국산재의 건축부재 이용과 경쟁력 있는 제품생산을 위한 노력은 초기 잣나무를 이용한 경골 목조트러스의 개발부터 낙엽송을 이용한 구조용 집성재의 개발, 최근에는 리기다소나무를  이용한 틀형 옹벽재 개발에 이르기까지 다양하다.

이와 관련 지난 1990년부터 지금껏 국산재의 건축부재 개발 및 이용기술 개발을 주도해 오고 있는 국립산림과학원(원장 정광수) 목구조연구실 박문재 연구관을 찾아 최근까지의 주요 성과 및 연구개발 사례를 살펴 보았다.


용도개발 위해 건조성능·함수율 평가

1990년대 초. 국산재의 용도개발을 위해 효과적인 건조체계, 집성기술, 단판의 적층기술 등의 개발이 필요했다.

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주요 대상 수종으로는 리기다소나무와 잣나무 간벌재의 용도별 재질평가와 신갈나무를 이용한 단판적층·집성기술개발, 아카시나무를 이용한 상판용 집성기술 개발이 이뤄졌다.

이를 통해 상수리나무 판재에 대한 열기건조조건이 구명되고 건조시간을 단축하는 성과도 이뤄냈다. 또 갈참나무재의 가구부재 이용을 위한 접착내후성 개선이나 굴참나무재의 휨가공 처리에 대한 증자 및 자비처리 기술도 개발됐다.


연구 성과로 품질기준 마련…산업계와 공유

1997년 이후 다양한 수종 가운데 가공처리가 쉽고 내구성이 입증된 잣나무와 낙엽송이 경골 목조트러스와 구조용 집성재로 각각 활발히 연구·개발됐다.

경골 목조트러스는 목조건축에 적용해 재료의 절감과 공기단축을 통한 건축비의 절감을 기대할 수 있는 건축부재로 개발됐다. 국립산림과학원은 당시 잣나무를 이용한 경골 목조트러스 2종을 개발했다. 특히 국산 잣나무의 품질등급별 강도분포를 개발, 침엽수 구조용 제재 규격의 잣나무에 대한 품질기준을 마련하기도 했다.

낙엽송 판재를 이용한 구조용 집성재의 개발은 집성재의 강도성능과 볼트내력강도, 접착성 등을 평가했다. 특히 구조용 집성재의 탄성계수와 휨강도 예측치, 접착 내구성 등은 구조용 집성재 건축의 구조설계에 대한 필수자료로 업계에서 활용되고 있다.


목조건축부재, 구조성능·경제적 가치 개발

목조건축부재의 개발은 1998년 경골 목조트러스의 구조설계기준(안)이 작성되고, W형, 가위형 트러스가 개발되면서 본격화 됐다. 경골 목조트러스의 개발은 기존의 서까래 구조와 대비해 목조건축물의 지붕공사비를 20% 상당 절감할 수 있는 경제적인 성과도 함께했다.

이후로는 국산재 목조주택의 내화평가방법이 수립되는 쾌거를 올렸었다. 경골 목조주택의 화재특성 및 내화구조 법령, 성능시험방법 조사 등을 통해 내화시험방법이 정립(KS F 2257)되고 벽·바닥구조에 대한 내화성능 시험이 이뤄졌다.

또 낙엽송을 이용한 구조용 제재의 구조성능 평가와 목구조 접합부 개발, 대형 목구조물의 대단면 공학부재 개발을 위한 중공건조기술의 개발(특허출원) 등과 철물접합부의 개발로 목구조물의 안정성과 구조 설계 자료를 제공하는 등 다양한 연구 성과를 이룩하고 있다.


한국형 목조건축…테스트하우스 10월 착공

국산재를 이용하려는 장기간에 걸친 건축부재의 개발과 함께 이를 활용할 한국형 목조건축의 개발을 위해 국립산림과학원은 조만간 테스트하우스 건축에 착수할 방침이다.

이를 위해 지난 2월 테스트하우스의 공모를 통해 업체를 선정했으며, 조만간 설계의 최종결과가 발표되는데로 오는 10월 착공에 들어간다는 계획이다.

테스트하우스는 연면적 198㎡(2층, 65평 규모)로 전통한옥의 채 나눔 구조를 적용해 안채와 사랑채, 앞마당과 뒷마당의 개념을 표현한 기둥-보 구조방식의 목조건축물인 것으로 알려져 있다.

국산 제재목의 가공은 프리컷(precut) 가공기기를 사용, 현장에서 맞춤식 공법으로 진행될 예정이며, 전통 한옥의 공간 배치와 함께 처마기능을 살리기 위해 처마의 길이를 경골 목구조보다 길게 하는 등 테스트하우스의 모듈 작업에 시종일관 전력을 다하고 있다.

또 테스트하우스가 완공되는 내년부터는 목조건축물의 조습, 단열, 차음 성능 등의 평가가 가능할 것으로 보고 본격적인 한국형 목조건축의 고유모델 개발과 건축 부재의 개발, 접합부의 개발 등에 착수할 계획이다.

목구조연구실 박문재 박사는 “최근 진행되고 있는 한국형 목조건축의 개발은 단지 초기단계일 뿐”이라며 “향후 수년간 한국형 목조건축의 모델 컨셉 개발과 목조건축의 모델 컨셉을 적용한 테스트 하우스 개발, 목조건축의 구조형식 개발, 건축재료 개발<

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