목재와 주거환경 08

내 몸에 온기를 더하는 재료, 목재

하루 종일 꽁꽁 얼어 있던 몸으로 집에 돌아오면 무엇보다 따뜻함이 절실하다. 차가운 콘크리트 바닥 대신 리드미컬하게 밟히는 나무라면 한결 포근하고 따뜻한 기분을 느낄 수 있다. 학생들이 온종일 생활하는 교실이라면 더 쾌적하고 따뜻해야 하지 않을까 싶다. 나무의 성질과 그 속에 담긴 온기까지 모두 빨아들일 수 있는 공간에서 아이들의 학습효과도 올라간다는 결과를 직접 확인해보자.

글 | 이동흡 박사 한국목조건축협회 전무, heub2575@gmail.com

피부의 감각점. 피부 감각에는 물체를 누르는 것을 느끼는 감각점인 압점(壓點), 차가운 것을
느끼는 냉점(冷點),따뜻한 것을 느끼는 온점(溫點), 아픈 감각을 느끼는 통점(痛點),
물체가 닿는 것을 느끼는 촉점(觸點)이 있다.

통증까지 유발하는 차가운 느낌
사람의 몸에는 혈액으로부터 온도를 감지할 수도 있도록 뇌의 시상 하부에 있는 온도 수용기가 있다. 피부에 있는 감각 수용체로 외부의 온도나 압력을 받아들이는 감각을 피부 감각이라 한다. 피부 감각에는 물체를 누르는 것을 느끼는 감각점인 압점壓點, 차가운 것을 느끼는 냉점冷點, 따뜻한 것을 느끼는 온점溫點, 아픈 감각을 느끼는 통점痛點, 물체가 닿는 것을 느끼는 촉점觸點이 있다. 모두 피부에 점으로 분포된 감각점이다. 피부가 자극을 받으면 해당하는 감각점이 작용해 감각 신경에 전달되고 이를 대뇌로 보내서 몸을 조절할 수 있게 한다.
감각점 중에서 온도 자극을 느끼게 하는 것은 온점과 냉점이다. 이들의 분포 밀도는 신체 부위에 따라 차이가 있지만, 온점은 1㎠당 평균 0~3개, 냉점은 6~23개가 있다. 사람의 몸 전체에는 약 3만 개의 온점이 있으며, 약 25만 개의 냉점이 있다. 이처럼 냉점이 온점보다 훨씬 많고 피부 표면 가까이에 분포하기 때문에 사람은 더위나 따뜻함보다도 추위나 차가움에 민감하게 반응한다.
온점은 피부의 비교적 깊은 부분인 혈관망 근처에 있고 25℃ 이상에서 주로 작용하며 온도가 올라가는 것에 반응하므로 체온조절에도 중요한 역할을 한다. 반면 냉점은 온도가 내려가는 것에 반응하며 20℃ 이하에서 작용한다. 냉점은 아픔을 느끼는 통점과 동시에 작용하는 경우가 많다.
일반적으로 차가움은 냉점이 작용할 때 느끼는 감각이지만, 차가움이 지나치면 통점의 감각을 작용하므로 동시에 아픔도 느낀다. 통점은 피부 1㎠에 100~200개 정도로 다른 감각점보다 많이 분포한다. 이는 신체 손상을 빨리 자각해 신체를 보호하기 위해서다. 냉점이 통점과 연결되는 것은 동상을 방지하기 위한 것이라고도 한다.
주거 환경에서 온열에너지 방사가 없는 콘크리트와 같은 무기질 재료, 즉 냉복사 재료는 피부의 냉점을 지속해서 자극한다. 냉점이 많은 건축 재료는 그 속에서 사는 거주자에게 참을 수 없는 연속적인 고통을 준다. 이를 해결하려면 외부로부터 에너지 공급이 필요하다. 그래서 목재와 같이 온열에너지가 좋은 주거환경 재료를 건축에 사용해야 하는 이유다.

온도에 따라 목재 바닥과 콘크리트 바닥에서 느끼는 발의 쾌적감 정도. 발 온도가 떨어지면
에너지 소모가 많아져서 불쾌감을 느낀다. 콘크리트 바닥의 경우는 마감재와 관계없이
시간이 지나면 불쾌감을 느낀다.

