화가 많은 장소에
있어서는 목재의 함수율 변동을 감소시키는 효과가 있다. 이 효과는 사용되는 물질의 소수성기에 의한 것이 아니고
투습성 저하정도에 지배된다.
그 밖의 처리와 흡습성
응력(stress)이 목재 내부에 존재하면 함수율에 영향을 끼치는데, 압축상태에 있는 목재는 함수율이 감소되고,
인장상태의 목재는 함수율이 증가한다.
특히 Bello의 실험에 의하면 상대습도가 높을수록 비중이 클수록 임의의 압축외력에 대한 내부응력이 증가하기
때문에 목재의 평형함수율 감소도 심해진다.
목재의 기계적 처리는 섬유표면의 결정화도를 파괴하므로 흡습성을 약간 증가시킨다. Stamm은 기계적 분쇄가
섬유표면의 결정화도를 파괴하며 loblolly pine을 완전히 고해(beating)했을 때 상대습도 75%에서
흡습성은 0.5% 증가한다고 보고하였다.
목재의 성분이 화학처리를 받아서 변화되면 흡습성이 달라진다. 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스는 친수성이므로 셀룰로오스
유도체들은 처리에 따라 다르지만 목재 펄프나 모시풀(ramie)보다 흡습량이 많고, 추출물은 수분의 흡습성을
저해하므로 추출물이 제거되면 흡습성이 증가된다.
방사선(γ線)을 조사하면 흡습성이 약간 감소된다. Paton 등의 연구에서 sitka spruce의 감마선
108rad의 조사로 함수율이 1∼2% 정도 감소하였다.
목재 속에서 움직이는 수분의 이동
목재 내에서 유체는 유동과 확산에 의해 이동한다. 유동(flow)은 압력차(pressure gradient)에
의해 연결된 공극[모세관]을 통한 이동이며 확산(diffusion)은 농도차(concentration
gradient)에 의한 이동으로서, 수증기가 공극 내에 있는 공기 중을 통하여 이동하는 수증기확산(vapor
diffusion)과 세포벽 내에서 일어나는 결합수 확산(bound-water diffusion)의 두 형태가
있다.
그 외에 자유수 표면에서의 증발과 응축, 그리고 세포벽 표면에서의 흡·탈착 등이 서로 조합되어 수분이 목재 속을
이동한다. 목재수분의 이동통로는 수분의 상태에 따라 세포내강·벽공·세포벽 등이 중요한 역할을 한다.
수분이 이동하는 방법
모세관속에서의 액체이동
수도관같이 단일 모세관속에 액체가 존재하고, 그 양쪽에 압력차가 생기면 모세관 중의 액체는 압력이 낮은 쪽으로
이동한다. 이때 유동속도 dv/dt(㎤/g)는 모세관의 반지름 r(㎝), 모관의 길이 l(㎝), 액체의 점도
η(dyn·sec/㎠) 및 압력차 △p(dyn/㎠)에 지배된다. 이 관계를 Poiseuille 법칙으로 나타낼
수 있다.
그러나, 목재의 모세관계와 같이 길이나 지름이 다른 다수의 많은 모세관이 복잡하게 배열되어 있을 때에는
전체로서의 투과성을 다음의 Darcy 식으로 표현할 수 있다.
식에서, KL: 액체 투과계수(㎠), A: 단면적(㎠)
이 식은 이동량 및 경사가 시간과 공간에 따라 일정한 정상류(steady-state flow)의 조건이 만족될
때 성립한다.
투과성(permeability)은 재료를 통과하는 유체유동의 양적 표현으로 투과율(투과계수)을 측정해서
유체유동의 크기를 나타내며, 재료의 공극률(porosity)이 높을수록 증가한다.
유동은 방부제와 방화제의 가압처리, 목재-고분자 복합체(WPC)제조용 단량체 주입, 치수안정제 주입, 펄프의
표백제 주입, 목재건조시 자유수의 제거 등 목재이용의 여러 분야에서 활용된다.
결합수의 확산
기상 또는 액상에서는 그 분자가 끊임없이 브라운 운동(Brownian movement)을 계속하고 있다. 이
브라운 운동의 특성은 그 운동방향이 임의이고 통계적으로 각 방향마다 똑같이 움직인다. 또한, 분자가 적을수록,
相의 점도가 낮을수록, 그리고 온도가 높을수록 그 운동은 심하며, 또한 그 운동은 연속적이고 영구적이다.
농도가 다른 2개의 相 A, B가 서로 접근하고 있을 경우 농도가 높은 A상에서는 단위용적 중에 들어 있는
분자수가 많으므로 단위시간에 A상에서 농도가 낮은 B상으로 이동하는 분자수는 통계적으로 많다.
따라서, A상은 점차 농도가 낮아지고, B상은 반대로 높아진다. 이와 같이 농도가 높은 상에서 낮은 상으로
분자가 이동하는 현상을 확산(diffusion)이라고 한다.
정상류의 경우 확산방향으로의 단위면적 및 단위시간에 있어서의 수분 이동량(dm/dt)은 농도경사(dc/dx)에
비례하므로 Fick의 확산법칙에 의하면 면적 A(㎠)의 단면을 통하여 시간 t 동안에 확산하는 물질량 m(g)은
다음과 같다.
식에서, D : 확산계수(diffusion coefficient, ㎠/s)라고 하며 系에 의하여 결정되는 상수,
c : 농도(g/㎤), x : 확산방향의 거리(㎝)
정상류의 경우에는 확산방향의 2점 사이의 농도경사와 단위면적, 단위시간당 확산분자의 이동량을 알면 확산계수를
구할 수 있다.
확산이 비정상류일 때에는 다음과 같은 식이 적용된다.
이 식이 성립하기 위해서는 정온조건이 유지되고, 확산매가 확산분자에 상호 작용되지 않으며, 확산 중에 확산매의
구조변화가 생기지 않는 것 등의 조건이 필요하다. 확산현상 중에는 非Fick확산이라고 하여 Fick법칙이
적용되지 않는 것이 적지 않다.
목재와 공기층 경계면에 있어서의 이동
액상과 기상의 계면에 있어서의 증발이나 응축, 고상과 기상과의 계면에서의 흡·탈착의 속도는 물질이동의 속도를
지배하는 인자가 된다. 이들 계면에서는 각 相에서 물질 이동을 제한하는 인자가 작용하여 계면에서의 물질
이동속도를 결정한다.
목재속에 있는 수분의 이동통로
침엽수재의 수분이동 통로
침엽수재에서 액체의 통로가 되는 곳은 주로 가도관세포의 내강과 유연벽공대로 구성되는 모세관계이며, 그밖에 목재의
섬유방향에서는 수직수지도가, 방사방향에서는 방사조직과 방사가도관의 내강이나 수평수지도 등이 통로로 이용되고
있다.
가도관과 유조직은 끝이 막혀있기 때문에 인접세포 간 액체나 기체의 이동은 벽공을 통하여 이루어진다. 유체통로의
크기나 수는 수종에 따라 다르며, 그 측정치의 한 예를 보면 아래표와 같다.
벽공은 목재 중의 액체의 통로로서 중요하며, 때로는 제한인자로 될 때도 있다. 즉, 생재 상태일 때 변재부의
유연벽공대는 열린 상태여서 수분통로의 역할을 하지만, 심재화나 건조 시 비교적 많은 벽공들이 토러스(torus)가
변위되어 벽공구를 막는 폐색벽공대(aspirated pit pair)로 되어 액체이동을 방해한다.
특히, 심재화되면 폐쇄된 벽공에 물질이 침착되어 불가역적인 상태로 된다. 춘재세포는 크고 많은 유연벽공을
가지므로 춘재의 유동은 추재보다 훨씬 크지만 건조시 벽공폐쇄가 추재보다 심하기 때문에 건조에 의한 투과성
감소율은 춘재의 경우가 더욱 심하다.
활엽수재의 수분이동 통로
활엽수재에서 주통로가 되는 곳은 도관으로 천공판으로 되어 있는데 도관의 끝이 부분적 또는 완전히 뚫려있기 때문에
섬유방향의 투과성은 대체로 크다. 도관 지름은 수종에 따라 다른데, 최대 지름이 25㎛ 이하로부터 500㎛
이상에 달하는 것도 있다. 도관의 분포수도 수종에 따라 다른데, 1∼170개/㎟의 넓은 범위에 걸쳐 있다.
또한, 주위상 가도관·도관상 가도관 등도 액체의 통로가 된다. 방사방향 유동은 방사조직에 의하고, 접선방향
유동은 인접한 도관, 목섬유, 수직유조직을 서로 연결하는 벽공에 의존하며 매우 복잡한 통로를 따른다. 따라서,
활엽수재의 횡단방향 유동률(transverse flow rate)은 침엽수재보다 훨씬 작다.
그러나, 다열방사조직이나 목섬유는 별로 통로의 역할을 하지 못하며, 감압주입하여도 침투되지 않는 수종이 많다.
도관 중에 발달하는 타일로시스(tylosis)는 도관 중의 유동을 거의 방해한다. 투과성은 외부 변재가 가장
크고 내부쪽으로 감소하는데 특히 검(gum) 또는 수지의 퇴적, 전충물질의 형성 등으로 세포가 막히는 심재형성
개시부에서 뚜렷이 감소된다.
또한 침엽수재는 건조시 유연벽공의 폐쇄로 투과성이 현저히 감소되나 활엽수재는 벽공폐쇄가 없기 때문에 건조가
투과성에 미치는 영향은 침엽수재보다 훨씬 작다.
목재속에서 수분을 이동시키는 힘은 무엇인가?
세포내 공극속에 있는 자유수의 이동
섬유포화점 이상에서는 자유수가 존재한다. 자유수와 접하고 있는 세포벽은 結合水로 포화되어 있으므로 세포벽에는
수분경사가 없고 따라서 세포벽내의 수분의 확산이동은 없다고 본다.
이와 같은 상태일 때 목재 중의 수분의 이동은 주로 모세관을 통한 자유수의 유동에 의하여 이루어진다. 이
자유수가 이동되기 위해서는 모세관의 양쪽에 어떤 압력차를 필요로 한다. 보통 이 압력차의 원인이 되는 것은
모세관력(capillary forces), 가열에 의하여 목재에 함유되어 있는 기포 내의 압력증가 또는
진공건조나 감압시 외압의 저하, 가압주입할 때의 외압의 증가 등이다.
모세관의 유체이동에 관한 HAGEN-POISEUILLE의 법칙이 있으나 목재의 경우 수정이 필요한 데 이는
자유수가 모세관에 침투하면 모세관벽에 접촉한 물분자는 화학적 수착(chemosorption)
에 의해 모세관벽에 흡착되면서 자유를 잃게되고 흡착된 물분자는 모세관 안쪽에 있는 자유수 분자의 이동을 방해하기
때문이다.
목재건조시 자유수의 이동
정온·상압하에서 목재 중의 자유수 이동은 복잡한 모세관 내부에서의 공기와 자유수면상의 메니스커스(liquid-air
meniscus)의 곡율반경에 기인된다. 생재가 대기 중에 방치되었을 경우를 생각하면 목재는 표면이 건조되어
그림 의 A부분은 섬유포화점 이하로 된다.
이때, 이 세포내강의 수증기압(PA)은 포화수증기압보다 낮으므로 수분은 자유수면 B에서 증발하게되고 메니스커스
B는 후퇴한다. 이에 따라 메니스커스 B의 곡률반경이 감소되고, B와 자유수로 연결되어 있는 메니스커스 C
사이에는 다음과 같은 압력차가 생긴다.
따라서, B와 C 사이의 자유수는 압력차에 의하여 B 쪽으로 평형이 될 때까지 이동한다. 다음에 메니스커스 C와
D사이에 있는 기포에 대하여 생각해 보면 다음과 같다.
지름이 작은 메니스커스를 가지는 수면 상의 포화수증기압(Po')은 Kelvin식에 의하면 지름이 큰
메니스커스를 가지는 수면 상의 포화수증기압(Po)보다 떨어진다.
만약, 메니스커스 C가 후퇴하면 C의 수증기압은 메니스커스의 지름이 작아지므로 D의 수증기압보다 작아지고,
D에서 C로 향하여 수증기가 확산된다.
또한, 메니스커스 C의 후퇴에 의하여 C와 D사이의 기포가 팽창하여 압력차가 떨어지므로 다시 내부(D보다 안쪽)와의
압력차가 생겨 바같쪽으로 수분이 이동하게 된다.
