월간 전원주택라이프

우리나라는 지역 개발과 재건축이 한창인 지역에 새로 지은 건축물들이 즐비하다. 하지만, 오래된 동네, 나이든 집이라고 부수고 짓는 재건축만이 답이 아니다. 오랜 시간 자리하던 건축물의 흔적과 멋은 간직하고, 리모델링으로 디자인과 기능을 더해 고쳐서 쓰는 것이 답이 될 수 있다고 말하는 일본의 목조주택 NI HOUSE를 소개한다. 글 김철수(건축&인테리어 매칭 플랫폼 하우저 대표) 진행 이수민 기자 사진 1-1 Architects(이치노이치 아키텍츠) 자료제공 하우저(건축&인테리어 매칭 플랫폼), 1-1 Architects HOUSE NOTE위치 일본 아이치 현 나고야 시대지면적 453.97m²(137.32평)건축면적 103.33m²(31.25평)연면적 174.43m²(52.76평)준공시기 2017년설계 이치노이치 아키텍츠 1-1 Architects, https://1-1arch.com구조 디자인 타츠미 테라도 구조설계 스튜디오 Tatsumi Terado Structural Studio 부지는 아이치 현 나고야 시 근처의 도시화 통제지역에 위치한 주거지역으로, 개발업체들에 의해 개발이 빠르게 진행되고 있는 곳이다. 클라이언트는 정년퇴직 직전의 부부다. 이 집에 살 가족은 총 3명으로, 부부와 그 지역에서 오랜 세월을 살던 건축주 남편의 어머니였다. 주택은 어머니가 살던 50년 된 목조주택을 바탕으로 클라이언트는 가족들마다 개인 공간을 갖춘, 현재 주택의 규모 보다 널찍한 연면적을 가진 주택을 희망했다. 미세한 들보 구조의 천장 공간이 오픈돼 있는 주방 및 거실. 마을을 향해 오픈된 천장. 어머니의 50년 된 집을 리모델링부부는 어머니가 살던 목조주택의 리모델링을 의뢰했다. 그러나 건축가가 기존 주택을 조사하다 보니 안전성에 문제가 있음을 감지했다. 기존 주택의 천장을 들여다보니 그곳에는 어둡고 넓은 공간이 펼쳐져 있었고, 근래 일본에서는 볼 수 없는 미세한 들보 구조의 공간이 존재한다는 것을 발견했다. 간단히 인테리어 리모델링이 아닌 구조 디자인을 더한 리모델링을 실시하기로 했다. 현대식 생활을 하는 클라이언트의 생활방식과 그들의 주 생활공간이 될 1층의 공간을 계획했을 때, 그들의 머리 위의 어둡고 부피가 큰 밀폐된 공간은 어울리지 않았다. 오래된 구조목이 드러나 있는 1층에 자리하는 세 번째 방. 일본식 다다미 방. 2층이 된 천장 공간의 벽은 모두 오픈해놓았기에, 방문을 닫아 놓아도 천장을 통해 자연 채광이 방안까지 들어온다. 현재와 옛것이 공존하는 디자인부지 주변은 급속도로 개발이 이루어지고 있지만 이곳의 실내 모습은 오랜 시간의 흔적이 남아있었고, 그것을 굳이 지울 필요가 없음을 느꼈다. 마을의 풍경을 현대식으로 바꾸는 것은 긍정적인 변화로 볼 수 있지만, 오랫동안 존재했던 시간의 흔적을 보관하는 것 또한 의미 있으며 현재와 옛것의 공존을 어우러지게 설계하는 것이 솔루션이 될 수 있을 것이라고 생각했다. 2층은 업무를 보는 서재 또는 자연 채광을 누리며 휴식할 수 있는 장소다. 05 2층의 벽은 유리창으로 둘러 햇빛과 마을의 풍광을 안으로 들였다. 천장면을 만들어 공간 분할구체적으로 1층과 천장 공간을 구분하는 천장면을 ‘경계’로 여기고, 1층, 천장 공간, 경계로 구성된 구조를 이 집의 골격으로 삼기로 했다. 세 가지 사이에 새로운 관계를 부여할 방법을 찾았다. 먼저 기존 평면 주택의 목재 프레임만을 남겨두고 부분 분해 후 기존 기둥 사이에 새로운 보를 삽입하여 경계를 만들기 위한 표면을 만들었다. 구조적으로는 이 새로운 경계면으로 수평면을 만들어 기존 기둥의 좌굴 길이와 풍압의 길이를 줄일 수 있으며, 동시에 내진보강의 기능도 살렸다. 1층의 일본식 다다미 방과 그 옆으로 첫 번째 방이 보인다. 1층의 빛이 2층의 유리벽을 통해 밖으로 은은하게 내비친다. 천장 분할로 이색 공간 탄생천장 공간은 경계(바닥)와 기존 지붕 및 보 구조의 관계에 의해 생성된다. 지붕과 보 구조는 기존 높이를 유지하지만 새로운 경계(바닥)의 설정으로 인해 손이 닿을 수 있는 칸막이와 가구처럼 느껴진다. 기존의 구조재는 단순한 지붕과 보를 넘어 그 의미를 확장하며 천장 공간에는 벽이 없고, 보로 공간 그룹을 계획했다. 또한 옆집 지붕의 높이로 벽을 모두 개방하여 사생활을 유지하면서 외부로부터의 빛과 바람을 1층까지 전달한다. 한편, 내부에서는 과거에 폐쇄되었던 공간을 천장 높이로 도시까지 개방함으로써 도시와 적당한 거리를 만들어낸다. 1층의 방과 2층의 천장 공간은 사다리를 이용해 바로 연결된다. 천장면을 만들어 새롭게 태어난 2층 공간. 1층은 개인 공간을 갖춘 사유 공간으로1층에는 클라이언트의 요청에 따라 프라이버시가 지켜지는 개인실이 있다. 각 방은 기존 기둥을 덮을 수 있도록 벽체를 설치하여 요구하는 기능을 만족시켰으며 내부와 외부의 연결에 대한 세심한 관찰로 인해 사생활 보호, 환기, 채광 등을 고려한 다양한 크기의 개구부를 각 방의 경계(천장)에 배치하고 1층의 생활 환경을 보완한다. 이를 통해 과거 뒤에 감춰진 천장 공간에 새로운 의미를 부여하고자 하였고. 새롭게 설정한 경계를 통해 천장 공간과 1층의 방들이 상호 보완되도록 만들었다. 또한, 마을을 향해 드러나는 천장 공간은 집의 인테리어를 변화시킬 뿐만 아니라 마을에 나타나는 변화를 빠르게 흐르지 않도록 하는 역할을 한다. 하늘에서 바라본 주택의 모습. 50년 된 목조주택을 현대적인 감각으로 재탄생 시킨 NI 하우스의 달빛 아래 야경 모습. 밖으로 은은한 빛을 내는 NI 하우스의 고요한 야경. 카미야 유키&이시카와 쇼이치(1-1 Architects 대표 건축가)카미야 유키는 일본건축학회 1급 정회원 건축가이며 이시카와 쇼이치는 일본 일류 건축가 자격을 갖춘 건축가로, 함께 2014년에 이치노이치 아키텍츠를 설립했다. 2021년에만 제32회 아키 하우징 어워드에서 House OS로 1등 상, 디자인 포 아시아 어워드에서 메리트 어워드, DEZEEN 어워드 등을 수상했다.+81-566-25-0335 https://1-1arch.com 김철수(하우저 houser 대표)주거 종합 정보 플랫폼 업체 ‘하우저’를 열고 ‘건축과 예술의 아름다움은 지속성이 있다’는 믿음으로 중개 서비스를 진행한다. 건축·인테리어·가구·제품 등 각 분야의 파트너와 인테리어 팀을 보유하고 있어, 고객 요청에 맞는 전문 업체를 선택해 맞춤형 공간 디자인을 제안한다.010-9851-0815 imhomestory@gmail.comwww.thehouser.com

과거 전통 한옥은 현대인의 거주 생활에 필요한 요구조건을 충족하지 못한다. 한옥에 대한 거부감을 줄이면서 대중이 거주 공간으로 쉽게 다가갈 방법은 현실에 맞게 수정과 보완을 거쳐야 할 것이다. 기라성한옥은 한옥의 현대화, 표준화를 통해 과다한 건축비 부담을 줄이면서 고유의 멋을 유지하는 데 힘쓰고 있다. 한옥 대중화를 위한 기라성한옥의 노력은 세 가지다. 첫째, 내구성과 안전성을 보장하는 부재를 공학화했다. 둘째, 지붕 무게 때문에 지진에 의한 모멘트가 큰 구조적인 문제를 내진보강으로 해결했다. 셋째, 시간과 비용을 줄이며, 균일한 시공 품질을 유지할 수 있는 프리 컷 시스템Pre cut system을 구축했다. 이 시스템의 또 다른 장점은 숙련공이 현장에서 하나하나 제작하는 부재를 공장에서 가공하기 때문에 현장에서 부재 결합이나 처마 시공 등에 집중하면서 시간을 대폭 절약하고, 나아가 숙련된 인력수급에 대한 문제도 해결했다는 것이다.글 백홍기 기자 자료협조 ㈜기라성한옥 1670-3151 www.girasung.co.kr 기라성한옥 제작 과정 기획 및 설계 전문가에 의한 3D 모델링을 제작해 건축주의 이해를 돕고, 프리 컷 가공을 위한 기초 데이터를 구축하는 데 이용한다. 프리 컷 공법 정밀한 자동화 기계 가공으로 대들보와 도리, 기둥, 서까래, 소로 등 복잡한 부재도 오차 없이 신속하게 제작한다. 정밀한 자동화 기계 가공으로 대들보와 도리, 기둥, 서까래, 소로 등 복잡한 부재도 오차 없이 신속하게 제작한다. 공학 목재(글루램)와 건조목 사용 균일한 구조 성능 확보와 목재 변형 방지를 위한 함수율 19% 이하의 목재만 사용한다. 기둥, 도리 주요 구조부에 공학 목재를 사용함으로써 부재에 의한 비용을 절감할 수 있다. 내진설계 및 시공 국내 최초로 한옥에 내진 시공의 기본 3요소인 기둥 고정(홀다운 앵커볼트 고정), 가세 설치, 보강철물을 부착하고 내진설계 전문가가 감수를 진행한다. 자연 소재로 건강한 주택 환경 구현 기라성한옥에서 사용하는 황토패널은 대나무로 외를 엮고 짚을 곱게 썰어 넣은 뒤 황토 맞벽치기라는 전통 방식으로 제작한 친환경 벽체다. 튼튼한 구조로 지진과 화재에 취약한 건축물에 적합하고 이중 패널로 단열 보강에서도 자유롭다. 기라성한옥 인테리어 천장_서까래를 프리 컷으로 가공해 수려한 미관을 완성하면서 시공비를 대폭 줄였다. 창호_한옥 창호의 모습을 재현한 시스템창호를 적용해 한옥의 느낌을 살리면서 열손실을 줄였다. 벽체_내부에 습도 조절과 공기 정화, 탈취 기능이 뛰어난 규조토 모르타르를 사용해 건강한 환경을 구현했다. 거실, 주방_천장에 편백 루버를 사용해 더욱 자연에 가까운 환경을 연출했다. 오픈천장_화장실의 개방감과 습도 제거를 위해 지붕에 천창을 설치했다. 계단_한옥에 걸맞게 홍송으로 계단을 수작업했다. [살아 숨쉬는 건강 주택, 한옥]01 우리의 살림집, 한옥의 뿌리를 찾아서02 옛 전통 마을을 현대적으로 계승한 은평한옥마을03 법규로 살펴본 한옥 건축 기준04 단아한 멋과 품위를 즐기다! 강릉오죽한옥마을05 북촌 근대한옥과 사랑에 빠진 데이비드 킬번06 한옥 대중화를 위해 앞서가는 ‘기라성한옥’ 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

한옥 대중화를 위해 앞서가는 ‘기라성한옥’ 과거 전통 한옥은 현대인의 거주 생활에 필요한 요구조건을 충족하지 못한다. 한옥에 대한 거부감을 줄이면서 대중이 거주 공간으로 쉽게 다가갈 방법은 현실에 맞게 수정과 보완을 거쳐야 할 것이다. 기라성한옥은 한옥의 현대화, 표준화를 통해 과다한 건축비 부담을 줄이면서 고유의 멋을 유지하는 데 힘쓰고 있다. 한옥 대중화를 위한 기라성한옥의 노력은 세 가지다. 첫째, 내구성과 안전성을 보장하는 부재를 공학화했다. 둘째, 지붕 무게 때문에 지진에 의한 모멘트가 큰 구조적인 문제를 내진보강으로 해결했다. 셋째, 시간과 비용을 줄이며, 균일한 시공 품질을 유지할 수 있는 프리 컷 시스템Pre cut system을 구축했다. 이 시스템의 또 다른 장점은 숙련공이 현장에서 하나하나 제작하는 부재를 공장에서 가공하기 때문에 현장에서 부재 결합이나 처마 시공 등에 집중하면서 시간을 대폭 절약하고, 나아가 숙련된 인력수급에 대한 문제도 해결했다는 것이다. 글 백홍기 기자 자료협조 ㈜기라성한옥 1670-3151 www.girasung.co.kr 기라성한옥 제작 과정 기획 및 설계 전문가에 의한 3D 모델링을 제작해 건축주의 이해를 돕고, 프리 컷 가공을 위한 기초 데이터를 구축하는 데 이용한다. 프리 컷 공법 정밀한 자동화 기계 가공으로 대들보와 도리, 기둥, 서까래, 소로 등 복잡한 부재도 오차 없이 신속하게 제작한다. 공학 목재(글루램)와 건조목 사용 균일한 구조 성능 확보와 목재 변형 방지를 위한 함수율 19% 이하의 목재만 사용한다. 기둥, 도리 주요 구조부에 공학 목재를 사용함으로써 부재에 의한 비용을 절감할 수 있다. 내진설계 및 시공 국내 최초로 한옥에 내진 시공의 기본 3요소인 기둥 고정(홀다운 앵커볼트 고정), 가세 설치, 보강철물을 부착하고 내진설계 전문가가 감수를 진행한다. 자연 소재로 건강한 주택 환경 구현 기라성한옥에서 사용하는 황토패널은 대나무로 외를 엮고 짚을 곱게 썰어 넣은 뒤 황토 맞벽치기라는 전통 방식으로 제작한 친환경 벽체다. 튼튼한 구조로 지진과 화재에 취약한 건축물에 적합하고 이중 패널로 단열 보강에서도 자유롭다. 기라성한옥 인테리어 천장_서까래를 프리 컷으로 가공해 수려한 미관을 완성하면서 시공비를 대폭 줄였다. 창호_한옥 창호의 모습을 재현한 시스템창호를 적용해 한옥의 느낌을 살리면서 열손실을 줄였다. 벽체_내부에 습도 조절과 공기 정화, 탈취 기능이 뛰어난 규조토 모르타르를 사용해 건강한 환경을 구현했다. 거실, 주방_천장에 편백 루버를 사용해 더욱 자연에 가까운 환경을 연출했다. 오픈천장_화장실의 개방감과 습도 제거를 위해 지붕에 천창을 설치했다. 계단_한옥에 걸맞게 홍송으로 계단을 수작업했다.

