【전원주택 짓기】 제2의 숲, 중목구조 주택 ④ - 내진성, 내구성 우수한 중목구조

04. 전통 장부맞춤과 철물 공법의 만남

중목구조의 중목은 무거운 하중의 목재를 의미한다. 기본 두께 105㎜ 이상의 무거운 목재를 기둥과 보로 접합해 건물의 하중이 전달되는 구조 방식이다. 기둥과 보를 접합하는 방식엔 두 가지가 있다.

한옥 방식인 ‘재래식 공법(장부맞춤)’과 기둥과 보를 접합하는 부위에 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 프리 컷 공법을 사용한다.

구조재와 구조재가 유기적으로 연결돼 있어 무거운 목재들이 건물을 유연하게 견딘다고 할 수 있다. 이러한 구조 방식은 지진에 유리하다. 최근 경주를 비롯해 지진 발생 빈도가 높아지면서 ‘한반도는 더 이상 지진 안전 국가가 아니다’라는 사실이 밝혀졌다. 따라서 주택뿐만 아니라 소규모 건물에 대한 지진 대비가 필요한 시점이다.

글 ㈜단감건축사사무소 감은희 소장 010-6889-1129

최근 10년간 우리나라 목조주택은 매년 증가하는 추세다. 가계소득의 증가와 웰빙 바람으로 인해 획일화된 아파트에서 벗어나 좀 더 편안하고 자연을 영위할 수 있는 주택을 직접 지어서 살려는 젊은 세대들의 주거 인식 변화도 큰 몫을 하고 있다. 그래서 대도시 근교에 자기만의 목조주택을 지으려는 수요가 지속적으로 증가하는 추세다.

현재 보급된 목조주택은 북미식 2″×4″ 또는 2″×6″ 규격 부재를 사용한 경량목구조가 많지만 중목구조 보급률이 점차 늘어가는 추세다.

진화된 목조주택, 중목구조 장점
뛰어난 내구성_일반 주택의 내구성은 30년 정도인데 비해 목조주택의 내구성은 70년 내외이며, 보수를 통해 100년까지도 유지 가능하다.
화재에 대한 안전성_두께가 있는 목재는 불에 타더라도 표면이 탄화돼 오히려 내부에 불이 미치는 것을 막으므로 화재에 대한 위험이 감소된다.
우수한 단열 성능_목재의 단열 성능은 콘크리트의 4배, 벽돌의 6배, 석재의 15배로 목재 그 자체만으로도 단열 및 보온성이 뛰어나다.
지진에 강한 내진성_부재인 기둥과 보가 모두 철물 또는 장부로 연결돼 서로 맞물린 특성을 갖고 있어 구조적으로 매우 튼튼하면서 자체 유연성을 지니고 있다.
쾌적한 실내 환경 제공_목재는 온·습도 조절 능력이 뛰어나 쾌적감을 주고 무늬의 아름다운 색상은 친숙함을 주며 살균과 방취防臭 성분이 있기에 건강한 주거 환경을 제공한다(피톤치드 효과, 새집증후군의 발생률이 낮음).

경기 성남시 분당구 운중동 연면적 224.01㎡(63.76평) 중목구조주택(철물 공법)‘, 미소드리움’. (1)

인테리어 효과_부재인 기둥-보의 노출로 자연친화적인 인테리어 효과를 누릴 수 있다.
다양한 공간 연출_원목에 비해 치수 제한이 덜한 구조용 집성재를 사용하므로 높은 층고, 긴 스팬 등의 다양한 공간 연출이 가능하다.
시공의 정밀성_프리 컷으로 가공한 부재를 사용해 정밀도가 높아 시공 오차가 거의 발생하지 않는다.
시공 기간 단축_프리 컷으로 재단된 부재를 현장에서 조립하는 방식이므로 시공 기간이 단축된다. 또한, 뛰어난 목수의 기술력이 필요치 않아 인건비를 줄일 수 있다.

경기 성남시 분당구 운중동 연면적 224.01㎡(63.76평) 중목구조주택(철물 공법)‘, 미소드리움’. (2)

중목구조 & 경량목구조
현재 우리나라에 가장 많이 보급돼 있는 북미식 경량목구조는 적은 인력으로 집을 쉽게 짓기 위해 고안된 공법이다. 벽식 구조로, 벽체가 하중을 견디는 기둥 역할을 하고 벽과 바닥을 일체화해 강성을 높이는 구조 방식이다.

-우리나라 목조주택 시장의 85% 이상 차지.
-2″×4″∼12″ 등의 규격 각재를 현장에서 재단해 시공.
-숙련된 목수의 기량에 따라 품질 차이가 난다.
-못 접합 방식이므로 철물로 구조적 보강 작업을 해야 한다.
-주로 현장 재단 시공 방식이다 보니 폐자재 발생률이 높다.

중목구조주택 골조

반면, 중목구조는 전통 한옥과 같이 기둥과 보가 수직하중을 견디는 방식이다. 기둥과 보의 접합 방법에 못을 사용하지 않고 프리 컷 공법과 BF 공법(철물 구조)을 혼합해 사용함으로써 내구성과 내진성이 우수하다. 일본의 경우 1999년에 발생한 진도 7.2의 고베 대지진으로 대대적으로 목조주택 제도를 정비한 후 중목구조 보급률이 대다수를 차지하고 있다.

과거엔 기둥과 보 등의 구조부재 접합 부위를 목수가 먹매김해 수가공으로 절단 및 가공하던 것을 프리 컷 공법이 개발된 이후 CAD/CAM을 이용한 기계로 공장 재단해 신속하고 정밀하게 가공된 구조재를 만든다. 2005년 일본 목조주택 1위 회사 스미토모 린교에서 BF공법을 개발해 교통성 대신의 인정을 취득, 동양 전통의 짜맞춤(장부맞춤) 공법에 철물 구조물을 더해 진도 7.0에 견디는 내진성을 확보했다.

경량목구조주택 골조.

-공장에서 재단된 구조재로 건축물 만드는 방식으로 현장엔 폐자재가 거의 나오지 않는다.
-균일한 부재와 정밀한 시공으로 품질이 우수하다.
-경량목구조와 비교했을 때 1.5~2배 이상 공기工期를 단축한다.
-높은 층고 확보 및 넓은 경간으로 시원한 개방감을 구현할 수 있다.
-리모델링이 쉽다.

중목구조는 기둥에 전달되는 하중을 기초로 전달하는 토대, 건축물의 수직하중을 지지하는 역할과 내력벽의 프레임 기능도 하는 기둥, 건축물의 수직하중을 기둥으로 전달하는 보, 지진 및 바람 등 수평(횡) 하중에 저항하는 내력벽 등으로 이뤄진다.

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