이와 같이 자유수와 수증기로 포화된 기포를 가지고 있는 모세관계서는 각종의 역학적 비평형이 수분이동의 원인이
된다. 그 위에 가열에 의한 내압의 증가, 감압 등의 외적 조작이 가해지면 그 영향도 부가되어 복합적인 형태로
자유수는 점차 표면으로 이동한다.
물속에 목재를 담글때의 흡수에 의한 자유수 이동
건조목재를 물속에 침수하면 목재는 흡수하는데 주로 횡단면을 통해서 섬유방향으로 물이 침투하며, 이것은 모세관의
표면장력에 의한 것이다.
반지름 r의 모세관에 있어서 모세관 속으로 물이 침투하는 길이 L은 다음과 같다.
식에서, σ: 모세관력, η: 액체의 점도, t : 흡수시간
실제로 목재 중에는 지름이 다른 모세관이 많이 존재하므로 침투되는 선단이 일정하지 않다.
또한, 물이 침투하면 도관이나 가도관에 인접한 세포도 침수되어 세포벽 중에서도 결합수의 형태로 확산하거나 또는
벽공벽의 소공에서 응축되어 통로 내에 기포가 생겨 통로가 폐쇄될 때도 있다. 목재 전체를 물속에 넣어 전면에서
흡수시키면 내부공기가 물의 침입에 의해 압축되어 내부에 압력이 생기기도 한다.
실험적으로 목재의 흡수량을 조사한 결과를 보면 그림과 같다. 이 결과에 의하면 심재
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2003-09-16
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초가를 닮은 편안한 전통찻집 ‘조개울’
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초가를 닮은 편안한 전통찻집 ‘조개울’
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초가의 곡선이 그대로 살아있는 집을 짓고 싶었던 건축주 오경석씨는 우연한 기회에 와이어패널이 곡선모양의 지붕을 만들어 준다는 것을 알게되었고, 그것을 지붕에 사용하도록 했다. 그리고 지붕 마감재로 무광택의 항아리를 사용했는데, 이 항아리들은 시공사인 모아주택의 김철수 사장이 10여명의 사람을 강원도 산골로 보내, 수집해 온 것이다. 이처럼 건축주와 시공사의 정성으로 지어진 이 집은 벽체를 조적조로 만들고, 외벽과 내벽은 황토로 마감했으며, 창틀은 모두 통나무를 그대로 박아서 창턱을 넓게 만들었다. 온통 나무와 공예품으로 장식돼 아기자기하면서도 따뜻한 느낌을 주는 내부는 천장이 시멘트 몰탈로 마감돼 웅장한 느낌을 준다.
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팔당대교와 새 팔당터널로 이어진 고가차도 신설로 인해, 한참 때의 번화했던 모습은 찾아보기 힘든 팔당유원지는 과거 ‘조개울’이란 이름으로 불리며 평창과 영월 등지에서 내려오는 뗏목들이 머물던 곳이다.
마을 지명이 그대로 카페 이름이 된 ‘조개울’은 북한강과 남한강이 만나는 팔당호변에 위치해 있어 창문을 통해 보이는 경치가 아름답다.
게다가 사시사철 시원한 바람이 불어 흐르는 물을 배경으로 흔들리는 나뭇가지를 보는 것도 제법 운치가 있다. 근처에 다산 정약용의 묘가 있으며, 카페 뒤로 병풍처럼 펼쳐진 예봉산은 등산로로 제격이다.
카페 앞으로는 6번 국도가 지나가고, 뒤로는 정동진으로 가는 열차가 지나가는 철로가 있지만, 보일 듯 말 듯한 작은 간판만이 건물 앞에 걸려 있어 카페의 모습이 눈에 띄지 않는다.
이에 대해 남편 오경석씨는 “커다란 간판에 이끌려 들어오기보다는 한번 찾아온 사람이 다시 찾아오게 되는 카페를 만들고 싶었다”며 수줍게 웃는다.
웃는 모습이 오누이처럼 닮은 오경석 조상희씨 부부는 결혼 후 남편의 고향인 경기도 팔당에 정착해 20대를 물려온 고향 땅을 지키며 살고 있다.
남편 오경석씨는 이 곳에 카페를 하기로 한 후, 전국 각지를 돌며 예쁜 카페를 수십 군데 답사하고 사진을 찍었다.
장승조각, 대금 등을 좋아하고 손재주 또한 예사롭지 않던 그는 지금의 설계와 디자인을 결정하고 손수 건축 모형을 제작해 평소 친형제처럼 허물없이 지내던 ‘모아주택’의 김철수 사장에게 공사를 의뢰했다.
초가의 곡선이 그대로 살아있는 집을 짓고 싶었던 건축주는 우연한 기회에 와이어패널이 곡선모양의 지붕을 만들어 준다는 것을 알게되었고, 그것을 지붕에 사용하도록 했다.
그리고 지붕 마감재로 무광택의 항아리를 사용했는데, 이 항아리들은 시공사인 모아주택의 김철수 사장이 10여명의 사람을 강원도 산골로 보내, 수집해 온 것이다.
이처럼 건축주와 시공사의 정성으로 지어진 이 집은 벽체를 조적조로 만들고, 외벽과 내벽은 황토로 마감했으며, 창틀은 모두 통나무를 그대로 박아서 창턱을 넓게 만들었다.
온통 나무와 공예품으로 장식돼 아기자기하면서도 따뜻한 분위기인 내부는 천장이 매우 높고, 마감도 거친 느낌의 시멘트 몰탈로 되어 웅장한 느낌을 준다.
그래서 천장 중간에 대들보를 두 개 세워 높은 천장을 보완하면서 토속적인 느낌을 가미하고, 안정감과 편안함을 주도록 했다.
두 채의 건물을 지어 연결한 이 카페는 마치 두 채의 초가가 머리를 맞대고 있는 모습을 하고 있다. 앞채는 모두 카페로 사용되고 있고, 뒤채는 주방과, 화장실, 다용도실로 사용되고 있다.
내부로 들어오면 바로 만날 수 있는 카운터는 조선시대 주막을 연상케 한다. 너와지붕처럼 만든 지붕과 주렁주렁 매달려있는 북과 부채, 장구, 호롱불, 풍경까지 모두가 고풍스럽다.
그 바로 앞에는 동아줄과 나무로 만든 그네가 묶여 있다. 홀에 있는 탁자들의 모양도 전통미라는 통일성 안에서 각각의 개성을 지니고 있는데, 특히 나무통 안을 비우고 소형의 집, 배, 사람모양의 공예품을 그 안에 넣어 마을을 만들고 그 위를 유리판으로 덮어 만든 탁자가 인상적이다.
홀 제일 안쪽에 위치한 벽난로는 황토로 만들어졌는데, 겨울철 카페의 분위기를 더욱 따뜻하게 해준다.
이 집에서 가장 아늑한 공간은 바로 화장실로 가는 길이다. 앞채와 뒤채를 하나로 연결하면서 만들어진 이 공간은 마치 한옥의 복도와 같이 꾸며졌다.
벽에는 발을 만드는 도구에 짱 돌을 끼워 만든 공예품이 걸려 있고, 그 좁은 공간을 대나무 전등갓 사이로 비치는 조명이 더욱 아늑하게 밝혀준다.
이 곳의 조명은 모두 대나무 전등갓을 사용했는데, 카페의 소품 중 어느 것 하나 돈주고 사온 것 없이, 직접 만들거나 얻어다 고쳐서 꾸며진 것이라는 건축주의 말을 들으니 구석구석 건축주의 정성과 손때가 느껴지는 듯하다.
집 앞 주차공간에 서있는 정겨운 모습의 장승들 역시 건축주가 손수 만든 것이다. 그 장승을 뒤로하고 카페 입구로 향하면 왼쪽에 천연 암반수를 이용한 물레방아가 돌고있어 소박하고 정겨운 인상을 준다.
돌계단을 올라가면 주위에 있는 들꽃들과 소나무들이 물레방아에서 들려오는 물소리와 조화를 이루며 서 있다. 이 곳에 있으면, 사람도 자연의 일부가 되고 욕심이 없어진다.
게다가 전통미를 현대적인 건축양식으로 승화시켜, 안정감과 편안함을 준다.
“편안함을 찾아 이곳을 방문한 사람들은 단골이 되죠. 그 편안함을 즐기기 위해 찾아오는 단골들이 있기 때문에, 커다란 네온사인을 달지 않고, 새로 건설된 6번 국도의 고가차도와 바로 옆에 나란히 들어선 현대식 모텔들 속에 가려 단층의 카페가 잘 보이지 않아도 걱정스럽지 않아요”
방문자들의 쉼터가 될 수 있다는 것만으로도 마음이 풍족해 진다고 말하는 부인 조상희씨는 “부부가 항상 함께 할 수 있고, 마음이 맞으면 가족이 함께 자연 속으로 훌쩍 떠날 수 있는 자유로움이 이 일의 매력이며, 게다가 좋아하는 일을 함께 할 수 있어 더욱 좋다”고 덧붙인다.
전원카페가 한참 활성화되기 시작하던 6년 전에는 앞에 고가차도가 없었기 때문에 매일같이 손님들이 들끓어 장사가 잘됐었다.