【내진설계】 ALC블록 조적식구조 내진보강 'ALL 쌍용 ALC 내진공법'

포항에서 발생한 지진의 여파로 내진耐震 건축구조에 대한 관심이 높아졌다. 그 가운데 대표적인 것이 지진 하중에 취약하다고 알려진 조적식 구조다. 현재 <건축법시행령> 제32조(구조 안전의 확인)에 따라 모든 단독주택은 규모에 상관없이 착공 신고 시 ‘구조 안전 및 내진 설계 확인서’를 작성해 허가권자에게 제출해야 한다. 그러면 조적식 구조인 경량 기포 콘크리트 블록[ALC: Autoclaved Lightweight Concrete]으로 짓는 단독주택은 내진 보강이 가능할까. 쌍용ALC에서 건축구조기술사와 협업해 개발한 ‘ALL 쌍용ALC 내진공법’을 살펴보자. 글 최은지 기자자료 협조 쌍용ALC기술연구소 1899-1728 www.syc-alc.co.kr 쌍용ALC기술연구소에서 발표한 쌍용ALC 블록 및 슬래브 패널을 결합해 건축하는 ALC 조적식 구조(이하 ‘ALL 쌍용ALC 내진공법’)의 내진 성능 강화를 위해 설계 시 지켜야 할 일반 사항이다. 적용 범위 ▲ALL 쌍용ALC 내진공법을 적용하는 2층 건축물 ▲ALC 블록 조적 벽체는 홑겹(Single Layer) 기준 ▲<건축물의 구조기준 등에 관한 규칙>에서 정하는 설계 기본 풍속이 45m/sec 이하인 지역에 위치한 건축물 ALL 쌍용ALC 내진공법 설계에 적용할 규격 제품 ▲쌍용ALC 블록(ALC-i, 일반품, 고강도) ▲쌍용ALC 패널(고강도 바닥 슬래브 패널) ▲쌍용ALC 인방보(고강도 내력 인방보) ▲쌍용ALC 조적용 모르타르 건축물 형상에 따른 적용 제한 ▲평면상 X축, Y축 양방향 공간의 크기, 구조적 견고함에 있어 벽량이 대칭이어야 유리함 ▲평면상 X축, Y축 양방향 비율은 1 : 4 미만이어야 함 ▲1개 층의 층고는 4.0m 이내 ALC 블록 내력벽(전단벽) 규정 ▲ALC 블록 구조 내력벽체의 두께는 최소 200㎜ 이상이어야 함 ▲모든 내력벽체는 막힌줄눈쌓기로 해야 하며, 교차하거나 직교하는 벽체는 물려쌓기로 해야 함 ▲건축물의 내력벽은 평면상 X축, Y축 양방향으로 균등하게 배치해야 유리함 ▲2층 내력벽의 단면은 수직으로 1층 내력벽 단면 내에 있어야 함 ▲내력벽 1층과 2층의 위치는 일치해야 하며, 1층에 없는 내력벽체가 2층에 설치될 경우, 그에 따른 보강 조치가 필요함 ▲건축물의 내력벽은 기초부터 지붕층 바닥까지 단절 없이 연속돼야 함 ▲내력벽의 최대 길이는 <표 1>에 따르며, 초과 시 대린벽對隣壁(서로 직각으로 교차되는 내력벽)을 세워 보강함 ▲건축물 X축, Y축 방향으로 적어도 2개 이상의 전단벽이 존재해야 하며, 전단벽이 요구되는 각 방향에 대하여 해당 방향으로 배치된 전단벽 길이의 합계가 건물 장변 길이의 50% 이상이어야 함. 다만, 이때 개구부의 길이 및 길이 1m 미만 벽체는 전단벽의 길이 합계 산정에서 제외함 ▲비내력벽체는 200㎜ 미만으로 시공할 수 있으나 전단벽으로 산정할 수 없음 ▲ALC 블록 구조 벽체는 <표 1>에서 주어진 값을 초과하지 않도록 수직 또는 수평 방향으로 횡지지돼야 함 벽률 제한 ▲평면상 X축, Y축의 벽율은 <표 2>에서 주어진 값 이상이어야 함 ▲비내력벽체는 200㎜ 미만으로 시공할 수 있으나 벽량 계산에서는 제외함 보강 기둥 설치 개념 블록 천공 규격 보강 기둥 설치 위치 보강 기둥 설치 ▲지진으로 인한 횡력에 효율적으로 대응하기 위해 ALC 블록을 천공穿孔해 철근을 삽입한 보강 기둥을 설치함 ▲보강 기둥의 설치 위치는 건축물의 모서리 부분 ※ 보강 기둥의 최대 간격은 7m로, 이를 초과하면 7m 이내가 되도록 추가 설치함 ▲보강 기둥은 기초부터 지붕층 테두리 보까지 단절 없이 일직선으로 연속돼야 함 ▲보강 기둥의 보강 철근은 기초에 정착시켜야 함 물려쌓기 부분 보강 기둥 설치 바닥 슬래브 패널 - 테두리 보 보강 철근 상세 슬래브 패널 ▲바닥 및 지붕층에 적용되는 슬래브 패널은 쌍용ALC 고강도 바닥 슬래브 패널을 기준으로 함 ▲걸침 길이는 장변 20㎜, 단변 70㎜ 이상. 단, ALC-i 블록 적용 시 패널 길이 4.5m 이상일 경우 장변 20㎜, 단변 100㎜ 이상으로 함 ▲패널 간 장변 접합부에 철근을 삽입하고 모르타르를 충진해 접합부를 보강해야 함 ▲지붕 경사각(경사도)은 최대 27°이하(1 : 2)로 제한 함 외벽 - 테두리 보 - 바닥 슬래브 패널 결합 상세 테두리 보 ▲내력 벽체는 수평력에 저항할 수 있도록 바닥 슬래브 패널, 지붕층 바닥 슬래브 패널 및 그 밖에 수평력을 지지할 수 있는 요소에 적절히 정착돼야 하며, 이를 위해 모든 내력 벽체의 상부에는 테두리 보를 설치해야 함 ▲외벽 테두리 보 규격: 폭 150㎜ 이상, 높이: 바닥 슬래브 패널 두께 이상 외벽 보강 기둥 - 테두리 보 - 바닥 슬래브 패널 배근 상세 개구부의 설치 ▲외벽 모서리의 중심으로부터 수평거리 1.2m 이내에는 개구부 설치를 지양함 ▲같은 층에 인접해 설치하는 개구부 상호 간의 수평거리는 1.0m 이상으로 함 ▲하나의 층에 있어 개구부와 그 바로 위층에 있는 개구부와의 수직거리는 600㎜ 이상으로 하며, 같은 층의 벽에 상하로 개구부가 분리된 경우, 그 개구부 사이의 거리 또한 같음 ▲개구부 상부에는 쌍용ALC 고강도 내력 인방보를 설치해야 함 ▲인방보의 최소 걸침 길이는 <표 3>과 같음 ▲개구부 하부는 ALC 블록 수평줄눈에 보강 근을 삽입해 보강함 개구부 하부 줄눈보강 ALL 쌍용ALC 내진공법의 특성 저층일수록 유리ALC주택은 내력벽 구조로 2층 이하 건축물에 작용(저층일수록 유리) 가벼울수록 유리 ▲지진 하중 = 건물 중량 × 응답 계수(0.1~0.4 / 5층 이하의 중저층 구조물) ▲ALC 블록 및 슬래브 패널은 시멘트벽돌, 콘크리트 등 여타 구조 부재 대비 약 1/3 ~ 1/4 중량 벽량이 클수록 유리 ▲조적재의 경우 개체 간의 접합면(수평 및 수직줄눈의 사춤) 및 개체의 크기가 클수록 효과적 ▲ALC 블록 외벽의 경우 이중벽(공간쌓기)이 아닌 단일 벽체로 350㎜(중부 기준) 내벽 200㎜ 이상으로 일반 조적재 대비 벽량 확보에 유리 개체 크기가 큰 정밀 시공 제품 ▲기존의 벽돌 조적조와 달리 쌍용ALC는 개체 크기가 크고(일반 벽돌의 약 34배) 규격이 정밀 ▲박막 모르타르로 정밀 시공이 가능한 패널화된 제품으로 지진 하중 시 하중의 분산, 흡수 유리 벽체와 슬래브(수직 및 수평 구조체)가 일체화된 공법 벽체 면적과 두께뿐만 아니라 횡지지 부재와의 일체성 확보 ▲횡지지 부재는 테두리 보, 슬래브 등이며, 테두리 보를 통해 슬래브와 벽체가 일체화 ▲각 슬래브 패널 간 접합부에 보강 근을 삽입해 보강하고 테두리 보와 일체화로 지진 시 횡하중에 대응 ▲벽체 및 슬래브 동일 소재로 지진으로 인해 주택에 가해지는 충격을 균일하게 분산시켜 균형 유지 직교하는 벽체 물려쌓기 필수 수직으로 만나는 두 벽체는 서로 엇물려 쌓기가 되어 일체성 확보 ▲ALC 블록은 개체의 크기가 커서(물려쌓은 접합 면적 또한 커서) 매우 효과적 ▲불연재로 내화성능 우수, 지진으로 인한 화재로부터 안전(지진으로 인한 2차 피해는 화재) ▲ALC는 불연재로 내화 성능이 매우 뛰어나 이웃으로부터의 화재 확산을 차단하고, 화재 시 일체의 유독가스(물질)를 배출하지 않으므로 지진으로 인한 2차 피해로부터 매우 안전 전원주택라이프 더 보기www.countryhome.co.kr

[단독주택 구조별 내진성능 분석] ④ 조적조 주택 조적조 주택이란? 19세기 말 국내에 들어 온 조적조 건축기법. 이른바 벽돌을 쌓아 만든 건물이라 보면 됩니다. 1960년대 이후 많은 단독주택들이 이러한 방식으로 지어졌습니다. 조적조 주택은 과연 지진에 안전할까요? 조적조 주택의 지진 위험성을 알아봤습니다. 조적조 건물이 흔들흔들? 벽돌이나 콘크리트 블록 등을 쌓아 올려 집을 짓는 조적조 건축물은 시공방법 상 아무래도 다른 건축기법에 비해 지진에 취약할 수밖에 없습니다. 실제로 지난 1999년 대만지진 당시 전체 피해 건축물의 23%가 조적조 건물이었어요. 콘크리트 건물이 9%에 불과한 것과 비교하면 높은 비율이죠. 국내 조적조 주택 상황은? 90년대 이전에 지은 건축물이 특히 문제입니다. 서울시가 조사한 바에 따르면 조적조 건축물의 시공정도가 극히 열악하다고 합니다. 구조체 벽두께도 얇고 줄눈 시공도 불량하고, 접합부 형식도 맞물려있지 못한 경우가 많다고 합니다. 가장 위험한 부분은? 전문가들은 여러 국가의 지진 피해 조사사례를 통해 피해 양상을 찾아봤습니다. 확인 결과, 바닥 또는 지붕과 벽 사이에 균열이 발생하는 것으로 나타났습니다. 또한, 모서리 부분이나 벽체연결부위에 균열이 발생하고, 벽체 면의 변형 및 붕괴가 발생하며, 난간처럼 높게 설치한 파라펫 등의 균열, 구조벽체의 대각균열 등이 발생하는 것으로 알려졌습니다. 그렇다면 내진보강 방법은 없을까? 강재 스크류 앵커기법부터 앵커 타이, 스틸 타이, 벽체 전면 보강법, 코어링에 보강하는 법, 외부버팀벽 보강, 철골 골조 설치, 벽체-슬래브 연결부위 보강법, 섬유보강법 등 다양한 방법이 있습니다. 시공법마다 각각 장단점이 있으니 전문가와 상의하여 우리 집 상황에 맞는 시공을 하여야 할 것입니다. 조적조 주택, 튼튼하게 짓기 벽체의 전도는 지진 발생 시 조적조 주택에서 발생하는 가장 치명적인 현상입니다. 전문가들은 횡력에 대응하는 벽체 면적을 최소화하고 그 면적에 맞는 벽 두께를 확보할 것을 조언합니다 또한 창이나 문이 생기는 벽의 경우 줄눈에 녹지 않는 철문을 삽입해 보강하는 방법도 추천합니다. 전문가들은 조적조 건물이라고 해서 무조건 위험한 것이 아니라, 구조설계를 바탕으로 제대로 잘 시공한다면 문제없을 것이라고 강조합니다. 제 아무리 튼튼한 구조라 해도 부실설계, 시공은 나와 가족의 안전을 보장할 수 없다는 의미죠. 각종 내진 관련 소문에 우왕좌왕하지 말고, 차곡차곡 벽돌을 올리듯 안전한 내진설계/보강 방법 등을 알아보시길 바랍니다!