학생들의 학습효과 올려주는 교실
차가운 곳에 가면 발이 시리다. 시간이 지나면서 발가락이 끊어질 것 같은 통증으로 이어진다. 냉점이 통점과 동시에 작용하기 때문이다. 일본의 한 학교 교실에서 학생들이 발로 느끼는 피부감각을 측정한 연구결과가 매우 흥미롭다. 겨울철인 12월, 1월, 2월의 3개월 동안 학생들이 생활하는 오전 8시부터 오후 4시까지 매시간 교실 안의 온도와 습도를 측정했다.
그 결과, 콘크리트 교실에 있는 학생들은 생활 시간대의 45%가 10℃ 이하 상태에서 공부하고 있는 것으로 나타났다. 또 목조 건물에는 측정 온도의 분포점이 모여 있지만, 철근 콘크리트 건물은 온도 분포점이 넓게 퍼져 있었다. 목조 교실에서는 10℃ 부근에 분포점이 없다. 반면 콘크리트에서는 10℃ 이하로 머무는 시간이 많았다.
측정 지점이 발바닥에서 5cm 부근 온도로 콘크리트에서는 발이 시리고 춥다. 발 온도가 17℃ 이하가 되면 불쾌감을 느끼고, 12℃ 이하에서는 극한의 차가움을 감지하며, 7℃ 이하에서는 통증으로 이어진다. 교실에 들어가서 5분이 지나면서부터 시간이 지날수록 통증은 더 크게 나타났다. 학생들의 집중력이 크게 떨어지는 등 학습효과는 크게 떨어졌다.
이러한 극한 환경이 지속하면, 지나친 스트레스에 의해 자율신경이나 호르몬 밸런스가 붕괴하고, 혈류장애나 세포의 에너지가 떨어지면서 저체온증이 올 수 있다. 체온이 한 번 내려가면 면역력이 떨어지고, 여러 가지 병을 유발하거나 더 악화시키는 위험성이 높아질 수 있다.
반면 편안함을 느낄 때 나오는 뇌파인 알파파가 목재를 사용한 교실에서는 높게 나타났다. 체온이 한 번 오르면, 면역 기능을 가진 백혈구의 능력과 정도가 높아짐과 동시에 산소도 활성화돼 기초대사가 12% 상승하고 면역력이 30% 늘어난다고 한다.
목재 교실은 학생들에게 스트레스를 완화해 줌으로써 편안하고 우아하면서도 포용력이 있는 환경을 형성시키고 있음을 알 수 있다. 이처럼 따스하고 생동적인 목재 환경은 재료의 광택이나 소리, 열, 강도 등의 물리적인 특성에 좋게 반응해 사람의 생리적 반응에 위화감을 주지 않기 때문이다.

목재 바닥과 콘크리트 바닥의 교실 환경을 조사하기 위한 실험을 위해 10℃ 환경에서
양말을 벗고 바닥에서 10분이 지났을 때 발바닥의 온도를 측정했다. 그 결과,
목재 바닥에서는 발가락 끝 부분만 14℃ 이하로 떨어졌다. 그러나 콘크리트 바닥은 발바닥 대부분이
14℃ 이하를 나타내 집중력이 크게 떨어지는 것으로 집계됐다.

낮은 온도에서도 쾌적감을 주는 목재
콘크리트에는 냉복사가 있다. 차가움을 느끼는 냉복사는 실내온도가 낮기 때문이 아니고 바닥이나 벽, 천장의 표면온도가 낮기 때문이다. 이 때문에 신체는 콘크리트 표면을 향해 열방사가 일어나게 되고 열을 빼앗기는 방열이 발생한다. 그러므로 실내의 난방온도를 높여도 금방 따뜻해지는 기분을 느끼지 못하며 발목이 시리고 오싹한 한기를 느끼게 된다. 따라서 난방비 부담이 늘어날 뿐만 아니라 쾌적함이 없는 주거환경이 된다.
사람이 추위를 느끼는 것은 온도, 습도, 기류, 착의량, 복사열, 대사량의 6가지 요소에서 온다. 복사열은 떨어져 있는 곳의 열원에서 나오는 에너지를 말한다. 불을 쬐면서 나오는 열이나 태양열 등도 이에 해당한다. 겨울철 창가가 춥다고 느끼는 것도 창문에서 냉복사가 일어나기 때문이다.
목재를 바닥, 벽, 천장 등의 인테리어에 사용하면 복사열이 높아진다. 이러한 실내에서는 실온은 낮아도 신체적으로 느끼는 체감 온도는 높아진다. 복사열이 높아지면 실온이 20℃ 정도라도 충분히 따뜻함을 느낄 수 있다. 별도의 난방이 없는 낮은 실내온도에서도 쾌적감을 얻을 수 있다. 목재는 복사열이 높아서 여름에는 콘크리트보다 더 더울 수도 있다. 이런 문제는 건물을 시공할 때 단열 부분을 보강하면 해결된다.
그래서 최근에는 지붕과 벽체 사이에 단열재를 보강하고 더운 공기를 빨리 뽑아내는 통기층을 두어 이러한 문제를 해소하고 있다. 그러나 콘크리트의 경우 한낮의 열이 콘크리트에 축적되기 때문에 밤에는 더위가 오랫동안 지속한다. 도시 열섬효과의 원인이 된다.

목재 바닥은 실온에서 시간이 지나면 따뜻함을 계속 느끼게 되지만, 콘크리트 바닥은
점차 발가락과 발목이 시려오면서 극심한 통증으로 이어진다.
바닥 재료와 접촉했을 때 열류량. 접촉하고 10분 후의 열류량은
철재, 콘크리트, 목질 바닥재, 카펫, 다다미의 순으로 낮았다. 피부의 열류량은 온도가 낮을수록
크게 느끼게 되므로 피복 등 보온이 필요하다.