건강하고 안전한 생태건축물 목조주택

나무는 인류 발생 초기부터 생활 도구나 건축 자재로 쓰였으며, 앞으로도 인류가 존재하는 한 지구상에서 얻을 수 있는 완벽한 건축재다. 또한, 환경친화적인 건축재로 지하에 매장된 천연자원들에 비해 채취, 가공, 사용, 재활용, 폐기에 이르는 전 수명 기간 환경에 미치는 부담이 적다. 현재뿐만 아니라 미래의 후손들을 위해서라도 목조주택에 관심을 기울여야 하는 이유다.

글 사진 윤홍로 기자
참조 《한국문화 사징사전》, 이어령 외, 동아출판사 / 《산림경제山林經濟》, 홍만선, 한국고전문화연구원 / 《산수 간에 집을 짓고》, 안대희 엮음, 돌베개 / 캐나다우드 www.canadawood.or.kr / 산림청 국립산림과학원 / 창조하우징 031-420-5537 www.changjohousing.com

세계보건기구(WHO)에서 쾌적하고 건강한 주거 환경을 “구조적으로 안정되고 사고 위험성이 없으며, 거주자가 만족스럽게 생활하도록 충분한 공간 환경을 보장하는 것”이라고 정의했다. 그러면 우리는 현재 쾌적하고 건강한 주거 환경에서 살고 있을까. 건강하게 오래 살고자 좋다는 운동과 건강보조식품에 관심을 기울이면서 정작 중요한 주거 환경에 무관심한 것은 아닐까. “환기가 불량한 콘크리트 건물에서 내뿜는 방사선 라돈은 담배를 하루에 두 갑 피우는 것과 같은 폐암 발생 위험도를 갖는다”는 충격적 연구 결과가 있는데도 말이다.

수십 년 역사에 지나지 않는 콘크리트가 전국을 덮다시피 한 지금, 다행스럽게도 전통 목구조를 비롯해 경량 목구조, 중목구조 등의 단독주택이 늘어나는 추세다. 자연스러운 나무의 무늬는 시각적으로 안정감을 준다, 목재의 향기는 스트레스를 없애고 편안한 휴식을 취하게 한다, 흡음성이 뛰어나 소음을 차단해 준다, 열을 흡수해 저장·방출함으로써 실내 온도를 쾌적하게 조절한다, 목조주택에서 살면 암 발생률이 낮고 평균 연령이 높다 …, 이처럼 목조주택을 선호하는 이유는 다양하다. 한편, 그 바탕에 선사시대 움집에서부터 오늘날의 다양한 목조주택에 이르기까지 우리의 건축 역사와 문화의 맥을 같이해온 나무가 마치 유전인자처럼 끌어당기고 있는지도 모른다.

우리의 문화를 나무와 관련지어 ‘소나무 문화’라고 할 정도로 예부터 소나무를 소중히 여겨왔다. 일례로 출산할 때, 장을 담글 때 치는 금줄에 숯, 고추, 백지와 함께 솔가지 등을 끼워 놓았다. 홍만선은 《산림경제山林經濟》에서 “집 주변에 송죽松竹을 심으면 생기가 돌고 속기俗氣를 물리칠 수 있다”고 했다. 그래서일까. 일제가 우리나라를 강제 점령했을 때, 제일 먼저 욕심을 낸 것도 바로 소나무였다. 일제는 36년간 약 5억㎥에 달하는 좋은 소나무를 벌채해 그 대부분을 가져갔다. 유행가 ‘눈물 젖은 두만강’의 배경인 뗏목 길이 바로 일제가 백두산 일대 삼림자원을 수탈한 창구였다.

자연·인문조건을 반영한 목조 건축

전통 목구조 한옥(거창 정온 선생 고택)

건축물은 인간이 자신을 보호하고 생활하기 위해서 형성한 공간이다. 원시시대에 땅을 파고 거적 따위를 얹고 흙을 덮어 비바람만 막을 정도로 임시로 지은 움막집으로 나타났으며, 점차 무리가 늘어나고 마을을 형성하고 신분제도가 생기면서 집단으로 거주할 수 있는 구조물이나 지배층을 위한 특별한 건축물이 필요해지자 여러 가지 건축 방식을 생각해냈다.

사계절이 뚜렷한 우리나라의 기후 풍토를 반영해 지은 전통 한옥은 지붕의 처마 깊이가 상당히 깊다(보은 선병국 가옥).