EXPERT INTERVIEW “주택 안전 위해 구조설계 체계적 시스템 구축 필요” 김성호 한국건축구조기술사회 부회장 “지금의 건축법과 건축현장에서는 안전한 주택을 보장하기 어렵습니다. 구조전문가가 설계에 적극 참여하는 환경 조성이 시급합니다.” 지난 9월 지진공학회가 긴급히 마련한 ‘제1회 국민건설안전포럼’에서 김성호 한국건축구조기술사회 부회장은 안전 설계를 위해 건축구조기술사의 적극적 역할 수행이 필요하다고 주장했다. 이날 김성호 부회장은 설계 단계에서의 문제점과 제도 개선 방향에 대해 피력했다. 최근 정부는 내진설계 기준을 강화했다. 하지만 일각에서는 이러한 ‘숫자놀음’이 아닌 건축물을 지을 때 실질적 안전을 꾀할 수 있는 제도 강화가 중요하다고 지적한다. 김성호 부회장은 “후진적 건축법 체계를 과감히 개편하거나 관련 법을 새롭게 제정할 필요가 있다”고 주장했다. 내진 설계의 ‘사각지대’에 소규모 건축물이 있다 그렇다. 현재 모든 건축물은 지진 등 각종 하중에 대하여 안전한 구조를 가져야 한다고 건축법 제48조에 기재돼 있다. 하지만 2층 이하 소규모 건축물들은 내진 안전확인 대상에서 제외됐다는 점은 여전하다. 사실 지진파 특성상 서민이 많이 사는 1~2층 저층 건축물이 더 위험하지만 정부 관심사는 고층건물인 것 같다. 조적조 건물을 예로 들면, 벽돌을 쌓은 방법에 따라 모르타르를 어떻게 시공하느냐에 따라 집의 안전성이 달라진다. 이는 건축가나 시공업체가 어떻게 집을 짓느냐에 따라 달라지는데 어떻게 내 집의 안전을 ‘운’에 맡길 수 있겠느냐 말이다. 모든 건축물의 내진설계를 의무적으로 해야 하는 이유도 바로 여기에 있다. 그렇다면 내진설계 대상에만 지정되면 안전한가 현재 안전 확인 시 규모에 따라 구조전문가 참여 여부가 각각 다르다. 실제로 6층 이상의 건축물의 경우 구조전문가의 협력을 받아 내진설계를 의무화하지만, 2~5층 건축물은 구조전문가 없이도 내진설계가 이뤄지고 있다. 여기에 건축물의 구조설계 외주비 절감을 위해 구조전문가의 협력을 기피한다. 그렇다보니 내진설계 대상이 되더라도 저층 건축물이 내진 안전성을 확보했는지는 의문이다. 설계 단계에서 구조전문가의 참여는 어떤 식으로 이뤄지고 있나 건축사와 구조전문가는 건축물의 안전을 위해서 긍정적인 협력관계가 돼야 하지만 실상은 그러지 못한 경우가 많다. 현행 건축법하에서는 구조, 전기, 기계, 토목 등 각 기술분야 전문가가 건축사의 눈치를 볼 수밖에 없는 구조다. 내진 상세설계도의 경우 구조전문가가 직접 작성해야 부실을 방지하는데, 현재 건축 현장에서는 하청을 주는 형태로 ‘더 싸게, 더 빨리’ 의 잘못된 관행이 정착돼 있다. 그러다보니 안전 관련한 구조도면의 부실을 초래한다. 아예 건축사가 기존 비슷한 구조설계한 집을 토대로 자의대로 설계하는 경우도 적지 않다. 그 집이 과연 안전하겠는가? 사실 구조설계하는데 적게는 몇십에서 많아야 몇백만 원이 든다. 건축주 입장에서는 안전한 집을 짓겠다는데 그 비용을 아까워하지 않을 거다. 하지만 현재 시스템하에서는 건축주의 바람대로 집이 지어지지 않는 경우가 많다는 점이 안타깝다. 그러한 체계는 어떻게 마련된 것인가 1962년 기술사 제도가 없는 일본식 건축법을 채택했는데 이후 1975년 미국식 구조기술사 제도를 도입하면서 두 제도가 상충했다. 그러면서 이후 땜질 식 건축법 개정이 되면서 지금까지 오게 됐다. 따라서 협회에서는 건축가와 구조기술사와의 유기적인 협조체제가 가능할 수 있도록, 건축법 체계를 과감히 개편하거나 관련 특별법을 새로 제정해야 한다고 주장하고 있다. 현재 관련 법안 마련을 위해 노력 중이다. 감리 제도도 문제다 몇 해 전 발생했던 판교 환풍구 추락 사망사건이나 경주 마우나리조트 체육관 붕괴 사망사건 등은 감리자의 구조 안전에 대한 지식과 경험 부족으로 발생한 문제다. 현재 감리자는 건축사나 시공기술사이다. 전문성이 부족한 감리자가 현장에서 바른 감리를 하기 어려울 것이다. 선진국처럼 공무원과 구조전문가가 시공 현장을 확인할 수 있도록 제도 변경이 필요하다. 특히 중소규모 건축물의 철저한 현장 확인이 필요하다. 그렇다면 내진설계가 되지 않은 건물에 대한 대책은? 일반인이 자신의 집의 안전성을 확인하는 것은 어려운 일이다. 우리도 지어진 건물의 안전성을 확인할 때는 오랜 시간과 기술력을 투입한다. 만약 불안하다면 구조기술사에 의뢰하는 수밖에 없다. 내진보강을 위한 구조안전진단은 구조전문가에게 직접 발주해야 예산 낭비를 막고 적정한 내진성능 확보가 가능하다. 내진보강 관련 안전진단과 설계, 시공 등 전 과정에 걸쳐 전문가에 의한 검증 시스템 도입도 필요하다고 생각한다. 문제점 해결을 위한 노력은? 많은 건축인이 관련 제도를 고치기 위해 노력 중이다. 다행히 이번 지진으로 정부도 저층 건축물의 안전에 대해 많은 관심 있는 것으로 안다. 많은 국회의원과 정부 관계자가 근본적인 대책 마련을 위해 구조기술사 등 전문가와 관련 논의 중이다. 최근 국회와 정부 등에 관련 자문을 하고 있다. 시민들의 많은 관심이 안전한 집을 위한 초석이 될 것이다. 관심 가져달라. 잠깐! 지진 많은 일본, 어떻게 집 짓나요? 지진이 세계에서 가장 많이 발생하는 일본의 경우, 내진설계 기준이 세계에서 가장 엄격하고 꼼꼼하기로 유명하다. 여기에 큰 지진이 발생할 때마다 건축법 또한 강화하면서 덩달아 내진설계 기준도 강화했다. 설계단계부터 건물의 규모와 구조에 따라 1차, 2차 설계로 나눈다. 이때 1차 설계에서는 진도 5에 버틸 수 있게, 2차 설계에서는 진도 6~7에서 붕괴하지 않도록 한다. 내진설계 자체가 품이 들어가는 일이기 때문에 주택 가격도 내진설계 기준에 따라 달라진다. 주택 내진설계 기준은 1~3등급으로 나뉘는데, 가장 낮은 1등급은 일반적인 일본 내진설계 기준이다. 2등급은 1등급의 1.25배 충격에 버틸 수 있으며, 3등급은 1등급의 1.5배를 버틸 수 있도록 설계된다. 일본 내 주택 대부분은 2등급 기준으로 지어지고 있다. in short 2차 피해가 더 무서워 지난번 경주지진 당시 많은 사람들이 건물 밖으로 대피하기 전, 황급히 시행했던 것이 있었다. 바로 가스 밸브 잠그기다. 지진 발생 시 건물의 파손 외에 가장 큰 피해를 주는 것이 화제이기 때문이다. 이렇듯 지진은 단순히 건축물의 구조뿐만 아니라 비구조재에도 큰 피해를 준다. 그렇다면 지진 발생 시 신경써야 할 비구조재에는 무엇이 있을까? 비구조재_건축물의 기둥, 기초, 보, 슬래브, 구조벽체 등 구조부재를 제외한 모든 요소를 포함해 구조물에 설치하는 기계 및 전기, 소방시설, 건축 요소와 고정장치 및 부착물을 말한다. 외벽이나 칸막이벽, 내외부 인테리어 부재와 천장, 난간, 차양, 보일러, 물탱크, 파이프, 전기 및 통신장비, 승강기, 소화설비 등이 그 예다. 특히 비구조재인 채움벽의 경우 창이나 문을 이곳에 만들거나 기존 창문을 확장할 경우 위험할 수 있다. 계단도 비구조재로 포함되는데, 계단 평면이 비대칭으로 돼 있으면 건물의 비틀림을 유발한다. 대피요령_지진 피해는 진동에 의한 것보다 이차적 피해가 훨씬 크다. 법에서 의무 규정으로 정한 것 외에 사용하는 모든 물건은 앵커 볼트 및 가대 등을 설치해 견고히 고정한다. 특히 전력 시설물과 고정배관은 상하좌우 어떠한 흔들림에도 견딜 수 있도록 조치해야 한다. 비상시 전기와 가스는 차단해 화재사고를 방지해야 하고 밖으로 대피 후에는 담이나 문, 기둥 근처를 피하고 유리창이나 간판 등의 낙하물에 주의해야 한다. 자료협조 한국소방안전권익협회

