1. 서론
1-1 연구의 배경 및 목적
우리의 전통주거인 한옥(목구조방식을 기본으로 자연재료로 마감된 건축물)이 새롭게 조명되고 있다. 완벽한 한옥의 재현이 아니라 한옥을 창조적으로 재해석해 현대사회의 시스템과 새로운 프로그램 요구에 대응하며 혁신적인 건축기술을 적용하고, 우수한 친환경적인 건축 재료를 사용해 그 특징을 살린 21세기에 적합한 한옥건설(신 한옥)이 서서히 건강이라는 코드에 맞춰 새롭게 탄생하고 있다. 그러나 현대재료에 전통목구조를 결합하는 신 한옥에서는 장스팬과 2층 이상의 구성을 요구돼 있으나 이러한 목조구조를 이와 같은 구조의 건축물에 이용하기 위한 국내의 연구는 거의 전무한 실정이다.

1.2 연구의 범위 및 방법
한옥의 중요 공정인 구조부분에 대한 일반목재사용 부분을 집성목재 사용으로 가정해 비교한 결과 종래시공방식의 비용보다 전체 35%를 절감할 수 있었으며 그 중 재료부분은 45%가 목재부분을 차지하고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 시공단계에서 인건비 절감 및 공사기간의 단축이 가능했다.
이에 본 연구는 일반목재 단가와 집성목재의 단가 비교 및 집성목재의 역학적 성능 검토, 집성재 사용 부재의 가능성, 시방서 제작 검토 등을 비교분석 실시한다. 이 분석사항을 바탕으로 한옥 건축 시공비에 대한 원가절감 및 새로운 형태의 집성목재를 한옥에 적용하는 방안요소를 도출하여 한옥의 보급이 활성화될 수 있도록 하고자 한다.

2. 이론적 고찰
2.1 집성목재의 적용연구
2.1.1 한옥에 대한 집성목재 사용
한옥에서 목재는 대부분 기둥과 보, 도리 그리고 서까래에 주로 사용된다. 기둥이나 보와 같은 대구경 부재 치목의 문제점은 전동공구로 치목을 하는 경우 종래의 수공구에 비해 대형부재의 가공이 용이하고 목수의 숙련도에 따라 정밀가공도 가능하지만 변형의 우려가 높다. 그러나 구조용 집성재는 여러 개의 층재를 접착시켜 제조되므로 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
KS F 3021규격에 따르면 충재 구성에 따라 3종류 단면의 크기에 따라 3종류, 사용 환경에 따라 2종류가 있다.

2.1.2 구조용집성재의 재료 특징
① 강도성능 우수
일반목재가 지니고 있는 자연적 결점인 옹이와 섬유경사, 내부 할렬 등에서 구조적으로 영향을 미치는 결점을 선별 절단 제거하고 함수율을 엄격히 통제함으로써 재질의 균일성을 확보할 수 있다. 단면구성도 자유로워 강도적으로 균일한 대단면재를 공업적으로 양산할 수 있다. 또한 단면 설계에 맞춰 충재 구성도 조절할 수 있어 강도등급에 적합한 구조용 재료를 경제적으로 제조할 수 있으며 보통 구조용 집성재는 일반목재에 비해 1.5배 이상의 강도를 가지고 있다.

② 적은변형에 따른 치수안정성 우수
구조용집성재에 사용되는 모든 충재는 건조해 사용함으로 집성재를 구성했을 때 휨, 비틀림 등의 원인이 되는 건조수축이 거의 일어나지 않아 치수의 안전성을 현격하게 향상할 수 있다.

③ 형상, 크기에 제한 없는 가공 생산성
구조용집성재는 목재를 잇고 적층 접착해 제조하는 재료임으로 형상과 크기, 길이를 자유롭게 설계하고 제조할 수 있다. 또한 부재의 길이 방향으로 아치형태로 만곡할 수도 있고 변단면으로 제조할 수도 있으며 부재의 길이도 원하는 대로 길게 만들 수 있어 구조설계를 연출할 수 있다.