이러한 건축 방식은 나라마다 기후와 풍토, 자재 생산 등 자연적 여건에다 그 민족의 성격, 시대 조류 등 인문적 여건이 더해져 만들어졌다. 우리나라의 건축 방식은 예전 원시림이 무성하고 질 좋은 점토粘土가 풍부한 자연조건에서 다루기 쉬운 나무 위주로 돌과 흙 등을 이용하면서 이뤄졌다.

울릉도 나리분지 귀틀집(우데기). 울릉도는 강설량이 많고 바람이 많이 불어 가옥 바깥쪽에 별도의 벽을 둘러쳤다.

전통 목구조 방식에서 우리나라의 기후와 민족성을 발견할 수 있다. 우리나라 목구조 방식은 첫째, 벽이 두껍다. 사계절이 뚜렷하기에 겨울에 따듯한 실내 공기의 실외로의 유출을 막고, 여름에 실외 열기의 실내로의 유입을 막아야 했기 때문이다. 또한, 구들[溫突]이라는 독특한 난방 방식을 이용하면서 실내 온도를 유지하기 위해서 개구부를 작게 냈다. 둘째, 지붕의 처마 깊이가 상당히 깊다. 이것은 흙벽과 나무로 이뤄진 목구조는 물에 취약하기에 여름철 장마기에 비가 들이치는 것을 막고 직사광선을 피하면서 처마 밑 공간을 효율적으로 이용하기 위해 만든 방식이다. 따라서 지붕이 이례적으로 크게 발달해 건물의 외관이 서양보다 낮게 보인다. 셋째, 규모가 작은 편이다. 산이 국토의 70% 이상을 차지해 도시 규모가 작고 집터의 제한도 받았기에 대륙 국가에 비해 건물이 작아진 것으로 보인다. 넷째, 기교가 별로 없고 소박하다. 우리 민족은 건물에 인위적인 기교를 많이 쓰지 않았다. 검은색 갓을 쓰고 흰색 옷을 즐겨 입은 것처럼 흑색과 흰색의 배합을 즐겼는데, 그것이 건물에서 검은색 기와지붕과 흰색 회벽으로 나타났다. 다섯째, 자연 존중 사상이 배어 있다. 우리 민족은 건물을 자연의 일부로 보아 주변의 산과 잘 어울리게 지붕과 처마 곡선을 형상화했다. 또한, 농경사회의 노동 공간과 관련이 있지만, 자연과 동화돼 담 밑을 제외하고 마당에 거의 정원을 만들지 않았다.

살아서 천 년, 죽어서 천 년, 소나무
우리의 목조건축을 얘기할 때 빠지지 않는 것이 백목의 왕[百木之王]이라 일컫는 소나무다.

“소나무는 명당의 기둥감이요, 큰 집의 대들보감이니 나무 중의 나무다.”- 강희안, 《청천양화소록靑川襄花小錄》

“집 짓는 재목으로 소나무를 으뜸으로 친다. 기타 재목들은 좋다고 해도 헛간을 짓는 데 쓰이는 정도에 불과하다.”- 홍만선, 《산림경제山林經濟》

소나무는 고려시대 이후 지금까지 건축물의 뼈대를 이루는 구조재로 쓰이고 있다. 국립산림과학원에서 주요 문화재 목구조 건축물에 쓰인 목재 부재에 대한 수종을 조사한 결과 소나무가 55.6%로 가장 많이 사용됐고, 그 다음이 느티나무(25.4%), 참나무(7.1) 순으로 나타났다(기타 10.9%).

그러면 소나무는 어느 지방에서 나는 것을 사용했을까.

“우리나라에서 관동의 북쪽 깊은 골짜기에서 생산된 목재를 최상으로 친다. 나무의 결이 세밀하고 옹이가 없으며, 겉은 희고 속은 노랗다. 흰 것을 제거하고 노란 것을 취하면 빛깔이 윤기가 나고 비바람에 잘 견딘다. 이것을 세상에서 황장목黃腸木이라 부른다. 현재 경성 안의 거창한 규모의 저택은 대체로 관동에서 소나무를 베어 강물에 띄워 내려보낸다. 관북의 경우 거리가 멀어 가져오지 못한다. 남방의 바닷가 고을에서 산출되는 소나무를 해송海松이라 하는데, 이 또한 쓰기에 알맞다. 단, 개미가 많이 끼기 때문에 동북지방에서 산출되는 것보다 좋지 못하다.”- 서유구는 《금화경독기》, 《산수 간에 집을 짓고》, 안대희 엮음, 돌베개 발간

울진 금강송숲. 울진 금강송면 소광리 일대에 군락을 이루며 뛰어난 산림·생태·문화와 빼어난 자연경관을 보유하고 있다(사진 제공: 산림청).