THEME 03 전문가에게 물었다 '지진에 강한 주택 구조, 따로 있나요?' 내진 성능은 집의 구조와 형태, 집이 놓인 위치, 시공방법, 관리법 등에 따라 각각 달라진다. 매우 예민하면서도 세심한 기술인 셈. 그래서 어떠한 주택이 더 안전하고 덜 안전한지를 단순히 알 순 없다. 즉 case by case다. 그래도 우리는 궁금하다. 과연 내가 사는 주택구조는 괜찮을까. 이에 관련 구조별 건축 전문가에게 질문해봤다. 다시 한 번 말하지만, 주택별 상황에 따라 전문가의 답을 그대로 적용하지 못할 수도 있다는 점을 인지하자. 또한, 규모가 엄청나게 큰 지진에 버티는 주택은 거의 없다. 내진설계는 건축물 자체가 아닌 그 안의 사람들을 보호하기 위해 이루어짐을 잊지말자. 01. 한옥의 내진성이 궁금하다! 김영민 명지대 건축학부 교수 "이번 경주지진으로 한옥의 피해가 부각되는 것 같아 안타깝습니다. 피해를 입은 분 중 경제적으로 넉넉하지 않은 이들이 많아 더욱 안타깝습니다. 하지만 많은 분들이 자발적으로 지진피해 복구에 참여하고 있어 우리 사회에 희망이 있다고 생각합니다. 재발 방지를 위해서는 한옥의 내진성을 높이는 연구와 일반인의 관심이 필요합니다." Q. 지난번 경주지진 당시 낡은 한옥 일부가 파손됐는데, 한옥 괜찮을까요? 전통적인 방법으로 잘 지은 한옥은 지진에 약하다고 볼 순 없습니다. 이번 경주지진의 경우도 기둥이나 도리, 대들보 등 구조재에 문제가 발생한 것보다는 기와 탈락이나 흙벽의 균열 등 마감재가 손상된 것이 대부분이었습니다. Q. 그렇다면 한옥은 지진에 얼마나 버틸 수 있을까요? 이 부분은 정확히 알 수 없습니다. 역사적으로 지진으로 초가집이 무너졌다던가, 석탑의 탑신이 떨어졌다는 등의 기록이 있지만 이 때에도 지진 강도가 얼마 정도인지 정확히 파악하지 못했습니다. 하지만 변형능력과 에너지 흡수 능력이 큰 한옥 특성상, 중간규모의 지진까지는 어느정도는 잘 저항한다고 예상할 수 있습니다. Q. 한옥도 내진설계가 가능한가요? 안타깝게도 내진설계 개념을 적용한 한옥은 아직 없다고 볼 수 있습니다. 일본의 경우 현대식 목구조에 제진장치를 설치한 사례가 있는데, 이때 벽체 내에 숨겨 설치하는 방법을 취했습니다. 한옥도 이러한 방법을 활용하거나 결구 부위의 강성을 더 크게 하는 방법으로 내진성능을 확보할 수도 있을 것입니다. 기둥과 도리, 기둥과 대들보 사이의 결구 부위에 철물로 보강하거나 기둥 사이에 가새를 덧붙이는 방법이 있겠죠. 하지만 이러한 경우 한옥의 멋을 해치게 된다는 단점이 있습니다. 이러한 부분은 앞으로 연구가 필요합니다. Q. 이번 지진의 경우, 기와 탈락이 눈에 띕니다. 보완책은 없을까요? 지진력에 의해 건물은 주로 옆으로 흔들리게 되는데, 이때 기와는 지붕에 결속해 있지 않기 때문에 관성력에 의해 지붕구조체와 분리되는 현상이 발생할 수 있습니다. 현재 한옥 시공방법으로는 지진 발생 시 기와와 지붕구조 분리 및 이로 인한 탈락을 막기는 근본적으로 어렵다고 보입니다. 기와가 지붕에서 떨어지지 않는다고 해도 보토와 기와가 분리되고 보토가 흐트러져 전체적인 기와공사가 불가피한 문제도 발생할 것입니다. 결국 수리비용이 많이 들게 되겠죠. 기와 탈락을 막기 위해서는 기와를 지붕구조에 정착하는 방법을 강구해야 하는데, 이마저도 다른 요인에 의해 기와가 파손됐을 때 교체 등이 어려울 수 있습니다. 기와를 지붕구조체에 고정하면서도 쉽게 교체할 수 있고, 전통적인 한옥의 멋을 유지할 수 있는 기술개발이 필요한 상황이죠. 02. 콘크리트 주택의 내진성이 궁금하다! 김승직 계명대 건축공학 전공 교수 Q. 어떠한 구조의 주택이 지진에 취약한지 관심이 많습니다. 내진설계를 하고 정석대로 제대로 잘 짓기만 하면 어떤 형식의 주택도 어느 정도의 지진에는 잘 대응할 수 있을 겁니다. 하지만 내진설계가 되어 있지 않다면, 저층 주택의 경우 사용재료에 상관없이 지진에 대해 취약합니다. 해외에서는 내진설계 시 층수제한을 두지 않지만 국내에서는 2층 이상 연면적 500㎡ 이상 건축물만 대상으로 지정돼 있습니다. 만약 내진설계가 되어 있지 않다는 가정하고 콘크리트 주택과 목조 주택, 조적조 주택 중 가장 취약한 주택을 선택하라면 조적조 주택이라 판단됩니다. 조적조 주택은 벽돌 사이에 철근을 삽입해 내진성능을 확보하는 설계를 하지 않는 한, 벽돌의 강도와 시멘트 모르타르의 강도가 상대적으로 많이 낮기 때문에 지진 발생 시 피해가 더 많이 발생할 수 있다고 판단됩니다. 물론 벽돌 사이 철근 삽입하는 방식은 국내에서 거의 하지 않고 있는 것으로 보입니다. 반면, 철근콘크리트 구조물은 철근을 사용합니다. 압축력에는 강하지만 인장력에는 약한 취성 재료인 콘크리트의 약점을 보완하기 위해서죠. 따라서 지진 발생 시 조적조 주택과 비교하여 상대적으로 나은 에너지 소산능력을 발휘합니다. 목조 주택의 경우, 세 주택 중 상대적으로 중량이 적기 때문에 관성력과 관련 있는 지진 하중의 크기를 줄일 수 있고, 접합부의 철골 연결재를 사용할 경우 지진 발생 시 조적조 주택보다는 나은 연성거동을 보일 거라 판단됩니다. Q. 필로티 구조가 지진에 취약하다 들었는데, 그 이유는 무엇인가요? 건축물에서 인접한 상부 또는 하부층에 비해 강성이 부족해 기둥의 상하부에 소성힌지(하중이 증가함에 따라 기둥 단부가 마치 회전이 쉽게 될 수 있는 핀처럼 움직이는 현상)가 형성되기 쉬운 층을 연약층(Weak story 혹은 Soft story)이라 합니다. 이러한 연약층은 기둥 상하부에 휨 파괴가 발생해 한 층이 붕괴하면서 전체 건물에 상당한 피해를 입힐 수 있습니다. 필로티 구조물은 벽체가 많은 상부층과 비교해 1층에는 벽체 없이 기둥으로 돼 있어 횡강성이 상대적으로 낮아 연약층이 되는데, 변형이 크게 발생하고 붕괴 위험성도 높아질 수 있습니다. Q. 지진 발생 시 콘크리트 주택에서 피해가 발생할 수 있는 부분은 어디인가요? 최근 발생한 중대형 지진으로 지진하중을 고려하지 않고 중력 하중 만을 고려한 설계를 했던 철근콘크리트 구조물들이 상당한 피해를 입었습니다. 특히 비내진 상세(전단철근이 적게 시공되거나 없는 경우)를 가진 철근콘크리트 구조물의 피해가 계속 보고되고 있습니다. 사례를 살펴보면, 기둥과 보-기둥 접합부에서 파괴가 많이 발생합니다. 기둥의 경우 휨에 의한 기둥하부의 파괴, 전단파괴, 단주효과에 의한 전단파괴가 많이 발생합니다. 단주효과란, 설계 시 고려하지 않은 칸막이 또는 조적조 벽에 의해 기둥의 높이가 상대적으로 작아져 단주같이 거동하는 것으로 의미합니다. 보-기둥의 접합부 파괴는 대부분 부적합한 상세로 인해 파괴됩니다. Q. 콘크리트 주택의 내진보강 방법은 없나요? 현재 관련 보강법은 다양하게 연구개발되고 있습니다. 횡력저항시스템을 추가해 보강하거나, 부재 보강법, 댐퍼로 지진에너지를 소산시키는 등 다양한 방법이 있습니다. 가장 먼저 횡령저항시스템은 프리캐스트 철큰콘크리트벽을 보-기둥 골조에 설치하거나 브레이스를 X자로 설치해 횡력저항능력을 키우는 방법이 있습니다. 구조물기둥보재 보강법의 경우, 단면증설법이나 강판보강법, 섬유보강 또는 FRP(Fiber Reinforced Polymer) 보강법이 있습니다. 횡령저항시스템과 구조물기둥보재 보강법은 재래식 공법으로 건물의 중량을 증가시키거나, 작업공간 확보의 어려움, 이용공간의 제한 등의 문제점을 안고 있습니다. 이중 강판보강법은 모재와 보강재 사이의 접착성 상태에 따라 구조물을 보강할 수도 있지만, 오히려 구조물 상태를 더욱 불리하게 할 수 있고 지속적인 유지보수가 필요하다는 문제점도 있지요. 이 같은 재래식 보강공법의 단점을 보완하기 위해 탄소섬유Carbon Fiber. 아라미드섬유Aramid Fiber, 유리섬유Glass Fiber 등과 같은 복합 신소재를 이용한 새로운 보강법을 개발해 사용하고 있습니다. Q. 강도 높은 콘크리트로 집을 지으면 안전할까요? 물론 강도가 높은 콘크리트로 집을 짓는다면 건축물의 강성이 증가해 지진하중에 견딜 수 있는 능력도 향상하겠죠. 하지만 고강도 콘크리트로 주택을 짓는 것은 좋은 방법은 아닙니다. 일반적으로 건축물의 내진설계는 2,400년에 한번 발생하는 지진 세기(250년에 초과 확률 10%)의 2/3 수준에 대해 인명안전을 목표로 설계합니다. 많은 분들이 오해하는 것 중 하나가 내진설계가 된 건물은 피해가 없을 거로 생각하는데, 내진설계의 목표는 인명안전 확보이기 때문에 내진설계를 했다 해도 지진 시 건물에 어느 정도의 피해는 발생할 수 있다는 것입니다. 이러한 점을 미뤄볼 때 콘크리트 강도만을 높이는 것보다는 철근 상세를 증가해 구조물의 연성 확보가 더 나은 방법입니다. 03. 스틸하우스의 내진성이 궁금하다! 정재민 한국기술교육대 건축공학부 겸임교수 스틸하우스는 건축물 무게가 가벼워 지진에 의해 작용하는 하중의 영향이 적습니다. 또한, 최근 미국 샌디에이고에 위치한 연구소에서 스틸하우스 공법으로 지은 6층 건물의 내진 테스트로 진도 7 이상의 강도에도 안전하다는 것이 확인됐습니다. 이처럼 과학적인 실험에 의해 성능이 검증된 전단벽이나 지붕, 바닥의 다이아프레임이 적재적소에 배치되는 형태로 설계 및 시공이 이뤄지기 때문에 지진에 잘 견디는 공법이라 할 수 있습니다. Q. 지진에 안전한 건축물의 요소가 있다면 무엇일까요? 지진에 의해 건축물 파괴 및 붕괴 현상은 여러 원인에 의해 발생할 수 있습니다. 지진에 대해 건축물이 안전한지 평가하기 위해서는 지반에 발생한 진동이 건축물에 수평 방향의 전달력으로 작용해 건물이 손상을 입게 되는 것을 가정합니다. 그러므로 건물이 지진에 얼마나 안전한지를 판단할 때는 건물에 작용하는 하중에 대해 건물 자체의 구조나 접합부 등이 얼마나 잘 견디느냐와 관련 있지요. Q. 건물 무게도 지진 시 발생할 수 있는 피해와 관련이 있다고 들었습니다. 