건축 자재로서의 목재의 장단점 파악하기

목재는 가장 최초로 사용된 건축 재료입니다. 오늘날까지 가장 널리 쓰이고 있는 건축 재료 중 하나입니다. 

건축뿐만이 아니라 인테리어 부분에서도 제외할 수 없는 중요한 자재로써 사용 방법에 따라 그 특징이 여러 형태로 표현된다는 점이 다른 재료와 다르다고 볼 수 있습니다. 이제 목재의 장단점에 대해서 파악해 보도록 하겠습니다. 

 

1. 목재의 장점

 목재는 간단한 도구나 목공 기계에 의해서 여러 가지 형태로 가공될 수 있기 때문에 작업 현장에서도 쉽게 다룰 수가 있습니다. 우리가 가지고 있는 단순한 도구만으로도 쉽게 못이나 볼트, 나사못, 결합 구(fastener) 등을 목재에 박을 수가 있기 때문에 목재를 서로 강하게 결합해 줄 수 있습니다. 이 외에도 접착제를 사용해서 목재를 접착하게 되면 목재 강도 이상으로 강하게 접착시킬 수 있기 때문에 다양한 형태뿐만 아니라 무한한 크기의 목재 부재를 쉽게 제조할 수가 있게 됩니다. 이러한 접착제를 사용하게 되면 삭 편판, 섬유판, 합판뿐만 아니라 대형 목재 truss, 집성 보나 arch, 표면 강화 판상 재료를 제조할 수 있으므로 건축에 있어서 목조 건축물이 경쟁력을 갖출 수 있게 됩니다. 

 

목재는 구조재 중 가장 경량이라고 할 수 있습니다. 또한 무게에 비해서 강도나 탄성이 큽니다. 목재의 기계적인 성질 가운데 두드러지는 것이 무게에 비해서 휨강도가 크다는 사실을 들 수가 있는데 이는 세포벽 구성 물질의 성질과 얇은 벽을 지나는 관 모양의 세포 배열에 의해 나타나는 특성입니다. 미송의 경우에 동일한 무게를 기준으로 비교해 볼 때 탄소 함량이 적은 철 구조재보다 휨강도가 2.6배 정도나 더 우수한 것으로 알려져 있습니다. 

 

철재나 콘크리트는 허용하중 이상을 견디어 낼 수가 없지만, 목재의 경우에는 목재가 부하 된 정하중의 2배 정도까지의 충격 하중에 견딜 수 있기 때문에 기둥이나 보 등의 구조재료로 쓰입니다. 이러한 점을 미루어 볼 때, 항공모함의 갑판이나 지진 같이 갑작스러운 충격을 많이 받는 구조물에 사용하게 되면 강도적으로나 경제적으로도 상당히 효과를 볼 수 있게 됩니다. 왜냐하면 목재가 철재에 비해서 최소한 9배 정도 에너지를 흡수할 수 있는 재료이기 때문입니다. 

 

 또한 목재는 세포로 이루어진 다공질체로서 세포내강에 공기가 내포되어 있기 때문에 우수한 음향적 성질뿐만 아니라 열 및 전기에 대한 절연성이 우수한 재료가 되고 있습니다. 현재 건축에 사용되는 목재 이외의 재료들 가운데 목재만큼 우수한 절연성을 나타내는 것은 거의 없으며, 목재와 비교했을 때 벽돌은 목재보다 6배, 유리창은 8배, 콘크리트는 15배, 철재는 390배, 알루미늄은 1700배의 열 손실을 일으킵니다. 그렇기 때문에 옛날에 사용하던 목제 창문이 잘 짜여 있다면 건물 내부나 외부로 열이 빠져나가는 속도를 저하해주고, 겨울철의 수증기 응축 현상을 최소화시켜 줄 수 있기 때문에 열전도가 높은 금속제 창문을 사용하는 것에 비해 상당한 단열 효과를 나타내게 되는 것입니다. 목재는 이처럼 열전도율이 낮기 때문에 방한, 보온, 방한, 차음의 효과가 크게 됩니다. 

 

또한 목재는 다양한 형태로 가공이 용이하고, 다른 재료와의 조화성이 뛰어납니다. 또한 양호한 환경조건에서 사용이 되면 상당한 내구성을 가지게 됩니다. 이를테면, 부석사의 무량수전 같은 목 구조물이나 해인사의 팔만대장경을 보면 알 수 있고, 튀르키예 앙카라 부근의 Gordius 왕 무덤에 사용된 목재 보는 무려 2,700년이나 된 것으로 목재의 내구성을 보여주는 좋은 예시가 됩니다. 

 

목재는 산이나 알칼리에 대한 저항성이 큽니다. 또 온도 변화에 의한 신축이 적은 편입니다. 

무엇보다도 외관과 감촉이 좋아서 인간에게 친근감을 주게 됩니다. 목재의 세포벽은 hemicellulose, lignin, cellulose 및 추출물로 이루어진 복합체 구조를 지니고 있는데 이러한 각종 세포의 형태와 배열 상태 및 추출물 등이 함께 어우러져 목재의 각기 독특한 자연적인 목리와 무늬 및 색채를 나타내는 아름다운 외관의 재료적 특성을 보여줍니다.   

 

이러한 목재의 자연적인 친밀감과 아름다움은 다른 어떠한 재료보다도 좋을 뿐만 아니라 같은 수종의 목재라고 할지라도

결코 똑같은 모양을 나타내지 않기 때문에 독창적인 멋을 창출할 수가 있습니다. 그렇기 때문에 주로 내장재, 가구재로 쓰이게 됩니다. 

 

 2. 목재의 단점

다양한 장점이 있는 만큼 단점도 존재합니다. 목재의 단점으로는 건조 변형이 심합니다. 또 흡수성이 강하기 때문에 신축이나 변형이 심합니다. 또한 인공 재와 비교할 때 큰 부재를 얻기가 굉장히 어렵습니다. 재의 방향에 따라 강도의 변화가 크기 때문에 사용 용도에 따라 주의를 필요로 하기도 합니다.

 

또 하나의 단점으로는 부패하기 쉽고 병충해의 영향을 받습니다. 목재는 생물에 의한 열화를 입게 되는 재료로서 균이나 박테리아와 같은 미생물 그리고 흰개미 등과 같은 곤충의 침해를 받게 되면 세포벽을 구성하는 물질인 hemicellulose, lignin, cellulose가 단당류나 lignin의 분해 산물로 분해되는데, 이를 예방하기 위해서 수침 법을 이용한 수액을 제거하거나 방부제를 사용하여 방지해야 합니다. 

 

목재는 불에 타는 연소성 재료로서 가연성이기 때문에 내화재로 사용이 불가능하게 됩니다. 대기 중 온도가 270℃일 경우에 자연발화 되고, 400℃일 때 급속히 연소하기 때문에 목재의 이러한 연소성을 반드시 고려해야만 합니다.