예부터 경북지방의 춘양목春陽木에서 백두산 일대의 미인송美人松에 이르기까지 백두대간에서 생산된 소나무를 최상으로 쳤는데, 그 가운데 춘양목이라 불리는 금강송 그리고 적송과 흑송 등이 상급에 속했다. 춘양목은 강원도와 경북 북부 등 태백산 일대에서 자라는데 원목이 춘양역을 통해 반출된 데서 그 이름이 유래했다. 춘양목의 누런색을 띤 심재(속재목) 부분은 변재(겉부분)와 달리 죽은 세포로 이뤄져 건조가 쉽고 뒤틀림이 적으며 천연방부제가 배어 있어 잘 썩지 않는다. 이것이 바로 서유구가 말한 황장목이다.

춘양목은 현재 명맥만 유지할 뿐 문화재 복원에도 소나무와 목재 색깔, 무늬 등이 비슷한 북미산 더글라스-퍼Douglas-Fir, 또는 헴럭Hemlock을 사용하는 실정이다. 한편, 임업연구소 시험 결과 춘양목은 북미산 미송인 더글라스-퍼에 비해 기와의 하중을 지붕으로 분산시키는 보(들보), 건축물의 하중을 지반으로 분산시키는 기둥재로 월등하게 앞선 것으로 나타났다.

다양한 스타일로 거듭난 경량 목조주택
서구식 목구조는 14∼16세기에 목재의 아름다움과 특성이 잘 표현된 기둥-보 방식으로 발전했다. 16∼18세기에 세계열강의 신대륙 개척, 그리고 19세기에 산업혁명을 계기로 오늘날과 같은 다양한 형태의 경량(골) 목구조로 발전해왔다. 그리고 20세기에 들어서면서 혁신적인 건축 소재의 개발과 목재의 과학적인 연구를 통해 공학목재[Engineer Wood]를 이용한 친환경성에다 실용성, 경제성까지 갖춘 목조주택으로 발전하고 있다.

우리나라에 서구식 목구조는 1980년대 후반부터 보급되기 시작했다. 그 배경은 경제 성장에 따른 국민소득 증가로 더 나은 주거 환경을 추구하려는 욕구가 점점 커지면서 자연스럽게 목조주택에 대한 관심이 높아진 데에서 찾을 수 있다.

보급 초기 별장용으로 인기를 끈 북미식 통나무집

일명 투 바이 포(2″×4″)라 불리는 보급 초기 북미식 경량 목조주택

우리나라에 최초로 도입된 서구식 통나무집은 1984년 캐나다정부와 브리티시컬럼비아주 임산협회(COFI)의 후원으로 현대건설이 대덕연구단지에 지은 5채다. 당시 통나무집은 주로 방갈로와 별장용으로 인기가 많았다. 통나무집에 이어 도입된 일명 투 바이 포(2″×4″)라 불리는 경량 목조주택은 통나무집과 달리 외관이 아름답고 이국적이며, 내·외장재로 일반 건축 자재를 함께 사용할 수 있기에 빠르게 확산됐다. 외벽은 흰색 사이딩으로, 지붕은 아스팔트 슁글로 마감한 이른바 ‘언덕 위의 하얀 집’이다.

1990년대 초 경량 목조주택 시공사들은 신소재 신공법을 전면에 내세우며 파격적인 건축비, 획기적인 건축 자재(수입 자재), 공기 단축, 완벽한 방음과 보온 효과, 다양한 공간 설계, 세련된 설계·시공, 결로 예방, 입증된 내구성, 탁월한 완충 효과, 반영구적 수명 보장 등을 홍보했다. 한편, 건축 방법이 과학적이지만, 기술이 보급된 지 오래되지 않아 시공사가 공법을 제대로 소화하지 못해 하자가 발생할 수 있어 시공사 선정에 주의해야 한다는 우려의 목소리도 적잖게 나왔다. 이즈음 목조건축을 활성화시키고 올바른 목조문화의 보급을 위해 한국목조건축협회가 설립됐으며, 목조건축학교가 생기고 목조건축 관련 세미나가 열리기 시작했다.