지진동에 의해 지면이 수평방향으로 움직이고, 시간에 따라 크기가 다른 힘을 건물에 전달하게 됩니다. 건물은 지반에서 전달된 이 하중에 의해 영향을 받게 되고요. 그런데 이 하중은 건물 자체의 무게(자중)에 비례해 작용하게 됩니다. 즉, 건물 자체의 무게가 가벼울수록 건축물에 작용하는 하중이 작아진다는 의미죠. 스틸하우스는 구조체 자체의 무게가 아주 가벼운 공법으로, 벽체의 무게는 동일한 크기의 철근콘크리트 벽체 무게의 1/8 수준이며, 2×4 목재 무게의 1/2수준입니다. 따라서 지진에 의해 영향을 받는 하중의 크기도 그만큼 작아서 동일한 규모, 동일한 층수일 때 더 안전하다고 할 수 있습니다. Q. 스틸하우스는 어떻게 지진에 견디나요? 스틸하우스의 기초, 벽체, 바닥, 지붕 구조는 수평 하중에 잘 저항할 수 있도록 설계할 수 있습니다. 기초에서 전달되는 수평 방향을 하중에 의해 벽체가 전도되는 것을 방지하기 위해 ‘홀다운’이라는 철물을 사용하고, 벽체가 수평방향 하중에 의해 미끄러지는 것을 방지하기 위해 ‘앵커’를 이용해 벽체를 기초와 긴결합니다. 벽체는 ‘X 브레이싱’이나 ‘면전단재’를 이용해 수평 방향의 하중에 의해 벽체가 마름모 모양으로 변형하지 않도록 합니다. X 브레이싱 전단벽체는 강판을 이용하기 때문에 작은 부위에 설치하더라도 큰 힘으로 저항할 수 있는 방법입니다. X 브레이싱은 스틸하우스 구조재로 사용하는 강판과 동일한 강판을 이용해 강판의 폭, 두께, 벽체 모서리에 접합하는 나사의 개수 등에 따라 수평 하중에 저항하는 힘의 크기를 조절할 수 있습니다. 그래서 수평 하중에 저항할 수 있는 벽량이 적거나 큰 수평 하중이 작용하는 경우 효과적입니다. 면 전단재를 사용하는 방법도 있는데 OSB나 구조용 합판 등을 이용해 벽체가 수평 하중에 저항할 수 있도록 구조재와 면 전단재와의 접합나사 간격에 따라 수평 하중에 저항할 수 있는 정도가 달라집니다. X 브레이싱보다는 저항력은 작지만 넓은 면적에 설치할 수 있다는 장점이 있죠. 바닥은 ‘조이스트’라는 구조재를 18mm OSB나 데크플레이트로 정해진 간격에 맞춰 나사로 접합하고 긴결하면, 벽체에서 전달된 수평 하중에 잘 저항하게 됩니다. 지붕의 경우는 ‘트러스’라는 구조재로 조립 후 트러스들을 수평 방향 하중에 저항할 수 있는 12mm OSB로 나사 접합하고 트러스 브레이싱으로 연결하면 됩니다. 또한 트러스와 벽체는 나사와 접합철물로 긴결하게 됩니다. 04. 목조 주택의 내진성이 궁금하다! 김각경 ㈜두항구조안전기술사사무소 대표이사 Q. 항간에 목조 주택이 조적조나 콘크리트 주택보다 지진에 안전하다는 소문이 있습니다. 사실인가요? 결론부터 말해서 어떠한 구조의 주택이든 제대로 구조설계하고 잘 지으면 어느 정도의 지진 규모에 버틸 수 있습니다. 따라서 어떤 주택이 지진에 더 안전하냐고 묻기보단, 구조설계를 잘하고 감리를 잘한 집에 대해 알아보는 것이 맞다고 생각합니다. 일단 경량목구조는 주로 주거 용도의 건물에 적용합니다. 거실이나 침실, 화장실 등 각 실이 벽체로 칸막이 돼 있고 외부면도 벽량이 많습니다. 이러한 벽체가 지진으로 발생하는 수평력을 지지하기 때문에 지진에 강하다고 ‘표현’할 수 있습니다. 또한 건물의 중량이 콘크리트 주택에 비해 가볍기 때문에 지진력 발생이 비교적 적다고 할 수 있습니다. Q. 단순한 구조의 건축물이 지진에 강하다고 들었습니다. 평면상 단순한 형태를 단순한 건축물로 볼 수 있는데, 요철이 많은 평면은 요철 꼭짓점 부근으로 응력이 집중되기 때문에 불리한 평면유형이라 할 수 있습니다. 그리고 입면이나 단면적으로 단순한 형태일 경우, 응력의 흐름이 원활히 이뤄져 불필요한 보강도 줄어들고 시공도 간편해질 수 있지요. 지붕의 형태도 단순한 형태이면, 하중 전단이 명확해지지만 복잡한 지붕형태 즉, 용마루가 여러 지점에 있고 절곡지점이 많으면 다소 지진에 불리하다고 말할 수 있습니다. 하지만 주택 특성상 창고처럼 단순한 형태만 추구할 수는 없죠. 구조설계자와 협의해 거주자의 편리와 의장적 조형을 갖춘 집을 만들 수 있으니 걱정마십시오. Q. 지진에 안전한 집을 위해 못을 많이 박으면 되지 않느냐는 질문도 있습니다. 경량목구조 주택의 경우, 각 부재를 연결하는 접합에 못을 주로 사용하게 됩니다. 못의 개수를 많이 사용하면 내력이 증가할 것이라 생각하겠지만 필요 이상의 못 치기는 부재의 갈라짐을 유도하게 됩니다. 접합부의 내력을 저하하게 되는 거죠. 그러므로 필요한 개수의 못을 정확한 간격으로 못 치기를 해야 합니다. 요즘에는 연결철물을 사용하기도 하는데, 이 경우 연결철물에 못 구멍이 지정돼 있어 과도한 못치기를 방지하고 적절한 접합 내력을 확보할 수 있습니다. Q. 튼튼한 목재를 사용하면 지진에 잘 버티지 않을까요? 목재는 수종에 따라 각각 허용응력에 차이가 있습니다. 동일한 수종이라도 등급에 따라 차이가 있습니다. 가장 중요한 것은 수종의 선정이 아니라, 건축계획을 고려한 구조검토입니다. 그러므로 획일적으로 어떤 수종이 더 안전하냐는 표현은 적절하지 않은 것 같습니다. Q. 내진에 강한 건축물은 실제 시공도 중요할 것 같습니다. 내진에 강한 건축물 즉 지진력·수평력에 강한 건축물을 시공하기 위해서는 각 부재의 접합부위, 특히 스터디와 OSB의 못 치기 간격이 중요합니다. 이를 법적으로 검증하는 규제는 현재로썬 없는 상황입니다. 시공자의 시공능력에 맡겨져 있죠. 물론 대다수 공사하는 분들이 규정에 맞게 시공하리라 봅니다. 이에 대한 한가지 대안을 들 수 있는 것이 바로 한국목조건축협회에서 진행하는 감리제도인 ‘5-STAR 목구조품질인증’을 받는 조건으로 계약하는 것입니다. ‘캐나다우드한국사무소’와 공동 개발한 감리 매뉴얼로 충분한 기술적 근거를 검토한 내용으로 정리돼 있습니다. 매뉴얼에 의한 공정한 감리관리가 이뤄져 있기 때문에 봐주기식으로는 하지 않습니다. 신청 건수 대비 5-STAR 품질인증 발부 비율이 70%선입니다. 감리범위는 목구조와 외벽, 지붕 등 외피의 습기관리, 단열시공 관리 등 목구조 건축물의 기본적인 부분입니다. Q. 이미 지어진 목조 주택을 내진 보강하고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 일본의 경우, 기존 건물의 내진보강에 힘쓰고 있습니다. 우리나라도 이에 대한 필요성을 느끼는 이들이 늘어나거나 법으로 강제된다면 내진성 확보를 위한 관련 공사가 늘어나게 될 것입니다. 일반적인 보강방법은 주로 벽체 보강법입니다. 건물 전체의 평면도를 작성하고 이를 기준으로 내진평가를 실시해 벽량이 부족한 경우 창호축소, 즉 벽량을 늘리는 거죠. 혹은 기존 벽체의 외장재를 철거하고 그 내부에 목재 가새를 설치하거나 일정 수평력이 확보되는 재료를 채우는 방식으로 보강할 수 있습니다. 하지만 제가 아는 선에서 우리나라에서 이러한 공사가 이뤄진 경우는 거의 없었던 것으로 알고 있습니다. in short 통나무 주택은요? 큰 통나무를 쌓아 만든 통나무 주택 거주자들도 이번 지진이 불안하기는 마찬가지다. 혹여 쌓아 올린 통나무들이 무너지진 않을까 노심초사다. 하지만 전문가들은 제대로만 잘 지었다면 안심해도 좋다고 말한다. 통나무 주택의 내진성에 대해 강석찬 정일품송 대표를 통해 알아봤다. 안전성_일본은 통나무 주택 수요가 세계에서 두 번째로 많은 국가다. 전문가들은 지진이 잦은 일본에서 통나무 주택을 선호한다는 점이 통나무 주택의 안전성을 반증한다고 본다. 형태의 문제보다는 얼마나 구조계산을 제대로 했는지가 중요하다. 이는 통나무 주택 뿐만 아니라 다른 주택도 마찬가지라고 전문가들은 지적한다. 결합방식_통나무 주택은 통나무와 통나무를 쌓는 각 모서리를 파서 가로축과 세로축을 반단 높이만큼 홈에 끼워 적층하는 방식이다. 통나무 주택은 해외에서 공법을 도입하면서 자연스럽게 내진이나 강풍에 잘 견딜 수 있도록 적용해왔다. 구조적으로 지진에 안전해 벽체붕괴나 변형은 거의 없음이 실험을 통해 검증됐다. 단, 공사비 절감을 위해 제대로 된 시공을 하지 않은 양심 불량 업체 주택의 경우 그 품질을 보장할 수 없다. 수종_자재 자체보다는 결합 방식에 따라 내진성을 갖춘다. 또한, 통나무 주택이나 목조주택의 경우 품질등급을 적용하는 공통적인 구조체를 많이 사용하기 때문에 별 차이가 없다. 외국의 보강방법_지진이 잦은 일본의 경우 통나무 주택 시공지침 및 법규에 따라 시공한다. 미국도 기초와 토대와 통나무를 앵커로 고정해 지진 발생 시 집이 전후좌우로 이동하는 것을 방지하고 있다. 아직 우리나라에서는 통나무 주택만을 위한 내진설계 시공사례가 많이 없다. 자체로도 내진성을 갖췄기 때문이다. 관련해 앞으로 연구해야 할 과제다.

