【목재와 주거환경】 ④다양한 기능 고루 갖춘 목재로 피로감성을 줄이다!

우리가 집에서 가장 많은 시간 살이 닿는 곳은 어디일까? 정답은 바로 바닥이다. 집에 있는 동안 맨발과 접촉하는 것은 물론, 좌식 생활이 익숙한 우리나라 사람은 그야말로 하루 종일 바닥과 스킨십을 하고 있다 해도 과언이 아니다. 따라서 바닥은 어떤 천연 벽지나 자연 소재 가구보다 더 건강해야 한다. 우리가 목재를 바닥재로 선택하는 이유다.

글 이동흡 박사 (사) 한국목조건축협회 전무/문화재청 문화재 전문위원
heub2575@gmail.com

인체 부담 고려해 바닥재 선택해야
온돌문화인 우리는 예로부터 좌식 생활에 익숙하다. 신발을 신는 입식 생활과 달리 발바닥이 직접 바닥에 닿기 때문에 바닥재가 신체에 미치는 영향이 크다. 실내 난방이 없던 과거, 겨울철에는 온돌 생활이 많았고, 여름철은 주로 대청마루에서 생활했다. 그러나 최근의 주택은 기밀성이 좋고 단열처리가 잘 되어 있어서 거실 바닥재 위에서 생활하는 비율이 높다. 이는 신발을 벗고 사는 우리 주거환경에 맞는 거실의 바닥 소재가 매우 중요하다는 것을 시사한다.

주거공간에 있어서 바닥 소재가 차지하는 비율이 상당히 높음에도 불구하고 우리는 마루판 재료의 설계나 선택에 있어서 사람의 피로감성을 등한시하고 있다. 인간은 일상생활에서 직업이나 환경에 따른 차이가 있지만, 보통 역무원이 2만~4만 보, 백화점의 점원이 1만~2만 보, 일반 아파트 주부의 경우는 4천~7천 걸음을 걷는다. 이 정도 보행에 필요한 에너지 대사율은 1.5~3.0 정도로, 재료에 따라 생리적으로 대사율도 상당한 차이가 난다. 바닥재의 선택은 걷기에 편해야 하고 피로감이 적어야 한다. 그러기 위해서는 보행할 때 생리적인 생체반응, 즉 인체 부담을 고려할 필요가 있다.

충격을 흡수해 피로를 덜어줘
바닥재로 목재가 적당한 이유는 충격에 대한 흡수력이 있어서다. 목재의 구조를 거시적으로 보면 파이프 모양의 세포가 모여서 만들어진 재료다. 충격이 가해지면 우선 표면의 세포가 망가지고 다음 층의 세포, 그다음의 세포가 차례로 망가지는 것처럼, 충격이 가해지면 파이프 모양의 세포 하나하나가 차례차례 완충 역할을 한다. 이 때문에 충격이 전달되는 시간을 지체시키는 효과가 있다. 충격력의 크기는 그것이 반발하기까지의 시간에 반비례한다. 목재는 충격 시간을 지체시키면서 발생한 충격을 흡수한다.

사람에게 있어서 ‘걷기 쉽다’는 것은 바닥의 소재가 너무 단단하지 않고 부드럽지 않으면서 적당히 충격을 흡수하고 반발하는 ‘적당한 경도’의 소재여야 한다. 이 조건을 만족시키는 소재가 목재다. 바닥재로서 가장 적합한 소재이다. 딱딱한 콘크리트 위를 걷고 있으면 금방 다리가 피곤해져 걷기 어렵다고 느낀 적이 있을 것이다. 이것은 콘크리트가 발에서 받는 힘을 흡수하지 않고 곧바로 발에 반발력이 생기기 때문이다. 콘크리트 위를 걸으면 몸무게의 약 2.5배의 충격이 발목에 전달된다. 반대로 털이 긴 카펫은 걷기 불편하다. 금방 내린 눈 위나 진 땅 위를 걷고 있는 모습을 상상하면 쉽게 이해할 수 있다.

마루판 재료와 신체 부담률에 관한 보고서를 보면, 목재와 다른 재료의 차이를 명확하게 확인할 수 있다. 카펫과 목재, 염화비닐 시트, 콘크리트 위에서 양말을 벗은 상태로 30분간 보행하고, 심장 기능과 시각 기능의 변화를 측정했다. 심장박동 수가 낮으면 그만큼 신체 부담률이 적다는 것을 의미한다. 즉 인체에 유리한 재료라는 뜻이다. 반면에 심장박동 수가 높다는 것은 그 반대의 의미가 된다. 다시 말해 심장박동 간격의 축소율이 높으면 생체 부담이 적고, 낮으면 생체 부담률이 높은 재료다.