이제는 청평 일대 카페에 대한 인기도 시들해졌고, 고가차도 덕에 카페의 모습조차 잘 보이지 않아 예전처럼 분주하지는 않다. 하지만, 카페 ‘조개울’의 편안한 분위기와 주인부부의 따뜻한 인정은 예나 지금이나 변함이 없이 한결같다. 田
■ 글 박헤나 / 사진 이혜연
■ 건축정보
·위치: 경기도 남양주시 와부읍 팔당리
·건축형태: 단층 조적조, 와이어패널
·면적: 100평(부지)/60평(건축)
·실내구조: 앞채-카페/뒤채-주방, 다용도실, 화장실
·외벽마감: 황토몰탈
·내벽마감: 황토몰탈
·창호재: 수입원목
·단열재: 단열패널
·지붕마감: 무광택 항아리
·바닥마감: 원목마루
·난방형태: 기름보일러
·식수공급: 지하수
·건축비용: 평당 250만원
■ 시공 : 모아주택 031-773-0435 www.moahouse.co.kr
■ 카페 ‘조개울’ 031-577-1646
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2003-09-16
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최첨단 원적외선 복사열 필름 칼로리큐(CALORIQUE)
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최첨단 원적외선 복사열 필름 칼로리큐(CALORIQUE) --------------------------------------------------------------------------------최첨단 원적외선 복사열 난방 시스템 '칼로리큐'는 불과 0.25㎜ 두께의 발열 필름으로, 원적외선을 방사할 뿐만 아니라 발열 필름 자체가 마루바닥을 데워주므로, 우리의 몸을 따뜻하게 해주는 기능을 한다. 이 제품은 인체에 무해하고, 원적외선 발열체이기 때문에 인간에게 가장 유익하고도 쾌적한 온도를 생성하며, 발열자체가 복사열로 형성되기 때문에 공간 전체가 일정한 온도를 유지하도록 하는 획기적인 발명품이다. 사용량에 비해 유지비가 기존 난방시스템에 비해 30% 이하로 저렴하며, 필름 열판의 수명이 거의 반영구적이다. --------------------------------------------------------------------------------옛날 우리 조상들은 몸이 결릴 때는 아궁이에 군불을 지피고 아랫목에 누워 몸을 지지고 나면 온몸이 개운해지곤 했다. 그 이유는 온돌에서 원적외선이 발생해, 뭉친 근육을 풀어주고 혈액순환과 신진대사를 촉진시켜 주기 때문이다. 또한, 한겨울의 추위에도 햇빛이 비치는 양지바른 곳에 있으면 몸이 따뜻해지는 것을 느낄 수 있을 것이다. 이 역시 햇빛에서 나오는 원적외선의 영향 때문이다. 원적외선은 물분자를 진동시켜 데워주는 작용을 하는데, 인체도 많은 수분으로 구성되어 있기 때문에 따뜻해지는 것이다. 원적외선의 원리를 이용한 효과적인 난방시스템 햇빛(광선)은 파장의 길이에 따라 적외선, 가시광선, 자외선, X선 등으로 나뉘어진다. 이중 가시광선은 태양광선처럼 빨-주-노-초-파-남-보 7가지색으로 구성되어 있으며, 자외선은 파장이 길어 피부를 투과할 수 없으므로 주로 피부치료용으로 이용된다. 또한, 적외선은 에너지 파의 일종으로 파장대가 0.76∼1.5㎛(미크론, 100만분의 1미터)대를 '근적외선', 1.5∼5.6㎛대를'중적외선', 5.6∼1.000㎛를 '원적외선'이라 부른다. 독일의 물리학자 빈(Wien, Wilhelm)은 6∼14㎛대의 원적외선이 '온열치료'에 효과가 있다는 것을 입증시켰다. 이 원적외선을 이용한 사우나, 찜질방, 건강매트, 온열치료기 등이 건강에 도움이 됨은 이미 알려진 사실이다. 원적외선은 생체 내에 침투한 후, 자기발열을 일으켜 미세혈관확장, 혈액순환촉진, 신진대사촉진, 노폐물 및 유해금속 등을 배출시키는 효능이 있다. 또한, 원적외선은 공기를 음이온화해 냄새의 주범이 되는 물질의 양이온을 중화시켜서 냄새를 제거하며 곰팡이의 발생이나, 박테리아 번식을 방지해주는 역할을 한다. 침투력에 의해 생체 내부에 전달되어 내·외부가 동시에 가열되므로 고온에 의한 조직의 파괴나 품질의 손상 없이 저온으로 살균이 가능하다. 'CALORIQUE'라는 상표로 세계 7개국에서 발명 특허 획득 현재 각 국에서 사용하고 있는 난방시스템은 유류 난방 시스템이나 전기난방이 대부분이다. 게르마늄 및 흑연 등의 원자재 개발을 통해 발명된 최첨단 원적외선 발열체인 칼로리큐는 미국 뉴욕 보스턴에 생산공장을 두고 있으며,'CALORIQUE'라는 상표로 세계 7개국에서 발명 특허를 획득한 제품이다. 한국에서는 '(주)칼로리큐 코리아(CALORIQUE KOREA)'에서 수많은 우여곡절 끝에 미국 'CALORIQUE'사와 2000년 11월 14일 계약을 완료했다. 이와 함께 여러 차례에 걸쳐 생산합작을 논의한 끝에 한국과 미국이 90:10의 비율로 합의, 한국공장 생산권 합작에 성공해 충남 부여군 임천면에 총면적 15,820평의 생산공장을 신축했다. 2002년 후반기부터는 국내생산품목을 가지고 국내판매와 시공은 물론 일본에까지 진출, 획기적인 판매실적을 올리고 있다. 게다가, 최근에는 기술적인 노하우와 축적된 브랜드 이미지를 일본은 물론이고 유럽시장에 역수출할 수 있도록 미국본사와 합의하는데 성공했다. 간편한 시공, 경제적 난방, 반영구적인 설비가 장점 '칼로리큐'는 불과 0.25㎜ 두께의 발열 필름으로, 원적외선을 방사할 뿐만 아니라 발열 필름 자체가 마루바닥을 데워주므로, 우리의 몸을 따뜻하게 해주는 기능을 한다. 이 제품은 인체에 무해하고, 원적외선 발열체이기 때문에 인간에게 가장 유익하고도 쾌적한 온도를 생성하며, 발열자체가 복사열로 형성되기 때문에 공간 전체가 일정한 온도를 유지하도록 하는 획기적인 발명품이다. 사용량에 비해 유지비가 기존 난방시스템에 비해 30% 이하로 저렴하며, 필름 열판의 수명이 거의 반영구적이다. 시공 역시 간편해, 발열필름을 바닥에 깔기만 하면 되므로 전문적인 지식이나 기술이 필요 없다. 또한 무게가 가볍기 때문에 운반이 간편하고, 공사비용이 종래의 바닥난방 설비보다 1/3 정도 저렴하다. 난방필름의 구조도 매우 심플하며, 내구성도 높아 시공 후에 별도의 손질이나 정비가 거의 필요 없다. 이 난방필름은 면 전체를 통해 열을 발산하므로 열이 골고루 전해져 마루바닥이 열의 불균형으로 인해 틀어지거나 변형될 우려도 없다. '칼로리큐'는 105가지 종류로 구성되어 있어 마루의 형상이나 넓이를 가리지 않고 시공이 가능하고, 화장실이나 변형된 내부구조에도 적용할 수 있는 우수한 범용성을 지니고 있다. 그렇기 때문에 전원주택으로 보편화되어 있는 조적조, 스틸하우스, 목조주택, 통나무주택 등에 두루 사용할 수 있다. 田 ■ 글 박헤나 (주)칼로리큐코리아 02-2247-6045 www.caloriq.co.kr
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2003-09-16
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통나무 벽체 쌓기 Ⅰ
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통나무 벽체 쌓기 Ⅰ --------------------------------------------------------------------------------통나무집은 여러 개의 원목을 쌓아 벽체가 이루어지기 때문에, 하나 하나의 원목사이를 잘 연결하면서 벽체를 쌓는 일이 매우 중요한 공정이다. 통나무 벽체를 쌓을 때 가장 큰 문제는 공기의 흐름을 효과적으로 차단하는 일과 나무의 뒤틀림을 어떻게 억제하는가 하는 것이었다. 즉, 에너지 효율과 형태의 안정성을 높이는 것이 무엇보다 큰 숙제였다. 이러한 관심과 욕구는 요철(凹凸, Tongue & groove)결합 방법과, 그 뒤를 이은 이중요철(Double tongue & groove)결합 방법으로 개선되었고, 보다 높은 기밀성과 차음 효과 그리고 뒤틀림을 억제하는 직진성(直進性) 향상으로 이어져 통나무집의 문제점들 대부분을 극복하게 되었다. 게다가, 통나무집이 공장 생산을 통해 산업화된 영역에 자리 잡게되면서, 생산비 절감, 규격의 표준화로 인해 높은 품질의 통나무집을 저렴한 비용으로 마련할 수 있는 기회를 갖게 되었다. --------------------------------------------------------------------------------인류가 문명화되면서 주거형태는 나무를 엮어 움막을 짓는 것으로부터 시작됐고, 나무는 인류가 사용한 최초의 건축 자재가 되었다. 통나무로 집을 짓는 것은 매우 자연스러운 출발이었고, 통나무집의 발전 또한 문명의 역사만큼이나 오랜 역사을 갖고 있다. 통나무집은 선사시대부터 함께 한 유구한 우리 인류의 보금자리였으며 지금까지 우리와 함께 해 왔다. 또한 통나무집은 몇 십년 전만 해도 울릉도나 강원도에서도 가끔 볼 수 있었던 전통적인 주거형태의 하나였다. 과거 우리 나라도 삼림이 울창해, 좋은 목재로 사용할 수 있는 나무가 가득했었다. 그리고 좋은 목재로 지어진 고찰(古刹)이나 궁궐에서 볼 수 있듯이 건축술 또한 놀라운 수준으로 발전돼 있었다. 전통 한옥의 아름다움과 수 백년을 견뎌내는 견고성으로 보아 알 수 있듯이, 우리의 목재를 다루는 전통과 기술은 높은 경지에 이르러 있었다. 다만 이런 기술과 관심이 통나무집으로 이어지지 않고, 통나무집은 단지 '화전민들이 짓고 사는 보잘것 없는 집'이라는 인식이 강해져 아쉬움이 크다. 이에 반해 유럽에서는 통나무집이 나름대로 독특한 주거 형태로 꾸준히 발전되고 계승되어 지금도 수 백년 된 잘 지어진 통나무집을 볼 수가 있다. 오늘날 서구의 통나무 주택은 꾸준한 관심과 발전을 거치면서 가장 고급스러운 주택의 하나로 자리매김하게 되었다. 그것은 전통적인 통나무집 제작 기술이 현대 산업의 고도화된 기술 발달에 힘입어 다시 태어났기 때문이다. 즉 나무의 물성(物性)을 과학적으로 해석함으로써 나무에 대한 적절한 가공 및 시공 기술을 크게 개선시키고, 건축관련 주변기기와 소재를 통나무주택의 발전에 적극적으로 접목시킨 결과라 할 수 있다. 통나무집은 벽체 쌓기가 중요 통나무집은 여러 개의 원목을 쌓아 벽체가 이루어지기 때문에, 하나 하나의 원목사이를 잘 연결하면서 벽체를 쌓는 일이 매우 중요한 공정이다. 통나무벽체를 쌓을 때 가장 큰 문제는 공기의 흐름을 효과적으로 차단하는 일과 나무의 뒤틀림을 어떻게 억제하는가 하는 일이었다. 즉, 에너지 효율과 형태의 안정성을 높이는 것이 무엇보다 큰 숙제였다. 이러한 관심과 욕구는 요철(凹凸, Tongue & groove)결합 방법의 개발로 이어졌고 이때부터 통나무집은 획기적 발전의 전기를 맞게 되었다. 이 방법은 곧이어 이중요철(Double tongue & groove)결합 방법으로 한층 더 개선되었고, 보다 높은 기밀성과 차음 효과 그리고 뒤틀림을 억제하는 직진성(直進性)을 크게 향상시켜 통나무집의 문제점들 대부분을 극복하게 되었다. 이러한 결과로 통나무집의 공장 생산이라는 산업화된 영역에 자리 잡게되면서 생산비 절감, 규격의 표준화로 보다 높은 품질의 통나무집을 보다 저렴한 비용으로 마련할 수 있는 기회를 갖게 되었다. 우리에게도 마찬가지이지만 유럽이나 미국에서는 통나무집을 갖는다는 것은 꿈을 이루는 것이다. 기술과 공법의 발전으로 품질은 향상되고 가격은 저렴해져, 마음먹기에 따라 꿈은 한층 더 가까이에서 이루어지고 있다. 통나무집의 이러한 발전과는 반대로 원시 형태의 야성적이고 투박한 멋스러움을 소중하게 생각하는 사람들도 의외로 많다. 많은 부분이 허술하고 미완의 느낌을 떨칠 수가 없는 황토집이나, 무엇이라 이름하기 어려운 여러 형태의, 이를테면 황토와 나무를 묘하게 조합한, 혹은 서구식 통나무 형태의 벽체와 한옥이나 버섯 모양의 지붕 구조를 조합시킨 형태의 실험적인 집들이 많이 지어지고 있다. 이러한 도전적인 창의성들이 발전의 토양이 된다는 점에서는 존중되어야 할 것이다. 그러나 독특한 장르를 만들어 가는 이런 형태의 집들을 방문해 보면 사용된 목재 주위에 틈이 벌어지거나 벽면이 갈라져 있는 것을 흔히 보게 된다. 