THEME 02 우리 집, 지진에 정말 안전할까? 울산시 울주군 한 전원주택 단지에 사는 강 모 씨의 요즘 최대 관심사는 바로 지진이다. 수십번의 여진을 체험하고 있기 때문이다. 과연 집은 괜찮을지 불안하다. 인터넷 등을 찾아봐도 불확실한 정보만 눈에 들어온다. 여기에 얼마 전 태풍 ‘차바’까지 울산지역을 휩쓸며 강풍과 집중호우를 발생시키자 주택 안전에 대한 불안은 더욱 커진 상태. 강 씨는 “정부가 2층 이상 주택에 내진설계 강화하는 쪽으로 법을 강화했지만, 1~2층 주택 거주자는 어쩌란 건지 모르겠다”며 ”저층 건축물의 내진설계에 대한 정보와 관련 보강 방법을 정부가 빨리 알려줬으면 좋겠다”고 불만을 토로했다. 지진 이후 인터넷에서의 인기 급상승 검색어는 아마도 ‘지진’과 ‘내진’일 것이다. 그만큼 우리 사회에서 내진은 그동안 관심 없었던 분야 중 하나였다. 고층빌딩이나 아파트에서는 내진설계를 한다고 막연히 알고만 있었지, 내진설계에 대한 개념조차 불확실했던 게 사실. 하지만 경주지진 이후 내진설계에 대한 관심은 가히 폭주 수준이다. 전국 시·군·구청에 ‘우리 집이 내진설계가 돼 있는지 확인해달라’는 문의 전화가 수차례 걸려오는 판국이다. 특히 법령상 내진설계 의무화에서 비껴갔던 1~2층 주택 거주자의 경우, 내진설계와 내진보완에 대한 관심이 뜨겁다. 이에 본지에서는 1~2층 주택의 내진설계와 보완방법 등에 대해 알아봤다. 정부 관계자들이 지난 9월 발생한 지진 피해 지역 현장을 둘러보고 있다.(사진제공: 경상북도청) 01 부산, 진도 6.5 지진 나면 건물 절반 피해 내진설계 관련 법안은 1988년 6층 이상 연면적 10만㎡ 이상 건물에 내진설계 의무화를 한 것이 처음이다. 이후 1995년 5층 이상 1만㎡ 이상으로 강화됐고 2005년 3층 이상 1천㎡ 이상(단, 3~5층 제외)으로, 2009년 3~5층까지 포함하는 것으로 법을 강화했다. 그러다 지난 경주지진 이후 2층 이상 500㎡ 이상의 건축물에는 내진설계를 의무화하도록 법령을 긴급하게 강화하기도 했다. 학계에 따르면, 지진 발생 유형에는 해구海丘형 지진과 직하直下형 지진으로 나눌 수 있다. 해구형 지진은 육지에서 멀리 떨어진 바닷속에 일어나는 지진이며, 직하형 지진은 육지에서 가까운 위치에서 발생해 많은 피해를 입힌다. 대표적인 예로 1995년 1월 일본에서 발생한 고베지진을 들 수 있다. 고베지진 당시 일본의 피해는 엄청났다. 지하 20km 이하에서 발생했다. 지진파 중 속도가 가장 빠른 P파(수직파)가 6km/s 속도로 지표에 도달해 지반이 순간 위로 솟구쳐 바로 낙하했다. 진도 7.2를 기록했다. 지반균열과 함께 고가도로가 붕괴했으며 건물피해만 3천700여 동, 주택피해는 39만 여 동이었으며 사망자 6,432명, 부상자 4만1,531명, 이재민 29만 명이 발생했다. 특히 1~2층 단층 주택의 피해가 커 내진설계 의무화의 불씨를 댕겼다. 전문가들은 이러한 수직형 지진이 우리나라에서 발생할 경우 엄청난 피해를 가져올 것으로 예측한다. 2011년 당시 소방방재청(현 국민안전처)에서 발표한 지진 시나리오에 따르면, 부산 동래구 온천2동 남동쪽 0.59km에 진도 6.5 수직형 지진이 발생할 경우 그 결과는 끔찍하다. 사망만 2,673명, 부상자 3만4,321명에 달할 것이며 건물 붕괴 4,332동, 완파 1만3,374동 등 부산지역 전체 건물의 54%가 피해를 입을 것으로 예상한 것이다. 실제로 경주지진의 피해사례만 봐도 만만치 않다. 알려진 바에 따르면 조적식 구조 건축물의 경우, 수직·경사 균열이 발생했으며 벽체가 탈락하기도 했다. 철근콘크리트 구조 건축물은 구조 형식에 따라 피해는 각각 달랐지만, 주로 벽체와 보, 기둥 균열 등이 파괴됐다. 한옥 등 목구조 건축물은 기와지붕 및 벽체, 마감이 손상됐다. 일각에서는 지난번 경주지진이 조금만 규모가 컸었다면 그 피해는 지금과 비교할 수 없을 만큼 커졌을 것이라는 예측도 조심스레 나오기도 했다. 전문가들은 우리나라도 철저한 내진 설계와 보강, 제도 강화가 필요하다고 입을 모았다. 잠깐! 면진, 제진은 뭔 뜻? 지진을 견디는 방법으로 크게 내진과 면진, 제진이 있다. 내진은 한마디로 지진력을 구조물의 내력으로 버티는 개념이다. 면진은 지진력의 전달을 줄이고 제진은 지진력에 맞대응하는 개념으로 이해하면 쉽다. ● 내진_ 지진에 저항할 수 있도록 건물을 설계해 건물의 붕괴를 막아 인명을 보호하는 것을 의미한다. 보통 면진과 제진을 모두 포함한 용어로 활용한다. ● 면진_ 지진을 면한다는 뜻. 예를 들어 흔들리는 땅이나 건물을 분리해 흔들림의 양을 건물에 덜 전달하는 방법이다. 건물의 바닥에 적층고무나 마찰판 같은 장치를 설치해 구조물의 고유주기를 늘려주는 방법을 취한다. 일반적으로 규모 6 이상의 강진이 많이 발생하는 지역에 적합하다. 우리나라에서는 국가적으로 중요한 시설이나 대형 건물에 적용하고 있는 기술. ● 제진_ 지진 발생 시 그 진동에 맞춰 건물을 적당히 흔들리게 해 에너지를 분산·흡수하는 방법. 지진 강도가 클 경우 건물도 크게 흔들려 또다른 피해가 발생할 수 있다. In Short 지진, 건물에 어떤 피해 줄까 좌우 상하로 흔들릴 수 있는 지진이 건축물에 주는 피해는 엄청나다. 그렇다면 과연 어떠한 피해가 발생할 수 있을까. 1995년 고베지진을 통해 건축 구조별 피해 상황을 구체적으로 확인해봤다. 콘크리트 구조_전문가들에 따르면 고베지진 당시 콘크리트 건물의 경우 필로티 형식 건물 1층 부분의 피해가 컸던 것으로 확인됐다. 기둥의 주근과 콘크리트 구속용 띠철근이 기준보다 가늘고 간격도 넓어 이러한 피해가 있었던 것으로 보인다. 또한, 중간층 붕괴도 있었다. 적지 않은 수가 시공불량이 원인이었다. 목구조_당시 낡은 기와지붕의 피해와 화재로 인한 파손이 많았다. 하지만 프리패브(공업화 주택)한 주택의 경우 내진설계 기준에 맞춰 도면대로 지어진 경우가 많아 그 피해가 월등히 적었다. 스틸하우스 구조_외장재 등 비구조재의 탈락으로 인한 각종 인명 및 재산상의 피해가 있었다. 02 지진에 강한 건물?! 그렇다면 지진에 강한 건물에는 어떤 것이 있을까? 전문가들은 워낙 건축물은 복잡다단한 과정을 통해 만들어지기 때문에 딱 잘라서 어떠한 형태가 지진에 강하다고 단정할 순 없지만, 간략하게 분류할 수 있다고 봤다. 일단, 건물의 평면형이 단순할 것. 내진과 내풍, 내구성 측면에서 바람직한 형태다. 특히 장방형은 정방형보다 내진성이 더 좋다. 지진력이 어느 방향으로 가해져도 균등한 힘을 받기 때문이다. 또한, 건물의 네 코너 부분을 기둥과 벽으로 고정해야 하고, 건물 중량을 가볍게 하는 것도 내진상 유리하다. 하지만 전문가들은 아무리 단순한 형태로 집을 만든다고 해도 제대로 된 설계나 시공을 하지 않는다면 지진에 취약할 수밖에 없다고 지적한다. 반대로 내진에 맞게 설계하고 시공한다면 독특한 디자인 형태의 집이라도 지진에 강할 수 있다는 점을 잊지 말자. 내진에 영향을 미치는 요소 ● 연약층 건물의 어느 층이 바로 위층보다 더 약한 구조를 말한다. 이 경우 지진 시 지진에너지가 연약층에 집중돼 기둥에 손상을 입혀 구조물 전체에 심각한 악영향을 미친다. 얼핏 보기엔 연약층 위 구조물은 상대적으로 손상이 적지만 결국 무너지게 된다. 연약층은 다층 구조물의 붕괴 원인 중 하나다. 연약층은 필로티 구조물의 경우 많이 발견된다. 가늘고 긴 기둥과 깊은 보 모듈에 의한 건물을 강조할 경우 위험하다. ● 단주 건물을 지탱하는 기둥의 길이가 짧아진 상태. 예를 들어 창문이 많은 경우 원 기둥의 길이 중 창문이 난 폭만큼만 실제 기둥으로서 기능을 하게 되는데 이를 떠올리면 이해가 쉽다.단주는 지진이 오면 작아진 기둥이 힘을 받기 때문에 X자 형태로 부서지는 현상이 발생한다. 단주가 많은 집이라면, 단주의 수를 늘리거나 전단벽·가새골조를 평면에 설치하는 등의 방법을 취하면 된다. ● 전단벽 지진 등의 진동이 발생할 때 붕괴하거나 붕괴를 예상하는 벽체를 의미한다. 하지만 요즘 지어진 건물의 목적이 파괴를 방지하는 것인만큼, 주로 횡방향 전단력에 저항하기 위해 설계한 것을 전단벽으로 본다. 전단벽은 건물 내 기둥이나 보처럼 다른 구조 요소가 손상을 입기 전에 먼저 저항해야 하기 때문에, 설계 시 평면 상 충분한 길이를 갖춰야 한다. 건물의 기초부터 지붕층 가장 높은 곳까지 연속적으로 연결돼 있어야 한다. 만약 층에 따라 불연속적으로 이어져 있거나 제외된 부분이 있다면 피해가 발생할 수 있다. 지진에 강한 건축물의 조건 ● 단단한 지반 위에 건축물을 세워야 한다. 매립지나 성토의 약한 지반은 피하는 것이 좋다. 지반에는 적당한 지정地定 작업을 한다. ● 기초공사는 콘크리트조 줄기초로 시공하는 것이 좋다. 보통의 기초 폭보다 저면을 넓히고 내진성이 좋은 매트기초로 시공한다. ● 건물의 형태는 단순하게 한다. 방은 균등하게 공간을 나누며 벽은 밸런스 좋게 배치한다. ● 건물의 4코너 부분을 직각 벽으로 고정하고 큰 창이나 문, 큰 방도 적게 한다. ● 건물의 강도, 안전과 관련한 비용을 절약하지 않고, 시공 불량을 초래하는 일은 방지한다. ● 완공 후에도 정기적 구조진단과 보수유지관리를 최소 5년 간격으로 시행하도록 한다. 내진보강이란? 지진에 저항하기 위한 건축물의 내진성능이 부족하다고 판단되었을 경우 최소한의 비용으로 예상되는 피해를 최소화하기 위한 방법이다. 내진보강을 위해서는 붕괴 방지, 지진 후의 기능유지, 건축물의 자산가치 보전과 같은 조건을 만족하면서 지진 시에 건축물이 어떻게 움직일 것인가를 명확히 예상한 후 이에 따라 구체적인 보강작업이 이루어져야 한다. 내진보강 방법 먼저 건축물의 내진성능 평가를 통해 목표를 설정하고 목적에 맞는 내진보강 공법을 결정한다. 내진보강 기술은 크게 내력향상, 연성개선, 응답제어 및 입력저감 등 3종류로 구분할 수 있다. 이 외에도 제진보강과 면진보강 방법이 있다.