측정 결과, 심장박동은 보행시간이 지날수록 증가했으며, 심장박동 수는 콘크리트 > 염화비닐 시트 > 카펫 > 목재의 순으로 낮았다. 목재가 다른 재료보다 신체 부담률이 가장 낮게 나타났다. 또한, 심장박동 간격의 축소율도 목재와 카펫이 다른 재료보다 높아서 생체 부담이 적은 것으로 조사됐다.

어느 백화점의 점원 263명(남자 124명, 여자 139명: 목질 바닥 점포 135명, 비목질계 바닥 점포 128명)을 대상으로 근무 6시간 후에 피로도를 설문 조사했다. 목질 바닥에서는 45%가 피로를 느낀다고 했지만, 카펫은 65%, 염화비닐 타일은 75%, 돌을 붙인 마루에서는 100%가 피로를 느낀다고 답했다. 주로 피로 부위는 발뒤꿈치와 장딴지 및 눈에서 피로를 느낀다고 호소했다. 오랫동안 근무한 직원일수록 목재 바닥을 선호했으며, 고통이나 불편을 호소한 사람이 적었다.

이처럼 바닥재는 우리의 건강과 직접적인 관련이 있다. 보행하면서 다리나 무릎, 허리 등 몸에 오는 충격을 목재가 막아준다. 그렇다면 어떠한 목재를 바닥재로 사용하는 것이 좋을까. 같은 목재라도 그 충격 흡수력은 다양하다. 예를 들면 삼나무와 오동나무처럼 부드러운 목재나 이페와 같이 딱딱한 남방산 활엽수재는 충격 흡수력도 다르다. 딱딱한 목재보다 부드러운 목재일수록 충격 반발 시간이 길고 충격도 흡수하기 좋다.

또한, 바닥재로 이용했을 때 발목에 미치는 부담도 적다. 그러나 무르고 연한 목재는 충격 흡수력은 좋지만, 마모가 잘 된다. 따라서 충격 흡수력 외에도 마찰력이나 내마모성, 내구성 등도 고려해야 한다. 이처럼 목재는 용도나 요구에 맞게 다양하게 선택하고 고를 수 있다는 점도 목재의 장점이다.

‘걷기 쉽다’는 것은 바닥의 소재가 너무 단단하지 않고 부드럽지 않으면서 적당하게 충격을 흡수하고 반발하는‘적당한 경도’의 소재를 말한다. 콘크리트 위를 걷고 있으면 금방 다리가 피곤해져 걷기 어렵다. 이것은 콘크리트가 발에서 받는 힘을 흡수하지 않고 곧바로 발에 반발하기 때문이다. 콘크리트 위를 걸으면 몸무게의 약 2.5배의 충격이 발목에 전달된다. 반대로 털이 긴 카펫은 걷기 불편하다. 목재는 다른 바닥재보다 상해사고 발생률이 낮다.

장애인과 노약자 보호시설에 목재 필요해
우리나라는 바닥에 앉는 좌식문화로 옛날부터 바닥을 덥히는 난방을 하고 있다. 그러나 서구식 난방은 위나 옆에서 온기가 나오므로 방의 위쪽 온도가 상승한다. 사람에게는 따뜻한 온도를 감지하는 온점과 차갑게 느끼는 냉점이 신체 부위에 따라 다르게 분포한다. 특히 따뜻한 온도를 감지하는 온점은 발목과 발바닥에 집중돼 있으므로 서구식 난방에서는 발목과 발바닥이 춥다.

추위에 견디려면 몸속의 에너지 소비가 많아지고 이로 인한 불쾌감이 높아진다. 소재별로 바닥과 가까운 다리 부분의 피부 온도 변화를 측정한 결과, 목재는 발바닥과 발목, 장딴지까지 피부 온도 변화가 거의 없었다. 그러나 콘크리트는 시간이 지날수록 피부 온도가 낮아졌고, 특히 발목 부분의 온도가 급격히 떨어졌다. 노약자나 장애인의 경우 겨울철에는 심장에서 멀리 떨어진 무릎 아래와 같은 말초 부분은 혈액순환이 잘 이루어지지 않는다. 정상인보다 발목 아랫부분이 많이 시리다. 이들이 사용하는 시설을 목재로 만들어 보호할 필요가 절실하다.