나무에 대한 이해가 없이 지나치거나 자기도취에만 빠져 무모한 시도가 되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 나무를 어떤 형태로 다른 소재와 결합하여 벽을 만들거나, 통나무벽을 쌓는 일은 단순한 일처럼 보일 수 있지만 우리가 주변에서 보고 조금씩 다루어 보았던 경험이나 느낌에 과학적이고 기술적인 해석이 더해져야 실수를 줄일 수 있다. 자료를 통한 사전 이해 필요 통나무집을 크게 보면 기초 부분과 벽체, 그리고 지붕 부분으로 나누어 볼 수 있다. 그 중에서 벽체는 통나무집의 멋과 특징을 나타내는 본질적인 부분이 되고 벽체를 쌓는 공정은 통나무집의 기본을 완성하는 과정이 된다. 그 공정을 부분적으로 살펴보면 통나무 하나 하나를 쌓는 것은 통나무집의 가장 큰 특징의 하나인 모서리 결합을 함께 만들어가게 된다.(월간'전원주택라이프' 2002년 3월호 '통나무주택 이야기'참조) 통나무집을 완성하는 방법에는 벽체를 구성하는 방법에 따라서도 몇 가지 유형으로 나누어볼 수 있다. 그 종류와 특징을 카다로그나 도면을 통해서 읽을 수 있다면, 통나무벽의 구성에 대한 이해를 높일 수 있다. 통나무집에 관심을 가진 이들이라면 각종 카다로그나 도면을 접할 기회가 있을 것이다. 도면을 유심히 살펴보면 통나무벽을 굵은 선으로 표시하고 어떤 부분은 가는 선으로 표시하고 있는 경우를 볼 수 있다. 굵은 선은 통나무 벽체를 의미하고 가는 선은 통나무벽이 아닌 경량벽체(Light wall)를 표시한다. 통나무집도 내·외벽을 모두 통나무만으로 짓는 방법과 다른 공법을 혼용하는 경우가 있다. 또 어떤 경우는 외관상 통나무집이지만 내용 면에서는 경량구조의 단열벽으로 통나무집의 모습을 연출하는 경우도 많아 통나무집의 영역이 많이 혼돈 되고 있는 상황이다. 그러나 이 모두는 도면을 통해서 표기되므로 도면을 확인하는 방법으로 스스로가 희망하는 형태를 선택할 수 있으며, 견적과 예산의 혼돈을 막을 수 있다. 굵은 선으로 표시되는 통나무벽은 가는 선으로 표시되는 경량벽체보다 훨씬 비싸기 때문이다. 도면을 통한 이해는 2층 부분으로까지 이어져야 한다. 공급회사나 공법에 따라 2층은 통나무벽을 쌓지 않는 경우가 많기 때문이다. 통나무로 외벽(Log wall) 쌓기 미국과 캐나다에서 가장 많이 채용되고 있는 일반적인 통나무집으로, 성채를 쌓듯이 외벽을 통나무벽으로(Log wall) 완성한다. 그리고 내부의 방이나 칸막이는 모두 2×4 혹은 2×6으로 불리는 목조주택의 벽체가 되는 건식벽(Dry wall, Light wall)으로 처리하는 방법이다. 그리고 내부를 위한 경량구조의 건식벽(Light wall)은 같은 모양의 나무 판재(Log profile panal)로 마감을 해서 통나무벽과 일치시키거나, 도배를 하기도 하고 회벽으로 마감하기도 한다. 이런 방법의 통나무집은 외벽만 통나무벽으로 완성하고 내부 구조를 임의로 구성할 수 있는 편리함과 훨씬 저렴하게 통나무 주택을 마련할 수 있는 이점이 있다. 미국이나 캐나다에서 통나무집의 견적을 받아보면 통나무 벽체(Log wall package)가격만 별도로 표기가 되는 경우, 이런 방식의 통나무집이다. 이 공법의 통나무집을 지을 때는 수축이 다른 통나무 벽체와 경량 벽체를 위한 골격을 연결하는 일에 세심한 주의를 기울여야 한다. 수직재를 통나무벽에 부착할 때는 통나무벽의 수축이 원활하도록 적절한 공법이 적용되는가를 확인해야 한다. 경우에 따라 미끌림 구조가 필요할 수도 있고 아래위의 적절한 공간확보가 필요한 경우도 있으며 못질을 할 때에도 방향성을 살펴야함은 물론이다. 일체형 통나무 구조 주택(Full log structure) 이 공법으로 통나무집의 벽체를 쌓는 방법은 외벽만 통나무벽을 쌓는 것이 아니라 집 안쪽의 모든 구조가 통나무 벽체 쌓기로 완성되는 일체형 통나무주택(Full log structure)으로, 유럽의 고급형 통나무주택에서 많이 채용된다. 외부와 내부공간까지 모두 통나무 벽체로 결합되기 때문에 튼튼한 내진 구조를 이루어 구조적 안전성이 탁월하다. 지진이나 홍수 같은 유사시 인명보호에 크게 도움이 될 수 있음은 물론이다. 모든 벽체가 통나무 벽체 쌓기로 이루어지는 통나무집을 제작하기 위해서는 복잡한 3차원 해석에 의한 설계와, 한 개의 원목에서도 여러 곳의 갖가지 형태의 결합부위가 정확하게 제작될 수 있는 첨단기술과 시설이 필요하다. 그 뿐 아니라, 장대(Long span)형 원목을 사용하는 경우 그 제작 과정이 매우 복잡해 컴퓨터에 의존한 CAM(Computer Aid Manufacture)에 의해서 제작되고 있다. 수공식 벽체(Hand craft wall) 아직도 북미를 중심으로 꾸준히 건축되고 있는 수공식의 통나무집은 모든 부분이 기본적으로 제작자의 손 끝에 달려 있다. 과거 도끼를 기본으로한 수공구에 의존하던 방법에서 지금은 많은 종류의 전동 공구나 체인톱을 사용하는 수작업에 의존하고 있다. 모서리 따기와, 길이 방향의 홈통을 파는 과정 모두가 정교한 수작업으로 이루어지는 흥미 있고 힘든 과정을 밟게 된다. 결합력과 기밀성 그리고 단열성이 대부분 결정되는 공정이기 때문에 숙련도에 따라서 결과가 많이 달라질 수 있다. 모서리 따기는 모서리 결합구조의 원형인 스칸디나비아지방의 통나무집에서 전래된 노르웨이식(Norwegian notch)과 스웨덴식(Swedish cope)을 주로 사용한다. 원목 하나 하나를 수작업으로 만들어가면서 벽체를 쌓기 때문에 많은 시간과 중장비가 필요하다. 따라서 대부분의 경우 공장에서 제작되고 1차 조립을 거친 후 건축현장에서 다시 조립하는 방법을 사용하고 있다. 수공식 통나무집에서는 2층의 벽체가 아래층에서 연장된 형태의 통나무 벽체 쌓기인지 아닌지를 살펴보아야 한다. 田 ■ 글 정인화(발미스코리아 통나무주택 대표 054-975-1240 www.valmiskorea.com) [글쓴이 정인화는 발미스사의 한국 대표로 스위스를 비롯한 유럽 각국에서 수년간 쌓아온 통나무집 건축이론 교육과 풍부한 현장 경험을 토대로 활동을 하고 있다. 현재 대규모 통나무주택 단지를 성공적으로 개발하는 등 개인 주문주택뿐 아니라 제주도 등지에서 기업형 통나무 펜션단지의 개발지원사업에 서도 두각을 나타내고 있다.
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2003-09-16
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목재와 수분(Wood and Water) V
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전문가를
위한 강좌
목재와 수분(Wood and Water) V
목재 세포벽의 비결정영역에서 결합수의 감소나 증가가 일어나면 이에
따라 목재는 수축(shrinkage)과 팽윤(swelling)이 일어난다. 세포벽의 수축은 섬유포화점 이하에서 셀룰로오스나
헤미셀룰로오스와 결합하고 있던 결합수 분자가 이탈하면서 수막이 파괴되고 이탈된 수분이 차지하였던 공간만큼 줄어들게 되면서
세포벽의 분자간 거리가 접근되어 세포벽의 두께가 수축하고 결과적으로 목재는 수축하게 된다. 따라서 목재의 수축량은
세포벽에서 제거된 수분의 용적에 비례하며, 반대로 목재가 수분을 흡수하면 수막이 두꺼워져서 팽윤하게 된다. 그러나,
섬유포화점 이상에서는 정상적인 수축과 팽윤이 일어나지 않는다.
세포벽 속에 있는 결합수의 이동
섬유포화점 이하에서 목재 중의 수분은 세포벽에서는 결합수의 형태로 이동하고, 세포내강이나 벽공 등의 공극에서는
수증기의 형태로 이동하는데, 이것을 모식적으로 나타내면 그림과 같다.
결합수의 통로는 크게 나누어 연속되어 있는 세포벽, 내강-세포벽 및 내강-벽공벽의 3종류이며, 물분자는 이들 통로를
확산에 의하여 이동한다.
수증기의 확산은 목재내의 수분경사에 따라 습한 세포내강의 수증기가 보다 건조한 세포내강 쪽으로 이동하는데 이때
세포벽 내의 비결정질 영역(일시적 모관)을 통과할 때 많은 수증기가 응축되어 액체상태로 이동하고 다음 세포내강에
이르면 다시 수증기 상태로 변하여 이동한다.
벽공벽의 소공(小孔)처럼 지름이 대단히 좁은 통로에서의 수증기 확산속도는 세포내강의 약 1/40로 떨어진다.
세포벽에서의 물분자 이동은 흡착점에서 흡착점으로의 물분자의 도약에 의하여 이동하고 있다. 목재 내에서 물분자의
이동은 다양하기 때문에 수분의 확산속도를 일일이 해석하기는 곤란하므로 일괄적으로 Fick법칙을 적용하여 확산계수를
구하고 있다.
목재 중에서의 물분자의 확산은 앞에서 설명한 Fick의 확산법칙에서 농도경사(dc/dx) 대신에 함수율경사 또는
수증기압경사를 사용하는 것이 편리하다.
식에서, M: 함수율, dM/dx : 함수율경사, dP/dx : 수증기압경사 -DM(g/㎝ sec%)도
확산계수이지만 -D(㎠/sec)와는 다르며, 양자의 관계를 보면 다음과 같다.
식에서, r : 목재의 비중, h:상대습도, u:함수율, r u:목재의 밀도, Po:포화수증기압
목재내의 수분확산이 Fick의 확산법칙에 적용된다고 생각하여 얻은 확산계수의 값은 다음 그림에서 보는 바와 같이
목재의 비중·함수율·온도·확산방향 등에 따라 다르다.
일반적으로 비중이 커짐에 따라 확산계수(D)는 떨어지는데, 이는 이동속도가 느린 세포벽 실질의 용적이 증가하고
이동속도가 빠른 세포내강의 용적이 작아지기 때문이며, 목재 중의 수분확산은 세포내강 내에서의 수증기 확산이
지배적이다.
온도가 높아지면 확산계수도 커지는데, 이것은 분자운동이 높은 온도에서 활발하기 때문이다. 방사방향의 확산계수는
접선방향의 1.0∼1.2배이고, 섬유방향에서는 횡단방향의 45∼600배이다. 심재(心材)의 확산계수는 변재의
70∼90%이다.
세포내강 중에 불투과성 물질을 충진하여 측정한 세포벽 실질 중의 결합수의 D는 40℃, 함수율 15%일 때
2∼5×10-7㎠/sec 이다. 그러나, 세포내강 중 수증기의 D는 0.28㎠/sec로 대단히 크다. 한편, 단위
용적당 수분농도는 세포벽 쪽이 세포내강보다 약 7×103배 더 크다. 따라서, 함수율 경사가 같을 때 세포내강 쪽이
60∼150배의 수분을 더 확산시킬 수 있다.
목재 중에서 각 수분 확산통로를 통과하는 수분량의 비율을 조사한 결과를 보면 표와 같으며, 이 비율은 목재의
비중·확산방향 및 함수율에 따라 다르다.
목재 표면에서의 수분 증발과 흡습
목재 표면에서의 수분 증발 속도
수분이 액상과 기상으로 접해 있을 때 그 계면에서는 기상의 수증기 변화에 따라 수분은 증발또는 응축되며, 늘 기상이
포화수증기압으로 되어 평형을 유지하려고 한다.
기상의 수증기압이 떨어지면 액상과 접해 있는 계면 부근의 수증기압이 커져 확산이 커지므로 이것을 보충하기 위해
액상에서의 증발은 커지는데, 이때의 표면증발속도를 보면 다음과 같다.
식에서, A: 증발면적(㎠), dm/dt : 증발속도(g/hr), K: 증발계수(g/㎠·hr·mmHg), po:
포화수증기압(mmHg), p: 기상의 수증기압(mmHg)
증발표면에서는 기화열에 의하여 온도가 떨어지므로 po는 재온 또는 습구온도가 나타내는 온도에서의 포화수증기압으로
나타내야 한다.
K는 계면 부근의 수증기압이 기상(氣相) 중에서 이동하는 속도에 지배되므로 확산 이외에 수증기를 이동시키는 요인,
예를 들면 풍속(風速)에 따라 크게 변한다. 무풍상태(無風狀態)에서 K는 4×10-3 g/㎠·hr·mmHg이지만,
풍속이 빨라지면 증가된다.
목재 중의 결합수의 양은 이것과 접하고 있는 기상 중의 수증기압과 항상 평형을 유지하려고 한다. 섬유포화점 이하일
때 목재실질로부터 물분자가 탈착하는 속도를 보면 다음과 같다.
식에서, pe: 표면 부근의 목재 함수율과 평형하는 수증기압
증발계수 K’는 목재실질과 물과의 결합에너지가 물의 응축열보다 크기 때문에 (1·49)식의 K보다는 작으며,
함수율에 따라 변한다. 또한, 자유수의 증발과 같이 표면 부근의 기상 중에서의 수증기 이동속도가 K’를 결정하는
인자가 되므로 풍속에 따라 변한다.