단독주택 내진설계 & 주택구조별 내진성능 태풍, 장마, 가뭄, 폭설 등 매년 우리의 삶을 위협하는 천재지변이 끊임없이 일어나고 있다. 그런데 지진만큼은 우리나라에서 위협적인 존재가 아니었다. 7월 5일 울산 앞바다에서 발생한 지진은 울산 시내를 흔들어 시민들을 놀라게 했다. 이때만 해도 우려의 소리는 크지 않았다. 두 달 후 9월 12일 경주에서 발생한 지진은 26일 잠정 집계결과 주택 4,994건, 공공시설 182건, 공장 247건, 소상공인 569건 피해당했다고 발표했다. 인명피해는 부상에 그쳤다. 그리고 우리에게 의구심을 남겼다. ‘과연 한반도는 지진에 안전할까?’, ‘우리 집은 지진에 괜찮을까?’ 우리나라 전체 주택 90% 이상이 지진에 취약해 내진 보완 및 내구성 검토가 시급하다는 의견이 다시금 고개를 들었다. 이번엔 정부도 심각성을 받아들여 내년부터 시행할 내진설계를 더욱 강화할 분위기다. 이번 호에는 한반도에 닥친 중규모 지진에 대비해 국내 소규모 건축물의 내진 현황과 내진 보강방법 그리고 주택 구조별 안전성을 검토해보는 시간을 가졌다. 글 백홍기·김수진 참고자료 <소규모 건축물 내진보강 포인트> 국토교통부, 2010 <국내 내진설계기술의 현황 및 시사점> 대한산업공학회, 권지운, 2011 <활성단층의 이해: 최근의 연구에 대한 고찰> 대한지질학회, 김영석 외 3명, 2011 <내진설계와 건축물의 형태> 기문당, 김종성, 2015 <최근 한반도 내륙 지진의 특성> 한국지진공학회, 강태섭 외 3명, 2016 THEME 01 끊임없이 움직이는 지구 액체상태의 지구 핵은 4,000℃가 넘는다. 핵을 둘러싼 맨틀은 그 열기로 뜨겁게 달궈져 꿈틀거린다. 그리고 맨틀은 지구의 껍질인 지각으로 덮여있다. 크고 작은 20개 정도의 판으로 구성된 지각은 일 년에 2~20㎝ 이동한다. 미미한 움직임이지만 거대한 힘으로 산을 만들고 땅을 가르며 바다를 나눠 오늘날 지구의 모습을 만들어냈다. 지진은 지각이 이동하며 서로 상대운동하는 과정에서 일어나는 진동의 물결이고, 지구가 살아있다는 지구 내부의 신호이기도 하다. 그런데 때론 강력한 지구의 신호가 인류에게 재앙을 불러오기도 한다. 이처럼 에너지가 큰 파장은 주로 대륙판 경계에서 나타나며, 일본에서 대규모 지진이 잦은 이유도 유라시아판, 태평양판, 북아메리카판, 필리핀판 경계에 있어서다. 한반도는 유라시아판 위에 있어 대규모 지진이 없었다. 아니, 정확히는 그동안 기록된 역사에 없다는 게 맞다. 한반도를 안전한 지역으로 분류한 것도 몇 만 년 주기로 찾아오는 대규모 지진을 현시대에 적용하는 건 의미 없기 때문이다. 그러나 최근 경주에서 진도 5.8의 중규모 지진이 발생하면서 새로운 국면에 접어들었다. 언제, 어디서, 어느 정도의 규모로 또다시 지진이 일어날지 아무도 예측하지 못하고 있다. 다만, 한반도에도 진도 6.0 이상의 지진이 일어날 수 있다는 가능성만 열어뒀다. 지진을 정확히 예측하는 건 불가능하다. 어느 나라보다 지진 연구에 앞선 일본도 각종 데이터 자료를 통해 앞으로 일어날 지진을 예상할 뿐이다. 그렇다면, 한반도가 안전하다는 주장을 믿어도 될까? 분명한 건 안전을 보장할 만큼 국내 활성단층에 관한 연구와 자료가 부족하다는 것이다. 01 한반도 지진의 특성 9월 21일 예고 없이 찾아온 진도 5.8의 경주 지진은 그동안 겪어보지 못한 진동으로 공포감을 조성하기에 충분했다. 인명피해는 부상 48명에 그쳤지만, 건축물과 기물 파손 4천 건으로 재산 피해가 107억 원에 달했다. 10월 11일 현재 471회를 넘어선 여진은 중규모 지진 진도 4.5를 동반하며, 시민의 불안감을 더욱 키웠다. 지진은 대륙판 이동이나 지각 암석에 쌓인 응력 에너지에 의해 암석이 부서지면서 발생한다. 대규모 지진은 수십에서 수백㎞에 달하는 10여 개의 대륙판이 맨틀 위를 이동하면서 서로 부딪치고 포개지는 과정에서 응력 에너지가 오랜 시간 쌓이면서 발생한다. 주요 7개 대륙판 / 출처: 위키백과 한반도 단층지도 한반도 활성단층 한반도는 대륙판 경계와 떨어져 지진 발생이 적고 규모도 작은 ‘판내부 지진환경’에 있다. 지진의 규모는 지각 운동에 의해 쌓인 응력 에너지와 비례하는데, 유라시아판 위에 있는 한반도는 응력 에너지가 작은 환경에 있어 상대적으로 강한 규모의 지진 발생 가능성을 낮게 봤다. 판내부 지진은 판의 운동으로 일정한 지역에 쌓인 응력 에너지가 지각의 약한 부분을 파괴하면서 발생한다. 이러한 지질층을 활성단층이라 한다. 활성단층은 신생대(제3기) 이후의 현재 지질시대인 제4기에 활동하거나 활동할 수 있는 단층을 말한다. 국내 활성단층은 이기화 교수가 1983년 한반도 남동부에 위치한 양산단층의 활성 가능성을 제기하면서 알려졌다. 당시 학계뿐만 아니라 원전업계에서도 논쟁이 뜨거웠다. 한반도에 지진이 일어날 수 있다는 가능성을 보여줬기 때문이다. 이로 인해 대학과 연구소에서 활성단층에 대한 연구를 활발하게 진행했다. 1990년대 초 한국과 일본 공동연구 POSEIDON(Pacific Orient Seismic Digital Observation Network) 프로젝트에서는 양산단층 남부에 제4기 활성단층을 확인했다. 이후 한반도 남동부에 대한 조사로 양산단층과 울산단층 인근에서 50여 개의 활성단층을 추가로 확인했다. 활성단층은 지진의 90%가 발생하고, 중규모 지진도 발생할 가능성이 높은 지층이다. 향후 발생할 수 있는 지진의 규모를 산정하려면 활성단층의 길이, 이동 거리, 활동 횟수, 응력 에너지와 관련한 보다 정확한 연구가 필요하다. 현재 우리나라 전역에 분포된 단층은 500여 개로 추산하고 있지만, 이 가운데 활성단층의 개수와 활성단층에 응력 에너지가 어느 정도 축적됐는지는 아직 확인되지 않았다. 이번 경주지진이 땅속 12~15㎞ 지점 양산단층에서 발생하면서, 한반도 활성단층 존재여부 논란에 종지부를 찍었다. 02 지진에 의한 2차 및 간접 피해 우려 지난 9월에 울산사회조사연구소에서 울산시민 1만9125명을 대상으로 실시한 조사에 따르면, ‘강진이 발생했을 때 어떤 위험을 가장 두려워하는가’라는 질문에 49.9%가 ‘핵발전소에 의한 2차 피해를 가장 두려워한다’고 답했다. 이어 28.4% 응답자가 지진의 직접적인 피해, 21.7%가 화학공단 파괴로 유해성 화학약품 유출에 의한 2차 피해를 꼽았다. 파도와 같은 파장을 일으키는 지진은 건물뿐만 아니라 기반시설까지 파괴하고, 지진해일은 모든 걸 삼켜버린다. 이처럼 지진은 직접적인 피해와 더불어 간접피해, 기반시설 파괴에 따른 2차 피해가 더욱 큰 참사를 불러오기도 한다. 1906년 4월 샌프란시스코에서 일어난 지진은 가스관을 파괴하면서 도시 곳곳에 화재를 일으켰다. 화재는 나흘간 이어지면서 도시를 마비시키고 전체 건물 90%인 2만5천 채를 불태웠다. 이 사건으로 샌프란시스코는 도시의 80%를 잃어 도시기능을 상실했다. 지진해일은 해저에서 일어난 지진에 의해 발생해 감지하기 어렵고 전파 속도가 빨라 대처하기 어렵다. 2004년 인도네시아 서쪽 수마트라 섬 해저에서 발생한 지진해일이 인도양 연안 국가를 덮쳐 25만 명 이상 사망자가 발생했다. 2011년 동일본대지진에서 발생한 지진해일은 2만여 명을 희생하고, 후쿠시마 원전사고를 일으켜 5년이 지난 현재 원전 반경 40㎞를 죽음의 땅으로 만들었다. 우리나라는 1900년 이후 네 차례 지진해일이 관측됐다. 모두 동해 일본 근해에서 발생한 대규모 지진에 의한 해일이다. 가장 큰 피해는 1983년 5월 일본 아키다현 서쪽 해역에서 발생한 규모 7.7 지진에 의한 해일이다. 진원지에서 가까운 곳은 해수면이 15m 상승했고, 중부 동해안 지역은 2~4m 해수면이 상승했다. 당시 해일이 동해 내륙까지 침범해 사망과 실종 등 5명의 인명피해와 선박과 건물, 시설을 파괴해 3억 7천만 원의 재산피해를 끼쳤다. 지진에 의한 기반시설 파괴는 상황을 더욱 악화시키기도 한다. 도로 파괴는 복구를 위한 현장접근과 피해자 이송을 어렵게 하고 수도 단절은 식수 부족과 화재진압을 어렵게 한다. 이외 댐이 무너져 홍수가 나거나 수도, 전기, 통신이 파괴돼 산업을 마비시켜 사회혼란을 불러오기도 한다. 이처럼 지진은 예상하기 어려운 피해를 보여주므로 신속한 대피요령과 더불어 다양한 체험 등의 교육과 대처 방안을 준비해야 큰 피해를 줄일 수 있다. 03 내진설계 사각지대 ‘소규모 민간건축물’ 「건축법」 제5장 건축물의 구조 및 재료 등 제48조(구조 내력 등)에 따르면, “건축물은 고정하중, 적재하중, 적설하중, 풍압, 지진, 그 밖의 진동 및 충격 등에 대하여 안전한 구조를 가져야 한다”고 명시되어 있다. 이에 따라 2016년 현재 3층 이상, 연면적 500㎡ 이상, 건물 높이 13m 이상, 기둥 간격 10m 이상인 건축물은 내진설계를 의무화하고 있다. 그러나 2층 이하의 건축물은 내진설계 대상에서 제외돼 대다수 서민이 거주하는 소규모 민간건축물은 지진에 취약한 게 현실이다. 소규모 민간건축물은 전국에 약 680만 동이 있고, 이 가운데 45만 동인 6.7%만 내진 성능을 확보한 상태다. 인구밀집도가 가장 높은 서울은 민간건축물 내진 비율이 12.47%, 중진 규모의 지진이 발생한 경남과 울산은 각각 5.16%와 11.81%로, 전국 민간건축물 90% 이상이 내진설계가 되어있지 않다. 특히, 1970대부터 급증한 저층 주택들은 노후화로 지진에 더욱 취약한 상황이다. 전문가들 역시 한반도에 중규모 이상의 지진이 발생하면 대부분 소규모 민간주택이 붕괴할 것을 염려하고 있다. 1995년 고베지진과 1999년 대만지진, 2008년 중국 쓰촨성 지진, 올해 이탈리아에서 일어난 지진에서 대부분 저층 건물이 붕괴하면서 많은 인명피해를 낳았다. 만약, 우리나라에서 중진 규모의 지진이 일어난다면, 어느 정도 피해가 발생할까? 이와 관련해 소방방재청(현 국민안전처) 방재연구소에서 지진 예측 시뮬레이션을 했다. 시뮬레이션 결과에 따르면, ‘서울 중구에서 진도 6.5 지진이 발생했을 때 전국적으로 약 7천 명의 사망자와 10만 명의 부상자가 발생할 것으로 나타났다. 건축물 피해는 서울 전체 건물의 1%가 전파되고 38만 동인 60% 정도가 부분적으로 손실 입을 것으로 예측했다. 현재 정부는 내년부터 2층 이상 주택도 내진설계 의무화하고 기존 주택에 대한 내진보강 방식을 다양화하고 있다. 하지만, 기존주택 내진보강은 신축할 때보다 더 큰 비용이 필요한 점이 지진 방재대책의 걸림돌이 되고 있어 난항을 겪을 것으로 예상한다. 04 내진설계란 내진설계는 지진에 대한 건물의 안전을 확보하는 구조설계다. 건축물의 강도와 연성을 높이고, 지진이 발생했을 때 건축물의 흔들림을 최소화하는 제진, 면진 등의 방법이 있다. 이 가운데 가장 중요한 게 연성을 키우는 것이다. 또한, 내진설계에서 지반의 측방 유동에 따른 구조물 기초 파괴, 구조물 자재 구성 등을 고려해야 한다. 지반 특성을 고려한 지반 분류와 설계스펙트럼도 내진설계에서 중요한 요소로 꼽는다. 그러나 우리나라는 지반 분류가 적절하지 않아 내진설계에 적용하기 어렵다는 게 구조전문가들의 의견이다. 설계스펙트럼은 지진 통계를 기준으로 값을 도출해 내진설계에 반영하지만, 국내 지진 통계자료가 부족해 미국의 통계자료를 사용하고 있다. 이 때문에 우리나라 특성에 맞는 내진설계를 하려면, 먼저 국내 지반 특성에 적합한 지반 분류와 설계스펙트럼을 먼저 갖춰야 한다. 지진이 자주 발생하는 미국 서부와 일본의 내진기술은 앞서있지만, 국내 내진설계의 수준은 미흡한 게 현실이다. 이는 구조설계기술보다는 시스템 문제가 더 크다는 의견도 있다. 현재 우리나라 6층 이상의 건축물 설계에선 구조전문가가 참여해 설계할 것을 의무화하고 있지만, 2~5층 건축물은 구조전문가 협력 없이 건축사가 내진설계 안전성을 확인할 수 있다. 이와 관련해 2011년 1월 감사원 감사결과에 따르면, 표본검사 한 3~5층 건축물 20개 가운데 11개 건축물이 내진성능 미달로 나타났다.