바닥 난방에는 열전도율이 낮고 열방사율이 높은 소재가 좋다. 열전달이 적으면 직접 난방에도 화상을 입을 염려가 없고 저온에서 난방 효과를 내는 데도 효과적이다. 목재는 열전도율이 0.1~0.2kcal/mh ℃로 건축재료 중에서는 가장 낮다. 한편 열방사율은 0.9 이상으로 매우 높다. 노약자나 장애인 시설의 바닥재로 최적의 재료다.

카펫, 목재, 염화비닐 시트 및 콘크리트 위에서 양말을 벗은 상태로 30분간 보행하고, 심장기능과 시각 기능의 변화를 검 토했다. 심박도는 보행 시간이 경과할수록 증가하였으며, 심 장 박동수는 콘크리트 > 염화비닐 시트 > 카펫 > 목재의 순으로 낮았다. 목재가 다른 재료보다 신체 부담률이 가장 낮았다. 또한 심장박동 간격의 축소율도 목재와 카펫이 다른 재료보다 높아서 생체 부담이 적었다.

무릎관절 및 성장판 손상 미리 방지해
바닥의 충격 효과와 상해 발생률은 밀접한 관계가 있다. 충격에 의한 상해사고로 관절통, 요통, 탈장, 아킬레스건 절단, 근육 수축, 근육 경련, 근육 이완 등이 있다. 특히 가장 활동이 왕성하고 운동 등을 통해서 심신을 단련해야 할 성장기의 학생들은 성장판을 다치지 않도록 보호해야 한다. 특히 노인의 경우 무릎 통증의 대표적 질환인 무릎관절 손상은 노인 건강에 치명적이다.

나무는 자라면서 바람이 불면 수목은 휘어졌다, 바람이 잦아들면 원래 모습으로 되돌아온다. 이러한 원형복원의 성질이 목재에 남아 있다. 목재가 휘어졌다 다시 본래의 형태로 돌아가는 힘을 바닥재로 이용하면 상해사고를 줄일 수 있다. 달리기나 점프, 방향 전환과 같은 동작이 빈번한 배구나 농구, 핸드볼과 같은 스포츠 활동에서는 충격에 의한 손상이 자주 발생한다. 체육관 바닥과 볼링장, 뜀틀에서 사용하는 로이터 판, 야구 방망이 등 충격 상해가 우려되는 곳에 목재를 사용하는 것은 이러한 원리를 이용한 것이다.

목재의 원형복원력을 제대로 활용하려면 탄성을 흡수할 수 있는 공간이 필요하다. 콘크리트 바닥에 접착제로 붙인 바닥재와 장선과 멍에 위에 바닥재를 깐 바닥은 충격 흡수에 차이가 난다. 장선 위에 설치된 마루판은 판재가 휘어졌다 다시 원상으로 돌아오는 원형복원력이 작용하지만, 콘크리트에 붙인 마루판은 판재의 휨 없이 단지 목재 세포가 찌그러졌다 회복되는 반발력이다.

농구선수나 배구선수가 장선과 멍에가 있는 체육관에서 운동하는 것은 충격 흡수에 목재 원형복원력을 이용한 것이다. 건축 분야에서 목재를 바닥재로 적극 활용해 인체공학적으로 가장 이상적인 주거환경을 만드는 지혜가 필요하다.

바닥 소재별 바닥과 가까운 다리 부분의 피부온도 변화를 측정한 결과, 목재는 발바닥과 발목 및 장딴지까지 피부온도 변화가 거의 없었다. 콘크리트와 그 위에 염화비닐 시트를 붙인 바닥은 시간이 경과할수록 피부온도가 낮아지고, 특히 발목 부분의 온도가 급격히 떨어졌다.

목재가 휘어졌다 다시 본래의 형태로 돌아가는 힘을 바닥재로 이용하면 상해사고를 줄일 수 있다. 콘크리트 바닥에 접착제로 붙인 바닥재와 장선과 멍에 위에 바닥재를 깐 바닥은 충격 흡수에 차이가 난다. 장선 위에 설치된 마루판은 판재가 휘어졌다 다시 원상으로 돌아오는 원형복원력이 작용하지만, 콘크리트에 붙인 마루판은 판재의 휨 없이 단지 목재 세포가 찌그러졌다 회복되는 반발력만 작용하기 때문에 충격 완화의 효과가 떨어진다.