목재 표면에서의 흡습 속도
목재의 내부표면에 흡착되는 수분량은 대기 중의 수증기압과 항상 평형을 유지하고 있다. 수증기압이 떨어지면
내부표면에서 물분자가 이탈되고, 수증기압이 높아지면 내부표면에 흡착된다.
이때 흡착매의 흡착속도는 내부표면의 유리흡착점(물분자와 결합하고 있지 않은 흡착점)의 수와 흡착질의 수증기압에
비례하고, 탈착속도는 흡착하고있는 흡착질 분자의 수에 비례한다.
식에서, v a, v d : 흡착 및 탈착속도, p: 수증기압, S1, S2 : 흡착질분자를 보유하고 있는 흡착점
및 유리 흡착점의 전흡착점에 대한 비율, k a, k d : 흡착 및 탈착의 속도계수.
따라서, 흡착속도는 다음과 같다.
k a 및 k d는 온도가 일정하면 흡착매와 흡착질에 의하여 결정되는 상수이다. 흡착매와 흡착질이 화학결합을
하고있지 않을 때에는 흡착속도가 매우 빠르며, 계면에서는 짧은 시간 동안에 평형이 유지되고 있다.
목재의 삼투
목재 내에 액체를 주입하는 방법에는 흡수(absortipn)와 삼투(penetration)가 있다. 흡수란 목재의
단위용적당 주입된 액체의 양을 말하고, 삼투란 액체가 표면에서 내부로 주입된 깊이를 의미한다.
동일한 조건에서 낙엽송 심재와 가문비나무 심재에 크레오소오트(creosote)를 가압주입시켰을 때 같은 깊이로
주입시켰는 데도 낙엽송 심재의 흡수량은 0.25g/cm3이고 가문비나무 심재의 흡수량은 0.10g/cm3에
불과하였다.
즉, 두수종의 삼투깊이는 같으나 흡수량은 다르다는 것을 알 수 있다.
이와같이 방부제의 주입, 목재의 염색, 수지처리 등 목재에 액체를 주입하는 분야에서는 최대의 흡수량보다는 최대의
삼투깊이를 요구하는 경우가 많다.
방부제 처리과정 중에 공세포법(empty-cell process)이 있는데 이것은 가압과 감압처리를 통하여 목재에
방부제를 주입한 후 경제적 목적으로 방부제의 일부를 회수하는 방법이다.
이는 곧 삼투깊이를 달성하면 흡수량은 줄여도 충분한 방부효과를 줄 수 있기 때문이다. 주어진 압력과 시간 하에서는
액체온도가 높을수록, 유용성 액체보다는 물이나 수용성 액체가 쉽게 삼투되는 경향이 있다.
활엽수재 중 도관이 큰 너도밤나무, 황경피나무, 느티나무 등은 삼투가 잘되지만 조직이 치밀하거나 타일로시스(tylosis),
고무상 물질(gum) 등으로 도관이 폐쇄된 밤나무, 회양목, 사탕단풍나무 등의 심재는 삼투가 잘 되지 않는다.
일반적으로 무겁고 치밀한 목재가 가벼운 목재보다 삼투성이 적으며 건조한 목재는 생재나 수지가 많은 목재보다 삼투성이
크다. 또한, 변재는 심재보다, 섬유방향은 횡단방향보다 잘 삼투된다.
목재 중의 액체를 압력 p로 가압 주입할 때 모세관 속으로 액체가 침투하는 길이 L은 다음과 같다.
식에서, KL : 액체투과계수, po , p1 : 각각 외압 및 내압, η : 액체점도, c : 공극률, t :
주입시간
지하(志賀)는 수종과 방부제 삼투와의 관계를 다음과 같이 7개의 등급으로 구분하였다.
1급: 삼투가 재적의 60% 이상
- 전나무, 곰솔, 삼나무
2급: 삼투가 재적의 50∼60%
- 편백, 소나무, 가문비나무, 너도밤나무, 솔송나무
3급: 삼투가 재적의 40∼50%
- 들메나무, 화백, 물푸레나무, 황경피나무
4급: 삼투가 재적의 30∼40%
- 녹나무, 개서나무, 섬잣나무, 은행나무
5급: 삼투가 재적의 20∼30%
- 낙엽송, 호도나무, 후박나무
6급: 삼투가 재적의 10∼20%
- 구실잣밤나무, 밤나무, 가시나무
7급: 삼투가 材積의 10% 이하
- 비자나무, 뽕나무, 회양목
목재건조에 의한 수축과 수분흡수에 의한 팽윤
수축과 팽윤의 원리 및 특징
목재 세포벽의 비결정영역에서 결합수의 감소나 증가가 일어나면 이에 따라 목재는 수축(shrinkage)과 팽윤(swelling)이
일어난다.
세포벽의 수축은 섬유포화점 이하에서 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스와 결합하고 있던 결합수 분자가 이탈하면서 수막이
파괴되고 이탈된 수분이 차지하였던 공간만큼 줄어들게 되면서 세포벽의 분자간 거리가 접근되어 세포벽의 두께가 수축하고
결과적으로 목재는 수축하게 된다.
따라서 목재의 수축량은 세포벽에서 제거된 수분의 용적에 비례하며, 반대로 목재가 수분을 흡수하면 수막이 두꺼워져서
팽윤하게 된다. 그러나, 섬유포화점 이상에서는 정상적인 수축과 팽윤이 일어나지 않는다.
목재의 수축 및 팽윤에는 다음과 같은 특징이 있다.
① 목재의 수축량 및 팽윤량은 목재의 이방적 구조 때문에 섬유방향·방사방향 및 접선방향간에 큰 차이가 있다.(수축
및 팽윤의 이방성)
② 수축·팽윤의 전과정을 통하여 세포내강의 용적변화는 극히 적으며, 주로 외부 용적만 변한다.
③ 정상적인 수축과 팽윤은 결합수의 증감에 따라 생기고, 섬유포화점 이상에서는 일어나지 않는다. 그러나, 찌그러짐(낙입)과
같은 건조에 의한 이방적 수축이 일어날 때에는 섬유포화점보다 휠씬 높은 함수율에서도 수축이 일어난다.
한편, 목재는 유기용제에 의해서도 팽윤되는데, 보통 유기용제에 의한 팽윤은 수분에 의한 것보다 적다. 극성이 강한
용제(유전율이 높은 용제)일수록 팽윤량이 커지는 경향이 있지만 예외적인 것도 많다.
수분에 의한 목재의 수축과 팽윤은 매우 현저한 치수의 변화를 일으키므로 목재의 뒤틀림이나 내부응력의 발생원인이
되며, 목재의 가공 이용상 여러가지 장해를 일으킨다.
수분 이동에 의한 목재의 길이 변화 표현법
목재의 수축률은 수축량을 수축하기 전의 치수에 대한 백분율(百分率)로 나타내는데, 측정차원에 따라 선수축률(linear
shrinkage), 면적수축률(areal shrinkage), 용적수축률(volumetric shrinkage)
등으로, 함수율 기준에 따라 전수축률(total shrinkage), 기건수축률(shrinkage from
green to air dry), 평균수축률(shrinkage per 1% MC) 등으로, 목재방향에 따라 섬유방향
수축률(longitudinal shrinkage), 방사방향 수축률(radial shrinkage), 접선방향
수축률(tangential shrinkage) 등으로 구분할 수 있다.
수축률은 수축하기 전의 길이에 대한 백분율로 나타낸다.
목재의 팽윤율(coefficient of swelling)은 팽윤량을 팽윤하기 전의 치수에 대한 백분율로 나타낸다.
따라서, 목재의 전수축률(全收縮率 α 와 전팽윤율(全膨潤率)β사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
한편, 목재가 사용조건에 따라 얼마나 수축할 것인가를 추정하기 위한 치수 변화량의 계산방법을 보면 다음과 같다.
① 전수축률과 함수율의 변화를 이용한 경우
식에서, ΔD : 수축에 의한 치수 변화량(수축량), Di : 수축전 치수, α max : 분율 전수축률, Δm :
분율 함수율의 변화(m=M/100), fsp : 분율 섬유포화점(0.28)
② 부분 천연건조목재(건조 전과 후의 함수율이 모두 fsp 이하)의 경우
식에서, m i : 초기함수율(분율), m f : 최종함수율(분율)
또한 목재의 섬유방향, 접선방향, 방사방향의 선수축률 및 선팽윤율을 각각 α l, α t. α r, 및 β l, β
t. β r 라고 하면 이들로부터 용적수축률(α v ; coefficient of volumetric
shrinkage)과 용적팽윤율(β v ; coefficient of volumetric swelling)을 구할
수 있다.(분율적용)
식에서, αl 과 βl 은 다른 두가지보다 매우 작은 값이므로 2차적인 미소부분을 생략하면 다음과 같은 약식을 구할
수 있다.
우리나라의 주요 침엽수재와 활엽수재에 대한 수축률을 살펴보면 다음표와 같다.
■ 글 이원희 (경북대학교 임산공학과교수)
[글쓴이 이원희는 경북대 농업생명과학대학 임산공학과 교수로 목재 물리학이 전문 분야다. ‘숲과 자연환경 해설’이란
저서를 비롯해 목재에 대한 다양한 연구보고서를 발표했고, 각종 학술회의 및 학술지에서도 활발하게 활동해 오고 있다.
최근 발표된 ‘목재와 수분’이란 주제의 전문인을 위한 연구 발표 자료를 정리해 연재한다.]