[단독주택 구조별 내진성능 분석] ② 철근콘크리트주택 콘크리트 주택, 지진에 안전할까? '튼튼''견고'의 대명사 철근콘크리트주택. 하지만 지진 발생 시에도 과연 괜찮을지 걱정하는 이들이 많습니다. 항간에선 "강한 만큼 부러지는 거 아니냐"고도 하는데 과연 사실일까요? 이에 대해 김승직 계명대 건축공학과 교수에게 문의해 봤습니다. 주택, 얼마나 위험한가요? 일단 내진설계를 하고 정석대로 짓기만 하면 구조에 큰 영향없이 어느 정도의 지진에도 잘 대응할 수 있어요. 하지만 내진설계를 거의 하지 않은 주택이라면 취약하죠. 벽돌 쌓아 만든 조적조 주택은요? 내진설계가 이뤄지지 않다고 가정한다면, 콘크리트와 목조, 조적조 주택 중 조적조 주택이 가장 취약하다고 볼 수 있어요. 벽돌 사이에 철근 삽입해 내진성을 확보하지 않는 한, 벽돌 강도와 시멘트 강도가 상대적으로 많이 낮기 때문이죠. 물론 벽돌 사이 철근 삽입은 국내에서 거의 하지 않습니다. 그럼 콘크리트 건물은 괜찮나요? 철근을 사용하는 철근콘크리트 건물은 조적조 주택과 비교해 상대적으로 에너지 발산하는 능력이 좋죠. 압축력에는 강하지만 인장력에는 약한 콘크리트 약점이 보완됐으니까요. 어느 정도 규모의 지진에도 튼튼합니다. 필로티 구조가 지진에 취약하다던데 지상에 기둥이나 내력벽을 세워 건물 전체나 일부를 지표면에서 띄워 지상층을 개방한 것을 필로티 구조라 합니다. 보통 보행이나 주차장 등으로 활용하죠. 이 필로티 구조는 기둥 상하부에 휨 파괴가 발생해 한 층 또는 전체 건물에 상당한 피해를 입힐 수 있습니다. 하지만 내진설계나 구조설계를 잘했다면 괜찮겠죠. 콘크리트 주택, 지진 발생하면 어디가 취약한가요? 기둥과 보-기둥 접합부에서 파괴가 많이 발생합니다. 기둥의 경우, 휨에 의한 기둥하부 파괴, 전단파괴, 짧아진 기둥으로 인한 파괴 등이 발생합니다. 콘코리트주택의 내진보강 방법 무엇인가요? 횡력저항시스템을 추가해 보강하거나 구조물기둥보재 보강법 등이 있어요. 하지만 건물 중량이 증가하고 작업 공간 확보가 어렵다는 등의 단점이 있죠. 최근에는 이런 단점 보안방법으로 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 같은 복합 신소재를 활용하기도 합니다. 강도가 센 콘크리트로 집을 지으면 괜찮을까요? 물론 그렇게 하면 건축물 강성이 증가해 지진하중에 견디는 능력도 커지겠죠. 하지만 추천하고 싶진 않습니다. 차라리 철근 상세를 증가해 건축물의 연성 확보가 더 나은 방법입니다. 생각만큼 튼튼하다는 콘크리트 주택. 그래도 불안하다면 건축물 구조 전문가모임인 '한국건축구조기술사회'에 안전 점검을 받아 보세요.

우리나라 건축물 10채 중 7채 지진에 무방비 글 김수진 사진 일본 기상청 지난 4월 14일 일본 구마모토熊本 현에서 리히터규모 6.5의 강진이 발생해 건물 붕괴, 수 십 명의 인명 사고 등의 피해가 발생했다. 이날 발생한 지진은 우리나라 부산, 울산 등 남부지방에서도 느껴질 정도로 무척 강했다. 이어서 16일에는 남미 에콰도르에 리히터규모 7.8의 강력한 지진이 발생해 사망자만 500명이 넘을 정도의 큰 피해를 보았다. 전 세계가 지진 공포에 휩싸였다. 이른바 ‘불의 고리’라 불리는 환태평양 조산대에서 발생하고 있는 최근 지진은 일본과 에콰도르를 포함해 인도네시아와 대만, 필리핀, 러시아 동부해안 지역, 아메리카 대륙서부, 멕시코 등에서 일어나고 있다. 전 세계적인 지진으로 우리나라도 더 이상 안전지대가 아닐지 모른다는 목소리가 나오고 있다. 동시에 이제는 지진에 대한 내진 설계가 선택이 아닌 필수라는 주장도 힘을 얻고 있다. 부산·서울, 지진에 가장 취약해 지난해 12월 이노근 새누리당 국회의원(현 당선자)이 국토교통부로부터 자료 제출받아 국정감사에서 발표한 ‘건축물 내진성능 확보 현황’에 따르면 우리나라 건축물 중 내진설계된 비중은 불과 34.6%에 그치는 것으로 확인됐다. 시설물별 내진성능 확보 현황을 살펴보면, 의료시설이 그나마 가장 내진성능을 많이 확보한 것으로 나타났다. 전체 의료시설 대비 52.3%로 절반 조금 넘는 수치다. 이어서 공동주택 46.6%, 단독주택은 30.7%, 기타 29.8%였다. 반면, 가장 안전에 신경 써야 할 학교는 26.4%에 불과했고 공공업무시설도 21.5%에 그쳤다. 광역지자체별 현황을 살펴보면, 세종시가 56.1%로 내진성능 확보 비중이 가장 높았고 경남(45.1%), 충남(44.6%)이 그 뒤를 이었다. 반면 비중이 가장 낮은 도시로는 부산(26.3%), 서울(26.7%), 대구(27.6%), 인천(29.3%) 등이었다. 사람이 많이 사는 대도시가 오히려 지진이 취약한 것. 이노근 의원은 해당 자료를 통해 “인구가 가장 많이 밀집된 수도권 등이 내진성능 확보비율 하위권에 속해 있는 만큼 대책 마련이 시급한 실정”이라고 강조했다. 그간 우리나라는 지진과는 상관없는 국가로 인식됐다. 유라시아판 동남쪽에 위치해 판의 경계로부터 수백 km 떨어진 판 내 지역이기 때문이었다. 때문에 일본과 같은 판 경계지역보다 상대적으로 발생빈도가 낮고 규모도 작은 편이었다. 하지만 최근 국내 지진 발생이 늘어나고 있는 만큼 이에 대비해야 한다는 목소리가 높다. 최근 5년 간 국내 지진 발생 현황을 보면, 2011년 44건, 2012년 49건, 2013년 86건, 2014년 39건, 2015년 46건을 기록했다. 문제는 그 강도다. 지난 1월부터 4월 17일까지 규모 2.0 이상의 지진은 총 17차례 발생해 지난해 같은 기간 11차례보다 많은 것으로 확인됐다. 현재 우리나라의 지진 발생이 늘고 강도가 높아진 이유에 대해서는 명확한 이유가 아직 나오지 않았다. 다만 관련 학계에서는 2011년 동일본 대지진 이후 강도 3.0 이상 지진이 자주 발생한다며 관련성에 대해서 부정할 수 없다고 보고 있다. 일본, 내진설계 세계 최고 수준 현재 우리나라의 내진설계 관련 제도나 건축 환경은 선진국에 비하면 걸음마 수준이다. 우리나라 내진설계는 지난 1988년 의무화됐다. 1978년 충남 흥성에서 규모 5.0의 지진으로 가옥 및 성벽이 붕괴된 것이 계기가 돼 마련된 것. 이후 건축법과 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙에 따라 6층 이상 또는 총면적 10만㎡ 이상의 건축물을 지을 때는 내진설계 반영을 의무화했다. 이후 2005년에는 3층 이상 또는 1천㎡ 이상 건축물로 기준을 강화했고, 현재는 3층 이상 또는 500㎡ 이상 건축물로 기준을 강화했다. 하지만 일본 등 선진국의 제도와 비교하면 아직 갈 길이 멀다. 일본 내진설계 기준은 세계 최고 수준이다. 지난 1978년 사망자 28명에 건물 7,400호 반·전파라는 피해를 입은 미야기宮城 현 지진 후 적극 법령 마련을 추진해왔다. 직후 일본은 진도 5 정도의 중규모 지진에서는 경미한 손상, 진도 6~7 정도의 대규모 지진에서는 붕괴하지 않을 정도로 건축할 것을 의무화하는 ‘신新 내진기준’을 도입했다. 이 기준은 지금까지도 내진설계법의 뼈대가 되고 있다. 건축물의 구조성능을 검증하기 위해 고안해 낸 계산법은 정교하기로 유명하다. 지진하중과 등가 1유도제, 등가 점성감쇠, 한계상태와 한계변형 등의 항목을 계산해 종합 분석하는데 무척 복잡하고 이해하기 어렵다. 하지만 다양한 지진 형태에 대비할 수 있다는 장점을 갖췄다. 내진설계에 따른 등급 또한 구체적으로 나누어져 있다. 건물 규모나 구조에 따라 최하 1등급에서 최고 3등급으로 구분되는데, 붕괴나 건물 피해가 없어야 한다는 공통 기준을 만족해야 한다. 일반적으로 주거용 주택은 2등급을 만족하며 아무리 저렴하게 지어진 건물이라도 1등급은 되어야 건축허가가 나는 것으로 알려졌다. 일본은 오는 2020년까지 모든 건축물의 95%가 내진화 기준에 맞도록 하겠다는 방침이다. 이 같은 노력 덕분에, 수만 명의 사상자를 냈던 2011년 동일본 대지진 당시에도 사실상 건물 붕괴로 인한 사상자는 거의 발생하지 않은 것으로 알려졌다. 국내법서 제외된 건축물 10채 중 8채 전문가들은 우리나라 현실에 맞는 방안이 마련돼야 한다고 지적했다. 현재 3층 이상의 건물에만 내진설계 기준을 적용하고 있는데, 만약 지진 발생 시 단독주택이나 저층 건축물의 피해는 불 보듯 뻔하다는 것이다. 현재 내진설계와 관련한 법 기준에 제외되는 저층 구조물은 우리나라 전체 건물의 80%에 이르는 것으로 알려졌다. 게다가 1988년 이전 건축물과 1988~2005년 사이 세워진 3~5층 건물도 무방비 상태다. 사실상 국내 대부분의 건물 상당수가 지진피해를 입을 수 있는 것. 특히 2~5층 사이의 필로티를 갖춘 공동주택 및 사무실, 주택이 지진에 취약한 것으로 알려졌다. 대한건축학회가 2011년 발행한 ‘우리나라 내진설계 현황 및 문제점’에 따르면 지진 발생 시, 필로티 부분이 집중 손상될 가능성이 높다고 봤다. 특히 저층 건물인 만큼 내진 설계가 안돼 더 위험하다고 지적하기도 했다. 또한 현재 내진설계가 가장 취약한 지역이 부산, 서울 등 대도시라는 점도 인명피해가 우려되는 부분이다. 때문에 법 제정 이전에 지어졌거나 2층 이하의 건축물에 대한 대안이 필요하다는 주장이 힘을 얻고 있다. 현재 정부와 지자체에서는 유도정책을 통해 지진에 대비하고 있다. 인센티브를 제공하거나 세금 혜택을 통해 민간 건축물의 내진설계를 지원하는 것. 실제로 지난해 서울 은평구는 민간소유 건축물에 대한 내진보강 지원에 나선 바 있다. 3층 미만이거나 1천㎡ 미만의 민간소유 건축물을 신축,대수선 시 내진설계를 적용하면 지방세를 경감한 것. 서울 강남구도 오는 2018년까지 내진설계 대상이 아닌 건축물이 내진성능을 확보할 경우 지방세를 감면한다. 지난 4월 광주광역시 북구에서는 민간소유 건축물 내진보강 설계 시 지방세 감면 계획 설립과 함께 통대장 600여 명을 대상으로 지진 교육을 실시했다. 이밖에도 대구와 김해, 상주, 목포, 여주, 울산 등 전국 많은 지자체에서 다양한 지원책과 교육에 나서고 있다. 한편, 모든 주택의 내진설계를 의무화하는 법 개정은 신중히 결정해야 한다는 목소리도 나왔다. 개정 시 건축비 및 사회적 비용 증가와 사회 혼란을 야기할 수 있다며 한반도 대형 지진 발생 가능성부터 확인하고 신중히 개정에 관해 결정해야 한다는 주장도 제기됐다.