⑤ 집성목재의 치수허용차
치수 허용차(KS F3021)는 집성재의 두께, 나비 및 길이의 허용차는 아래의 표와 같다. 굽음의 허용차는 길이의 600㎝ 이하의 부재는 ±6㎜, 길이 600㎝ 이상 부재는 길이 600㎝ 증가마다 ±3㎜씩 허용한도를 증가시키고 허용 한도 최댓값은 19㎜ 이하로 한다. 접합부 설치 등을 위해 부재의 길이방향 특정 위치에 가공을 하는 경우의 허용차는 길이 600㎝ 이하 부재는 ±1.5㎜, 길이 600㎝ 이상 부재는 길이의 0.025%로 한다.

2.2 집성목을 사용한 시공사례

아웃도어 레저용품 매장인 REI社의 시애틀 매장은 레저용품 판매장으로서의 특징을 돋보이게 하기 위해 기존 목재에 비해 효율성이 높은 집성재가 사용됐다. 지붕트러스, 지붕 마룻대, 바닥 및 외부 기둥과 들보에 집성재가 사용됐고 지주로 하중과 미적 측면을 고려해 집성재와 철재 및 콘크리트가 사용됐다.
캘리포니아 애너하임 지역의 명물로 자리 잡은 디즈니 아이스링크의 천장은 안장형 곡선으로 목재의 곡선미를 최대한 부각시켰다. 초기 설계단계에서는 지붕재로 철근이 언급됐으나 결국 비용면에서 우세한 집성재가 선택됐다. 곡선형 집성재의 생산 공기는 길 지 않기 때문에 전체 공기에 영향을 주지 않았다. 

3. 집성목재 활성화 방안
현재 대부분 한옥시공은 장인과 전문 기술자에 의해 진행되고 있고 이처럼 체계화되지 않은 시공방식은 현대적인 목조주택에 비해 공사기간 및 공사비 증가의 원인이 되며 시공성능을 확보하기 어려운 한계점을 가지고 있어 한옥 보급의 활성화의 한계요인으로 작용한다. 따라서 한옥 대량생산을 위해서는 아래와 같은 기술요소가 필요하다.

1. 한옥구조의 규격별 집성목재 적용기준안 개발
2. 부재의 규격 표준화와 부재 가공의 기계화
3. 조립공법의 간이화 등 접합 기술 개발과 표준화
4. 목재의 가공방식 개발과 신 재료의 개발
5. 목조 기술자들의 인력관리 체계화
6. 한옥에 대한 인식수준을 확대할 홍보 전략 수립

위와 같이 집성목재에 대한 사용 방안을 한옥에 적용함으로써 얻을 수 있는 장점으로는 친환경적 건축시스템을 갖추고 공사비를 절감해 경제성을 확보함은 물론 기계화를 통한 균일한 건축 가공품질도 확보할 수 있다. 또한 집성목재는 균열이나 파손이 일어나지 않고 내부 할렬 등에서 구조적으로 영향을 미치지 않아 구조적으로 안정적이며 결점을 함수율을 엄격히 통제함으로써 재질의 균일성을 확보할 수 있으며 대공간을 연출하고 다층의 규모로 건축되는 등 강도성능이 일반목재보다 뛰어나며 차후 유지관리에도 용이하다.

4. 결론
유럽이나 북미 등 해외 선진국에서는 자국의 실정에 맞는 목조건축 기술과 부재공급 시스템을 개발 보급해 산업화를 이룩하고 있다. 국내에서도 일부 외국의 부재가공 기계 및 기술을 도입해 국내 한옥에 접목하고자 하는 노력이 있으나 한옥 부재생산 및 가공, 접합에 있어서의 특수성과 한국적 건축 정서를 충분히 고려하지 않아 큰 어려움을 겪고 있다. 한옥에 대해 발전과 현대화에 맞게 하기 위해서는 단층에서 탈피하고 대공간을 연출함으로써 한옥의 보급화에 큰 기여를 할 수 있기에는 집성목재를 사용하는 방법이 최선의 대안이라 생각한다.

논문 작성자
최지혜 서울과학기술대학교 학사과정
옥종호 서울과학기술대학교 건축학부 교수(교신저자)