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2003-09-16
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벽난로와 보조난방기구를 활용, 겨울에 따뜻한 2층 목조주택
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벽난로와 보조난방기구를 활용, 겨울에 따뜻한 2층 목조주택 --------------------------------------------------------------------------------양평에서도 경치 좋은 남한강변에 자리한 이 집은 멀리서 봐도 한눈에 들어올 정도로 눈에 띄는 외관을 지녔다. 캐나다식 목조주택 양식을 반영했고, 외벽은 시다(Cedar)를 이용한 베벨사이딩, 지붕은 짙은 회색의 이중그림자싱글을 사용해 이국적이면서도 고급스럽다. 가장 안쪽에 있는 거실은 응접실보다 면적이 작은데, 이는 아름다운 경관을 보며, 주로 거실에서 생활하는 부부를 위해 열효율을 높이기 위해서이다. 각 방에는 심야전기를 이용한 라디에이터(Radiator)가 설치돼 있고 1, 2층 거실과 응접실에 각각 벽난로를 설치해 아무리 추운 겨울도 따뜻하고 아늑하게 보낼 수 있다. --------------------------------------------------------------------------------[작년 겨울… 아침에 일어나 보니 나뭇가지 위에 눈꽃이 피어 경치가 너무 좋은 거야. 그런 경치를 우리 둘만 보기 아깝더라고. 게다가 우리 집 앞이 백로들이 지나다니는 길목인지, 아침저녁으로 백로를 볼 수 있어.] 머리가 하얀 일흔의 노부부 이재휘 정금선 씨가 이곳 양평에 집을 짓고 산 지도 벌써 1년여 세월이 흘렀다. 부부가 모두 서울 토박이인 이들은 1년 전까지만 해도 서울 원효로의 산호아파트에 살았다. 그러던 중 큰아들이 부모님의 건강을 위한 주말주택 건축을 제안했고, 전원생활을 한 적이 없는 이 들은 큰아들과 함께 수도권 각지의 전원주택부지를 둘러봤다. 어느 날, 남한강을 사이에 두고 지금의 집 건너편에 있는 강하면에 들렀다가, 강 건너편에 위치한 양평 대심리를 발견하게 됐다. 수소문 끝에 마을에 방문하니, 이 지역이 상수원보호지역인데다 마을주민들이 자발적으로 환경보존을 생활 속에서 실천하고 있어서 맑은 공기와 깨끗한 자연이 그대로 보존되어 있었다. 전원에서 쉽게 맡을 수 있는 소똥냄새조차 나지 않는 청정지역이었다. 게다가, 그들이 집을 짓고자 하는 대지는 언더우드 선교사가 초기 선교활동을 하며, 예배를 드렸던 곳이고, 대지 옆으로는 100년 가까이 된 상심리교회가 위치해 있었다. 독실한 기독교 신자인 건축주는 좋은 경치와 맑은 공기, 유서 깊은 역사가 서려있는 이곳을 주저 없이 선택하였고, 마침 상심리교회의 건축시공을 하고 있던 조이하우징의 진기용 사장을 만나 건축을 의뢰하게 됐다. 그렇게 공사가 시작되고, 하루도 빠짐없이 양평을 방문해 집 짓는 모습을 보던 부부는 이 집으로의 이사를 결심했다. 작년 9월 이곳으로 이사한 부부는, 마을사람들처럼 텃밭에 농사를 짓기 시작했는데, 농사라고는 한번도 지어본 적이 없어 다른 집들 하는 것을 보며 하나하나 따라했다. 그러다 보니 콩이며 깨, 배추, 도라지, 더덕 등 20가지가 넘는 농작물을 재배하게 됐고, 이제는 제법 농사에 재미를 붙여 가꾸고 돌보느라 하루해가 어떻게 지는지 모를 정도다. 농사는 다 맞는 절기가 있는 법인데, 남이 하는 대로 따라하는 농사다 보니 다른 집보다 수확기가 더디다. "한번은 이웃에게 콩을 언제 심는 거냐고 물어보니까, 뻐꾹새 울면 심으라고 일러주는 거야. 그래서 뻐꾹새 울기만 기다리고 있는데, 글쎄 어느 날 보니 동네사람들이 벌써 다 콩을 심어 논 거야. 농사란 게 정해진 날짜에 행해지는 게 아니라 자연의 흐름에 따라 진행되는 일이기 때문에 더 어려운 것 같아." 부인 정금선 씨의 농사 이야기를 뒤로하고 밖으로 나오니, 조경이며 텃밭이 정말 웬만한 농사꾼 솜씨 못지 않게 잘 조성돼 있다. 양평에서도 경치 좋은 남한강변에 자리한 이재휘 정금선 씨 댁은 멀리서 봐도 한눈에 들어올 정도로 눈에 띄는 외관을 지녔다. 캐나다식 목조주택 양식을 반영해 지은 이 집은, 외벽을 시다(Cedar)를 이용한 베벨사이딩으로 마감하고 지붕은 짙은 회색 이중그림자싱글을 사용하여 이국적이면서도 고급스럽다. 텃밭까지 합쳐 약 800여 평의 대지에 집을 지었기에 앞뒤로 마당이 넓고, 공간이 사방으로 시원시원하게 트여있다. 언제나 집안 가득 햇살이 들어올 수 있도록 남향으로 지었고, 현관문은 마을길과 가까운 북쪽에 냈다. 현관문을 열고 집으로 들어가면 바로 2층으로 올라가는 계단과 부엌, 응접실이 있고 가장 안쪽에 거실이 위치해 있다. 1층은 거실은 작게, 응접실은 넓게 만들었는데, 이는 아름다운 경관을 보며, 주로 거실에서 생활하는 부부가 따뜻하게 지낼 수 있도록 열효율을 높이기 위함이다. 게다가 혹시라도 추울까봐 심야전기를 이용한 라디에이터(Radiator)를 방마다 설치하고 1, 2층 거실과 응접실에 각각 벽난로를 설치해 겨울이면 더 진가를 발휘하는 따뜻하고 아늑한 집이다. 2층은 27평으로, 32평인 1층보다 약간 평수가 작다. 모두 출가한 4남매가 아이들과 함께 방문하면 2층을 사용하기에, 독립된 공간이면서 생활에 불편이 없도록 꾸몄다. 방마다 화장실을 갖추고 있고, 홈바(Home Bar)와 벽난로까지 있어 1층하고는 사뭇 다른 분위기이다. 외부는 1층에 넓은 덱(Deck)이 있는데 워낙 볕이 잘 들어 농작물을 널어두면 잘 마른다. 농사일을 하며 틈틈이 교회일에도 참여하는데, 대부분 교인인 동네사람들이 함께 양평에서 수영강습을 받고, 온천도 다니는 등 친밀한 관계를 유지하고 있다. 유난히 노부부가 많은 동네라 장수촌으로 불리기도 한다. 마을을 감싸고 있는 좋은 공기와 따뜻한 햇볕 덕에 노인들이 살기에 적합한 듯하다. 겨울에 눈이 와도 걱정이 없다. 눈이 오면 함께 나와서 쓰는데다, 볕이 잘드는 곳이라 하루를 못버티고 다 녹아 없어진다. 깨끗한 환경과 아름다운 경치 속에 지은 2층 목조주택, 그리고 정갈하게 가꾸어진 텃밭, 그 속에서 살고 있는 건축주 부부에게서 노년의 따사로움이 느껴진다. 田 ■ 글 박헤나 / 사진 이혜연 기자 ■ 건축정보 ·위치 : 경기도 양평군 양서면 대심리 ·건축형태 : 2층 목조주택 ·부지면적 : 800평 ·실내구조 : 1층-거실, 응접실, 방1, 주방, 욕실, 다용도실 2층-방3, 욕실 ·외벽마감 : 시다베벨사이딩 ·내벽마감 : 루바, 석회 ·창호재 : LG새시 ·지붕마감 : 이중그림자싱글 ·바닥마감 : 원목온동마루 ·난방형태 : 전기판넬, 심야전기 라디에이터(Radiator) ·식수공급 : 지하수 ·공사기간 : 2001년 5월~8월 ·건축비용 : 평당 350만원 ■설계·시공 : 조이하우징 031-774-0231
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2003-09-16
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미국산 무늬목의 생산과정과 시공법
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미국산 무늬목의 생산과정과 시공법
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활엽수 단판의 최종 가격은 나무가 나타내게 되는 자연적인 제약 조건과 시장에서의 요구량에 따라 결정되며 치수 및 등급 사항이 최종 가격에 크게 영향을 미치게 됩니다. 산림에서 생산되는 원목 가운데 극히 일부에서만 길이, 폭 및 자연적인 특성 측면에서 최고급의 단판이 얻어지게 됩니다. 특수한 취급이나 탁송 조건, 그리고 특정 길이, 폭 및 두께와 관련된 주문 역시 단판 의 최종 가격에 추가될 수 있습니다. 항상 기억해야 할 것은 여러분은 돈을 지불하고 단판을 구입하는 것이며 이는 단판의 최종 용도에 가장 적합한 특별한 단판을 얻기 위해서라는 점 입니다.
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안녕하십니까? 오늘 저희 세미나에 와 주셔서 감사합니다. 저는 미국 워싱턴 D.C. 근교에 위치한 전미 활엽수 합판 및 단판 협회 사장으로 재직하고 있는 Bill Altman 입니다.
HPVA는 활엽수 무늬목 단판, 집성 마루재, 활엽수 합판 등을 생산하는 미국의 약 200개 이상의 활엽수 목재 제조업체를 대표하고 있는 단체입니다.
우리 협회는 미국 활엽수 목재 수출 협회(American Hardwood Export Council)의 회원이기도 합니다.
미국산 활엽수 단판
미국 활엽수 판재와 단판은 우리의 가정이나 사무실의 가구, 마루 그리고 다양한 인테리어에 특별한 아름다움을 선사할 수 있는 많은 가능성을 제공하고 있습니다.
인테리어 공사나 가구 제작시 사용할 올바른 활엽수 무늬목을 선정 및 구매하고 그 디자인 효과를 최대화하기 위해서는 다음 세 가지의 중요한 사항을 이해 하셔야 합니다. 활엽수에는 다양한 수종이 있으며 그 수종에 따른 외관의 차이 그리고 다양한 조합 방법(Matching Style)등이 있다는 걸 기억하는 게 매우 중요합니다.
오늘 강의에서는 무늬목 외관에 직접적인 영향을 미치는 무늬목 제조과정을 돌아보고 그 조합 방법에 대해 설명드림과 동시에 미국산 활엽수 무늬목이 세계 각지의 고급 인테리어 및 가구 공사에 사용된 예를 보여 드리며 설명하겠습니다.
현재 상업용 도로 생산이 가능한 활엽수 수종 중에는 적참 나무(Red Oak), 백참 나무(White Oak), 벗 나무(Cherry), 그리고 단풍나무 (Maple) 등이 아시아 지역에서 가장 많이 사용되고 있으며 물푸레 나무(Ash)나 자작 나무(Birch) 그리고 호두나무 (Walnut) 등을 포함한 타 수종들 또한 전 세계적으로 매우 중요한 수종으로 인식되고 있습니다. 현재 북미에서 생산된 슬라이스 단판의 약 1/2이 해외로 수출되고 있습니다.
장식적인 효과 (Decorative Effect)
전 세계적으로 활엽수 무늬목은 놀라울 정도로 다양하게 사용되고 있습니다. 그림에서 보고계시는 활엽수 집성 마루판재(engineered hardwood flooring - 6.12)는 건물의 외관을 한층 풍부하게 표현하게 해 줍니다.
새롭고 견고한 마감 기술 덕분에 활엽수 집성 마루재의 수요는 미국과 세계 시장에서 빠르게 성장하고 있습니다. 이 그림에서 보시는 문들은 마루나 가구 그리고 방의 다른 요소들을 보완하면서 전체 인테리어의 중심 요소로서 극적인 인상을 주고 있습니다.
활엽수 무늬목은 일반 가정 인테리어[17], 사무실 가구[3], 부엌 가구[7.13], 휴식 공간, 악기, 그리고 건축용[6.17]등 다양하게 응용되고 있으며 많은 경우에 활엽수 판재와 무늬목이 적절히 혼합되어 사용되고 있으며[6.4] 특히 가구의 다리 및 모서리 부분(요즘은 단판 모서리 처리가 늘어나고 있는 추세이지만) 은 원목으로 처리하고 있습니다.
가구의 측면과 상판 그리고 뒷부분 등은 특히 무늬목 마감 판재로 처리하는 경우가 많은데 고급의 목재와 독특한 목리가 요구되는 경우에는 무늬목의 사용이 선호되고 있습니다.
단판 제조용 원목
(V-Log)제조 과정의 첫 시작은 크기와 시각적인 특성을 고려한 원목의 신중한 선택이라고 할 수 있습니다. 무늬목의 생산량에 영향을 주는 원목의 특성이야말로 이러한 높은 등급의 원목을 선별하는데 가장 신중하게 고려해야 하는 요소인데 이는 단판 제조 업자들이 실제 생산이 시작되기 전에는 원목의 시각적인 요소나 등급 등을 알 수 없기 때문입니다.
(8.3)구입 후 수종별로 분류된 원목은 제제소로 옮겨져서 생산하고자 하는 단판의 타입에 따라 이등분 또는 사등분의 목편(flitch)으로 자르게 됩니다.
다양한 시각적 효과를 지니는 단판을 생산하기 위하여 여러 종류의 단판 절삭법이 이용되고 있는데 같은 원목에서 생산되는 단판이라 하더라도 절삭 방법에 따라 전혀 다른 외관을 나타내는 무늬목이 생산됩니다.
회전삭 (Rotary Cut)
회전삭에서는 원목의 중심이 회전축이 되도록 레이스에 고정한 다음 칼날에 대해 회전시켜 줌으로써 두루마리 화장지가 풀리듯이 단판이 절삭 되게 됩니다.
이 절삭 방법으로는 다양한 형태의 목리를 지니는 단판이 얻어지는데 특히 회전삭으로 절삭되는 경우 1매의 단판이 너비가 48인치(122센티)까지 충분히 넓게 생산될 수 있습니다.
(주: 미국 합판 및 단판 협회에서 실시한 설문 조사 결과에 의하면 미국 내 약 35개의 단판 제조 업체중 18개 업체에서 생산되고 있는 252백만 sf 의 단판(두께가 1/25 인치 이상인 단판)중 경단풍나무가 약 50%, 적참 나무 31%, 기타가 약 19% 정도를 차지하였으며 (두께가 1/28 인치 이하)인 총 2천 4백만 sf 중 45%가 자작나무, 28%가 적참나무, 23%는 경단풍 나무 그리고 기타가 약 4% 정도인 것으로 나타났습니다.)
판목 슬라이싱/평절삭(Plain Slicing)
(1.26) Flat cut, flat sliced, crown cut 또는 plain sliced 란 지역에 따라 명칭의 차이가 있을 뿐 모두 판목 슬라이싱을 일컫는 말입니다.
반원상의 목편의 수심쪽을 목편 고정장치에 접하도록 물린 다음 슬라이서를 이용하여 목편의 접선 방향으로 평행하게 절삭해 나가는(55) 이러한 절삭 방법은 독특한 교회 지붕이나 하트 모양의 무늬를 얻을 수 있으며 이 경우 곧은결 무늬(quarter) 대 왕관 무늬(crown)의 단판 비율이 약 40% 와 60% 정도가 생산됩니다.
