목조건축의 내화성능, 목조건축은 화재에 안전할까? 안전하다!
국내 포털사이트에서 목조건축 또는 목조주택이라는 키워드로 뉴스를 검색해보면, “OO지역 목조주택 화재로 전소, OO지역 목조주택 화재.. 인명피해 없어”와 같은 제목으로 뉴스들이 올라오는 것을 보게 된다. 하지만, 철근콘크리트 주택 화재, 철골조 주택 화재 등과 같이, 다른 구조형식을 뉴스 제목으로 하여 건축물에서 화재가 발생되었다는 기사는 거의 찾아볼 수가 없다.
아무래도 목재는 탄다라는 인식이 기본적이기 때문에, 다른 구조형식과는 다르게, 앞서와 같은 뉴스 기사 제목들이 만들어지는 것 같다. 과연, 목조건축은 화재에 안전할까?
먼저, 건물 내부에서 화재가 발생했을 때 사람들을 안전하지 못하게 하는 요소는 유독가스이다. 화재가 나게 되면, 건물 내부에 있는 사람들에게 바로 직접적으로 영향을 미치는 것은 불보다는 연기인 유독가스이다. 이 유독가스의 발생은 건축물의 구조형식에 영향을 받기보다 내부 마감재나 가구 등에 의해 1차적으로 발생되기 때문에, 목조건축이라고 해서, 더 취약하다고 할 수는 없다. 다음 요소는 화재가 발생되는 동안, 건물이 무너지지 않고, 사람들이 대피할 수 있게 시간을 벌어주는 내화구조이다. 즉, 타지 않는 것이 아닌, 피난시간을 확보할 수 있게 하는 구조를 말한다.
‘건축물의 피난-방화구조 등의 기준에 관한 규칙’의 그림 1. 내화구조의 성능기준에 의해, 건축물의 용도, 층수, 높이 등에 따라, 벽체, 바닥, 기둥, 지붕 등 부위별로 요구되는 내화시간을 준수하여 설계 및 시공해야 한다.
현재 기준으로 단독주택 3층 이하는 내화구조 기준을 적용하지 않아도 되지만, 일정 규모 이상의 다가구 주택이나 다세대 주택, 단독주택 4층 이상, 단독주택 이외의 다른 용도의 건축물인 경우는 내화구조 기준에서 요구하는 내화시간을 충족해야 한다.
국내에서 높은 비율을 차지하고 있는 철근 콘크리트조의 경우, 내화시간을 확보하는 방법이 서술법규로 기준 상에 서술되어 있어, 일정 두께 이상으로 벽체나, 기둥, 바닥 등에 대한 스펙을 잡으면 된다. 반면, 목조 건축의 경우, 내화성능 시험을 거쳐 검증된 인정서 기준에 따라, 부위별로 단면을 설계 하고 시공해야 한다.
경골목구조의 경우, (사)한국목조건축협회, 캐나다우드 한국사무소의 노력과 지원으로 한국건설기술연구원에서 인정하는 외벽, 바닥, 내벽 등 5가지 정도의 1시간 내화구조 인정서가 마련되어 있으며, KS표준 KSF 1611-1에는 지붕 30분에 대한 내화구조 표준도 추가로 마련되어 있다. 경골 목구조 내화구조의 주요 자재는 방화 석고 보드라고 보면 된다. 이 내화구조 인정서는 (사)한국목조건축협회나 캐나다우드 한국 사무소 홈페이지에서 다운받을 수 있다.
중목구조의 경우, 국립산림과학원의 주두로 기둥과 보로 사용할 수 있는 구조용 집성재(Glulam)와 철근콘크리트 벽체나 바닥처럼 면 단위로 사용할 수 있는 구조용 집성판(Cross Laminated Timber)에 대한 내화성능에 대한 연구가 진행되고 있으며, 구조용 집성판과 구조용 집성재의 내화 구조 인정시간은 1시간뿐만 아니라, 2시간까지도 확보되어 있다.
중목구조의 주요 자재로 사용되는 구조용 집성재와 구조용 집성판의 내화구조는 경골목구조의 내화구조와는 다르게, 목재 자체가 노출되는 구조이므로, 탄화층 두께가 내화구조 적용에 중요한 요소가 된다.
예를 들면, 내화구조 1시간을 요구받는 건축물에서 1시간 내화 성능을 갖는 기둥 부재를 설계해야 할 경우, 내화구조 인정서 상에 기둥 구조용 집성재의 탄화층 두께가 47mm로 되어 있다면, 구조적으로 요구되는 기둥 가로 및 세로 치수에 탄화층 두께인 47mm를 추가하여 기둥 부재 사이즈를 계획해야 한다. 만일 구조적으로 요구되는 기둥 사이즈가 100mm이라면, 내화성능 1시간을 충족해내는 기둥으로 설계하게 되면, 기둥의 최소한 치수는 194㎜×194㎜ 이상이 되어야 하는 것이다.
위와 같이, 목조건축도 다른 구조형식과 동일하게 화재 발생시 사람들이 대피할 수 있게 하기 위한 내화성능을 확보하고 있다. 앞으로 목조건축에 대한 다양한 기술적인 홍보들을 통해 목조건축만 화재에 취약하다는 인식들이 개선되어야 하지 않을까 사료된다.