프로방스 스타일의 경량 목조주택

모던하고 심플한 스타일의 경량 목조주택

1990년대 후반 산림청에서 국내 목재의 생산과 보급을 활성화하고자 목조주택에 관심을 기울이기 시작했다. 목조주택 건축에 많은 양의 목재가 쓰이기에 ‘목조주택 보급 = 목재 소비 증가’로 보고, 목조주택 자재 중 일부(내장재)라도 국산화함으로써 국산재의 생산 및 활용을 활성화하고자 한 것이다. 또한, 한국형 목조주택 개발의 필요성도 인식하기 시작했다. 여기엔 국산 목재 소비를 활성화시키려는 산림청과 목조주택시장을 활성화시키려는 목조주택 건축업계의 잇속이 잘 맞아떨어졌다. 목조주택 건축업계에선 불붙기 시작한 경량 목조주택 시장이 외국의 것에만 의존하다 보니 우리의 생활방식이나 정서에 맞지 않는 문제점들이 노출되고, 이로 인해 소비자의 불만이 쌓이면서 목조주택 건축업계 전반에 대한 불신과 회의로 분위기가 바뀔지도 모른다는 우려에서였다. 그 결과물이 산림청에서 1999년 12월에 발표한 충남대학교 농업과학 연구소 연구 용역 자료인 <국산 목조주택 개발>이다. 이 자료를 보면 한국형 경량 목조주택을 가능하면 국산 자재를 많이 사용하도록 설계 및 시공된 주택, 국내의 기술인력에 의해 시공 가능한 것, 시공법은 미국식을 따르되 우리나라의 실정에 적합한 형태로 설계 및 시공된 것, 적당한 온돌 설치 공법이 적용된 것, 화장실의 방수 처리 및 출입구의 문턱 높이가 적절한 것, 실내 공간의 구조 및 배치가 한국인의 생활 습관에 적절한 것, 주택의 외형에 한국적인 이미지를 나타내도록 노력한 것으로 정의했다.

S.P.F를 사용한 경량 목구조 골조공사

그리고 2000년대 들어 경량 목조주택의 스타일이 북미식에서 유럽풍, 프로방스풍, 지중해풍 등으로 변화했다. 외벽재가 사이딩에서 벽돌을 비롯해 외단열 시스템인 드라이비트, 스타코 플렉스 등으로, 지붕재가 아스팔트 슁글에서 기와 등으로 다양화했기 때문이다. 또한, 2010년대 들어 세라믹 사이딩과 징크 등의 외장재를 사용하면서 모던 스타일의 경량 목조주택이 등장하면서 현재 다양한 형태의 경량 목조주택이 지어지고 있다. 하지만 경량 목구조 구조재는 예나 지금이나 변함없이 주로 캐나다에서 수입하고 있다.

캐나다 전체 산림의 66%를 차지하는 침엽수림은 대부분 브리티시컬럼비아주, 앨버타주, 온타리오주, 퀘벡주에 집중돼 있다. 주요 수종은 Spruce[가문비나무] 35%, Pine[소나무] 17%, Fir[전나무] 11% 등인데, 산림에서 벌채 시 한꺼번에 벌채해 수종 구분이 어렵기에 주요 수종의 머리글자를 따서 S.P.F라고 부른다. S.P.F의 장점은 곧은 결, 작업의 용이, 가벼운 중량, 적당한 강도, 작은 옹이, 좋은 못과 나사 유지력 등이다. S.P.F 규격재의 크기는 2″×4″, 2″×6″, 2″×8″, 2″×12″, 2″×14″ 등이 있으며, 우리나라는 2″×4″부터 2″×14″ 까지 수입하고 있다. 길이는 2.4~7.2m이며, 60㎝ 간격으로 늘어난다.

경량 목조주택 시장 파고든 중목구조
경량 목구조와 달리 중목구조는 실내에 드러나는 기둥과 보 목재와 내지진성 등을 내세우며 빠르게 목조주택시장에 파고드는 추세다. 중목구조의 중목은 무거운 하중의 목재를 뜻한다. 기본 두께 105㎜ 이상의 무거운 목재를 기둥과 보로 접합해 건물의 하중이 전달되는 구조 방식이다.

내진성을 기본으로 실내에 나뭇결이 아름다운 기둥과 보를 드러내는 중목구조

기둥과 보를 접합하는 방식은 두 가지다. 한옥 방식인 ‘재래식 공법(장부맞춤)’과 기둥과 보를 접합하는 부분에 철물을 사용하는 ‘철물 공법’이다. 접합 부분에 못을 사용하는 것이 아니라, 구조 설계도면에 맞게 재단된 목재를 끼워 맞추거나 또는 목재 사이에 철물을 접합하는 방식으로 구조재를 연결하는 프리컷Pre-Cut 공법을 주로 사용한다. 구조재와 구조재가 유기적으로 연결돼 있어 무거운 목재들이 건물을 유연하게 견디는 구조 방식으로 내진성이 우수하다.

중목 구조에 사용하는 구조재의 종류는 크게 원목과 집성목으로 나눈다.