단판의 폭는 원목의 크기와 수종에 따라 차이가 있으며 참나무의 경우 16인치(41cm ) 이상의 폭의 단판이 생산되나 이 경우에는 원목의 구입 시 판매자와 구입자 사이에 사전에 특정 크기의 원목에 대한 조건을 협의해야 합니다.
판목 슬라이싱은 절삭 방법 중 폭이 가장 큰 단판을 얻을 수 있는 방법인데 이는 원목이 절삭되기 전에 두개의 편목으로 나뉘어지기 때문입니다. 다른 절삭 방법은 절삭 이전에 원목을 여러 개의 다양한 편목으로 나누어 절삭하게 됩니다.
(주: 북미에 소재한 약 32개의 단판 제조업체에 대한 설문조사에 따르면 1998년 북미의 활엽수 슬라이스 무늬목의 생산량은 약 7천 3백만 sf에 달하며 그중 약 절반 가량인 3천 8백만 sf 가 수출되고 있습니다).
(1998년 전체 생산중 체리가 약 28%를, 화이트 오크 22%, 레드 오크 21%, 경 단풍나무 13%, 호두나무 5%, 물풀레 나무 2% 그리고 자작나무가 약 1%를 기타 수종이 8%를 차지하고 있습니다).
정목 절삭(Quarter Slicing)
정목 절삭은 원목을 4개의 편목으로 나누게 됩니다. 4등분된 4원상의 목편을 나이테와 칼날의 절삭 방향에 대해 직각이 되게 고정하고 절삭하게 되므로 연속적인 곧은결 무늬의 단판을 얻을 수 있으며 이러한 절삭 방법으로 얻게 되는 단판의 폭는 평절삭 보다는 좁으나 원목의 크기에 따라 평균 8인치 (20 cm) 이하 정도가 됩니다.
종절삭/길이방향 절삭(Rift-cutting)
길이 방향 절삭에 의한 단판은 참나무류와 같이 넓은 방사조직을 지니는 수종으로부터 생산되며 원목은 보통 2개 또는 4개의 편목으로 나뉘게 됩니다.
이러한 절삭방법은 슬라이서를 15도 각도로 유지시켜 놓고 편목을 일정한 절삭각을 가지도록 회전시키면서 절삭하기 때문에 곧은결 목리의 단판을 얻을 수 있습니다.
종절삭 방법으로 얻어진 단판의 폭은 판목 슬라이딩 단판 보다 좁지만 원목의 크기에 따라 평균 8인치(20cm) 정도입니다.
단판의 두께 (Veneer Thickness)
미국 활엽수 합판 및 단판 협회에서 제정한 ‘외장용 목재 단판 자율 기준’ (The HPVA Voluntary Standard for Slice Decorative Wood Face Veneer)에는 거의 모든 미국 내수용 및 수출용 단판에 적용되며 제시된 기준 이외에 단판 규격에 대해서는 구매자와 판매자간의 상호 이해와 협의가 이루어져야 합니다.
거의 대부분의 활엽수 수종 단판의 자율 두께는 0.55 mm 이며 벗나무(cherry)의 경우에는 0.50mm , 호두나무(walnut)의 경우에는 0.50mm 그리고 옹이가 있는 백 소나무의 경우는 0.95mm 정도가 됩니다.
단판의 함수율(Veneer Moisture Content)
수출용 활엽수 단판의 기준 함수율은 12-16% 정도입니다.
이러한 수준의 함수율은 운송 도중 발생하는 목재의 자연 건조를 감안한 것이며 대부분의 단판 사용자들은 원목 절삭에 앞서 몇 일 동안 보관하게 되는데 이 기간동안 목재는 새로운 자연 환경에 자연스럽게 적응하게 됩니다.
활엽수 단판 수출
수출용 단판은 두께뿐만 아니라 내수용으로 생산되는 단판과는 다른 방식으로 준비되어 출하됩니다.
단판의 출하
‘재단하고 묶어 포장함’ 또는 ‘수출 준비 완료’가 그것인데, 모든 측면과 횡단면을 재단하고 단판을 묶어 포장하게 됩니다.
단판의 포장
한 포장 단위당 단판의 장수는 단판의 두께에 따라 다르지만 대부분의 수종과 평균 두께(0.4 mm - 0.6 mm)의 경우 약 24 ~32 장 정도가 일반적입니다.
동일한 편목으로부터 절삭된 단판들은 같이 보관하며 같이 판매하는 것이 일반적이지만 특별 주문 시에는 이들을 선별한 다음 다른 목편으로부터 생산된 단판들과 함께 섞어 포장한 상태로 판매하는 경우도 있습니다.
단판의 등급
등급 판정라인(grading line)은 수출용 단판이 신중하게 측량되고 등급이 매겨지는 단계이며 단판의 판매자 요구 가격(asking price)도 이 단계에서 정해지게 됩니다.
현재 단판 업계에서는 전반적으로 인정하는 등급 체계가 없으므로 각 고객의 요구 조건에 따라 판매될 뿐 공개 시장에서 일상적인 상품으로는 판매되고 있지 않으며 개인적인 검수 또는 판매자와 구매자 사이의 등급에 대한 합의 아래 판매되고 있습니다.
길이, 폭, 두께, 물량 등은 수율과 가격에 영향을 미치므로 판매자와 구매자 사이에 공감대가 형성되어 있어야 하며 그 합의 하에 가격이 결정되게 됩니다.
활엽수 단판의 다양한 응용(Veneer Applications)
지금까지는 다른 절삭 방법에 따라 생산되는 다양한 단판의 외관에 대한 내용을 다루었고 지금부터는 단판 생산자의 단판의 용도에 대한 충분한 사전 설명과 이해의 중요성에 대해 설명하겠습니다.
예를 들어 서랍장 표면 같은 경우 [7.14] 길이, 높이 그리고 등급의 요구조건이 문짝과는 다르며 [6.14] 어떠한 경우라도 가장 중요한 요소는 단판의 소요량입니다.
소요되는 모든 단판이 한 그루의 나무에서 생산되느냐(지금 보는 문짝의 예처럼) 아니면 여러 그루에서 생산[7-그림에서 보는 건축용 등] 이 되는가? 등과 같은 각 프로젝트에 대한 구매자와 판매자간의 충분한 의사 소통이 이루어 졌을 때 구매자는 알맞은 수종 및 등급의 목재를 구입할 수 있으며 동시에 시간과 비용을 절약할 수 있을 것입니다.
위에서 언급했듯이 활엽수 단판의 경우 단판업계에서 문서화된 특정한 등급 기준이 없으므로 여기에서는 거의 모든 미국 단판 업계에서 판매 가격을 책정할 때 사용하는 기본 개념을 간단히 소개하겠습니다.
단판의 구매
활엽수 단판용 원목의 길이는 제조업자가 단판의 최종 용도를 가구용 또는 사무용 가구, 문, 벽판넬 또는 고급 건축용으로 사용하는냐에 따라 결정되며 그러므로 제조업자에게 충분히 단판 최종 용도에 대하여 설명해 주는 것이 중요합니다.
다음은 단판 사용목적에 따른 단판의 길이를 대략적으로 소개한 것입니다.
50 cm - 200 cm
210 cm - 250 cm (10 cm 이상의 폭)
250 cm - 이상 가구
문, 건축용
벽판넬, 건축용
제품의 최종 용도에 따라 단판의 폭 또한 달라질 수 있는데 단판의 최소 폭은 9cm 또는 10 cm 정도입니다.
활엽수 단판의 최종 가격은 나무가 나타내게 되는 자연적인 제약 조건과 시장에서의 요구량에 따라 결정되며 치수 및 등급 사항이 최종 가격에 크게 영향을 미치게 됩니다.
산림에서 생산되는 원목 가운데 극히 일부에서만 길이, 폭 및 자연적인 특성 측면에서 최고급의 단판이 얻어지게 됩니다. 특수한 취급이나 탁송 조건, 그리고 특정 길이, 폭 및 두께와 관련된 주문 역시 단판의 최종 가격에 추가될 수 있습니다.
항상 기억해야 할 것은 여러분은 돈을 지불하고 단판을 구입하는 것이며 이는 단판의 최종 용도에 가장 적합한 특별한 단판을 얻기 위해서라는 점입니다.
특정 용도에 맞는 단판을 구입하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있습니다. 특히 구매자 여러분은 미국내 단판 유통 업체에 전화나 팩스로 연락을 하거나 미국 제조업체에 직접 연락을 할 수도 있고 또는 직접 제조업체를 방문할 수도 있습니다.
활엽수 단판 제조 업체 명단은 미국 활엽수 목재 협회(American
Hardwood Export Council)나 AHEC이 대표하는 관련 단체를 통해서 받아볼 수 있습니다.
활엽수 단판 구매의 가장 중요한 점은 구매자와 판매자간의 장기적인 신뢰와 관계를 확립, 유지하는 것입니다. (좀더 자세한 미국 활엽수 단판 업체 명단은 www.hpva.org를 방문해 보시기 바랍니다).
미국 동부에서 활엽수 단판을 수송하는데 걸리는 시간은 신용장 개설 준비 및 단판의 수령확인까지 약 2달 정도가 소요되며 대부분의 단판 제조업자들은 원목을 제재소에 보관하고 있기 때문에 2달간의 시간여유를 주는 조건이라면 언제든지 구매자의 주문에 응할 수 있습니다.
단판 조합 방법(Match)
다양한 단판 무늬 조합은 그 외관을 극적으로 변화시킬 수 있습니다. 각각의 조합 방법은 아주 특별한 패턴을 보여주게 되는데 이는 시각적인 효과와 최종 외관을 캐주얼 한 분위기서부터 전통적인 분위기까지 다양하게 표현하게 됩니다.
다음은 보편적으로 많이 사용되고 있는 조합 방법의 예를 소개하겠습니다.
북 매치 (Book Match)
가장 보편적으로 많이 사용되고 있는 조합 방법으로서 편목으로부터 생산되는 단판을 하나 걸러 하나씩 뒤집어서 나열하여 연속된 단판이 서로 대칭으로 연결되어 마치 책을 펼친 모양이 되는 조합 방법으로 목리가 단판 연결 부분을 중심으로 상하로 교차되는 모양을 띄게 되는 게 특징입니다.
슬립 조합(Slip Match)
슬립 조합은 북 매치 다음으로 가장 많이 사용되고 있는 조합 방법입니다. 연속되는 단판을 같은 면이 보이도록 순서대로 나열하기 때문에 목리가 곧은 경우라면 접합 부분이 눈에 띄이지 않으며 만약 목리가 완벽한 수평이 아니라면 경사진 무늬의 단판을 얻게 됩니다.
이러한 조합 방법은 단판과 단판사이의 목리가 접합부분에서 정확하게 만나는 경우가 아니라면 계속해서 반복되는 패턴을 보여주게 됩니다.
무작위 조합 (Random or Mismatch)
이 조합 방법은 하나의 또는 그 이상의 편목에서 생산되는 단판으로 만들어지는데 보통 옹이나, 얼룩 그리고 기타 천연 소재에서 볼 수 있는 자연적인 특성 등을 가지고 있는 저등급의 단판을 이용합니다.
이 조합에 사용되는 단판의 폭은 서로 다를 수 있으며 마치 판자나 보드와 같아 보이는 시각적인 효과가 있습니다.
기타 조합
활엽수 단판의 조합 방법에는 이 이외에도 다양한 미적이고 흥미로운 패턴을 표현하는 방법이 있습니다.
최근 증가하고 있는 활엽수 단판의 또 다른 용도로는 모서리 마감인데 이는 주로 부엌 캐비닛, 가구 그리고 각종 목공제품에 사용되고 있습니다.
모서리 마감용은 주로 종절삭 방법으로 생산되어 핑거 조인트된 곧은 목리목이 사용되고 있고 여러폭의 두께로 제작이 가능합니다.
새로운 접착 기술의 발달은 활엽수 단판을 MDF 나 심지어는 철제에도 접착시킬 수 있게 되었으며 아주 작은 폭의 몰딩 제품에서부터 넓고 긴 길이의 제품에 이르기까지 단판 접착이 가능하게 되었습니다.
외형 마감(profile wrapping)으로 많이 사용되는 활엽수 단판은 특히 판목 슬라이딩(Plain Slicing)으로 생산된 경우가 많은데 이는 효과적인 비용 절약 및 생산 측면에서 좀더 많은 회사들이 선호하고 있는 방법이기도 합니다.
사용의 예
상상력과 창조력은 미국산 활엽수 단판 사용을 통해서 가장 놀라운 기능성을 갖춘 예술 작품을 탄생시키기도 합니다. 여기의 예에서 볼 수 있듯이 활엽수 단판의 사용 가능성은 무한하다고 할 수 있습니다. 田
■ 글 빌 알트만(Bill E.T Altman)
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목재의 종류
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목재의 종류
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목재는 주로 미국, 캐나다, 핀란드, 뉴질랜드, 동남아시아 등 각 국에서 수입되고 있으며 수종에 따른 가격과 품질의 차이가 크다. 예를 들어 북미의 속성수(速成樹)와 저성장 핀란드산 홍송(Slow growing red pine)은 성장속도가 10배 이상까지 차이가 난다. 또 임업 관련 기술 선진국과 그렇지 못한 나라나 회사의 가공기술에 따른 나무의 품질 차이 또한 매우 크다. 같은 나무가 같은 수분 함량을 갖더라도 적정온도에서 건조된 나무가 있는가 하면, 고온으로 급속 건조한 나무가 있고, 고주파로 건조한 나무도 있어 품질에서 차이가 나는 것은 어찌보면 당연하다.
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■ 글 싣는 순서
통나무주택의 종류
수공식과 기계식 통나무주택
유럽풍의 목구조 주택
통나무주택의 결합구조
통나무주택의 단열
2중 벽 단열
목재의 종류
통나무집의 기초공사
통나무 벽체 쌓기
원목과 통나무집의 품질
통나무집은 완성되고 나면 제자리를 잡는 처음 몇 년 동안의 안정화(Stabilization) 과정을 거치게 된다. 마치 새차 길들이기와 비슷한 것으로 이해하면 된다.
통나무집에서 일어나는 문제 중에는 지은 지 얼마 되지 않은 통나무집의 안정화 과정에서 발생되는 원목의 수축과 뒤틀림이 제대로 다스려지지 않아서 발생하는 것들이 많다.
문이 잘 닫히지 않거나 틈새가 벌어지는 경우들이 대표적인 예이다. 이것은 원목의 종류와 가공상태에 따른 적절한 공법을 사용하지 못했기 때문이다.
기본적으로 대부분의 소재가 나무로만 이루어지는 통나무집은 나무의 건조가공과 제작 기술이 통나무집의 품질과 수명을 결정하는 절대적인 요소가 되며, 여기에 통나무집에 대한 충분한 지식과 경험을 바탕으로 한 성의 있는 시공이 더해져서 제대로 된 통나무집이 만들어진다.
그러나 이에 앞서 적당한 원목의 선택은 통나무집의 기본이 된다는 점을 소홀히 하면 안 된다. 많은 사람들이 품질보다는 싼값에, 그리고 내용보다는 눈에 보이는 것을 선택해 어렵사리 마련한 통나무집의 꿈을 골칫덩이로 만든 경우를 종종 본다. 싼값에 집착하다보면 이런 문제들은 예견된 것이라 볼 수 있다.
수 천년을 이어 오면서 실크에 대한 인류의 선망은 끝이 보이지 않는 비단길(Silk road)과 같은 것이었다. 한때 로마에서 비단은 같은 양의 금과 거래가 이루어졌을 정도였다.
오늘날 화학섬유는 육안으로 실크와 구별이 안될 정도까지 발전하고 있지만 한 손에 움켜쥐면 부서지듯 뽀드득거리는 소리와 함께 손끝에 묻어나는 촉감은 도저히 흉내낼 수 없는 모방의 한계를 드러낸다.
경복궁 복원공사에 일부 품질이 떨어지는 수입목재를 사용하다 문제가 되었던 적이 있듯이 나무에 따라 물성의 차이가 있고 각기 나무의 특성에 따른 용도가 다르다.
마찬가지로 통나무집을 위해서도 적합한 나무를 선택하는 것은 꼭 필요한 일이다.
20세기 최고의 역사학자 토인비는 일본의 국보 1호인 미륵반가사유상(彌勒半跏思惟像)을 보고 자리를 뜨지 못했다. 그리고 미륵반가사유상의 은은한 미소를 형언할 수 없는 영원한 미소라고 격찬을 했다.
그 미륵반가사유상이 한국에서 만들어졌다는 것은 이미 알려진 사실이다. 그리고 그 나무는 경북지방의 춘양목(春陽木)과 괘를 같이하는 영주 소수서원 근처의 적송(赤松)으로 밝혀졌다.
경북지방의 춘양목(春陽木)에서 백두산일대의 미인송(美人松)에 이르기까지 백두대간은 우리나라의 훌륭한 목재의 보고였다.그러나 일제의 강점기를 거치면서 좋은 나무는 무제한 일본으로 반출되었고, 6.25 전쟁을 전후로 남벌(濫伐)이 더하여 유용한 삼림자원은 대부분 사라져 버렸다.
두만강 뗏목은 노랫말로만 알았지 일본으로 수탈되어지는 백두산일대의 삼림자원이라는 사실을 모르는 분들이 많다.
지금은 못생긴 나무가 산을 지킨다는 말을 실감하도록 제대로 가꾸어진 숲이 별로 없는 안타까운 현실이다.
현실적으로 지금은 여러 나라에서 다양한 목재를 원목이나 가공목 형태로 수입하고 있기 때문에 적합한 목재의 선정은 매우 복잡하게 되었다.
우리나라는 여름과 겨울의 온도 변화 폭이 40도 이상이 되고 여름 장마와 겨울철 건조기가 확실히 구별되어 습도 변화 또한 크다.
이러한 환경적 요인 또한 나무를 선택하는 잣대가 되어야 한다.
지금 목재는 주로 미국, 캐나다, 핀란드, 뉴질랜드, 동남아시아 등 각 국에서 수입되고 있으며 수종에 따른 가격과 품질의 차이가 크다.
예를 들어 북미의 속성수(速成樹)와 저 성장 핀란드산 홍송(Slow growing red pine)은 성장속도가 10배 이상까지 차이가 난다. 또 임업관련 기술 선진국과 그렇지 못한 나라나 회사의 가공기술에 따른 나무의 품질 차이 또한 매우 크다.
같은 나무가 같은 수분 함량을 갖더라도 적정온도에서 건조된 나무가 있는가 하면, 고온으로 급속 건조한 나무가 있고, 고주파로 건조한 나무도 있다. 품질에서 차이가 나는 것은 어찌보면 당연하다.
수공식(hand craft) 통나무집은 건조가공을 거치지 않은 원목(Green wood)을 사용하기 때문에 원목의 종류와 적당한 크기의 나무를 선택하는 정도면 되지만, 기계 가공을 통한 통나무주택은 공급회사에 따라 나무의 종류나 가공방법 그리고 제작 기술과 공법에 많은 차이가 있어 선택의 폭이 넓다.
품질이 좋은 나무는 가격도 약간 비싼 흠이 있으나, 품질을 따지지 않고 싼 값에 이끌려 공사를 했다가 나중에 문제가 생겨서 드는 노력과 비용에는 견줄 바가 아니다.
통나무집은 그 독특한 멋스러움을 즐기며 건강한 생활을 할 수 있다는 것과 수 백년을 견디는 뛰어난 내구성(耐久性)으로 선택되고 있다.
통나무집의 또 다른 매력은 세월을 쌓아 가는 고전적 아름다움과 경제적 가치를 꼽을 수 있다. 통나무집도 좋은 목재로 제대로 지은 명품이 있고 그 가치는 자부심으로 남게되는 것이다.
어떤 나무로 통나무집을 짓는가
인류는 처음부터 숲 속에서 살아왔다. 그리고 인류 역사의 20세기 한순간을 제외하고는 숲을 조금씩 옮겨와서 나무로 집을 지어 그 속에서 살았다. 숲은 우리의 영원한 고향인 것이다. 깨달음을 얻은 석가모니는 보리수(linden tree) 그늘 아래 고행에 탈진 한 몸을 눕혔다.
시나이 광야에서 이스라엘의 하나님은 모세에게 명하여 최초의 성전인 장막(Tabernacle)을 만들게 하였다. 하나님은 설계와 함께 사용할 목재로 아카시아(acacia)라는 나무를 선택했다.
시나이 광야의 아카시아는 우리가 알고 있는 아카시아 나무와는 전혀 다른 종류로 돌처럼 단단하고 쉽게 썩지도 않는 나무다. 나무는 이렇게 인류의 역사와 함께 하였다.
나무의 종류는 매우 많지만 현실적으로 통나무집 건축에 사용되는 종류는 그다지 많지 않다. 물성(物性)과 경제성을 모두 갖추어야 하기 때문이다.
통나무집 소재로는 70% 이상이 소나무(Pine) 종류이며, 전나무(Fir)와 삼나무(Cedar), 가문비나무(Spruce), 편백나무(Cypress) 등 침엽수가 주로 쓰인다.
소나무가 가장 많이 쓰이는 이유
적당한 가공성과 통나무주택 구조목(Structure wood)으로서 물성이 적당하기 때문이고, 솔 향기가 인간에게 가장 친화적이기 때문이기도 하다. 그리고 소나무는 통나무주택 소재로 오랫동안 검증을 받은 것으로 이해해도 무리가 없다.
미국이나 캐나다에서 수입되는 소나무는 흔히들 미송이라 부르는 백송(White pine, Yellow pine)이 대부분이며 이 나무는 부드럽고 가공성이 좋으며 비교적 저렴한 가격으로 미국과 캐나다 통나무집의 주류를 이루고 있다.
극지방 소나무(Polar pine)나 북극 가까운 지방의 저 성장 홍송(slow growing red pine)은 북극 가까운 산타클로스의 고향으로 잘 알려진 핀란드(Finland)에서 주로 생산되고 있다. 성장 속도가 매우 느려 나이테가 치밀하고 탄력과 강도가 뛰어나며 아름다운 색상과 함께 최고의 소재로 선택되고 있다.
가문비나무(Spruce)
목질이 순하고 결이 부드러워 뒤틀림과 변형이 적으나 옹이가 잘 빠지는 약점이 있다. 그러나 송진이 적어 사우나(Sauna)실 제작에 많이 쓰인다.
삼나무(Cedar)
미주 동부지방에서 많이 나는 백삼목(white cedar)과 서부지역에서 많이 나는 적삼목(red cedar)이 있으며 해충에 강한 특성이 있어 통나무집 목재로 자주 사용된다.
그러나 색상이 검게 변하는 것과 삼나무 특유의 냄새를 싫어하는 사람도 있다. 특유의 냄새는 나무를 해충이 기생하지 못하는 방향성(芳香性)을 가지며 이 성질을 이용한 외부용 데크(Deck)재료나 지붕재(Cedar Shake)로 이용되기도 한다.
전나무
전나무 중에는 북미산 더글라스 종(douglas fir)이 많이 수입되고있다. 옹이가 적으며 가공성이 좋다. 결이 크고 속살은 분홍색을 띠어 제재목으로 많이 쓰인다.
그 외에도 지역에 따라 그 지역의 나무가 사용되기도 하며, 같은 나무라도 벌목의 시기, 건조 및 가공 방법에 따라 품질이 크게 달라진다는 점을 알아야 한다. 같은 포도로 포도주(wine)가 되기도 하고 샴페인(champagne)이나 꼬냑(cognac)으로 태어날 수도 있고 그 품질도 천차만별인 것과 마찬가지이다.
제대로 된 통나무주택을 갖는 일은 먼저 제대로 된 통나무주택을 공급할 수 있는 통나무집 공급회사를 선별하는 일부터 시작된다. 어떤 지역의 어떤 목재를 사용하는가 하는 것과, 어떤 가공공정을 거치며 어떤 공법을 사용하는지를 꼼꼼히 챙겨볼 일이다.
그리고 대화를 통해 시공사의 나무에 대한 이해와 지식을 확인해 보는 것도 현장시공의 신뢰성을 점검하는 척도가 될 수 있다.
건축주와 시공자 모두의 나무에 대한 이해와 애정이 깊을수록 완성도가 높은 멋진 통나무집으로 완성될 것이다. 田
■ 글 정인화(발미스코리아 통나무주택 대표) 홈페이지 www.valmis.wo.to
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2003-09-16
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