원목_일반 건조목을 의미한다. 1차로 자연 건조를 거친 원목 형태의 나무들은 구조재 형태로 2차 가공한다. 이 과정에서 인공 건조를 통해 목재 내부 수분 함수율을 18% 이하로 낮춘다. 이때 구조재로 건조 가공하면서 목재 내부보다 외부의 건조 속도가 빨라 목재 특유의 갈라짐이 생길 수 있다. 따라서 원목은 철물 공법이 아닌 앵커와 볼트를 사용한 재래식 목조 축조 공법에 사용한다. 하지만 목재 자체에서 나오는 특유의 자연스러운 질감이 미적 요소를 만족하기에 아직도 주목받고 있다. 대표 수종으로 피톤치드 함량이 가장 많은 히노끼[편백], 섬유질이 많아 잘 썩지 않는 스기[적삼목]다.

라미네이트 빔_주로 집성재라고 불리는 목재가 여기에 속한다. 같은 수종의 원목을 일정 두께로 접착해 가공한 목재로, 원목의 단점인 틀어짐을 보완한 목재로 철물 공법에 주로 사용한다. 대표적인 수종은 북미나 유럽 등에서 생산된 스프러스다. 일본 내에서 생산된 히노끼와 스기를 이용한 집성목은 가격이 비싸다.

LVL(Laminated Veneer Lumber)_주재료는 뉴질랜드의 라디에이터 파인이며 절삭된 단판을 적층해 만든 구조용 공학 목재다. 1995년에 일본에서 발생한 한신 대지진의 영향으로 향후 발생 가능한 진도 7 이상의 대지진에 견딜 수 있는 구조목에 대한 목소리가 커지자 여기에 맞춰 등장했다. 중목구조의 주재료로 쓰면 구조적 안정성을 대폭 강화할 수 있으며, 8~10%의 낮은 함수율로 목재 자체의 갈라짐과 수축 팽창에 따른 변형을 최소화할 수 있다. 다만, 기존에 사용하던 목재보다 비싼 가격이 흠이다.

현재 경량 목구조와 마찬가지로 일본식 중목구조도 우리나라 주거 환경에 맞춰 보급되고 있다. 일본은 바닥이 대부분 고정 하중을 적게 반영하는 다다미이므로 한국인의 생활문화인 바닥 온돌을 적용한 구조로 변경, 일본의 다다미 치수를 기본으로 한 모듈을 한국인이 선호하는 마감재와 경제성을 고려한 모듈로 변경, 일본은 기후가 따듯해 단열 성능이 약하므로 한국의 추운 날씨에 대응할 수 있는 단열 성능 확보를 위한 디테일 적용, 한국의 벽간·층간 등 소음 방지에 대한 대책을 고려한 디테일 반영, 한국인의 정서를 고려해 목재의 아름다움과 안정감을 느끼도록 내부에 기둥과 보 노출 등이다.

우리는 전통 가옥을 얘기할 때 ‘자연에 순응한다’, ‘자연을 닮았다’는 등의 수식어를 붙인다. 선조들이 주택을 지을 때 사람이 자연의 일부이듯 사람이 사는 주택도 자연의 일부로 여겼기 때문이다. 예나 지금이나 자연과 인간의 공존과 조화 차원에서 인간 생활의 3요소 중 하나인 건축[住]은 매우 중요하다. 현재 건축 산업은 전체 재료 소비의 40%, 에너지 소비의 24%, 이산화탄소 배출량의 42%, 산업 폐기물의 30% 그리고 매년 버려지는 불법 폐기물의 60%를 차지하기 때문이다. 심각한 지구 온난화, 오존층 파괴, 다양한 생물 종 감소 등의 주범인 셈이다. 쾌적하고 건강한 삶을 영위하고, 나아가 지구 환경 파괴를 막으려면 지금부터라도 재생이 가능하고 에너지 소비가 적으며 무독성인 생태 건축재인 나무로 지은 목조주택에 관심을 기울여야 한다.

지금은 목조주택 전성시대
01Ⅰ건강하고 안전한 생태건축물 목조주택
02Ⅰ목조주택! 어떤 것들이 있나
03Ⅰ한옥 고유 구법과 비례 존중한 은평구 신한옥‘청인당’
04Ⅰ가볍고, 연성 뛰어난 경량 목조주택
05Ⅰ정밀한 시공, 프리컷 공법 일본식 중목구조
06Ⅰ간편한 시공, 뛰어난 성능 구조용 단열 패널 SIP 패널라이징 공법
07Ⅰ목조주택의 오해와 진실 10가지